Srovės išvaizda. Elektros srovės samprata ir kaip ji matuojama

Elektros srovė yra tvarkingas neigiamo krūvio srautas elementariosios dalelės– elektronai. Elektros srovė būtini namams ir gatvėms apšviesti, buitinės ir pramonės įrenginių darbingumui užtikrinti, miesto ir magistralinio elektros transporto judėjimui ir kt.

Elektros srovė

• R n – atsparumas apkrovai
• A – indikatorius
• K – grandinės jungiklis

Dabartinė– krūvių, praeinančių per laiko vienetą per laidininko skerspjūvį, skaičius.

• Aš – srovės stiprumas
• q – elektros energijos kiekis
• t – laikas

Srovės vienetas vadinamas amperu A, pavadintas prancūzų mokslininko vardu Amperas.

1A = 10 3 mA = 10 6 µA

Elektros srovės tankis

Elektros srovė turi keletą fizinių savybių, kurios turi kiekybines vertes, išreikštas tam tikrais vienetais. Pagrindinis fizines savybes Elektros srovė yra jos stiprumas ir galia. Srovės stiprumas Jis kiekybiškai išreiškiamas amperais, o srovės galia išreiškiama vatais. Ne mažiau svarbus fizikinis dydis yra elektros srovės charakteristikos vektorius arba srovės tankis. Konkrečiai, srovės tankio sąvoka naudojama projektuojant elektros linijas.

• J – elektros srovės tankis A / MM 2
• S – plotas skerspjūvis
• Aš – dabartinė

Nuolatinė ir kintamoji srovė

Visi elektros prietaisai yra maitinami nuolatinis arba kintamoji srovė.

Elektros srovė, kurio kryptis ir reikšmė nekinta, vadinama nuolatinis.

Elektros srovė, kurios kryptis ir reikšmė gali keistis vadinama kintamieji.

Atliekamas daugelio elektros prietaisų maitinimas kintamoji srovė, kurio pokytis grafiškai pavaizduotas kaip sinusoidas.

Elektros srovės naudojimas

Galima drąsiai teigti, kad didžiausias žmonijos laimėjimas yra atradimas elektros srovė ir jo naudojimas. Iš elektros srovė priklauso nuo šilumos ir šviesos namuose, informacijos srauto iš išorinis pasaulis, bendravimas tarp žmonių, esančių įvairiose planetos vietose, ir daug daugiau.

Šiuolaikinis gyvenimas neįsivaizduojamas be plačiai paplitusios elektros energijos. Elektra yra absoliučiai visose žmonių gyvenimo srityse: pramonėje ir žemės ūkis, moksle ir kosmose.

Elektra taip pat yra nuolatinis komponentas kasdienybė asmuo. Toks plačiai paplitęs elektros paskirstymas buvo įmanomas dėl unikalių jos savybių. Elektros energija gali būti nedelsiant perduodama į didžiuliai atstumai ir transformuotis į įvairių rūšių skirtingos genezės energijas.

Pagrindiniai vartotojai elektros energija yra pramonės ir gamybos sektoriai. Elektros pagalba įjungiami įvairūs mechanizmai, įrenginiai, vykdomi kelių etapų technologiniai procesai.

Neįmanoma pervertinti elektros vaidmens užtikrinant transporto veiklą. Geležinkelio transportas beveik visiškai elektrifikuotas. Elektrifikacija geležinkelių transportas suvaidino didelį vaidmenį užtikrinant kelių pralaidumą, didinant važiavimo greitį, mažinant keleivių pervežimo kaštus, sprendžiant degalų taupymo problemą.

Elektros tiekimas yra būtina sąlyga norint užtikrinti patogias žmonių gyvenimo sąlygas. Visa buitinė technika: televizoriai, skalbimo mašinos, mikrobangų krosnelės, šildymo prietaisai – savo vietą žmogaus gyvenime rado tik dėl elektros gamybos plėtros.

