Le courant électrique comprend les processus suivants. Courant électrique : principales caractéristiques et conditions de son existence

2. Dans quelles conditions le courant électrique se produit-il ?

3. Pourquoi le mouvement des particules chargées dans un conducteur en l'absence de champ électrique externe est-il chaotique ?

4. En quoi le mouvement des particules chargées dans un conducteur diffère-t-il en l'absence et en présence d'un champ électrique externe ?

5. Comment la direction du courant électrique est-elle sélectionnée ? Dans quelle direction les électrons se déplacent-ils dans un conducteur métallique transportant du courant électrique ?

Le courant et la tension sont des paramètres quantitatifs utilisés dans les circuits électriques. Le plus souvent, ces quantités évoluent avec le temps, sinon le fonctionnement du circuit électrique n'aurait aucun sens.

Tension

Classiquement, la tension est indiquée par la lettre "U". Le travail nécessaire pour déplacer une unité de charge d’un point de faible potentiel à un point de potentiel élevé correspond à la tension entre les deux points. En d’autres termes, il s’agit de l’énergie libérée après qu’une unité de charge passe d’un potentiel élevé à un potentiel faible.

La tension peut également être appelée différence de potentiel, ainsi que force électromotrice. Ce paramètre est mesuré en volts. Pour déplacer 1 coulomb de charge entre deux points qui ont une tension de 1 volt, il faut effectuer 1 joule de travail. Les Coulombs mesurent les charges électriques. 1 coulomb équivaut à la charge de 6x10 18 électrons.

La tension est divisée en plusieurs types, selon les types de courant.

• Tension constante . Il est présent dans les circuits électrostatiques et à courant continu.
• Tension alternative . Ce type de tension se retrouve dans les circuits à courants sinusoïdaux et alternatifs. Dans le cas d'un courant sinusoïdal, les caractéristiques de tension suivantes sont prises en compte :
  amplitude des fluctuations de tension– c'est son écart maximum par rapport à l'axe des x ;
  tension instantanée, qui s'exprime à un moment donné ;
  tension efficace, est déterminé par le travail actif effectué au 1er demi-cycle ;
  tension redressée moyenne, déterminé par la valeur absolue de la tension redressée sur une période harmonique.

Lors du transport d'électricité via des lignes aériennes, la conception des supports et leurs dimensions dépendent de l'amplitude de la tension appliquée. La tension entre phases est appelée tension de ligne , et la tension entre la terre et chaque phase est tension de phase . Cette règle s'applique à tous les types de lignes aériennes. En Russie, dans les réseaux électriques domestiques, la norme est la tension triphasée avec une tension linéaire de 380 volts et une tension de phase de 220 volts.

Courant électrique

Le courant dans un circuit électrique est la vitesse de déplacement des électrons en un certain point, mesurée en ampères, et désignée dans les diagrammes par la lettre « je" Des unités dérivées d'ampère avec les préfixes correspondants milli-, micro-, nano, etc. sont également utilisées. Un courant de 1 ampère est généré en déplaçant une unité de charge de 1 coulomb en 1 seconde.

On considère classiquement que le courant circule dans le sens du potentiel positif vers le négatif. Cependant, grâce aux cours de physique, nous savons que l’électron se déplace dans la direction opposée.

Vous devez savoir que la tension est mesurée entre 2 points du circuit et que le courant circule à travers un point spécifique du circuit ou à travers son élément. Par conséquent, si quelqu’un utilise l’expression « tension dans la résistance », alors c’est incorrect et analphabète. Mais nous parlons souvent de tension à un certain point du circuit. Il s'agit de la tension entre la terre et ce point.

La tension est générée par l'exposition à des charges électriques dans les générateurs et autres appareils. Le courant est créé en appliquant une tension à deux points d'un circuit.

Pour comprendre ce que sont le courant et la tension, il serait plus correct de les utiliser. Sur celui-ci, vous pouvez voir le courant et la tension, qui changent leurs valeurs au fil du temps. En pratique, les éléments d'un circuit électrique sont reliés par des conducteurs. A certains points, les éléments du circuit ont leur propre valeur de tension.

