Elektrike Fizikë: Përcaktimi, përvoja, njësi

Elektrike Fizikë - është diçka me të cilën u përballën nga secili prej nesh. Në këtë artikull ne do të shikojmë në konceptet bazë që lidhen me të.

Çfarë është energjia elektrike? Për personin uninitiated është i lidhur me një rrufe apo energjisë TV furnizimit dhe lavatriçe. Ai e di se përdorimi i një energjisë elektrike elektrike. Çfarë tjetër mund të them se ai? Rreth varësisë tonë për energji elektrike të jetë i kujtoi linjave të energjisë. Dikush mund të përmendin disa shembuj të tjerë.

Megjithatë, për shkak të energjisë elektrike shumë fenomene të tjera, më pak të dukshme, por të përditshme. Me të gjithë ata kemi prezantuar fizikës. Elektrike (detyrat, përkufizimet dhe formulat) ne fillojmë për të studiuar në shkollë. Dhe ne mësojmë shumë gjëra interesante. Ajo rezulton, rrahje të zemrës, duke atlet, gjumi fëmijën dhe peshku lundrues - të gjitha të gjeneruar energji elektrike.

Elektroneve dhe protoneve

Ne të përcaktojë konceptet bazë. Nga pikëpamja e shkencëtarit, fizika e energjisë elektrike të lidhur me lëvizjen e elektroneve dhe grimcat e tjera të ngarkuara në substanca të ndryshme. Për këtë arsye, të kuptuarit shkencor të natyrës së fenomenit të interes për ne varet nga niveli i njohurive rreth atomeve dhe grimcave të tyre përbërëse subatomike. Çelësi i këtij kuptimi është elektronet vogël. Atomet e ndonjë substancë që përmban një ose më shumë elektrone lëvizin në orbitash ndryshëm rreth bërthamës, sikurse orbitave planet rreth dielli. Në mënyrë tipike, numri i elektroneve ne nje atom eshte e barabarte me numrin e protoneve në bërthamë. Megjithatë, protonet, duke qenë në mënyrë të konsiderueshme më të rënda se elektronet mund të konsiderohet sikur është përcaktuar në qendër të atomit. Ky model jashtëzakonisht i thjeshtuar i atomit është e mjaftueshme për të shpjeguar bazat e fenomeneve të tilla si fizika e energjisë elektrike.

Çfarë tjetër ju duhet të dini? Elektronet dhe protonet kanë të njëjtën madhe e ngarkuar elektrike (por e shenjë të kundërt), në mënyrë që ata janë tërhequr me njëri-tjetrin. Akuza e protoni është pozitiv dhe elektron - negative. Atom që ka elektron është më e madhe se ose më pak se zakonisht, i quajtur jon. Në qoftë se atomi nuk është e mjaftueshme, ajo quhet një jon pozitiv. Në qoftë se ai përmban një tepricë prej tyre, ajo quhet një jon negative.

Kur elektronet lënë atom që gëzon një farë ngarkuar pozitive. Elektron i lirë të kundërtën e saj - një proton ose lëviz në një atom, ose të kthehet në e mëparshme.

Pse elektronet lë atom?

Kjo është për shkak të disa arsye. Më e zakonshme është fakti se nën impulsit të dritës ose çdo elektron të jashtëm në një elektron atomike në lëvizje mund të nxirret nga orbita e saj. Nxehtësia shkakton atomet të luhaten më të shpejtë. Kjo do të thotë se elektronet mund të emetuar nga atomi i saj. Në reaksioneve kimike, edhe ata lëvizin nga atomi në atom.

Një shembull i mirë i marrëdhënieve të aktivitetit kimike dhe elektrik të muskujve të na japë. Kontrata e fibrave e tyre kur një sinjal elektrike nga sistemi nervor. aktuale elektrike stimulon reaksioneve kimike. Ata gjithashtu të çojë në një reduktim të muskujve. sinjalet e jashtme elektrike janë përdorur shpesh për të nxitur artificialisht aktivitetin e muskujve.

përçueshmëri

Në disa elektroneve substanca nën ndikimin e një të jashtëm lëviz fushë elektrike më lirshëm se në të tjerat. Ata thonë që materiale të tilla kanë përçueshmëri të mirë. Ata janë quajtur përçues. Këto përfshijnë shumicën e metale, gazra të nxehtë dhe disa lëngje. Air, gome dhe vaj, polietileni dhe xhami nuk kryejnë të energjisë elektrike. Ata janë quajtur izolatorëve dhe përdoren për izolimin e përçuesve të mira. Izolatorët ideale (absolutisht nuk kryejnë aktuale) nuk ekziston. Nën kushte të caktuara, elektronet mund të hiqet nga çdo atom. Zakonisht, megjithatë, këto kushte janë kaq të vështirë për të arritur që nga një këndvështrim praktik, një substancë e tillë mund të konsiderohet si jo-përçueshëm.