Pagrindinis elektros vaidmuo civilizacijos raidoje yra neabejotinas. Žmonijos gyvenime nėra tokios srities, kuri galėtų apsieiti be elektros energijos vartojimo ir kurią būtų galima pakeisti raumenų jėga.

Elektros srovė dabar naudojama kiekviename pastate, žinant dabartinės charakteristikos elektros tinkle namuose visada reikia atsiminti, kad tai pavojinga gyvybei.

Elektros srovė yra kryptingo elektros krūvių judėjimo (dujose - jonai ir elektronai, metaluose - elektronai), veikiant elektriniam laukui, poveikis.

Judėjimas teigiami krūviai išilgai lauko prilygsta neigiamų krūvių judėjimui prieš lauką.

Paprastai elektros krūvio kryptis laikoma teigiamo krūvio kryptimi.

• srovės galia;
• įtampa;
• srovės stiprumas;
• srovės varža.

Dabartinė galia.

Elektros srovės galia vadinamas srovės atliekamo darbo ir laiko, per kurį šis darbas buvo atliktas, santykiu.

Jėga, kurią jis išvysto elektros srovė grandinės atkarpoje yra tiesiogiai proporcinga srovės ir įtampos dydžiui šioje atkarpoje. Galia (elektrinė ir mechaninė) matuojama vatais (W).

Dabartinė galia nepriklauso nuo elektros srovės grandinėje pro-te-ka-tion laiko, bet apibrėžiama kaip pro-nuo-ve-de įtampa srovės stiprumui.

Įtampa.

Elektros įtampa yra dydis, rodantis, kiek darbo atlieka elektrinis laukas perkeliant krūvį iš vieno taško į kitą. Įtampa skirtingose ​​grandinės dalyse bus skirtinga.

Pavyzdžiui: tuščio laido atkarpoje įtampa bus labai maža, o atkarpoje su bet kokia apkrova – daug didesnė, o įtampos dydis priklausys nuo srovės atliekamo darbo kiekio. Įtampa matuojama voltais (1 V). Įtampai nustatyti yra formulė: U=A/q, kur

• U - įtampa,
• A yra darbas, kurį atlieka srovė perkeldama krūvį q į tam tikrą grandinės atkarpą.

Srovės stiprumas.

Srovės stiprumas reiškia įkrautų dalelių, tekančių per laidininko skerspjūvį, skaičių.

Pagal apibrėžimą srovės stiprumas tiesiogiai proporcinga įtampai ir atvirkščiai proporcinga varžai.

Elektros srovės stiprumas matuojamas prietaisu, vadinamu ampermetru. Elektros srovės kiekis (perduoto krūvio kiekis) matuojamas amperais. Norint padidinti keitimo vienetų žymėjimų diapazoną, yra daugybiniai priešdėliai, tokie kaip mikro - mikroamperas (μA), mylios - miliamperas (mA). Kitos konsolės kasdieniame gyvenime nenaudojamos. Pavyzdžiui: jie sako ir rašo „dešimt tūkstančių amperų“, bet niekada nesako ir nerašo 10 kiloamperų. Tokios vertės kasdienybė nėra naudojami. Tą patį galima pasakyti ir apie nanoamperus. Dažniausiai sako ir rašo 1×10-9 amperai.

Srovės pasipriešinimas.

Elektrinė varža paskambino fizinis kiekis, kuri apibūdina laidininko savybes, neleidžiančias praeiti elektros srovei ir lygus santykiuiįtampa laidininko galuose iki juo tekančios srovės stiprumo.

Atsparumas kintamosios srovės grandinėms ir kintamiems elektromagnetiniams laukams apibūdinamas varžos ir charakteringos varžos sąvokomis. Srovės pasipriešinimas(dažnai žymimas raide R arba r) yra srovės varža, in tam tikrose ribose, pastovią vertęšiam dirigentui. Pagal elektrinė varža suprasti įtampos, esančios laidininko galuose, ir srovės, tekančios laidininku, santykį.

