Sa artikulong ito, matututunan mo ang mga kahulugan ng electric current, amperage at boltahe. Unawain natin ang mga pangunahing katangian at formula ng kasalukuyang, at kung paano protektahan ang iyong sarili mula sa electric current.

Kahulugan

Sa isang aklat-aralin sa pisika mayroong isang kahulugan:

KURYENTE- ito ang iniutos (itinuro) na paggalaw ng mga sisingilin na particle sa ilalim ng impluwensya ng isang electric field. Ang mga particle ay maaaring: mga electron, proton, ions, butas.

Sa akademikong aklat-aralin ang kahulugan ay inilarawan bilang mga sumusunod:

KURYENTE ay ang rate ng pagbabago ng electric charge sa paglipas ng panahon.

• Ang singil ng elektron ay negatibo.
• mga proton- mga particle na may positibong singil;
• mga neutron- na may neutral na singil.

KASALUKUYANG LAKAS ay ang bilang ng mga sisingilin na particle (mga electron, proton, ions, hole) na dumadaloy sa cross section ng conductor.

Ang lahat ng mga pisikal na sangkap, kabilang ang mga metal, ay binubuo ng mga molekula na binubuo ng mga atomo, na binubuo naman ng mga nuclei at mga electron na umiikot sa kanilang paligid. Sa panahon ng mga reaksiyong kemikal Ang mga electron ay lumilipat mula sa isang atom patungo sa isa pa, samakatuwid, ang mga atomo ng isang sangkap ay kulang sa mga elektron, at ang mga atomo ng isa pang sangkap ay may labis sa kanila. Nangangahulugan ito na ang mga sangkap ay may magkasalungat na singil. Kung sila ay magkadikit, ang mga electron ay may posibilidad na lumipat mula sa isang sangkap patungo sa isa pa. Ito ay ang paggalaw ng mga electron na KURYENTE. Isang agos na dadaloy hanggang sa magkapantay ang mga singil ng dalawang sangkap. Ang umalis na elektron ay pinalitan ng isa pa. saan? Mula sa kalapit na atom, hanggang dito - mula sa kapitbahay nito, hanggang sa sukdulan, hanggang sa sukdulan - mula sa negatibong poste ng kasalukuyang pinagmulan (halimbawa, isang baterya). Mula sa kabilang dulo ng konduktor, ang mga electron ay pumupunta sa positibong poste ng kasalukuyang pinagmumulan. Kapag ang lahat ng mga electron sa negatibong poste ay nawala, ang kasalukuyang ay titigil (ang baterya ay patay na).

BOLTAHE ay isang katangian ng electric field at kumakatawan sa potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng dalawang punto sa loob ng electric field.

Parang hindi malinaw. Konduktor- sa pinakasimpleng kaso, ito ay isang wire na gawa sa metal (mas madalas na ginagamit ang tanso at aluminyo). Ang mass ng electron ay 9.10938215(45)×10 -31 kg. Kung ang isang elektron ay may masa, nangangahulugan ito na ito ay materyal. Ngunit ang konduktor ay gawa sa metal, at ang metal ay solid, kaya paano dumadaloy dito ang ilang mga electron?

Ang bilang ng mga electron sa isang sangkap na katumbas ng bilang ng mga proton ay nagsisiguro lamang sa neutralidad nito, at ang kemikal na elemento mismo ay tinutukoy ng bilang ng mga proton at neutron batay sa pana-panahong batas Mendeleev. Kung, puro theoretically, ibawas natin ang lahat ng mga electron nito mula sa masa ng anumang elemento ng kemikal, halos hindi ito lalapit sa masa ng pinakamalapit na elemento ng kemikal. Sobra isang malaking pagkakaiba sa pagitan ng mga masa ng electron at ng nucleus (ang masa ng 1st proton lamang ay humigit-kumulang 1836 na mas malaki kaysa sa masa ng elektron). Ang pagbaba o pagtaas sa bilang ng mga electron ay dapat lamang humantong sa pagbabago sa kabuuang singil ng atom. Ang bilang ng mga electron sa isang indibidwal na atom ay palaging variable. Iniwan nila ito dahil sa thermal movement, o bumalik, na nawalan ng enerhiya.

Kung ang mga electron ay gumagalaw nang direksyon, nangangahulugan ito na "iniiwan" nila ang kanilang atom, at ang atomic mass ay hindi mawawala at, bilang resulta, nagbabago at komposisyong kemikal konduktor? Hindi. Ang isang elemento ng kemikal ay tinutukoy hindi sa pamamagitan ng atomic mass, ngunit sa pamamagitan ng bilang ng mga PROTON sa nucleus ng isang atom., at wala nang iba pa. Sa kasong ito, ang pagkakaroon o kawalan ng mga electron o neutron sa isang atom ay hindi mahalaga. Idagdag natin - ibawas ang mga electron - nakakakuha tayo ng isang ion; idagdag - ibawas ang mga neutron - nakakakuha tayo ng isotope. Sa kasong ito, ang elemento ng kemikal ay mananatiling pareho.

Sa mga proton, ibang kuwento ito: ang isang proton ay hydrogen, dalawang proton ay helium, tatlong proton ay lithium, atbp. (tingnan ang periodic table). Samakatuwid, gaano man kalaki ang kasalukuyang dumaan sa konduktor, hindi magbabago ang kemikal na komposisyon nito.

Ang mga electrolyte ay isa pang bagay. Dito NAGBABAGO ang COMPOSITION NG CHEMICAL. Ang mga elemento ng electrolyte ay inilabas mula sa solusyon sa ilalim ng impluwensya ng kasalukuyang. Kapag nailabas ang lahat, titigil ang agos. Ito ay dahil ang mga tagadala ng singil sa mga electrolyte ay mga ion.

meron mga elemento ng kemikal walang mga electron:

1. Atomic cosmic hydrogen.

2. Mga gas sa itaas na layer ng atmospera ng Earth at iba pang mga planeta na may atmospera.

2. Ang lahat ng mga sangkap ay nasa estado ng plasma.

3. Sa accelerators, colliders.

Sa ilalim ng impluwensya ng electric current mga kemikal na sangkap(konduktor) ay maaaring "magkakalat". Halimbawa, isang piyus. Ang mga gumagalaw na electron ay nagtulak sa mga atomo na magkahiwalay sa kanilang landas; kung ang agos ay malakas, ang kristal na sala-sala ng konduktor ay masisira at ang konduktor ay natutunaw.

