Messieurs, bonjour à tous !
Aujourd'hui, nous allons en parler concept fondamental la physique en général et l'électronique en particulier, ainsi que force actuelle. Chacun d'entre vous a probablement entendu ce terme plus d'une fois. Aujourd'hui, nous allons essayer de le comprendre un peu mieux.
Aujourd'hui, nous parlerons principalement de CC
. C’est-à-dire quelque chose dont l’ampleur est constante en force et en direction à tout moment. Chers messieurs, les ennuyeux peuvent commencer à creuser le sujet - que signifie « tout le temps » ? Un tel terme n’existe pas. A cela nous pouvons répondre que la valeur actuelle ne doit pas changer tout au long du temps observations.
Donc actuel. Force actuelle. Qu'est-ce que c'est? Tout est assez simple. Le courant est le mouvement directionnel des particules chargées. Veuillez noter, messieurs, que dirigé. Le mouvement aléatoire - thermique - à partir duquel les électrons dans un métal ou les ions dans un liquide/gaz se précipitent d'avant en arrière, ne nous intéresse guère. Mais si vous superposez à ce mouvement aléatoire le mouvement de toutes les particules dans une direction, alors c'est un calicot complètement différent.
Quels types de particules chargées peut-il y avoir ? En général, peu importe ce que c’est, peu importe. Ions positifs, ions négatifs, électrons - n'a pas d'importance. Si nous avons un mouvement dirigé de ces camarades respectés, cela signifie qu’il y a un courant électrique.
De toute évidence, le courant a une certaine direction. Derrière sens du courant accepté d'accepter le mouvement particules positives. Autrement dit, bien que les électrons vont du moins au plus, on pense que la direction du courant dans ce cas est opposée - du plus au moins. C'est comme ça que tout est tordu. Que pouvez-vous faire - un hommage à la tradition.
Une représentation schématique d'un conducteur porteur de courant est présentée à la figure 1.
Figure 1 - Représentation schématique d'un conducteur porteur de courant
Imaginons un nuage avec des moustiques. Oui, je sais, des créatures viles, et le nuage est généralement une sorte d'horreur. Mais quand même, en réprimant le dégoût, nous essaierons de les imaginer. Ainsi, dans ce nuage, chaque méchant moustique vole tout seul. C'est un mouvement désordonné. Imaginons maintenant une brise salvatrice. Il emporte simultanément toute cette horde de moustiques dans une direction, espérons-le loin de nous. Il s'agit d'un mouvement dirigé. Remplacer les moustiques par des électrons et la brise par des mystérieux force motrice nous obtenons, en général, une certaine analogie avec choc électrique.
Le plus souvent, il existe un courant provoqué par le mouvement des électrons. Oui, mes amis, tout au long de notre vie, nous sommes entourés de pauvres petits appareils électroniques, obligés de se déplacer directionnellement, pourrait-on dire en formation, sous l'influence d'une force coercitive. Ils circulent le long des lignes électriques, dans toutes nos prises, dans tous nos appareils intelligents - ordinateurs, ordinateurs portables, smartphones et fonctionnent comme Papa Carlo pour faciliter notre dure vie et remplissez-le de plaisirs.
Les moustiques sont des moustiques, c'est cool, mais il est temps d'établir des définitions formelles.
Ainsi, messieurs, l'intensité du courant est le rapport de la charge Δq, qui est transférée à travers une certaine section du conducteur S pendant le temps ∆t. 
L’intensité du courant se mesure, comme beaucoup le savent déjà, en ampères. Ainsi - le courant dans un conducteur est égal à 1 Ampère si 1 Coulomb traverse ce conducteur en 1 seconde.
"Super!" - s'exclamera cher lecteur. Et que dois-je faire de cette formule ?!! Bon, d'accord, j'ai un chronomètre sur mon iPhone, je vais le chronométrer. Et le tarif ? Dois-je compter le nombre d'électrons dans le fil puis multiplier par la charge d'un électron, heureusement c'est une quantité connue, afin de déterminer le courant ?!
Calmez-vous, messieurs ! Tout sera. Ne te presse pas. Pour l’instant, rappelez-vous simplement qu’il existait une sorte de formule. Ensuite, il s'avère qu'avec son aide, vous pouvez calculer des choses intéressantes comme charger des condensateurs et bien plus encore.