Elektros srovės atsiradimo laidžioje terpėje sąlygos:

1) laisvų įkrautų dalelių buvimas;

2) jei yra elektrinis laukas (tarp dviejų laidininko taškų yra potencialų skirtumas).

Elektros srovės poveikio laidžiajai medžiagai tipai.

1) cheminė – kaita cheminė sudėtis laidininkai (daugiausia yra elektrolituose);

2) terminis - medžiaga, per kurią teka srovė, yra šildoma (superlaidininkuose šio efekto nėra);

3) magnetinis – magnetinio lauko atsiradimas (vyksta visuose laidininkuose).

Pagrindinės srovės charakteristikos.

1. Srovės stipris žymimas raide I – ji lygi elektros kiekiui Q, praeinančiam per laidininką per laiką t.

I=Q/t

Srovės stiprumas nustatomas ampermetru.

Įtampa nustatoma voltmetru.

3. Laidžiosios medžiagos varža R.

Atsparumas priklauso:

a) ant laidininko S skerspjūvio, jo ilgio l ir medžiagos (žymima laidininko varža ρ);

R=pl/S

b) esant temperatūrai t°C (arba T): R = R0 (1 + αt),

• kur R0 yra laidininko varža 0 °C temperatūroje,
• α - temperatūros koeficientas atsparumas;

c) gauti įvairūs efektai, laidininkus galima jungti tiek lygiagrečiai, tiek nuosekliai.

Dabartinių charakteristikų lentelė.

Srovė ir įtampa yra kiekybiniai parametrai, naudojami elektros schemos. Dažniausiai šie dydžiai keičiasi laikui bėgant, kitaip elektros grandinės veikimas nebūtų prasmės.

Įtampa

Paprastai įtampa nurodoma raide "U". Darbas buvo skirtas perkelti krūvio vienetą iš mažo potencialo taško į tašką su didelis potencialas, yra įtampa tarp šių dviejų taškų. Kitaip tariant, tai energija, išsiskirianti po to, kai įkrovos vienetas pereina iš didelio potencialo į žemą.

Įtampa taip pat gali būti vadinama potencialų skirtumu, taip pat elektrovaros jėga. Šis parametras matuojamas voltais. Norint perkelti 1 kuloną įkrovos tarp dviejų taškų, kurių įtampa yra 1 voltas, reikia atlikti 1 džaulį darbo. Kulonai matuoja elektros krūvius. 1 pakabukas lygus įkrovimui 6x10 18 elektronų.

Įtampa skirstoma į keletą tipų, priklausomai nuo srovės tipų.

• Pastovi įtampa . Jis yra elektrostatinėse ir nuolatinės srovės grandinėse.
• kintamoji įtampa . Šio tipo įtampa randama grandinėse su sinusine ir kintamos srovės. Sinusoidinės srovės atveju atsižvelgiama į šias įtampos charakteristikas:
  įtampos svyravimų amplitudė– tai didžiausias jo nuokrypis nuo x ašies;
  momentinė įtampa, kuris išreiškiamas tam tikru laiko momentu;
  efektyvioji įtampa , nustatoma pagal vykdymą aktyvus darbas 1-osios pusės laikotarpis;
  vidutinė ištaisyta įtampa, nustatomas pagal ištaisytos įtampos dydį per vieną harmoninį periodą.

Perduodant elektros energiją oro linijomis, atramų konstrukcija ir jų matmenys priklauso nuo naudojamos įtampos dydžio. Įtampa tarp fazių vadinama linijos įtampa , o įtampa tarp žemės ir kiekvienos fazės yra fazinė įtampa . Ši taisyklė taikoma visų tipų oro linijoms. Rusijoje buitiniuose elektros tinkluose standartas yra trifazė įtampa, kurios linijinė įtampa yra 380 voltų, o fazinė - 220 voltų.

Elektros srovė

Srovė elektros grandinėje yra elektronų judėjimo greitis tam tikrame taške, matuojamas amperais ir diagramose žymimas raide “ aš“ Taip pat naudojami išvestiniai amperų vienetai su atitinkamais priešdėliais mili-, mikro-, nano ir kt. Per 1 sekundę perkeliant 1 kulono krūvio vienetą sukuriama 1 ampero srovė.