Le courant et la tension obéissent aux règles :

• La somme des courants entrant dans un point est égale à la somme des courants sortant de ce point (règle de conservation des charges). Cette règle est la loi de Kirchhoff pour le courant. Le point d’entrée et de sortie du courant dans ce cas est appelé nœud. Un corollaire de cette loi est l'énoncé suivant : dans un circuit électrique en série d'un groupe d'éléments, la valeur du courant est la même en tous points.
• Dans un circuit d’éléments en parallèle, la tension aux bornes de tous les éléments est la même. En d’autres termes, la somme des chutes de tension dans un circuit fermé est nulle. Cette loi de Kirchhoff s'applique aux contraintes.
• Le travail effectué par unité de temps par un circuit (puissance) s'exprime comme suit : P = U*I. La puissance est mesurée en watts. 1 joule de travail effectué en 1 seconde équivaut à 1 watt. L'énergie est distribuée sous forme de chaleur, dépensée pour effectuer des travaux mécaniques (dans les moteurs électriques), convertie en rayonnements de divers types et accumulée dans des conteneurs ou des batteries. Lors de la conception de systèmes électriques complexes, l’un des défis est la charge thermique du système.

Caractéristiques du courant électrique

Une condition préalable à l'existence de courant dans un circuit électrique est un circuit fermé. Si le circuit est coupé, le courant s'arrête.

Tout le monde en génie électrique fonctionne sur ce principe. Ils coupent le circuit électrique à l'aide de contacts mécaniques mobiles et arrêtent ainsi le flux de courant, éteignant ainsi l'appareil.

Dans l’industrie de l’énergie, le courant électrique se produit à l’intérieur de conducteurs de courant, qui se présentent sous la forme de barres omnibus et d’autres pièces conductrices de courant.

Il existe également d'autres moyens de créer un courant interne dans :

• Liquides et gaz dus au mouvement des ions chargés.
• Vide, gaz et air par émission thermoionique.
• , en raison du mouvement des porteurs de charge.

Conditions d'apparition du courant électrique

• Chauffage des conducteurs (pas des supraconducteurs).
• Application de la différence de potentiel aux porteurs de charge.
• Une réaction chimique qui libère de nouvelles substances.
• L'effet d'un champ magnétique sur un conducteur.

Formes d'onde actuelles

• Ligne droite.
• Onde sinusoïdale harmonique variable.
• Un méandre, semblable à une onde sinusoïdale, mais avec des angles vifs (parfois les angles peuvent être lissés).
• Forme pulsée d'une seule direction, avec une amplitude variant de zéro à la plus grande valeur selon une certaine loi.

Types de travail du courant électrique

• Rayonnement lumineux créé par les appareils d'éclairage.
• Générer de la chaleur à l'aide d'éléments chauffants.
• Travaux mécaniques (rotation de moteurs électriques, fonctionnement d'autres appareils électriques).
• Création de rayonnement électromagnétique.

Phénomènes négatifs provoqués par le courant électrique

• Surchauffe des contacts et des pièces sous tension.
• L'apparition de courants de Foucault dans les noyaux des appareils électriques.
• Rayonnement électromagnétique dans l'environnement extérieur.

Lors de la conception, les créateurs d'appareils électriques et de divers circuits doivent prendre en compte les propriétés ci-dessus du courant électrique dans leurs conceptions. Par exemple, les effets nocifs des courants de Foucault dans les moteurs électriques, les transformateurs et les générateurs sont réduits grâce à la fusion des noyaux utilisés pour laisser passer les flux magnétiques. Le laminage du noyau n'est pas sa fabrication à partir d'une seule pièce de métal, mais à partir d'un ensemble de fines plaques individuelles d'acier électrique spécial.

Mais d'un autre côté, les courants de Foucault sont utilisés pour faire fonctionner des fours à micro-ondes et des fours fonctionnant sur le principe de l'induction magnétique. Par conséquent, nous pouvons dire que les courants de Foucault sont non seulement nocifs, mais aussi bénéfiques.

Le courant alternatif avec un signal sous forme de sinusoïde peut différer en fréquence d'oscillations par unité de temps. Dans notre pays, la fréquence industrielle du courant électrique est standard et égale à 50 hertz. Dans certains pays, une fréquence actuelle de 60 hertz est utilisée.

À diverses fins en génie électrique et en génie radio, d'autres valeurs de fréquence sont utilisées :

• Signaux basse fréquence avec une fréquence de courant inférieure.
• Signaux haute fréquence bien supérieurs à la fréquence du courant industriel.

On pense que le courant électrique résulte du mouvement des électrons à l’intérieur d’un conducteur, c’est pourquoi on l’appelle courant de conduction. Mais il existe un autre type de courant électrique, appelé convection. Cela se produit lorsque des macrocorps chargés se déplacent, par exemple des gouttes de pluie.

