Ce este curentul electric în termeni simpli?

Fiecare persoană are un concept abstract de curent electric. Pentru un dispozitiv electric, o sursă de energie este ceva de genul unei surse de aer pentru orice organism care respiră. Dar, pe baza acestor comparații, înțelegerea naturii fenomenului este limitată și numai specialiștii înțeleg esența mai profund.

Cuvinte simple despre curentul electric

Definiția standard din manualul școlar privind fizica descrie laconic fenomenul curentului electric. Dar sincer, poate fi pe deplin înțeleasă dacă studiați subiectul mult mai adânc. La urma urmei, informațiile sunt prezentate într-o altă limbă - științifică. Este mult mai ușor să înțelegeți natura fenomenului fizic, dacă descrieți totul într-un limbaj familiar pe care oricine îl poate înțelege. De exemplu, curentul din metal.

Ar trebui să începem cu faptul că tot ceea ce considerăm a fi ferm și imobil nu este decât în ​​opinia noastră. O bucată de metal așezată pe pământ este un corp monolit, nemișcat, în înțelegerea umană. În mod analog, să ne imaginăm planeta în spațiu, privindu-ne de pe suprafața planetei Marte. Pământul pare a fi un corp întreg și fix. Dacă vă apropiați de suprafață, devine evident că aceasta nu este o bucată de materie monolită, ci o mișcare constantă: apă, gaze, ființe vii, plăci litosferice - toate acestea se mișcă non-stop, deși acest lucru nu este vizibil din spațiul îndepărtat.

Să ne întoarcem la piesa noastră de metal așezată pe pământ. Ea este nemișcată, pentru că privim din el ca un obiect monolit. La nivel atomic, ea constă în elemente care se mișcă în mod constant și mai puțin. Ele sunt diferite, dar printre toate, suntem interesați de electroni, care creează în metale un câmp electromagnetic care generează curentul. Cuvântul "curent" trebuie înțeles literal, deoarece atunci când elementele cu o sarcină electrică se deplasează, adică "curge", de la un obiect încărcat la altul, atunci apare "curent electric".

Având în vedere conceptele de bază, putem deduce o definiție generală:

Un curent electric este un flux de particule încărcate care se deplasează dintr-un corp cu o încărcătură mai mare într-un corp cu o sarcină mai mică.

Pentru a înțelege mai bine esența, trebuie să vă prezentați detaliile și să primiți răspunsuri la câteva întrebări de bază.

Răspunsuri la întrebări majore despre curentul electric

După formularea definiției, apar câteva întrebări logice.

  1. Ce face curentul "flux", adică să se miște?
  2. Dacă cele mai mici elemente metalice se mișcă în mod constant, atunci de ce nu este deformată?
  3. Dacă ceva curge de la un obiect la altul, se schimbă masa acestor obiecte?

Răspunsul la prima întrebare este simplu. Pe masura ce apa curge de la un punct inalt la unul scazut, electronii vor curge de la un corp de incarcare mare la un corp scazut, respectand legile fizicii. O "încărcătură" (sau potențial) este numărul de electroni din corp, iar mai multe dintre ele - cu cât este mai mare încărcătura. Dacă se face un contact între două corpuri cu sarcini diferite, electronii dintr-un corp încărcat mai mult se vor arunca într-unul mai puțin încărcat. Deci, va exista un curent care se va termina atunci când acuzațiile celor două organisme de contact se vor egaliza.

Pentru a înțelege de ce firul nu schimbă structura, în ciuda faptului că se mișcă în mod constant, trebuie să-l imaginați ca o casă mare în care trăiesc oamenii. Dimensiunea casei nu se va schimba în funcție de numărul de persoane care intră și o părăsesc, precum și de a se deplasa în interior. Omul în acest caz este un analog al unui electron într-un metal - se mișcă liber și nu are o masă specială în comparație cu întreaga clădire.

Dacă electronii se mișcă de la un corp la altul - de ce nu se schimbă masa corpurilor? Faptul este că greutatea electronului este atât de mică încât chiar dacă toți electronii sunt îndepărtați dintr-un corp, masa sa nu se va schimba.