Paprastai manoma, kad srovė teka kryptimi iš teigiamas potencialasį neigiamą. Tačiau iš fizikos kurso žinome, kad elektronas juda priešinga kryptimi.

Turite žinoti, kad įtampa matuojama tarp 2 grandinės taškų, o srovė teka per vieną konkretus taškas grandine arba per jos elementą. Todėl, jei kas nors vartoja posakį „pasipriešinimo įtampa“, tai neteisinga ir neraštinga. Tačiau dažnai mes kalbame apie apie įtampą tam tikrame grandinės taške. Tai reiškia įtampą tarp žemės ir šio taško.

Įtampa susidaro veikiant elektros krūviams generatoriuose ir kituose įrenginiuose. Srovė sukuriama taikant įtampą į du grandinės taškus.

Norint suprasti, kas yra srovė ir įtampa, būtų teisingiau naudoti. Jame galite pamatyti srovę ir įtampą, kurios laikui bėgant keičia savo vertes. Praktiškai elektros grandinės elementai sujungiami laidininkais. Tam tikruose taškuose grandinės elementai turi savo įtampos vertę.

Srovė ir įtampa atitinka taisykles:

• Į tašką patenkančių srovių suma lygi srovių, išeinančių iš taško, sumai (krūvio išsaugojimo taisyklė). Ši taisyklė yra Kirchhoffo dėsnis srovėms. Srovės įėjimo ir išėjimo taškas šiuo atveju vadinamas mazgu. Šio įstatymo pasekmė yra kitas pareiškimas: nuoseklioje elementų grupės elektros grandinėje srovės vertė yra vienoda visuose taškuose.
• IN lygiagreti grandinė elementų, visų elementų įtampa yra vienoda. Kitaip tariant, įtampos kritimų suma uždaroje grandinėje yra lygi nuliui. Šis Kirchhoffo dėsnis taikomas įtempiams.
• Per laiko vienetą grandinės (galios) atliktas darbas išreiškiamas taip: P = U*I. Galia matuojama vatais. 1 džaulis darbo, atliktas per 1 sekundę, yra lygus 1 vatui. Galia paskirstoma šilumos pavidalu ir išleidžiama atlikti mechaninis darbas(elektros varikliuose), paverčiama spinduliuote įvairių tipų, kaupiasi konteineriuose ar baterijose. Kuriant kompleksą elektros sistemos,Viena iš problemų – šiluminė sistemos apkrova.

Elektros srovės charakteristikos

Būtina sąlyga, kad elektros grandinėje būtų srovė, yra uždara grandinė. Jei grandinė nutrūksta, srovė sustoja.

Šiuo principu dirba visi elektrotechnikos darbuotojai. Jie skyla elektros grandinė judantys mechaniniai kontaktai, ir tai sustabdo srovės tekėjimą, išjungia įrenginį.

Energetikos pramonėje elektros srovė atsiranda srovės laidininkų viduje, kurie gaminami šynų ir kitų srovę laidžių dalių pavidalu.

Taip pat yra kitų būdų, kaip sukurti vidinę srovę:

• Skysčiai ir dujos dėl įkrautų jonų judėjimo.
• Vakuumas, dujos ir oras naudojant terminę emisiją.
• , dėl krūvininkų judėjimo.

Elektros srovės atsiradimo sąlygos

• Laidininkų (ne superlaidininkų) šildymas.
• Potencialų skirtumo taikymas krūvininkams.
• Cheminė reakcija, kurios metu išsiskiria naujos medžiagos.
• Poveikis magnetinis laukas prie dirigento.

Dabartinės bangos formos

• Tiesi linija.
• Kintamoji harmoninė sinusinė banga.
• Meider, panašus į sinusinę bangą, bet turintis aštrių kampų(kartais kampai gali būti išlyginti).
• Viena kryptimi pulsuojanti forma, kurios amplitudė svyruoja nuo nulio iki didžiausią vertę pagal tam tikrą dėsnį.