Courant électrique dans les métaux

Le mouvement des électrons lorsqu’ils sont soumis à une force constante est comparé à celui d’un parachutiste descendant au sol. Dans ces deux cas, un mouvement uniforme se produit. La force de gravité agit sur le parachutiste et la force de résistance de l'air s'y oppose. Le mouvement des électrons est affecté par la force du champ électrique et les ions des réseaux cristallins résistent à ce mouvement. La vitesse moyenne des électrons atteint une valeur constante, tout comme la vitesse d'un parachutiste.

Dans un conducteur métallique, la vitesse de déplacement d'un électron est de 0,1 mm par seconde et la vitesse du courant électrique est d'environ 300 000 km par seconde. En effet, le courant électrique ne circule que là où une tension est appliquée aux particules chargées. Par conséquent, un débit de courant élevé est obtenu.

Lorsque les électrons se déplacent dans un réseau cristallin, le modèle suivant existe. Les électrons n'entrent pas en collision avec tous les ions entrants, mais seulement avec un dixième d'entre eux. Ceci s’explique par les lois de la mécanique quantique, qui peuvent être simplifiées comme suit.

Le mouvement des électrons est entravé par les gros ions qui offrent une résistance. Ceci est particulièrement visible lorsque les métaux sont chauffés, lorsque les ions lourds « oscillent », augmentent en taille et réduisent la conductivité électrique des réseaux cristallins conducteurs. Par conséquent, lorsque les métaux sont chauffés, leur résistance augmente toujours. À mesure que la température diminue, la conductivité électrique augmente. En réduisant la température d’un métal au zéro absolu, l’effet de supraconductivité peut être obtenu.

Dans les conducteurs, sous certaines conditions, un mouvement ordonné continu de porteurs de charge électriques libres peut se produire. Ce mouvement s'appelle choc électrique. La direction du mouvement des charges libres positives est considérée comme la direction du courant électrique, bien que dans la plupart des cas, les électrons - les particules chargées négativement - se déplacent.

La mesure quantitative du courant électrique est l’intensité du courant je– grandeur physique scalaire égale au rapport de charge q, transféré à travers la section transversale du conducteur sur un intervalle de temps t, à cet intervalle de temps :

Si le courant n'est pas constant, alors pour trouver la quantité de charge traversée par le conducteur, calculez l'aire de la figure sous le graphique du courant en fonction du temps.

Si l'intensité du courant et sa direction ne changent pas avec le temps, alors un tel courant est appelé permanent. L'intensité du courant est mesurée par un ampèremètre connecté en série au circuit. Dans le Système international d'unités (SI), le courant est mesuré en ampères [A]. 1 A = 1 C/s.

On la trouve comme le rapport de la charge totale sur le temps entier (c'est-à-dire selon le même principe que la vitesse moyenne ou toute autre valeur moyenne en physique) :

Si le courant varie uniformément dans le temps à partir de la valeur je 1 à valoriser je 2, alors la valeur moyenne du courant peut être trouvée comme moyenne arithmétique des valeurs extrêmes :

Densité actuelle– le courant par unité de section transversale du conducteur est calculé par la formule :

Lorsque le courant traverse un conducteur, le courant subit une résistance de la part du conducteur. La raison de la résistance est l’interaction des charges avec les atomes de la substance conductrice et entre elles. L'unité de résistance est 1 ohm. Résistance du conducteur R. déterminé par la formule :

Où: je– longueur du conducteur, S– sa surface transversale, ρ – la résistance spécifique du matériau conducteur (attention à ne pas confondre cette dernière valeur avec la densité de la substance), qui caractérise la capacité du matériau conducteur à résister au passage du courant. C'est-à-dire qu'il s'agit de la même caractéristique d'une substance que beaucoup d'autres : chaleur spécifique, densité, point de fusion, etc. L'unité de mesure de la résistivité est 1 ohm m. La résistance spécifique d'une substance est une valeur tabulaire.

La résistance d'un conducteur dépend également de sa température :

Où: R. 0 – résistance du conducteur à 0°C, t– température exprimée en degrés Celsius, α – coefficient de température de résistance. Elle est égale à la variation relative de la résistance avec une augmentation de la température de 1°C. Pour les métaux, il est toujours supérieur à zéro, pour les électrolytes, au contraire, il est toujours inférieur à zéro.