Isaalang-alang natin ang pagpapatakbo ng mga electric vacuum device.

Ipaalala ko sa iyo na sa panahon ng pagkilos ng isang electric current sa isang ordinaryong konduktor, ang isang elektron, na umaalis sa lugar nito, ay nag-iiwan ng isang "butas" doon, na pagkatapos ay napuno ng isang elektron mula sa isa pang atom, kung saan isang butas din ang nabuo. , na pagkatapos ay napuno ng isa pang electron. Ang buong proseso ng paggalaw ng elektron ay nangyayari sa isang direksyon, at ang paggalaw ng "mga butas" ay nangyayari sa kabaligtaran na direksyon. Iyon ay, ang butas ay isang pansamantalang kababalaghan; ito ay napupuno pa rin. Ang pagpuno ay kinakailangan upang mapanatili ang balanse ng singil sa atom.

Ngayon tingnan natin ang pagpapatakbo ng isang electric vacuum device. Halimbawa, kunin natin ang pinakasimpleng diode - isang kenotron. Ang mga electron sa diode sa panahon ng pagkilos ng electric current ay ibinubuga ng cathode patungo sa anode. Ang katod ay pinahiran ng mga espesyal na metal oxide, na nagpapadali sa pagtakas ng mga electron mula sa katod patungo sa vacuum (mababang pag-andar ng trabaho). Walang reserba ng mga electron sa manipis na pelikulang ito. Upang matiyak ang paglabas ng mga electron, ang katod ay malakas na pinainit gamit ang isang filament. Sa paglipas ng panahon, ang mainit na pelikula ay sumingaw, tumira sa mga dingding ng prasko, at bumababa ang emissivity ng katod. At ang naturang electronic vacuum device ay itinapon lamang. At kung ang aparato ay mahal, ito ay naibalik. Upang maibalik ito, ang prasko ay hindi na-solder, ang katod ay pinalitan ng bago, pagkatapos ay ang prasko ay tinatakan pabalik.

Ang mga electron sa isang konduktor ay gumagalaw na "dinadala ang kanilang mga sarili" kuryente, at ang katod ay pinupuno ng mga electron mula sa konduktor na konektado sa katod. Ang mga electron na umaalis sa cathode ay pinapalitan ng mga electron mula sa kasalukuyang pinagmulan.

Ang konsepto ng "bilis ng paggalaw ng electric current" ay hindi umiiral. Sa bilis na malapit sa bilis ng liwanag (300,000 km/s), ang isang electric field ay kumakalat sa pamamagitan ng konduktor, sa ilalim ng impluwensya kung saan ang lahat ng mga electron ay nagsisimulang gumalaw sa mababang bilis, na humigit-kumulang katumbas ng 0.007 mm/s, hindi nalilimutang magmadali din ng magulo sa thermal motion.

Unawain natin ngayon ang mga pangunahing katangian ng kasalukuyang

Isipin natin ang larawan: Mayroon ka bang pamantayan kahon ng karton na may matapang na inumin para sa 12 bote. At sinusubukan mong maglagay ng isa pang bote doon. Sabihin nating nagtagumpay ka, ngunit halos hindi nakahawak ang kahon. Maglagay ka ng isa pa doon, at biglang nabasag ang kahon at nahulog ang mga bote.

Ang isang kahon ng mga bote ay maihahambing sa isang cross-section ng isang konduktor:

Ang mas malawak na kahon (mas makapal ang wire), ang malaking dami bote (CURRENT POWER), maaari itong maglaman (provide).

Maaari kang maglagay ng isa hanggang 12 bote sa isang kahon (sa isang konduktor) - hindi ito mahuhulog (ang konduktor ay hindi masusunog), at mas malaking bilang mga bote ( malaking lakas kasalukuyang) hindi ito naglalaman (kumakatawan sa paglaban).
Kung maglalagay kami ng isa pang kahon sa ibabaw ng kahon, pagkatapos ay sa isang yunit ng lugar (conductor cross-section) ay maglalagay kami ng hindi 12, ngunit 24 na bote, isa pa sa itaas - 36 na bote. Ang isa sa mga kahon (isang palapag) ay maaaring kunin bilang isang yunit na katulad ng VOLTAGE ng electric current.

Kung mas malawak ang kahon (mas mababa ang resistensya), mas maraming bote (kasalukuyan) ang maibibigay nito.

Sa pamamagitan ng pagtaas ng taas ng mga kahon (boltahe), maaari nating taasan ang kabuuang bilang ng mga bote (POWER) nang hindi sinisira ang mga kahon (conductor).

Gamit ang aming pagkakatulad nakuha namin:

Ang kabuuang bilang ng mga bote ay POWER

Ang bilang ng mga bote sa isang kahon (layer) ay ang KASALUKUYANG KAPANGYARIHAN

Ang bilang ng mga kahon sa taas (sahig) ay VOLTAGE

Ang lapad ng kahon (kapasidad) ay ang RESISTANCE ng electrical circuit section

Sa pamamagitan ng mga pagkakatulad sa itaas, dumating kami sa " BATAS NI OMA", na tinatawag ding Ohm's Law para sa isang seksyon ng isang circuit. Katawanin natin ito bilang isang pormula:

saan ako - kasalukuyang lakas, U R - paglaban.

Sa madaling salita, ganito ang tunog: Ang kasalukuyang ay direktang proporsyonal sa boltahe at inversely proporsyonal sa paglaban.