Elektros srovės darbo rūšys

• Apšvietimo prietaisų sukurta šviesos spinduliuotė.
• Šilumos generavimas naudojant šildymo elementus.
• Mechaniniai darbai (elektros variklių sukimas, kitų elektros prietaisų veikimas).
• Elektromagnetinės spinduliuotės kūrimas.

Neigiami reiškiniai, kuriuos sukelia elektros srovė

• Kontaktų ir įtampingųjų dalių perkaitimas.
• Atsiradimas sūkurinės srovės elektros prietaisų branduoliuose.
• Elektromagnetinė spinduliuotė į išorinę aplinką.

Elektros prietaisų kūrėjai ir įvairios schemos projektuodami jie savo projektuose turi atsižvelgti į minėtas elektros srovės savybes. Pavyzdžiui, žalingas poveikis Sūkurinės srovės elektros varikliuose, transformatoriuose ir generatoriuose sumažinamos suliejus perdavimui naudojamas šerdis magnetinis srautas. Šerdies laminavimas – tai jo gamyba ne iš vieno metalo gabalo, o iš atskirų plonų specialaus elektrotechninio plieno plokščių rinkinio.

Bet, kita vertus, sūkurinės srovės naudojamas darbui mikrobangų krosnelės, orkaitės, veikiančios magnetinės indukcijos principu. Todėl galime teigti, kad sūkurinės srovės yra ne tik kenksmingos, bet ir naudingos.

Kintamoji srovė su signalu sinusoido pavidalu gali skirtis pagal virpesių dažnį per laiko vienetą. Mūsų šalyje galios dažnis elektros prietaisų srovė yra standartinė ir lygi 50 hercų. Kai kuriose šalyse naudojamas 60 hercų srovės dažnis.

Įvairiais elektrotechnikos ir radijo inžinerijos tikslais naudojamos kitos dažnio vertės:

• Žemo dažnio signalai su mažesniu srovės dažniu.
• Aukšto dažnio signalai, kurie yra daug didesni už pramoninės srovės dažnį.

Manoma, kad elektros srovė atsiranda dėl elektronų judėjimo laidininke, todėl ji vadinama laidumo srove. Tačiau yra ir kita elektros srovės rūšis, vadinama konvekcija. Tai atsiranda, kai įkrauti makrokūnai, pavyzdžiui, lietaus lašai, juda.

Elektros srovė metaluose

Elektronų judėjimas juos veikiant nuolatinė jėga lyginant su parašiutininku, kuris krenta ant žemės. Šiais dviem atvejais tai atsitinka vienodas judesys. Sunkio jėga veikia parašiutininką, o oro pasipriešinimo jėga jai priešinasi. Elektronų judėjimą veikia elektrinio lauko jėga, o kristalų gardelių jonai priešinasi šiam judėjimui. Vidutinis greitis elektronai pasiekia pastovią vertę, taip pat parašiutininko greitis.

Metaliniame laidininke vieno elektrono judėjimo greitis yra 0,1 mm per sekundę, o elektros srovės greitis – apie 300 tūkst. Taip yra todėl, kad elektros srovė teka tik ten, kur įkrautoms dalelėms taikoma įtampa. Todėl pasiekiamas didelis srovės srautas.

Kai elektronai juda kristalinėje gardelėje, egzistuoja toks modelis. Elektronai susiduria ne su visais artėjančiais jonais, o tik su kas dešimtu iš jų. Tai paaiškinama įstatymais kvantinė mechanika, kurį galima supaprastinti taip.

Elektronų judėjimą trukdo dideli jonai, kurie pasižymi atsparumu. Tai ypač pastebima kaitinant metalus, kai sunkieji jonai „siūbuoja“, didėja ir sumažėja laidininkų kristalinių gardelių elektrinis laidumas. Todėl kaitinant metalus jų varža visada didėja. Kai temperatūra mažėja, ji didėja elektros laidumas. Sumažinus metalo temperatūrą iki absoliutaus nulio, galima pasiekti superlaidumo efektą.