Eh bien, pour l'instant... Pour l'instant, vous pouvez prendre un ampèremètre, mesurer le courant dans le circuit avec une ampoule et découvrir combien de charge circule chaque seconde à travers la section transversale du conducteur q = je t = je 1c = je.
Oui, chaque seconde, une charge traverse la section transversale d'un conducteur, égale à la force courant dedans. Vous pouvez maintenant multiplier cette valeur par la charge de l'électron (pour ceux qui ont oublié, je rappelle qu'elle est égale) et découvrir combien d'électrons circulent dans le circuit. Des questions peuvent se poser : pourquoi ? La réponse de l'auteur est juste pour s'amuser. Avantages pratiques il est peu probable que vous en profitiez au maximum. Si seulement vous plaisiez à votre professeur. Ce problème est purement académique.
La question peut se poser : comment un ampèremètre mesure-t-il le courant ? Est-ce qu'il compte les électrons ? Bien sûr que non, messieurs. Ici nous avons indirect des mesures. Ils sont basés sur action magnétique courant dans les anciens ampèremètres à cadran analogiques ou selon la loi d'Ohm - en convertissant le courant circulant à travers une résistance connue en tension puis en le traitant - dans tous les multimètres modernes. Mais plus là-dessus plus tard.
Maintenant, je vais donner ce calcul. C’est assez simple et devrait être digéré même par les humanistes. Si vous avez une intolérance individuelle au matan, eh bien, vous pouvez simplement regarder le résultat.
Souvenons-nous de notre charge ∆q qui passe avec le temps ∆tà travers la section du conducteur ∆S dont nous avons parlé un peu plus haut. En vrais mathématiciens, nous compliquerons les choses jusqu'à l'outrage, de sorte que ce n'est qu'après avoir mis le cerveau à rude épreuve qu'il deviendra clair que nous avons écrit une identité.
Messieurs, honnêtement, pas de tromperie. e − charge électronique, n − concentration électronique, c'est-à-dire le nombre de morceaux dans un mètre cube, v − vitesse de déplacement des électrons. Il est évident que v∙∆t∙∆S − c'est essentiellement le volume que les électrons vont parcourir. Nous multiplions la concentration par le volume - nous obtenons des morceaux, combien de morceaux d'électrons sont passés. Nous multiplions les morceaux par la charge d'un électron - nous obtenons la charge totale traversant la section efficace. Je t'ai dit que tout était juste !
Introduisons le concept de densité de courant. Les ennuyeux qui ont déjà lu quelque chose à ce sujet vont maintenant s'exclamer - ouais, ça quantité de vecteur! Je ne discute pas, messieurs, c’est vectoriel. Mais pour simplifier une vie déjà difficile, nous supposerons que la direction du vecteur densité de courant coïncide avec l'axe du conducteur, ce qui se produit dans la plupart des cas. Les vecteurs deviennent donc immédiatement des scalaires. En gros, la densité de courant correspond au nombre d'ampères par mètre carré sections transversales des conducteurs. Évidemment, pour ce faire, vous devez diviser le courant par la surface. Nous avons
Maintenant, j’espère, la raison pour laquelle nous avons transformé la formule de cette façon est claire ? Pour réduire un tas de choses !
Nous nous souvenons de l'essentiel : nous recherchons la vitesse. Exprimons-le :
Tout irait bien, mais on ne connaît pas encore la concentration. Souvenons-nous de la chimie. Il y avait une telle formule
Où ρ=8900 kg/m 3- densité du cuivre, N A =6·10 23 Le numéro d'Avogadro M = 0,0635 kg/mole- masse molaire.
Messieurs, j'espère qu'il ne sera pas nécessaire d'expliquer d'où vient cette formule. Je ne suis pas très doué en chimie, pour être honnête. Bien que j'aie étudié à l'école pendant 11 ans avec une étude approfondie de la chimie, en 8e année, je suis entré dans un cours de physique et de mathématiques, je me suis intéressé à la physique, en particulier à la partie qui parle de l'électricité, et, pourrait-on dire, abandonné la chimie. En fait, ils ne nous ont pas posé de questions approfondies à ce sujet ; nous étions physiciens. Cependant, si le besoin s’en fait soudainement sentir, je suis toujours prêt à plonger dans cette jungle chimique et à vous dire de quoi il s’agit.