Bilang karagdagan, dumating kami sa " BATAS NI WATT". Ilarawan din natin ito sa anyo ng isang formula:

saan ako - kasalukuyang lakas, U - boltahe (potensyal na pagkakaiba), R – kapangyarihan.

Sa madaling salita, ganito ang tunog: Ang kapangyarihan ay katumbas ng produkto ng kasalukuyang at boltahe.

Lakas ng kuryente sinusukat ng isang instrumento na tinatawag na Ammeter. Tulad ng iyong nahulaan, ang dami ng electric current (ang halaga ng singil na inilipat) ay sinusukat sa amperes. Upang mapataas ang hanay ng mga yunit ng mga pagtatalaga ng pagbabago, mayroong multiplicity prefix gaya ng micro - microampere (µA), milya - milliampere (mA). Ang iba pang mga console ay hindi ginagamit sa pang-araw-araw na paggamit. Halimbawa: Sinasabi at isinusulat nila ang "sampung libong amperes", ngunit hindi nila sinasabi o isinulat ang 10 kiloamperes. Ang ganitong mga halaga sa ordinaryong buhay hindi totoo. Ang parehong ay maaaring sinabi tungkol sa nanoamps. Karaniwang sinasabi at isinusulat nila ang 1×10 -9 Amperes.

Boltahe ng kuryente(electric potential) ay sinusukat ng isang device na tinatawag na Voltmeter, gaya ng nahulaan mo, ang boltahe, ibig sabihin, ang potensyal na pagkakaiba na nagiging sanhi ng pag-agos ng kasalukuyang, ay sinusukat sa Volts (V). Tulad ng para sa kasalukuyang, upang madagdagan ang hanay ng mga pagtatalaga, mayroong maraming mga prefix: (micro - microvolt (μV), milya - millivolt (mV), kilo - kilovolt (kV), mega - megavolt (MV). Ang boltahe ay tinatawag ding EMF - puwersa ng electromotive.

Elektrisidad na paglaban sinusukat ng isang aparato na tinatawag na Ohmmeter, tulad ng nahulaan mo, ang yunit ng paglaban ay Ohm (Ohm). Tulad ng para sa kasalukuyang at boltahe, mayroong multiplicity prefix: kilo - kiloohm (kOhm), mega - megaohm (MOhm). Ang ibang mga kahulugan ay hindi totoo sa pang-araw-araw na buhay.

Mas maaga, natutunan mo na ang paglaban ng isang konduktor ay direktang nakasalalay sa diameter ng konduktor. Dito maaari nating idagdag na kung ang isang malaking electric current ay inilapat sa isang manipis na konduktor, hindi ito makakalampas dito, kaya naman ito ay uminit nang husto at, sa huli, ay maaaring matunaw. Ang pagpapatakbo ng mga piyus ay batay sa prinsipyong ito.

Ang mga atomo ng anumang sangkap ay matatagpuan sa ilang distansya mula sa bawat isa. Sa mga metal, ang mga distansya sa pagitan ng mga atomo ay napakaliit na halos magkadikit ang mga shell ng elektron. Ito ay nagpapahintulot sa mga electron na malayang gumala mula sa nucleus patungo sa nucleus, na lumilikha ng isang electric current, kaya naman ang mga metal, pati na rin ang ilang iba pang mga sangkap, ay mga CONDUCTOR ng kuryente. Ang iba pang mga sangkap, sa kabaligtaran, ay may malawak na espasyo na mga atomo, mga electron na mahigpit na nakagapos sa nucleus, na hindi malayang gumagalaw. Ang mga naturang substance ay hindi conductor at kadalasang tinatawag na DIELECTRICS, ang pinakasikat sa mga ito ay goma. Ito ang sagot sa tanong kung bakit gawa sa metal ang mga electrical wire.

Ang pagkakaroon ng electric current ay ipinahiwatig ang mga sumusunod na aksyon o ang mga phenomena na kasama nito:

;1. Ang konduktor kung saan dumadaloy ang kasalukuyang ay maaaring maging mainit;

2. Maaaring baguhin ng electric current ang kemikal na komposisyon ng isang konduktor;

3. Ang kasalukuyang nagdudulot ng puwersa sa mga kalapit na agos at magnetized na katawan.

Kapag ang mga electron ay nahiwalay sa nuclei, ang isang tiyak na halaga ng enerhiya ay inilabas, na nagpapainit sa konduktor. Ang kapasidad ng "pagpainit" ng isang kasalukuyang ay karaniwang tinatawag na power dissipation at sinusukat sa watts. Ang parehong yunit ay ginagamit upang sukatin ang mekanikal na enerhiya na na-convert mula sa elektrikal na enerhiya.

Mga peligrong elektrikal at iba pang mapanganib na katangian ng kuryente at mga pag-iingat sa kaligtasan

Pinapainit ng electric current ang conductor kung saan ito dumadaloy. kaya naman:

1. Kung sambahayan network ng kuryente nakakaranas ng labis na karga, ang pagkakabukod ay unti-unting nabubulok at gumuho. May posibilidad ng short circuit, na lubhang mapanganib.

2. Ang electric current na dumadaloy sa mga wire at mga gamit sa sambahayan ay nakatagpo ng paglaban, kaya "pinipili" nito ang landas na may pinakamababang pagtutol.

3. Kung ang isang maikling circuit ay nangyayari, ang kasalukuyang pagtaas nang husto. Kasabay nito, ito ay namumukod-tangi malaking bilang ng init na maaaring matunaw ang metal.

4. Ang isang maikling circuit ay maaari ding mangyari dahil sa kahalumigmigan. Kung ang isang sunog ay nangyari sa kaso ng isang maikling circuit, pagkatapos ay sa kaso ng pagkakalantad sa kahalumigmigan sa mga electrical appliances, ito ay ang tao na unang naghihirap.

5. Ang electric shock ay lubhang mapanganib at maaaring nakamamatay. Kapag dumadaloy ang electric current sa katawan ng tao, bumababa nang husto ang tissue resistance. Ang mga proseso ng pag-init ng tissue, pagkasira ng cell, at pagkamatay ng mga nerve ending ay nangyayari sa katawan.