Srovės atsiradimo sąlygos

Šiuolaikinis mokslas sukūrė aiškinamąsias teorijas natūralių procesų. Daugelis procesų remiasi vienu iš atominės sandaros modelių, vadinamuoju planetinis modelis. Pagal šį modelį atomas susideda iš teigiamai įkrauto branduolio ir neigiamai įkrauto elektronų debesies, supančio branduolį. Įvairios medžiagos, susidedantys iš atomų, pastoviomis sąlygomis dažniausiai yra stabilūs ir nekinta savo savybės aplinką. Tačiau gamtoje vyksta procesai, galintys pakeisti stabilią medžiagų būseną ir sukelti šiose medžiagose reiškinį, vadinamą elektros srove.

Toks esminis gamtos procesas yra trintis. Daugelis žino, kad jei šukuojate plaukus šukomis iš tam tikros rūšies plastiko arba dėvite drabužius iš tam tikros rūšies audinių, atsiranda lipnumo efektas. Plaukai traukia ir prilimpa prie šukos, tas pats nutinka ir su drabužiais. Šis poveikis paaiškinamas trintimi, dėl kurios sutrinka šukos medžiagos ar audinio stabilumas. Elektronų debesis gali pasislinkti branduolio atžvilgiu arba būti iš dalies sunaikintas. Ir dėl to medžiaga įgauna elektros krūvį, kurio ženklą lemia šios medžiagos struktūra. Elektros krūvis atsirandančios dėl trinties, vadinamos elektrostatinėmis.

Rezultatas yra įkrautų medžiagų pora. Kiekviena medžiaga turi specifinį elektrinis potencialas. Elektra veikia erdvę tarp dviejų įkrautų medžiagų, šiuo atveju elektrostatinis laukas. Efektyvumas elektrostatinis laukas priklauso nuo potencialo verčių ir apibrėžiamas kaip potencialų skirtumas arba įtampa.

• Atsiradus įtampai, erdvėje tarp potencialų atsiranda kryptingas įkrautų medžiagų dalelių judėjimas – elektros srovė.

Kur teka elektros srovė?

Tokiu atveju potencialai sumažės, jei trintis sustos. Ir galų gale potencialai išnyks, o medžiagos atgaus stabilumą.

Bet jeigu potencialų ir įtampos formavimosi procesas tęsis jų didėjimo kryptimi, tai srovė taip pat padidės pagal medžiagų, užpildančių erdvę tarp potencialų, savybes. Ryškiausias šio proceso įrodymas yra žaibas. Aukštyn ir žemyn nukreipto oro srautų trintis vienas prieš kitą sukelia milžinišką įtampą. Dėl to vieną potencialą formuoja aukštyn danguje, o kitą – žemėje. Ir galiausiai dėl oro savybių atsiranda elektros srovė žaibo pavidalu.

• Pirmoji elektros srovės priežastis yra įtampa.
• Antroji elektros srovės atsiradimo priežastis yra erdvė, kurioje veikia įtampa – jos dydis ir kuo ji užpildyta.

Įtampa kyla ne tik dėl trinties. Kiti fiziniai ir cheminiai procesai, kurios sutrikdo medžiagos atomų pusiausvyrą, taip pat sukelia įtampą. Įtampa kyla tik dėl sąveikos arba

• viena medžiaga su kita medžiaga;
• viena ar daugiau medžiagų, turinčių lauką arba spinduliuotę.

Įtampa gali kilti iš:

• cheminė reakcija, vykstanti medžiagoje, pavyzdžiui, visose baterijose ir akumuliatoriuose, taip pat visuose gyvuose daiktuose;
• elektromagnetinė spinduliuotė, pvz saulės energija varomas ir šiluminiai elektros generatoriai;
• elektromagnetinis laukas, kaip ir visose dinamose.