Ainsi, la vitesse de déplacement des électrons dans un conducteur avec courant est égale à
Remplaçons des nombres spécifiques. Pour plus de précision, fixons une densité de courant de 5 A/mm 2.
Nous avons déjà tous les autres numéros. La question peut se poser : pourquoi exactement 5 A/mm 2.
C'est simple, messieurs. Ce n’est pas la première fois que les gens s’intéressent à l’électronique. Une certaine expérience a été accumulée dans ce domaine ou, en termes scientifiques, des données empiriques. Ainsi, ces données empiriques indiquent que la densité de courant admissible dans fils de cuivreéquivaut généralement à 5-10 A/mm2. À densité plus élevée courant, une surchauffe inacceptable du conducteur est possible. Cependant, pour les pistes d'un circuit imprimé, cette valeur est beaucoup plus élevée et s'élève à 20 A/mm 2 ou même plus. Cependant, c’est un sujet pour une conversation complètement différente. Revenons à notre tâche, à savoir calculer la vitesse des électrons dans un conducteur. En remplaçant les chiffres, nous obtenons cela
Messieurs, le calcul montre de manière irréfutable que les électrons dans un conducteur porteur de courant se déplacent à seulement une vitesse de 0,37 millimètres par seconde ! Tellement lent. Cependant, il ne faut pas oublier qu’il ne s’agit pas d’un mouvement thermique, mais directionnel. Le mouvement thermique est bien plus important, de l’ordre de 100 km/s. Une question raisonnable : pourquoi la lumière clignote-t-elle instantanément lorsque j'appuie sur l'interrupteur ? Vous vous souvenez de ce que j'ai dit à propos d'une sorte de force coercitive ? Il s'agit d'elle ! Mais nous en reparlerons dans le prochain article. Bonne chance à tous et à bientôt !
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Le mouvement des particules chargées dans un conducteur en génie électrique est appelé courant électrique. Le courant électrique n'est pas caractérisé uniquement par la quantité traversant le conducteur énergie électrique, puisqu'en 60 minutes une électricité égale à 1 Coulomb peut le traverser, mais la même quantité d'électricité peut traverser un conducteur en une seconde.
Quelle est la force actuelle
Lorsque l'on considère la quantité d'électricité circulant à travers un conducteur sur différents intervalles de temps, il est clair que sur une période de temps plus courte, le courant circule plus intensément, c'est pourquoi une autre définition est introduite dans les caractéristiques du courant électrique : il s'agit de l'intensité du courant, qui est caractérisé par le courant circulant dans le conducteur par seconde de temps. L'unité de mesure de l'amplitude du courant qui passe en génie électrique est l'ampère.
En d'autres termes, l'intensité du courant électrique dans un conducteur est la quantité d'électricité qui a traversé sa section transversale en une seconde, marquée de la lettre I. L'intensité du courant est mesurée en ampères - c'est une unité de mesure égale à la force d'un courant constant traversant l'infini fils parallèles avec la plus petite section circulaire séparée de 100 cm et située dans le vide, ce qui provoque une interaction sur un mètre de longueur du conducteur avec une force = 2 * 10 moins 7 puissances de Newton pour 100 cm de longueur.
Les experts déterminent souvent l'ampleur du courant qui passe ; en Ukraine (puissance du strum), elle est égale à 1 ampère, lorsqu'un coulomb d'électricité traverse la section transversale du conducteur chaque seconde.
En électrotechnique, on peut constater l'utilisation fréquente d'autres grandeurs pour déterminer la valeur du courant qui passe : 1 milliampère, ce qui égal à un/ Ampère, 10 puissance moins la troisième puissance Ampère, un microampère équivaut à dix puissance moins la sixième puissance Ampère.
Connaissant la quantité d'électricité traversant un conducteur sur une certaine période de temps, vous pouvez calculer l'intensité du courant (comme on dit en Ukraine - force strumu) à l'aide de la formule :
Lorsqu’un circuit électrique est fermé et n’a pas de branches, alors la même quantité d’électricité circule par seconde à chaque endroit de sa section transversale. Théoriquement, cela s'explique par l'impossibilité d'accumuler des charges électriques en aucun endroit du circuit ; pour cette raison, l'intensité du courant est la même partout.