Diode dans un circuit CC

Diode est un élément de circuit non linéaire dont la résistance dépend de la direction du flux de courant. La diode est désignée comme suit :

La flèche dans le symbole schématique d’une diode indique dans quelle direction elle fait passer le courant. Dans ce cas, sa résistance est nulle et la diode peut être simplement remplacée par un conducteur de résistance nulle. Si le courant traverse la diode dans la direction opposée, alors la diode a une résistance infiniment grande, c'est-à-dire qu'elle ne laisse pas passer le courant du tout et constitue un circuit ouvert. Ensuite, la section du circuit avec la diode peut simplement être barrée, car aucun courant ne la traverse.

La loi d'Ohm. Connexion en série et en parallèle des conducteurs

Le physicien allemand G. Ohm a établi expérimentalement en 1826 que la force actuelle je, circulant le long d'un conducteur métallique homogène (c'est-à-dire un conducteur dans lequel aucune force extérieure n'agit) avec résistance R., proportionnel à la tension U aux extrémités du conducteur :

Taille R. habituellement appelé résistance électrique. Un conducteur avec une résistance électrique est appelé résistance. Ce rapport exprime Loi d'Ohm pour une section homogène d'une chaîne: Le courant dans un conducteur est directement proportionnel à la tension appliquée et inversement proportionnel à la résistance du conducteur.

Les conducteurs qui obéissent à la loi d'Ohm sont appelés linéaire. Dépendance graphique de la force actuelle je de la tension U(ces graphiques sont appelés caractéristiques courant-tension, en abrégé VAC) est représenté par une ligne droite passant par l'origine des coordonnées. Il convient de noter qu'il existe de nombreux matériaux et dispositifs qui n'obéissent pas à la loi d'Ohm, par exemple une diode semi-conductrice ou une lampe à décharge. Même pour les conducteurs métalliques, à des courants suffisamment élevés, un écart par rapport à la loi linéaire d'Ohm est observé, car la résistance électrique des conducteurs métalliques augmente avec l'augmentation de la température.

Les conducteurs des circuits électriques peuvent être connectés de deux manières : série et parallèle. Chaque méthode a ses propres règles.

1. Régularités de connexion série :

La formule de la résistance totale des résistances connectées en série est valable pour n'importe quel nombre de conducteurs. Si le circuit est connecté en série n résistances identiques R., alors la résistance totale R. 0 est trouvé par la formule :

2. Modèles de connexion parallèle :

La formule de la résistance totale des résistances connectées en parallèle est valable pour n'importe quel nombre de conducteurs. Si le circuit est connecté en parallèle n résistances identiques R., alors la résistance totale R. 0 est trouvé par la formule :

Instruments de mesure électriques

Pour mesurer les tensions et les courants dans les circuits électriques à courant continu, des instruments spéciaux sont utilisés - voltmètres Et ampèremètres.

Voltmètre conçu pour mesurer la différence de potentiel appliquée à ses bornes. Il est connecté en parallèle à la section du circuit sur laquelle la différence de potentiel est mesurée. Tout voltmètre a une résistance interne R. B. Pour que le voltmètre n'introduise pas de redistribution notable des courants lorsqu'il est connecté au circuit à mesurer, sa résistance interne doit être grande par rapport à la résistance de la section du circuit à laquelle il est connecté.

Ampèremètre conçu pour mesurer le courant dans un circuit. L'ampèremètre est connecté en série à un circuit ouvert afin que tout le courant mesuré le traverse. L'ampèremètre a également une certaine résistance interne R. UN. Contrairement à un voltmètre, la résistance interne d'un ampèremètre doit être assez faible par rapport à la résistance totale de l'ensemble du circuit.

CEM. Loi d'Ohm pour un circuit complet

Pour l'existence du courant continu, il est nécessaire de disposer d'un dispositif dans un circuit électrique fermé capable de créer et de maintenir des différences de potentiel dans les sections du circuit grâce au travail de forces d'origine non électrostatique. De tels appareils sont appelés Sources CC. Les forces d'origine non électrostatique agissant sur des porteurs de charge libres provenant de sources de courant sont appelées forces extérieures.

La nature des forces externes peut varier. Dans les cellules ou batteries galvaniques, elles résultent de processus électrochimiques ; dans les générateurs de courant continu, des forces externes apparaissent lorsque les conducteurs se déplacent dans un champ magnétique. Sous l'influence de forces externes, les charges électriques se déplacent à l'intérieur de la source de courant contre les forces du champ électrostatique, grâce auxquelles un courant électrique constant peut être maintenu dans un circuit fermé.