Paano protektahan ang iyong sarili mula sa electric shock

Upang protektahan ang iyong sarili mula sa pagkakalantad sa electric current, gumamit ng mga paraan ng proteksyon laban sa electric shock: magtrabaho sa guwantes na goma, gumamit ng rubber mat, discharge rods, grounding device para sa kagamitan, mga lugar ng trabaho. Ang mga circuit breaker na may thermal protection at kasalukuyang proteksyon ay hindi rin masamang lunas proteksyon laban sa electric shock na makapagliligtas sa buhay ng tao. Kapag hindi ako sigurado na walang panganib ng electric shock kapag gumaganap kumplikadong operasyon Sa mga electrical control room at mga unit ng kagamitan, kadalasan ay nagtatrabaho ako gamit ang isang kamay at inilalagay ang kabilang kamay sa aking bulsa. Inaalis nito ang posibilidad ng electric shock sa kahabaan ng hand-to-hand na landas kung sakaling may aksidenteng pagkakadikit sa katawan ng kalasag o iba pang malalaking bagay na pinagbabatayan.

Upang mapatay ang apoy na nangyayari sa mga de-koryenteng kagamitan, pulbos o carbon dioxide na pamatay ng apoy lamang ang ginagamit. Ang mga pamatay ng pulbos ay mas mahusay, ngunit pagkatapos na takpan ang kagamitan ng alikabok mula sa isang pamatay ng apoy, hindi laging posible na ibalik ang kagamitang ito.

Sa § 8 tiningnan namin ang isang eksperimento na may lampara at dalawang spiral (resistor). Napansin namin na sa pamamagitan ng pagbabago ng kasalukuyang nangangahulugan kami ng pagbabago sa daloy ng mga electron na dumadaan sa konduktor. Ang pariralang ito ay tinutukoy solidong metal conductor. Sa mga likidong metal (halimbawa, mercury), sa natunaw o natunaw na mga sangkap (halimbawa, sa mga asing-gamot, acid at alkalis), pati na rin sa mga gas, ang kasalukuyang ay nilikha ng mga electron at ion (tingnan ang § 8). Lahat sila ay mga carrier ng electric charge.
Samakatuwid, sa pamamagitan ng kasalukuyang lakas, mas madaling maunawaan hindi ang bilang ng iba't ibang sisingilin na mga particle (mga electron at/o ions) na dumadaan sa isang konduktor sa loob ng isang panahon, ngunit ang kabuuang singil na inilipat sa pamamagitan ng isang konduktor bawat yunit ng oras. Sa form ng formula, ganito ang hitsura:

Kaya, kasalukuyang lakas - isang pisikal na dami na nagpapakita ng singil na dumadaan sa isang konduktor bawat yunit ng oras.

Ang isang aparato ay ginagamit upang masukat ang kasalukuyang lakas ammeter. Ito ay konektado sa serye sa seksyon ng circuit kung saan susukatin ang kasalukuyang. Yunit ng kasalukuyang - 1 ampere(1 A). Ito ay naka-install sa pamamagitan ng pagsukat ng puwersa ng pakikipag-ugnayan (akit o pagtanggi) ng mga konduktor na may kasalukuyang. Para sa paliwanag, tingnan ang larawan na may mga foil strip na naka-post sa pinakasimula ng paksang ito.
Ang 1 ampere ay itinuturing na lakas ng isang kasalukuyang na, kapag dumadaan sa dalawang magkatulad na tuwid na konduktor ng walang katapusang haba at maliit na diameter, na matatagpuan sa layo na 1 m mula sa bawat isa sa isang vacuum, ay nagdudulot ng puwersa ng pakikipag-ugnayan na katumbas ng 0.0000002 N sa isang seksyon ng konduktor na 1 m ang haba.
Kilalanin natin mga batas ng kasalukuyang pamamahagi sa mga circuit na may iba't ibang koneksyon ng mga konduktor. Sa mga diagram na "a", "b", "c" ang lamp at rheostat ay konektado sunud-sunod. Sa mga diagram na "d", "d", "f" ang mga lamp ay konektado parallel. Kumuha tayo ng ammeter at sukatin ang agos sa mga lugar na may markang pulang tuldok.
Una, binuksan namin ang ammeter sa pagitan ng rheostat at lampara (circuit "a"), sukatin ang kasalukuyang lakas at italaga ito gamit ang simbolo akopangkalahatan. Pagkatapos ay inilalagay namin ang ammeter sa kaliwa ng rheostat (diagram "b"). Sukatin natin ang kasalukuyang lakas, na tinutukoy ito ng simbolo ako1 . Pagkatapos ay inilalagay namin ang ammeter sa kaliwa ng lampara, ipahiwatig ang kasalukuyang lakas ako2 (diagram “c”).


sa lahat ng mga seksyon ng circuit na may serye na koneksyon ng mga conductor, ang kasalukuyang lakas ay pareho:

Sukatin natin ngayon ang kasalukuyang lakas sa iba't ibang lugar mga circuit na may parallel na koneksyon ng dalawang lamp. Sa diagram na "d", sinusukat ng ammeter ang kabuuang kasalukuyang; sa mga diagram na "d" at "f" - ang lakas ng mga alon na dumadaan sa itaas at mas mababang mga lampara.


Maraming mga sukat ang nagpapakita na ang kasalukuyang lakas sa unbranched na bahagi ng circuit na may parallel na koneksyon ng mga conductor (kabuuang kasalukuyang lakas) ay katumbas ng kabuuan ng mga kasalukuyang lakas sa lahat ng mga sangay ng circuit na ito.

Isang nakasisilaw na kidlat, umuugong na kulog. Sa mahabang panahon, napagmasdan ng sangkatauhan ang mga kakila-kilabot na natural na phenomena na ito at, nang hindi naiintindihan ang mga ito, nakaramdam ng takot sa kanila. At higit sa isang daang taon na ang nakalilipas, itinuro ng mga tao ang mga puwersang elektrikal ng kalikasan upang pagsilbihan ang kanilang sarili.