Cette règle est également vraie dans les circuits complexes lorsqu'il y a des embranchements, mais s'applique à certaines sections chaîne complexe, qui peut être considéré comme un simple circuit électrique.
Comment le courant est-il mesuré ?
L'amplitude du courant est mesurée à l'aide d'un appareil appelé ampèremètre, ainsi que pour les petites valeurs - un milliampèremètre et un microampèremètre, visibles sur la photo ci-dessous :
Il existe une opinion parmi les gens selon laquelle lorsque l'intensité du courant dans un conducteur est mesurée avant la charge (consommateur), la valeur sera plus élevée qu'après. Il s’agit d’une opinion erronée, basée sur le fait qu’une certaine quantité de force sera censée être déployée pour amener le consommateur à agir. Le courant électrique dans un conducteur est un processus électromagnétique auquel participent des électrons chargés ; ils se déplacent dans une direction, mais ce ne sont pas les électrons qui transmettent l'énergie, mais le champ électromagnétique qui entoure le conducteur.
Le nombre d'électrons sortant du début de la chaîne sera égal au nombre d'électrons après le consommateur en fin de chaîne, ils ne pourront pas être épuisés.
Quels types de conducteurs existe-t-il ? Les experts définissent le concept de « conducteur » comme un matériau dans lequel les particules chargées peuvent se déplacer librement. Presque tous les métaux, acides et solutions salines possèdent en pratique de telles propriétés. Un matériau ou une substance dans lequel le mouvement des particules chargées est difficile, voire impossible, est appelé isolant (diélectrique). Les matériaux diélectriques courants sont le quartz ou l'ébonite, un isolant artificiel.
Conclusion
Sur la pratique équipement moderne travailler avec grandes quantités courant, jusqu'à des centaines, voire des milliers d'ampères, ainsi qu'avec de petites valeurs. Exemple dans Vie courante La valeur du courant dans différents appareils peut être celle d'une cuisinière électrique, où elle atteint une valeur de 5 A, et une simple lampe à incandescence peut avoir une valeur de 0,4 A dans une cellule photoélectrique, la valeur du courant qui passe est mesurée en microampères ; . Dans les lignes de la ville transport public(trolleybus, tramway) la valeur du courant qui passe atteint 1000 A.
Tout le monde a probablement ressenti les effets du courant électrique au moins une fois dans sa vie. Une pile ordinaire picote à peine perceptible lorsque vous la posez sur votre langue. Le courant dans la prise de l'appartement frappe assez fortement si vous touchez les fils nus. Et ici chaise électrique et les lignes électriques peuvent coûter des vies.
Dans tous les cas, nous parlons de l’action du courant électrique. Comment un courant est-il si différent d’un autre que la différence dans son impact soit si significative ? Il existe évidemment des caractéristiques quantitatives qui peuvent expliquer cette différence. Le courant, comme vous le savez, est constitué d’électrons se déplaçant le long d’un conducteur. On peut supposer que plus les électrons traversent la section transversale du conducteur, plus une plus grande action produira un courant.
Formule actuelle
Afin de caractériser la charge traversant un conducteur, nous avons introduit quantité physique, appelée force du courant électrique. Le courant dans un conducteur est la quantité d'électricité qui le traverse coupe transversale conducteur par unité de temps. L’intensité du courant est égale au rapport entre la charge électrique et le temps de parcours. Pour calculer l'intensité du courant, utilisez la formule :
où je suis la force actuelle,
q - charge électrique,
t - temps.
L'unité de courant dans un circuit est 1 Ampère (1 A) en l'honneur du scientifique français André Ampère. En pratique, plusieurs unités sont souvent utilisées : milliampères, microampères et kiloampères.
Mesurer le courant avec un ampèremètre
Les ampèremètres sont utilisés pour mesurer le courant. Les ampèremètres varient en fonction des mesures pour lesquelles ils sont conçus. En conséquence, l'échelle de l'instrument est calibrée dans les valeurs requises. L'ampèremètre est connecté n'importe où dans le réseau en série. L’endroit où l’ampèremètre est connecté n’a pas d’importance, puisque la quantité d’électricité traversant le circuit sera la même à n’importe quel endroit. Les électrons ne peuvent s’accumuler nulle part dans le circuit ; ils circulent uniformément dans tous les fils et éléments. Lorsqu'un ampèremètre est connecté avant et après la charge, il affichera les mêmes valeurs.