Lorsque des charges électriques se déplacent le long d’un circuit à courant continu, des forces externes agissant à l’intérieur des sources de courant effectuent un travail. Quantité physique égale au rapport de travail UN st forces externes lors du déplacement d'une charge q du pôle négatif de la source de courant au pôle positif jusqu'à l'amplitude de cette charge est appelée source force électromotrice (FEM):

Ainsi, la FEM est déterminée par le travail effectué par des forces externes lors du déplacement d'une seule charge positive. La force électromotrice, comme la différence de potentiel, se mesure en volts (V).

Loi d'Ohm pour un circuit complet (fermé) : L'intensité du courant dans un circuit fermé est égale à la force électromotrice de la source divisée par la résistance totale (interne + externe) du circuit :

Résistance r– résistance interne (propre) de la source de courant (dépend de la structure interne de la source). Résistance R.– résistance de charge (résistance du circuit externe).

Chute de tension dans le circuit externe dans ce cas, il est égal (on l'appelle aussi tension aux bornes de la source):

Il est important de comprendre et de se rappeler : la FEM et la résistance interne de la source de courant ne changent pas lorsque différentes charges sont connectées.

Si la résistance de charge est nulle (la source se ferme sur elle-même) ou est bien inférieure à la résistance de la source, alors le circuit circulera courant de court-circuit:

Courant de court-circuit - le courant maximum pouvant être obtenu à partir d'une source donnée de force électromotrice ε et résistance interne r. Pour les sources à faible résistance interne, le courant de court-circuit peut être très important et provoquer la destruction du circuit électrique ou de la source. Par exemple, les batteries au plomb utilisées dans les automobiles peuvent avoir des courants de court-circuit de plusieurs centaines d’ampères. Les courts-circuits dans les réseaux d'éclairage alimentés par des sous-stations (en milliers d'ampères) sont particulièrement dangereux. Pour éviter les effets destructeurs de courants aussi importants, des fusibles ou des disjoncteurs spéciaux sont inclus dans le circuit.

Plusieurs sources d'EMF dans le circuit

Si le circuit contient plusieurs emfs connectés en série, Que:

1. Avec la connexion correcte des sources (le pôle positif d'une source est connecté au pôle négatif d'une autre), la FEM totale de toutes les sources et leur résistance interne peuvent être trouvées à l'aide des formules :

Par exemple, une telle connexion de sources est effectuée dans les télécommandes, caméras et autres appareils électroménagers fonctionnant sur plusieurs piles.

2. Si les sources sont mal connectées (les sources sont connectées par les mêmes pôles), leur FEM totale et leur résistance sont calculées à l'aide des formules :

Dans les deux cas, la résistance totale des sources augmente.

À connexion parallèle Il est logique de connecter des sources uniquement avec la même EMF, sinon les sources se déchargeront les unes vers les autres. Ainsi, l'EMF total sera le même que l'EMF de chaque source, c'est-à-dire qu'avec une connexion parallèle, nous n'obtiendrons pas de batterie avec un EMF important. Dans le même temps, la résistance interne de la batterie source diminue, ce qui permet d'obtenir plus de courant et de puissance dans le circuit :

C'est le sens de la connexion parallèle des sources. Dans tous les cas, lors de la résolution de problèmes, vous devez d'abord trouver la FEM totale et la résistance interne totale de la source résultante, puis écrire la loi d'Ohm pour le circuit complet.

Travail et puissance actuelle. Loi Joule-Lenz

Emploi UN courant électrique je circulant à travers un conducteur fixe avec résistance R., est converti en chaleur Q, se détachant sur le conducteur. Ce travail peut être calculé à l'aide de l'une des formules (en tenant compte de la loi d'Ohm, elles se découlent toutes les unes des autres) :

La loi de conversion du travail du courant en chaleur a été établie expérimentalement indépendamment l'une de l'autre par J. Joule et E. Lenz et s'appelle Loi Joule-Lenz. Puissance électriqueégal au ratio du travail en cours UNà l'intervalle de temps Δ t, pour lequel ce travail a été effectué, il peut donc être calculé à l'aide des formules suivantes :

Le travail du courant électrique en SI, comme d'habitude, est exprimé en joules (J), en puissance - en watts (W).