Express Physics

Sa kalikasan mayroong maliliit na sisingilin na mga particle. May mga particle na sinisingil at may singil na may plus sign, at may mga particle na may negatibong singil na may minus sign. Ang mga particle na may negatibong singil ay tinatawag na mga electron. Maaari silang tumakbo sa mga metal conductor. At tinawag ng mga siyentipiko ang daloy na ito ng mga sisingilin na particle na electric current.

Anong mga katangian mayroon ang kasalukuyang? Una, ito ang kasalukuyang lakas at ang density nito, at pangalawa, ito ang kasalukuyang kapangyarihan. Titingnan natin ang kasalukuyang density at kapangyarihan sa isa pang artikulo; ngayon ay ibaling natin ang ating pansin sa kasalukuyang lakas. Isaalang-alang natin kung ano ito, kung ano ang kahulugan at kahulugan ng dami na ito sa pisika. Anong mga pagtatalaga ang ginagamit para sa kasalukuyang? Paano makahanap ng kasalukuyang lakas? Alamin natin ang mga kawili-wili at pang-edukasyon na katotohanan tungkol sa kasalukuyang lakas.

Wika ng formula

Ang kasalukuyang lakas ay isang pisikal na dami na tumutukoy hindi sa iba't ibang mga particle na dumaan sa cross-section ng isang konduktor, ngunit ang kabuuang singil na inilipat sa pamamagitan ng konduktor bawat yunit ng oras. Mukhang ganito:

• I=q/t

Kung saan ang I ay ang ating kasalukuyang lakas na sinusukat sa Amperes (A), ang q ay ang singil na dumadaan sa konduktor, ang mga yunit ng pagsukat nito ay Coulomb (C), at ang t ay ang oras ng pagmamasid na sinusukat sa mga segundo (s).

At ayon sa batas ng Ohm, ang kasalukuyang ay maaaring matukoy tulad ng sumusunod, at para dito kakailanganin nating malaman ang boltahe ng seksyon ng circuit U, sinusukat sa volts (V), at ang paglaban nito R, na sinusukat sa Ohms (Ohm):

• I=U/R

Paano natin matutukoy ang kasalukuyang lakas kung hindi natin alam ang singil na dumadaan sa konduktor? Paano mahahanap ang kasalukuyang lakas kung hindi ito problema sa paaralan? Mayroong isang espesyal na aparato para dito - isang ammeter. Upang matukoy ang kasalukuyang lakas, dapat naming ikonekta ang aming aparato sa serye sa seksyon ng circuit kung saan sinusukat namin ang kasalukuyang lakas. Ang kakayahang matukoy ang kasalukuyang lakas ay napakahalaga at kailangan lang sa Araw-araw na buhay. Ang isang kasalukuyang ng 0.01 Ampere ay hindi nararamdaman o nararamdaman, ngunit napakahina. Ngunit ang isang agos ng 0.1 Ampere ay humahantong sa malalaking kaguluhan sa katawan ng tao. At ang agos ng higit sa 0.2 Amperes ay nakamamatay, na nagreresulta sa matinding pagkasunog at paghinto sa paghinga. Maging lubhang maingat at maingat sa kasalukuyang lakas!

Mga ginoo, kumusta sa lahat!

Ngayon ay pag-uusapan natin ang tungkol sa isang pangunahing konsepto ng pisika sa pangkalahatan at electronics sa partikular bilang kasalukuyang lakas. Malamang na narinig ng bawat isa sa inyo ang terminong ito nang higit sa isang beses. Ngayon ay susubukan naming maunawaan ito nang kaunti.

Ngayon ay pangunahing pag-uusapan natin DC. Iyon ay, tungkol sa isang bagay na ang magnitude ay pare-pareho sa lakas at direksyon sa lahat ng oras. Mahal na mga ginoo, ang mga bores ay maaaring magsimulang maghukay sa bagay na ito - ano ang ibig sabihin ng "sa lahat ng oras"? Walang ganyang term. Dito maaari nating sagutin na ang kasalukuyang halaga ay hindi dapat magbago sa buong panahon mga obserbasyon.

Kaya, kasalukuyan. Kasalukuyang lakas. Ano ito? Ang lahat ay medyo simple. Ang kasalukuyang ay ang direksyon ng paggalaw ng mga sisingilin na particle. Mangyaring tandaan, mga ginoo, iyon nakadirekta. Ang random na - thermal - na paggalaw, kung saan ang mga electron sa isang metal o mga ions sa isang likido/gas ay dumadaloy pabalik-balik, ay hindi gaanong interesado sa atin. Ngunit kung ipapatong mo sa random na paggalaw na ito ang paggalaw ng lahat ng mga particle sa isang direksyon, kung gayon ito ay isang ganap na naiibang calico.

Anong mga uri ng mga sisingilin na particle ang maaaring mayroon? Sa pangkalahatan, hindi mahalaga kung ano ito, hindi mahalaga. Positive ions, negative ions, electron - hindi mahalaga. Kung mayroon tayong dire-diretsong paggalaw ng mga respetadong kasamang ito, nangangahulugan ito na mayroong kuryente.

Malinaw, ang kasalukuyang may ilang direksyon. Sa likod direksyon ng kasalukuyang Nakaugalian na ipagpalagay ang paggalaw ng mga positibong particle. Iyon ay, kahit na ang mga electron ay tumatakbo mula sa minus hanggang sa plus, pinaniniwalaan na ang direksyon ng kasalukuyang sa kasong ito ay ang kabaligtaran - mula sa plus hanggang minus. Ito ay kung paano ang lahat ay baluktot. Ano ang maaari mong gawin - isang pagkilala sa tradisyon.

Ang isang eskematiko na representasyon ng isang kasalukuyang nagdadala ng conductor ay ipinapakita sa Figure 1.