Les premiers scientifiques qui ont étudié l’électricité ne disposaient pas d’instruments pour mesurer le courant et la charge. Ils vérifiaient la présence du courant avec leurs propres sensations, en le faisant passer à travers leur corps. Une manière assez méchante. À cette époque, les atouts avec lesquels ils travaillaient n'étaient pas très élevés, de sorte que la plupart des chercheurs s'en sortaient avec seulement sensations désagréables. Cependant, à notre époque, même dans la vie quotidienne, sans parler de l'industrie, des courants très élevés sont utilisés.
Tu devrais le savoir pour corps humain Une valeur de courant allant jusqu'à 1 mA est considérée comme sûre. Des valeurs de courant supérieures à 100 mA peuvent causer de graves dommages corporels. Un courant de plusieurs ampères peut tuer une personne. Dans le même temps, il faut encore prendre en compte la susceptibilité individuelle du corps, qui est différente pour chaque personne. Par conséquent, vous devez vous rappeler la principale exigence lors de l’utilisation d’appareils électriques : la sécurité.
Avant de parler de force actuelle, il faut, en Plan général, imaginez ce que c'est - du courant électrique ?
Selon définitions classiques- c'est le mouvement dirigé de particules chargées (électrons) dans un conducteur. Pour que cela se produise, il faut pré-création champ électrique, qui mettra en mouvement les particules chargées.
L'apparition de la force actuelle
Tous substances matérielles Ils sont constitués de molécules divisées en atomes. Les atomes sont également divisés en composants : noyaux et électrons. Pendant la période de survenance réaction chimique, les électrons sont transférés d’un atome à un autre. La raison en est que certains atomes manquent d’électrons, tandis que d’autres en ont un excès. C'est tout d'abord la notion de « charges opposées ». Dans le cas du contact de telles substances, les électrons se déplacent, ce qui est en fait un courant électrique. Le courant continuera à circuler jusqu'à ce que les charges des deux substances soient égalisées.
Même dans les temps anciens, les gens remarquaient que l'ambre, frotté sur la laine, devenait capable d'attirer divers objets lumineux. Il s’est avéré plus tard que d’autres substances avaient les mêmes propriétés. Ils ont commencé à être appelés électrifiés, de mot grec"électron" signifiant ambre.
La force de l’électricité peut être forte ou faible. Cela dépend de la quantité de charge qui circule circuit électrique pendant une certaine période de temps. Plus les électrons sont déplacés d’un pôle à l’autre, plus la valeur de la charge transférée par les électrons est élevée. Total La charge est également appelée quantité d'électricité passant par un conducteur.
La première définition de l'intensité du courant a été donnée par André-Marie Ampère (1775-1836), un scientifique français, 
physicien et mathématicien. Sa définition constitue la base du concept de force actuelle que nous utilisons aujourd'hui.
Unité
La force actuelle est la quantité égal au rapport la quantité de charge traversant la section transversale d'un conducteur au moment de son passage. La charge traversant le conducteur se mesure en coulombs (C), le temps de transit se mesure en secondes (s). Pour l’unité de courant, la valeur est (C/s). En l'honneur du scientifique français, cette unité a été nommée (A) et est actuellement la principale unité de mesure du courant.
Pour mesurer le courant, un appareil de mesure spécial est utilisé. Il s'allume directement à la coupure du circuit à l'endroit où il faut mesurer la force. Les instruments qui mesurent de petits courants sont appelés milliampèremètre ou microampèremètre.
Types de conducteurs
Les substances dans lesquelles des particules chargées (électrons) se déplacent librement entre elles sont appelées conducteurs. Ceux-ci incluent presque tous les métaux, solutions d'acides et de sels. Dans d’autres substances, les électrons se déplacent très faiblement entre eux ou ne bougent pas du tout. Ce groupe de substances est appelé diélectriques ou isolants. Il s'agit notamment de l'ébonite, de l'ambre, du quartz et des gaz sans état altéré. Existe actuellement un grand nombre de matériaux artificiels, agissant comme isolants et largement utilisés en génie électrique.