Bilan énergétique en circuit fermé

Considérons maintenant un circuit complet à courant continu constitué d'une source avec une force électromotrice ε et résistance interne r et une zone externe homogène avec résistance R.. Dans ce cas, la puissance utile ou puissance dégagée dans le circuit extérieur :

La puissance utile maximale possible de la source est atteinte si R. = r et est égal à :

Si, lorsqu'il est connecté à la même source de courant avec des résistances différentes R. 1 et R. 2 puissances égales leur sont attribuées, alors la résistance interne de cette source de courant peut être trouvée par la formule :

Perte de puissance ou puissance à l’intérieur de la source de courant :

Puissance totale développée par la source de courant :

Efficacité actuelle de la source :

Électrolyse

Électrolytes Il est d'usage d'appeler des milieux conducteurs dans lesquels la circulation du courant électrique s'accompagne d'un transfert de matière. Les porteurs de charges libres dans les électrolytes sont des ions chargés positivement et négativement. Les électrolytes comprennent de nombreux composés métalliques avec des métalloïdes à l'état fondu, ainsi que certains solides. Cependant, les principaux représentants des électrolytes largement utilisés en technologie sont les solutions aqueuses d'acides inorganiques, de sels et de bases.

Le passage du courant électrique à travers l'électrolyte s'accompagne de la libération d'une substance sur les électrodes. Ce phénomène est appelé électrolyse.

Le courant électrique dans les électrolytes représente le mouvement des ions des deux signes dans des directions opposées. Les ions positifs se déplacent vers l'électrode négative ( cathode), des ions négatifs – à l'électrode positive ( anode). Les ions des deux signes apparaissent dans les solutions aqueuses de sels, d'acides et d'alcalis à la suite de la division de certaines molécules neutres. Ce phénomène est appelé dissociation électrolytique.

Loi de l'électrolyse a été établi expérimentalement par le physicien anglais M. Faraday en 1833. la loi de Faraday détermine la quantité de produits primaires libérés sur les électrodes lors de l'électrolyse. Donc la masse m la substance libérée sur l'électrode est directement proportionnelle à la charge Q passé à travers l'électrolyte :

Taille k appelé équivalent électrochimique. Il peut être calculé à l'aide de la formule :

Où: n– la valence de la substance, N A – Constante d’Avogadro, M– la masse molaire de la substance, e– charge élémentaire. Parfois, la notation suivante pour la constante de Faraday est également introduite :

Courant électrique dans les gaz et le vide

Courant électrique dans les gaz

Dans des conditions normales, les gaz ne conduisent pas l'électricité. Ceci s'explique par la neutralité électrique des molécules de gaz et donc par l'absence de porteurs de charge électrique. Pour qu’un gaz devienne conducteur, un ou plusieurs électrons doivent être retirés des molécules. Ensuite, des porteurs de charge libres apparaîtront - des électrons et des ions positifs. Ce processus est appelé ionisation des gaz.

Les molécules de gaz peuvent être ionisées par une influence externe - ioniseur. Les ioniseurs peuvent être : un flux de lumière, des rayons X, un flux d'électrons ou α -particules Les molécules de gaz sont également ionisées à haute température. L'ionisation conduit à l'apparition de porteurs de charge libres dans les gaz - électrons, ions positifs, ions négatifs (un électron combiné à une molécule neutre).

Si vous créez un champ électrique dans l'espace occupé par un gaz ionisé, les porteurs de charge électrique entreront en mouvement ordonné - c'est ainsi qu'un courant électrique apparaît dans les gaz. Si l'ioniseur cesse de fonctionner, le gaz redevient neutre, car il recombinaison– formation d'atomes neutres par des ions et des électrons.

Courant électrique dans le vide

Le vide est le degré de raréfaction d'un gaz auquel on peut négliger la collision entre ses molécules et supposer que le libre parcours moyen dépasse les dimensions linéaires du récipient dans lequel se trouve le gaz.

Le courant électrique dans le vide est la conductivité de l’espace interélectrode dans le vide. Il y a si peu de molécules de gaz que leurs processus d'ionisation ne peuvent pas fournir le nombre d'électrons et d'ions nécessaires à l'ionisation. La conductivité de l'espace interélectrodes dans le vide ne peut être assurée qu'à l'aide de particules chargées résultant de phénomènes d'émission sur les électrodes.

• Dos
• Avant

Comment réussir sa préparation au CT en physique et mathématiques ?