Care este unitatea de măsurare curentă?

Pentru a "calcula" curentul electric, se utilizează diferite unități de măsură, vom examina trei principale:

  • Puterea curentă
  • Tensiune.
  • Rezistența.

Dacă încercați să descrieți conceptul puterii actuale în cuvinte simple, este mai bine să vă imaginați fluxul de autovehicule care trec prin tunel. Autovehiculele sunt electroni, iar tunelul este sârmă. Cele mai multe mașini trec simultan prin secțiunea transversală a tunelului - cu atât este mai mare forța curentă, măsurată prin dispozitivul numit "ampermetru" în amperi (A), iar în formule este indicat prin litera (I).

Tensiunea este o valoare relativă care exprimă diferența de sarcină a corpurilor între care curg curent. Dacă un obiect are o încărcare foarte mare și celălalt este foarte scăzut, atunci va exista o tensiune ridicată între ele, pentru măsurarea căreia este folosit un dispozitiv "voltmetru" și o unitate numită Volt (V). În formulele este identificată prin litera (U).

Rezistența caracterizează capacitatea unui conductor, convențional a unui fir de cupru, să treacă printr-o anumită cantitate de curent, adică electroni. Conductorul rezistent generează căldură, extinzând o parte din energia curentului care trece prin el, reducând astfel rezistența acestuia. Rezistența este calculată în Ohms (Ohms), iar în formule se folosește litera (R).

Formule pentru calcularea caracteristicilor curente

Folosind trei cantitati fizice, se pot calcula caracteristicile curentului folosind legea lui Ohm. Se exprimă prin formula:

I = U / R

Unde am puterea curentă, U este tensiunea pe secțiunea circuitului, R este rezistența.

Din formula, vedem că puterea curentă este calculată prin împărțirea valorii tensiunii la valoarea rezistenței. De aici avem formularea legii:

Curentul este direct proporțional cu tensiunea și invers proporțional cu rezistența conductorului.

Din această formulă, puteți calcula matematic celelalte componente.

rezistență:

R = U / I

tensiune:

U = I * R

Este important să rețineți că formula este valabilă numai pentru o anumită secțiune a lanțului. Pentru un circuit complet, închis, precum și alte cazuri speciale, există alte legi ale lui Ohm.

Efectul curentului asupra diferitelor materiale și lucruri vii

Diferitele elemente chimice sub acțiunea curentului se comportă diferit. Unele supraconductoare nu rezistă prin mișcarea electronilor prin ele fără a provoca reacții chimice. Metalele cu stres excesiv pentru ele se pot descompune, se topesc. Dielectricii care nu transmit un curent nu intră deloc în interacțiune cu el și protejează astfel mediul înconjurător. Acest fenomen este utilizat cu succes de om în izolarea firelor cu cauciuc.

Pentru organismele vii, curentul este un fenomen ambiguu. El poate să aibă efecte benefice și distructive. Oamenii au folosit mult timp evacuări controlate în scopuri terapeutice: de la plămânii care stimulează activitatea creierului până la evacuări, la șocuri electrice puternice care pot declanșa o inimă oprită și a readuce la viață o persoană. O descărcare puternică poate duce la probleme grave de sănătate, arsuri, moartea țesuturilor și chiar moarte instantanee. Când lucrați cu aparate electrice, trebuie să respectați reglementările de siguranță.

În natură, puteți găsi o mulțime de fenomene în care electricitatea joacă un rol esențial: de la creaturi de mare adâncime (raze electrice), capabile să bată cu electricitate, la fulgere în timpul furtunilor. Omul a stăpânit de mult această putere naturală și îl folosește cu pricepere, datorită căruia funcționează toate electronicele moderne.

Trebuie amintit faptul că fenomenele naturii pot fi benefice și dăunătoare oamenilor. Studiul la școală și educația continuă ajută oamenii să folosească corect fenomenul lumii în beneficiul societății.

Lasă Un Comentariu