U njoh me një shkencë si fizike (seksioni "Elektrike"), ne mësojmë se ekziston një grup i veçantë i substancave. Ajo Gjysem perçuesit. Ata sillen pjesërisht si një dielektrike, dhe pjesërisht - si përçues. Këto përfshijnë, në veçanti, përfshijnë: germanium, silic, dhe oksid bakri. Për shkak të pronave të saj të Gjysem perçuesit gjen përdor shumë. Për shembull, ajo mund të jetë një valvul elektrike: si valvul biçikletë gomave ajo mundëson akuzat lëvizin në një drejtim të vetëm. Pajisje të tilla janë quajtur rectifiers. Ata janë përdorur në marrës miniaturë radio, dhe bimë të mëdha të energjisë për të kthyer AC DC.

Ngrohjes është një formë kaotik e lëvizjes të molekulave ose atome dhe temperatura - masë e intensitetit te lëvizjes (në të shumtën metalesh lëvizje poshtë e temperaturës elektron bëhet lirshëm). Kjo do të thotë se rezistenca ndaj lëvizjes së lirë të elektroneve zvogëlohet me uljen e temperaturës. Me fjalë të tjera, përçueshmëri të rritet metalike.

superpercjellshmëri

Në disa substancave në temperatura shumë të ulëta, rezistenca të rrjedhin nga elektronet plotësisht zhduket dhe elektronet të fillojnë të lëvizin ajo vazhdon një kohë të pacaktuar. Ky fenomen quhet superpercjellshmëri. Në një temperaturë disa gradë mbi zero absolute (- 273 ° C) është vërejtur në metale të tilla si kallaji, plumbi, alumini, dhe niob.

gjenerator Van De Graaff

Planprogrami përfshin një shumëllojshmëri të eksperimenteve me energji elektrike. Ka mozhestvo gjeneratorë lloje, njëra prej të cilave ne do të dëshironim për të përpunuar. Akselerator Van De Graaff është përdorur për të marrë tension Superhigh. Nëse një objekt që përmban një tepricë e jonet pozitive, për të vënë në enë, atëherë në sipërfaqen e brendshme të këtij të fundit do të jetë elektrone, dhe në pjesën e jashtme - të njëjtën sasi të jonet pozitive. Nëse tani prekni sipërfaqen e brendshme të objektit të akuzuar, atëherë ajo do të kalojë të gjitha elektronet falas. Në pjesën e jashtme të akuzave pozitive mbeten.

Në Van De Graaff jonet pozitive nga burimi janë aplikuar në një rrip transportieri që shtrihet brenda një sfere metalike. Tape lidhur me sipërfaqen e brendshme të sferës nga një dirigjent në formën e kurrizit. Elektronet rrjedhin nga sipërfaqja e brendshme e sferës. Në anën e jashtme të tij të shfaqet jonet pozitive. Efekti mund të rritet duke përdorur dy gjeneratorë.

aktuale elektrike

Në fizikë shkollave Natyrisht kjo përfshin një gjë të tillë si një rrymë elektrike. Çfarë është ajo? Aktuale elektrike për shkak të lëvizjes së ngarkesave elektrike. Kur llambë elektrike të lidhura me bateri, është kthyer më, rrjedhat aktuale përgjatë tela nga një shtyllë e baterisë në llambë, pastaj nëpër flokët e saj, duke shkaktuar atë të shkëlqim, dhe të kthehet përsëri në tela e dytë për polin tjetër të baterisë. Nëse ju të kthehet kaloni do të hapë qark - trafikut aktual ndalon dhe drita shkon jashtë.