Afin de réussir la préparation au CT en physique et en mathématiques, entre autres, il est nécessaire de remplir trois conditions les plus importantes :

1. Étudiez tous les sujets et complétez tous les tests et devoirs donnés dans le matériel pédagogique de ce site. Pour ce faire, vous n'avez besoin de rien du tout, à savoir : consacrer trois à quatre heures chaque jour à préparer le CT en physique et mathématiques, à étudier la théorie et à résoudre des problèmes. Le fait est que le CT est un examen où il ne suffit pas de connaître la physique ou les mathématiques, il faut aussi être capable de résoudre rapidement et sans échec un grand nombre de problèmes sur des sujets différents et de complexité variable. Cette dernière ne peut être apprise qu’en résolvant des milliers de problèmes.
2. Apprenez toutes les formules et lois de la physique, ainsi que les formules et méthodes des mathématiques. En fait, c’est aussi très simple à faire ; il n’existe qu’environ 200 formules nécessaires en physique, et même un peu moins en mathématiques. Dans chacune de ces matières, il existe environ une douzaine de méthodes standards pour résoudre des problèmes d'un niveau de complexité de base, qui peuvent également être apprises, et ainsi, de manière entièrement automatique et sans difficulté, résoudre la plupart des CT au bon moment. Après cela, vous n’aurez plus qu’à penser aux tâches les plus difficiles.
3. Assistez aux trois étapes des tests de répétition en physique et en mathématiques. Chaque RT peut être visité deux fois pour décider des deux options. Encore une fois, sur le CT, en plus de la capacité à résoudre rapidement et efficacement des problèmes et de la connaissance des formules et des méthodes, vous devez également être capable de bien planifier le temps, de répartir les forces et, surtout, de remplir correctement le formulaire de réponse, sans confondre les nombres de réponses et de problèmes, ou votre propre nom de famille. De plus, pendant la RT, il est important de s'habituer au style de pose de questions dans les problèmes, qui peut sembler très inhabituel à une personne non préparée au DT.

La mise en œuvre réussie, assidue et responsable de ces trois points vous permettra d'afficher un excellent résultat au CT, le maximum de ce dont vous êtes capable.

Vous avez trouvé une erreur ?

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Le courant électrique est constitué de particules chargées capables de se déplacer de manière ordonnée dans n’importe quel conducteur. Ce mouvement se produit sous l'influence d'un champ électrique. L'apparition de charges électriques se produit presque constamment. Ceci est particulièrement prononcé lorsque diverses substances entrent en contact les unes avec les autres.

Si une libre circulation totale des charges les unes par rapport aux autres est possible, alors ces substances sont conductrices. Lorsqu’un tel mouvement n’est pas possible, cette catégorie de substances est considérée comme isolante. Les conducteurs comprennent tous les métaux ayant différents degrés de conductivité, ainsi que les solutions salines et acides. Les isolants peuvent être des substances naturelles sous forme d'ébonite, d'ambre, de divers gaz et de quartz. Ils peuvent être d'origine artificielle, par exemple en PVC, polyéthylène et autres.

Valeurs du courant électrique

En tant que grandeur physique, le courant peut être mesuré en fonction de ses paramètres de base. Sur la base des résultats des mesures, la possibilité d'utiliser l'électricité dans une zone particulière est déterminée.

Il existe deux types de courant électrique : continu et alternatif. Le premier reste toujours inchangé dans le temps et la direction, et dans le second cas, des changements se produisent dans ces paramètres sur une certaine période de temps.

" Aujourd'hui, je veux aborder le sujet du courant électrique. Qu'est-ce que c'est? Essayons de nous souvenir du programme scolaire.

Le courant électrique est le mouvement ordonné de particules chargées dans un conducteur

Si vous vous en souvenez, pour que les particules chargées se déplacent (un courant électrique apparaît), un champ électrique doit être créé. Pour créer un champ électrique, vous pouvez effectuer des expériences de base telles que frotter un manche en plastique sur de la laine et cela attirera des objets légers pendant un certain temps. Les corps capables d'attirer des objets après frottement sont dits électrifiés. On peut dire qu'un corps dans cet état a des charges électriques, et les corps eux-mêmes sont appelés chargés. Grâce au programme scolaire, nous savons que tous les corps sont constitués de minuscules particules (molécules). Une molécule est une particule d'une substance qui peut être séparée d'un corps et elle aura toutes les propriétés inhérentes à ce corps. Les molécules de corps complexes sont formées à partir de diverses combinaisons d'atomes de corps simples. Par exemple, une molécule d’eau se compose de deux molécules simples : un atome d’oxygène et un atome d’hydrogène.

Atomes, neutrons, protons et électrons : qu'est-ce que c'est ?