Figure 1 - Schematic na representasyon ng isang kasalukuyang nagdadala ng conductor

Isipin natin ang isang ulap na may mga lamok. Oo, alam ko, masasamang nilalang, at ang ulap sa pangkalahatan ay isang uri ng kakila-kilabot. Ngunit gayon pa man, pinipigilan ang pagkasuklam, susubukan naming isipin ang mga ito. Kaya, sa ulap na ito, ang bawat masamang lamok ay lumilipad nang mag-isa. Ito ay isang hindi maayos na kilusan. Ngayon isipin natin ang isang nakakatipid na simoy. Sabay-sabay niyang dinadala ang buong kuyog nitong lamok sa isang direksyon, sana ay malayo sa amin. Ito ay isang direktang kilusan. Pinapalitan ang mga lamok ng mga electron, at ang simoy ng hangin ng ilang misteryoso puwersang nagtutulak Nakukuha namin, sa pangkalahatan, ang ilang uri ng pagkakatulad sa electric current.

Kadalasan, mayroong isang kasalukuyang sanhi ng paggalaw ng mga electron. Oo, mga kaibigan, sa buong buhay natin ay napapaligiran tayo ng mahihirap na maliliit na elektroniko, napipilitang lumipat sa direksyon, maaaring sabihin ng isa sa pagbuo, sa ilalim ng impluwensya ng puwersang mapilit. Tumatakbo sila sa mga linya ng kuryente, sa lahat ng ating socket, sa lahat ng ating smart device - mga computer, laptop, smartphone at gumagana tulad ni Papa Carlo upang gawing mas madali ang ating mahirap na buhay at punan ito ng kasiyahan.

Ang mga lamok ay lamok, ang lahat ay cool, ngunit oras na para sa mga pormal na kahulugan.

Kaya, mga ginoo, ang kasalukuyang lakas ay ang ratio ng singil Δq, na inililipat sa pamamagitan ng isang tiyak na cross-section ng conductor S sa oras na ∆t. Ang kasalukuyang lakas ay nasusukat, gaya ng alam na ng marami, sa Amperes. Kaya - ang kasalukuyang sa isang konduktor ay katumbas ng 1 Ampere kung ang 1 Coulomb ay dumaan sa konduktor na ito sa loob ng 1 segundo.

"Malaki!" - bulalas ng mahal na mambabasa. At ano ang dapat kong gawin sa formula na ito?!! Well, okay, I have a stopwatch on my iPhone, I'll time it. Paano ang singil? Dapat ko bang bilangin ang bilang ng mga electron sa wire at pagkatapos ay i-multiply sa singil ng isang electron, sa kabutihang palad ito ay isang kilalang dami, upang matukoy ang kasalukuyang?!

Kalmado, mga ginoo! Lahat ay magiging. Huwag magmadali. Sa ngayon, tandaan lamang na mayroong ilang uri ng formula. Pagkatapos ay lumalabas na sa tulong nito maaari mong kalkulahin ang ilang mga cool na bagay tulad ng pagsingil ng mga capacitor at marami pa.

Well, sa ngayon... Sa ngayon, maaari kang kumuha ng ammeter, sukatin ang kasalukuyang sa circuit gamit ang isang bumbilya at alamin kung gaano karaming singil ang dumadaloy bawat segundo sa cross-section ng konduktor. q = I t = I 1c= I.

Oo, bawat segundo isang singil na katumbas ng kasalukuyang nasa loob nito ay dumadaloy sa isang cross-section ng isang konduktor. Maaari mo na ngayong i-multiply ang halagang ito sa singil ng electron (para sa mga nakalimutan, ipinaaalala ko sa iyo na ito ay pantay) at alamin kung gaano karaming mga electron ang tumatakbo sa circuit. Maaaring lumitaw ang mga tanong - bakit? Ang sagot ng may-akda ay katuwaan lamang. Malamang na hindi ka makakakuha ng anumang praktikal na benepisyo mula dito. Kung gusto mo lang ang iyong guro. Ang problemang ito ay puro akademiko.

Maaaring lumitaw ang tanong - paano sinusukat ng ammeter ang kasalukuyang? Nagbibilang ba siya ng mga electron? Siyempre hindi, mga ginoo. Nandito na tayo hindi direkta mga sukat. Ang mga ito ay batay sa magnetic action ng kasalukuyang sa makalumang analog dial ammeters o sa batas ng Ohm - sa pamamagitan ng pag-convert ng dumadaloy na kasalukuyang sa pamamagitan ng isang kilalang resistensya sa boltahe at pagkatapos ay iproseso ito - sa lahat ng modernong multimeter. Ngunit higit pa sa na mamaya.

Ngayon ay ibibigay ko ang pagkalkula na ito. Ito ay medyo simple at dapat na digested kahit na sa pamamagitan ng humanists. Kung may individual intolerance ka sa matan, well, tingnan mo na lang ang resulta.

Tandaan natin ang ating singil ∆q na lumilipas sa panahon ∆t sa pamamagitan ng conductor cross section ∆S na pinag-usapan namin na medyo mas mataas. Gaya ng mga tunay na mathematician, gagawin nating kumplikado ito hanggang sa kabalbalan, upang pagkatapos lamang na pilitin ang utak ay malinaw na nagsulat tayo ng isang pagkakakilanlan.

Mga ginoo, sa totoo lang, walang daya. e − singil ng elektron, n − konsentrasyon ng elektron, iyon ay, ang bilang ng mga piraso sa isa metro kubiko, v − bilis ng paggalaw ng elektron. Obvious naman yun v∙∆t∙∆S − ito talaga ang volume na dadaanan ng mga electron. Pinaparami namin ang konsentrasyon sa dami - nakakakuha kami ng mga piraso, kung gaano karaming mga piraso ng mga electron ang lumipas. Pinarami namin ang mga piraso sa pamamagitan ng singil ng isang elektron - nakukuha namin ang kabuuang singil na dumadaan sa cross section. Sinabi ko sa iyo na ang lahat ay patas!