Lëvizje i elektroneve

Aktuale në shumicën e rasteve është një lëvizje urdhëroi të elektroneve në metalike shërben si dirigjent. Të gjitha përçuesve dhe disa substancave të tjera gjithmonë ndodhin disa të rastit lëvizjen e tyre, edhe në qoftë se i tanishëm nuk rrjedhin. Elektronet në substancë mund të jetë relativisht i lirë, ose të lidhura fort. përçues të mirë kanë elektronet të lirë në gjendje për të lëvizur. Por në përçues të varfër ose izolatorëve, shumica e këtyre grimcave është mjaft i lidhur fort me atomet e cila pengon lëvizjen e tyre.

Ndonjëherë natyrore ose artificiale e krijuar në lëvizje dirigjent e elektroneve në një drejtim të caktuar. Kjo rrjedhë është quajtur dhe shoku elektrik. Ajo matet në amper (A). transportuesit aktuale mund të shërbejnë si joneve (në gazrave apo zgjidhje) dhe një "vrimë" (mungesa e elektroneve në lloje të caktuara të Gjysem perçuesit. fundit transportuesit ngarkuara sillen si pozitivisht e rrymës elektrike. Për të detyruar elektronet për të lëvizur në një drejtim apo në një tjetër, kërkohet një forcë. Në natyrë, burimi i saj mund të jetë: ekspozimi ndaj diellit, efektet magnetike dhe reaksioneve kimike disa prej tyre janë përdorur për të prodhuar rrymë elektrike Zakonisht për këtë qëllim janë: .. gjenerator duke përdorur efekte magnetike, dhe element (bateri), efekti i së cilës është për shkak të reaksioneve kimike. Të dy pajisjet, duke krijuar një forcë elektromotor (EMF) elektronet shkaktojë për të lëvizur në një drejtim përgjatë zinxhirit. Madhësia e EMF është i matur në volt (V). Këto janë njësitë bazë të matjes të energjisë.

Madhësia e KMM dhe rrymës janë të ndërlidhura si presion dhe rrjedhin në të lëngshme. gypat e ujit janë gjithmonë të mbushura me ujë nën një presion të caktuar, por uji fillon të rrjedhë vetëm kur valvula është e hapur.

Në mënyrë të ngjashme, qark elektrik mund të jetë i lidhur me një burim të forcës elektromotor, por aty aktual nuk rrjedhin aq kohë sa për të mos krijuar rrugën së bashku që elektronet mund të lëvizin. Ata mund të jenë, për shembull, një llambë ose vakum elektrike të pastër, kaloni këtu luan rolin e një vinç ", e cila prodhon" aktuale.

Raporti ndërmjet aktuale dhe tensionit

Me rritjen e tensionit dhe rritjen aktuale në qark. Studimi sigurisht fizikë, ne e dimë se qarqeve elektrike janë të përbërë nga disa seksione të ndryshme: zakonisht kaloni telat dhe aparatin - konsumit të energjisë elektrike. Ata janë të lidhur të gjithë së bashku, për të siguruar rezistencë ndaj elektrik aktual, i cili (duke supozuar konstante temperatura) nuk ndryshon me kalimin e kohës, por për secilin prej tyre është e ndryshme për këto komponente. Prandaj, në qoftë se i njëjti tension është aplikuar në llambë dhe të hekurit, fluksi i elektroneve në secilin prej pajisjeve do të jetë e ndryshme për shkak të rezistencës së tyre të ndryshme. Rrjedhimisht, aktual rrjedh përmes një pjese të caktuar qark përcaktohet jo vetëm tension, por rezistenca e përçuesve dhe pajisjeve.

Ligji om

Rezistenca elektrike është i matur në ohms (om) në shkencë të tillë siç janë fizika. Elektrike (përkufizimet Formulë eksperimente) - temë e gjerë. Ne nuk do të tregojnë formula komplekse. Për njohjen e parë me temë të mjaft është thënë më lart. Megjithatë, një formulë kjo vlen për të sjellë. Kjo është një punë e lehtë. Për çdo dirigjent apo sistemin e përçuesve dhe pajisjeve marrëdhënien mes tensionit, aktuale dhe rezistenca është dhënë nga: tensionit = rezistencës aktuale x. Kjo është një shprehje matematikore e ligjit om, emëruar në nder të Georg om (1787-1854 gg.), I cili është i pari për të vendosur marrëdhëniet në mes të këtyre tre parametrave.

Elektrike Fizikë - një degë shumë interesante e shkencës. Ne kemi konsideruar vetëm konceptet themelore që lidhen me të. Ti e di se çfarë të energjisë elektrike është, se si është formuar. Ne shpresojmë se ky informacion është i dobishëm për ju.