À son tour, un atome est constitué d'un noyau et tourne autour de lui des électrons. Chaque électron d’un atome possède une petite charge électrique. Par exemple, un atome d’hydrogène est constitué d’un noyau autour duquel tourne un électron. Le noyau d’un atome est quant à lui constitué de protons et de neutrons. Le noyau d’un atome, quant à lui, possède une charge électrique. Les protons qui composent le noyau possèdent les mêmes charges électriques et les mêmes électrons. Mais les protons, contrairement aux électrons, sont inactifs, mais leur masse est plusieurs fois supérieure à la masse de l'électron. La particule neutronique qui fait partie de l’atome n’a pas de charge électrique et est neutre. Les électrons qui tournent autour du noyau d’un atome et les protons qui composent le noyau sont porteurs de charges électriques d’égale ampleur. Entre un électron et un proton, il existe toujours une force d’attraction mutuelle, et entre les électrons eux-mêmes et entre les protons, il existe une force de répulsion mutuelle. Pour cette raison, l’électron a une charge électrique négative et le proton a une charge positive. De là, nous pouvons conclure qu’il existe 2 types d’électricité : positive et négative. La présence de particules également chargées dans un atome conduit au fait que des forces d'attraction mutuelles agissent entre le noyau chargé positivement de l'atome et les électrons tournant autour de lui, maintenant l'atome ensemble. Les atomes diffèrent les uns des autres par le nombre de neutrons et de protons dans leurs noyaux, c'est pourquoi la charge positive des noyaux des atomes de différentes substances n'est pas la même. Dans les atomes de substances différentes, le nombre d'électrons en rotation n'est pas le même et est déterminé par la valeur de la charge positive du noyau. Les atomes de certaines substances sont fortement liés au noyau, tandis que dans d’autres, cette liaison peut être beaucoup plus faible. Cela explique les différentes forces des corps. Le fil d'acier est beaucoup plus résistant que le fil de cuivre, ce qui signifie que les particules d'acier sont plus fortement attirées les unes vers les autres que les particules de cuivre. L’attraction entre les molécules est particulièrement visible lorsqu’elles sont proches les unes des autres. L’exemple le plus frappant est que deux gouttes d’eau se fondent en une seule au contact.

Charge électrique

Dans un atome de toute substance, le nombre d’électrons tournant autour du noyau est égal au nombre de protons contenus dans le noyau. La charge électrique d’un électron et d’un proton est de même ampleur, ce qui signifie que la charge négative des électrons est égale à la charge positive du noyau. Ces charges s’annulent et l’atome reste neutre. Dans un atome, les électrons créent une couche électronique autour du noyau. La couche électronique et le noyau de l’atome sont en mouvement oscillatoire continu. Lors du déplacement, les atomes entrent en collision les uns avec les autres et un ou plusieurs électrons en sont émis. L’atome cesse d’être neutre et devient chargé positivement. Depuis sa charge positive est devenue supérieure à sa charge négative (faible connexion entre l'électron et le noyau - métal et charbon). Dans les autres carrosseries (bois et verre), les coques électroniques ne sont pas endommagées. Une fois libérés des atomes, les électrons libres se déplacent de manière aléatoire et peuvent être capturés par d’autres atomes. Le processus d’apparitions et de disparitions dans le corps se produit continuellement. Avec l'augmentation de la température, la vitesse de mouvement vibratoire des atomes augmente, les collisions deviennent plus fréquentes et plus fortes et le nombre d'électrons libres augmente. Cependant, le corps reste électriquement neutre, puisque le nombre d’électrons et de protons dans le corps ne change pas. Si une certaine quantité d’électrons libres est retirée du corps, la charge positive devient supérieure à la charge totale. Le corps sera chargé positivement et vice versa. Si un manque d'électrons se produit dans le corps, celui-ci est alors chargé en plus. S’il y a un excès, il est négatif. Plus ce déficit ou cet excès est important, plus la charge électrique est importante. Dans le premier cas (particules chargées plus positivement), les corps sont appelés conducteurs (métaux, solutions aqueuses de sels et d'acides), et dans le second (manque d'électrons, particules chargées négativement) diélectriques ou isolants (ambre, quartz, ébonite) . Pour que le courant électrique continue d’exister, une différence de potentiel doit être constamment maintenue dans le conducteur.

Eh bien, le petit cours de physique est terminé. Je pense qu'avec mon aide, vous vous êtes souvenu du programme scolaire de la 7e année, et nous examinerons quelle est la différence potentielle dans mon prochain article. On se retrouve sur les pages du site.