Ipakilala natin ang konsepto ng kasalukuyang density. Ang mga bores na nakabasa na ng tungkol dito ay bubulalas ngayon - aba, ito ay isang dami ng vector! Hindi ako nakikipagtalo, mga ginoo, ito ay vector. Ngunit upang gawing simple ang isang mahirap na buhay, ipagpalagay natin na ang direksyon ng kasalukuyang density ng vector ay tumutugma sa axis ng konduktor, na kung ano ang nangyayari sa karamihan ng mga kaso. Samakatuwid, ang mga vector ay agad na nagiging mga scalar. Sa halos pagsasalita, ang kasalukuyang density ay kung gaano karaming mga amperes ang mayroon bawat isa metro kwadrado mga cross section ng konduktor. Malinaw, upang gawin ito, kailangan mong hatiin ang kasalukuyang sa pamamagitan ng lugar. Meron kami

Ngayon, umaasa ako, malinaw na kung bakit namin binago ang formula sa ganitong paraan? Upang bawasan ang isang bungkos ng mga bagay-bagay!

Naaalala namin ang pangunahing bagay - naghahanap kami ng bilis. Ipahayag natin ito:

Magiging maayos ang lahat, ngunit hindi pa namin alam ang konsentrasyon. Tandaan natin ang chemistry. Nagkaroon ng ganyang formula

saan ρ=8900 kg/m 3- density ng tanso, N A =6·10 23 Numero ni Avogadro M=0.0635 kg/mol - molar mass.

Mga ginoo, sana ay hindi na kailangang ipaliwanag kung saan nanggaling ang formula na ito. Hindi ako masyadong magaling sa chemistry, to be honest. Kahit na nag-aral ako sa paaralan sa buong 11 taon malalim na pag-aaral chemistry, gayunpaman, sa ika-8 baitang pumasok ako sa klase ng pisika at matematika, naging interesado sa pisika, lalo na ang bahagi nito na nag-uusap tungkol sa kuryente, at, maaaring sabihin ng isa, sumuko ako sa kimika. Sa totoo lang, hindi nila kami tinanong nang malalim tungkol dito; kami ay mga physicist. Gayunpaman, kung ang pangangailangan ay biglang lumitaw, handa pa rin akong suriin ang kemikal na gubat na ito at sabihin sa iyo kung ano.

Kaya, ang bilis ng paggalaw ng mga electron sa isang konduktor na may kasalukuyang ay katumbas ng

Palitan natin ang mga tiyak na numero. Para sa katiyakan, itakda natin ang kasalukuyang density na 5 A/mm 2.

Mayroon na kaming lahat ng iba pang mga numero. Maaaring lumitaw ang tanong - bakit eksaktong 5 A/mm 2.

Ito ay simple, mga ginoo. Hindi ito ang unang pagkakataon na ang mga tao ay nasangkot sa electronics. Ang ilang karanasan ay naipon sa lugar na ito, o, sa siyentipikong termino, empirical na data. Kaya, ang mga empirical data na ito ay nagsasabi na ang pinahihintulutang kasalukuyang density sa mga wire na tanso ay kadalasan 5-10 A/mm 2. Sa mas mataas na kasalukuyang densidad, ang hindi katanggap-tanggap na overheating ng konduktor ay posible. Gayunpaman, para sa mga track sa isang naka-print na circuit board ang halagang ito ay mas mataas at umaabot sa 20 A/mm 2 o higit pa. Gayunpaman, ito ay isang paksa para sa isang ganap na naiibang pag-uusap. Bumalik tayo sa aming gawain, ibig sabihin, pagkalkula ng bilis ng mga electron sa isang konduktor. Ang pagpapalit ng mga numero, nakuha namin iyon

Mga ginoo, ang pagkalkula ay hindi maitatanggi na nagpapakita na ang mga electron sa isang kasalukuyang nagdadala ng conductor ay gumagalaw sa bilis lamang na 0.37 millimeters bawat segundo! Ang bagal. Gayunpaman, dapat itong alalahanin na hindi ito thermal movement, ngunit itinuro. Ang thermal movement ay mas malaki, sa pagkakasunud-sunod ng 100 km/s. Isang makatwirang tanong - bakit kumikislap agad ang ilaw kapag pinihit ko ang switch? Tandaan kung ano ang sinabi ko tungkol sa isang uri ng mapilit na puwersa? Ito ay tungkol sa kanya! Ngunit higit pa tungkol dito sa susunod na artikulo. Good luck sa inyong lahat, at magkita-kita tayong muli!

Sumali sa aming

Sa araling ito, tutukuyin ang phenomenon ng electric current, iba't ibang sitwasyon ang takbo nito at ang iba't ibang epekto nito sa katawan. Ipapakita rin natin ang kasalukuyang gamit ang magnitude ng kasalukuyang, ibigay ang kahulugan nito, at isaalang-alang din ang kaugnayan nito sa iba pang mga pisikal na dami.

Mula sa araling ito ay sinisimulan nating ulitin ang kaalaman na nakuha natin sa ikawalong baitang tungkol sa electric current, gayundin ang pagpapalalim ng kaalamang ito.

Kahulugan.Kuryente– itinuro ang ayos na paggalaw ng mga sisingilin na particle (Larawan 1).

kanin. 1. Paggalaw ng mga sisingilin na particle

Ang mga nabanggit na particle ay maaaring ganap na naiiba: mga electron, ions (parehong positibo at negatibo). Kahit na ang isang ordinaryong macrobody (halimbawa, isang bola), na binibigyan ng isang tiyak na singil at isang tiyak na bilis, ay gumagawa ng isang kasalukuyang sa pamamagitan ng paggalaw nito.