Beaucoup d'entre nous, même à l'école, ne peuvent pas comprendre quels aspects distinguent le courant de la tension. Bien entendu, les enseignants ont constamment soutenu que la différence entre ces deux concepts était tout simplement énorme. Cependant, seuls certains adultes ont la possibilité de se vanter de posséder les connaissances pertinentes, et si vous n’en faites pas partie, il est temps pour vous de prêter attention à notre revue d’aujourd’hui.
Qu'est-ce que le courant et la tension ?
Afin de parler de ce qu'est la force actuelle et des nuances qui peuvent y être associées, nous jugeons nécessaire d'attirer votre attention sur ce qu'elle est en soi. Le courant est un processus au cours duquel, sous l'influence directe d'un champ électrique, le mouvement de certaines particules chargées commence à se produire. Ce dernier peut être toute une liste d'éléments divers ; à cet égard, tout dépend de situation spécifique. Ainsi, par exemple, si nous parlons de conducteurs, alors dans ce cas, les électrons agiront comme les particules mentionnées ci-dessus. 
Peut-être que certains d'entre vous ne le savaient pas, mais le courant est activement utilisé dans médecine moderne et notamment afin de sauver une personne de toute une liste de maladies de toutes sortes, la même épilepsie par exemple. Le courant est également indispensable dans la vie de tous les jours, car grâce à son aide, les lumières de votre maison sont allumées et certains appareils électriques fonctionnent. La force actuelle, à son tour, implique une certaine quantité physique. Il est désigné par le symbole I. 
Dans le cas de la tension, tout est beaucoup plus compliqué, même si on le compare à un concept tel que « intensité du courant ». Il y a des célibataires charges positives, qui doit passer de différents points. De plus, la tension est l’énergie à travers laquelle se produit le mouvement mentionné ci-dessus. Dans les écoles, pour comprendre cette notion, on donne souvent l'exemple de l'écoulement de l'eau qui se produit entre deux berges. Dans cette situation, le courant sera le débit de l'eau lui-même, tandis que la tension pourra montrer la différence de niveaux dans ces deux rives. Le débit sera donc observé jusqu’à ce que les deux niveaux dans les berges soient égaux.
Quelle est la différence entre le courant et la tension ?
Nous osons suggérer que la principale différence entre ces deux concepts réside dans leur définition directe :
- Les mots « intensité du courant » et « courant », en particulier, représentent une certaine quantité d'électricité, tandis que la tension est généralement considérée comme une mesure. énergie potentielle. En mots simples, ces deux concepts dépendent assez fortement l'un de l'autre, conservant caractéristiques distinctives, avec tout ça. Leur résistance est affectée grande quantité une grande variété de facteurs. Le plus important d'entre eux est le matériau à partir duquel un conducteur particulier est fabriqué, conditions extérieures, ainsi que la température.
- Il y a aussi une certaine différence en les recevant. Ainsi, si l'impact sur charges électriques, crée une tension, puis le courant est obtenu en appliquant une tension entre les points du circuit. À propos, ces appareils peuvent être des batteries ordinaires ou des batteries plus avancées et générateurs pratiques. Pour cette raison, on peut dire que les principales différences entre ces deux concepts résident dans leur définition, ainsi que dans le fait qu'ils sont obtenus à la suite de processus complètement différents.
Il ne faut pas confondre le courant avec consommation d'énergie. Ces concepts sont complètement différents et leur principale différence doit être perçue précisément pouvoir. Donc, dans le cas où la tension est prévue pour ça. pour caractériser l'énergie potentielle, alors dans le cas du courant, cette énergie sera déjà cinétique. Dans notre, réalités modernes, la grande majorité des canalisations correspondent à des analogies du monde de l'électricité. Il s'agit de sur la charge créée lors de la connexion d'une ampoule ou du même téléviseur au réseau. Lors de cela, une consommation d'électricité se crée, ce qui conduit finalement à l'apparition de courant.
Bien entendu, si vous ne connectez aucun appareil électrique à la prise, la tension restera inchangée, tandis que le courant sera nul. Eh bien, s’il n’y a aucune disposition pour le flux, alors comment pouvons-nous même parler de courant et de sa force ? Par conséquent, le courant n’est qu’une certaine quantité d’électricité, tandis que la tension est considérée comme une mesure de l’énergie potentielle d’une certaine source d’électricité.