Mahalaga rin na maunawaan na ang iniutos na paggalaw ay hindi kailangang umabot sa lahat ng mga particle. Ang bawat butil ay maaaring gumalaw nang magulo, ngunit sa pangkalahatan ang buong masa ng mga particle na ito ay inilipat sa isang tiyak na direksyon, at ang pag-aalis na ito ang nagiging sanhi ng pagkakaroon ng kasalukuyang (Fig. 2).

kanin. 2. Maayos na paggalaw

Para sa pagiging simple, pag-aaralan natin ang tinatawag na D.C., iyon ay, ang kasalukuyang kung saan ang average na bilis ng mga sisingilin na particle ay hindi nagbabago alinman sa halaga o direksyon nito.

Ang pangunahing pisikal na dami na nagpapakilala sa kasalukuyang ay kasalukuyang lakas.

Ang kasalukuyang may tatlong pangunahing aksyon (properties).

• Thermal. Kapag ang kasalukuyang ay dumaan sa isang konduktor, ang init ay aktibong inilabas (Larawan 3).

kanin. 3. Thermal na epekto ng kasalukuyang

• Kemikal. Maaaring makaapekto ang kasalukuyang daloy kemikal na istraktura mga sangkap (Larawan 4).

kanin. 4. Aksyon ng kemikal kasalukuyang

• Magnetic. Ang pagkakaroon ng kasalukuyang nagpasimula ng presensya magnetic field(Larawan 5).

kanin. 5. Magnetic na epekto ng kasalukuyang

Ang kasalukuyang lakas ay tinutukoy ng ratio ng singil na dumadaan sa cross section bawat yunit ng oras (bawat pagitan ng oras) (Larawan 6).

Kahulugan.Kasalukuyang lakas– isang pisikal na dami na katumbas ng ratio ng singil na dumadaan sa cross section ng konduktor sa tagal ng panahon kung kailan lumipas ang singil na ito.

Yunit ng pagsukat: A – ampere (bilang parangal sa French physicist Andre-Marie Ampere (Larawan 7).

kanin. 7. André-Marie Ampère (1775-1836)

Ang aparato para sa pagsukat ng kasalukuyang ay isang ammeter (Larawan 8, 9). Ito ay isang de-koryenteng aparato na dapat na konektado sa isang circuit sa serye na may seksyon kung saan ang kasalukuyang lakas ay kailangang masukat (Larawan 10).

kanin. 8. Hitsura ammeter

kanin. 9. Pagtatalaga ng ammeter sa electrical diagram

kanin. 10. Ang ammeter ay konektado sa serye sa circuit

Ang electric current ay maihahambing sa paggalaw ng tubig sa pamamagitan ng pipe, at ang ammeter ay isang aparato na sumusukat sa bilis ng paggalaw na ito.

Isaalang-alang natin ang kaso ng direktang kasalukuyang dumadaloy sa isang cylindrical conductor at kumuha ng isang formula na tumutukoy sa bilis ng iniutos na paggalaw ng mga electron sa mga metal.

kanin. 11. Scheme ng kasalukuyang daloy sa isang konduktor

Isulat natin ang kahulugan ng kasalukuyang:

Sa panahong iyon, ang lahat ng mga electron na matatagpuan sa espasyo ng konduktor, na limitado sa haba (ang distansya na nilakbay ng mga electron sa oras), ay nagawang tumawid sa cross section. Samakatuwid, maaari itong kalkulahin bilang:

Dito: - singil ng isang particle; - konsentrasyon ng mga electron sa konduktor.

Palitan natin ang pagkakapantay-pantay na ito sa kahulugan ng kasalukuyang lakas, at isinasaalang-alang ang katotohanan na ang ganap na halaga ng singil ng elektron:

Average na bilis ng iniutos na paggalaw ng mga singil.

Nakukuha namin ang formula:

Iyon ay, ang kasalukuyang lakas at ang bilis ng direksyon ng paggalaw ng mga electron ay direktang proporsyonal na dami.

Upang matukoy ang konsentrasyon ng elektron, kinakailangan na mag-aplay ng mga formula mula sa kursong molekular na pisika. Kung gagawin natin ang pagpapalagay na mayroong isang elektron para sa bawat atom ng sangkap ng konduktor, kung gayon ang sumusunod ay totoo:

Alam natin iyon, nakukuha natin:

Palitan natin at , saan ang molar mass (ang masa ng isang nunal ng isang substance); - Numero ng Avogadro (ang bilang ng mga molekula sa isang nunal ng isang sangkap). Nakukuha namin:

Iyon ay, sa ilalim ng aming palagay, ang konsentrasyon ng mga libreng electron ay nakasalalay lamang sa materyal ng konduktor (density at molar mass).

kanin. 12. Ang lahat ng mga electron sa buong volume ng conductor ay nagsisimulang gumalaw halos sabay-sabay

Sa susunod na aralin ay titingnan natin ang mga kondisyon na kung saan ay kinakailangan para sa pagkakaroon ng kasalukuyang.

Bibliograpiya

1. Tikhomirova S.A., Yavorsky B.M. Physics ( isang pangunahing antas ng) - M.: Mnemosyne, 2012.
2. Gendenshtein L.E., Dick Yu.I. Physics ika-10 baitang. - M.: Ilexa, 2005.
3. Myakishev G.Ya., Sinyakov A.Z., Slobodskov B.A. Physics. Electrodynamics. - M.: 2010.

1. Internet portal na "Physics.ru" ().
2. Internet portal na "Mugo.narod.ru" ().
3. Internet portal na "Agos ng kuryente. Kasalukuyang lakas at density" ().

Takdang aralin

1. Pahina 101: No. 775. Physics. Libro ng problema. 10-11 baitang. Rymkevich A.P. - M.: Bustard, 2013. ()
2. Gumagalaw ba ang mga naka-charge na particle sa isang konduktor na walang kasalukuyang dumadaloy?
3. Anong mga epekto ng kasalukuyang ang mapapansin sa pamamagitan ng pagdaan ng kasalukuyang tubig dagat?
4. Sa anong kasalukuyang lakas dumadaan ang 32 C sa cross-section ng konduktor sa loob ng 4 s?
5. *Posible ba ang electric current kung walang electric field?