Elektros srovė turi savo prigimtį, atitinkančią medžiagą, kurioje ji teka. Todėl jis skiriasi:

• metaluose;

• skysčiuose ir dujose;

• puslaidininkiuose

Metaluose elektros srovė susideda tik iš elektronų, skysčiuose ir dujose - iš jonų, puslaidininkiuose - iš elektronų ir "skylių".

Nuolatinė ir kintamoji srovė

Įtampa, palyginti su jos potencialais, kurios ženklai išlieka nepakitę, gali keistis tik dydžiu.

• Tokiu atveju atsiranda pastovi arba impulsinė elektros srovė.

Elektros srovė priklauso nuo šio pokyčio trukmės ir tarp potencialų materija užpildytos erdvės savybių.

• Bet jei keičiasi potencialų ženklai ir dėl to pasikeičia srovės kryptis, tai vadinama kintamąja, kaip ir ją lemianti įtampa.

Gyvenimas ir elektros srovė

Dėl kiekybinių ir kokybiniai vertinimai elektros srovė į šiuolaikinis mokslas ir technologija, naudojami tam tikri dėsniai ir kiekiai. Pagrindiniai įstatymai yra šie:

• Kulono dėsnis;
• Omo dėsnis.

Charlesas Coulombas 18-ojo amžiaus 80-aisiais nulėmė įtampos atsiradimą, o Georgas Ohmas XIX amžiaus 20-aisiais – elektros srovės atsiradimą.

Gamtoje ir žmonių civilizacija jis pirmiausia naudojamas kaip energijos ir informacijos nešėjas, o jo tyrimo ir naudojimo tema yra tokia pat plati kaip ir pati gyvybė. Pavyzdžiui, tyrimais įrodyta, kad visi gyvi organizmai gyvena todėl, kad širdies raumenys susitraukia veikiami organizme generuojamų elektros srovės impulsų. Visi kiti raumenys dirba panašiai. Kai ląstelė dalijasi, ji naudoja informaciją, pagrįstą elektros srove aukšti dažniai. Tokių faktų sąrašas su paaiškinimais gali būti tęsiamas visoje knygoje.

Jau padaryta daug atradimų, susijusių su elektros srove, ir dar daug ką reikia padaryti. Todėl, atsiradus naujoms tyrimo priemonėms, atsiranda naujų dėsnių, medžiagų ir kitų rezultatų praktinis naudojimasšio reiškinio.

Įkrautų dalelių kryptingas judėjimas elektriniame lauke.

Įkrautos dalelės gali būti elektronai arba jonai (įkrauti atomai).

Atomas, praradęs vieną ar daugiau elektronų, įgyja teigiamą krūvį. - Anijonas (teigiamas jonas).
Atomas, įgijęs vieną ar daugiau elektronų, įgyja neigiamas krūvis. - Katijonas (neigiamas jonas).
Jonai laikomi judriomis įkrautomis dalelėmis skysčiuose ir dujose.

Metaluose krūvininkai yra laisvųjų elektronų, kaip ir neigiamo krūvio dalelės.

Puslaidininkiuose mes laikome neigiamo krūvio elektronų judėjimą (judėjimą) iš vieno atomo į kitą ir dėl to judėjimą tarp susidarančių teigiamai įkrautų laisvų vietų - skylių - atomų.

Už elektros srovės kryptis sutartinai priimta teigiamų krūvių judėjimo kryptis. Ši taisyklė buvo nustatyta gerokai prieš elektrono tyrimą ir išlieka teisinga iki šiol. Elektrinio lauko stipris taip pat nustatomas esant teigiamam bandymo krūviui.

Už bet kokį vieną mokestį q intensyvumo elektriniame lauke E jėgos veiksmai F = qE, kuris perkelia krūvį šios jėgos vektoriaus kryptimi.

Paveikslėlyje parodyta, kad jėgos vektorius F - = -qE, veikiantis neigiamu krūviu -q, yra nukreiptas priešinga lauko stiprumo vektoriui kryptimi, kaip vektoriaus sandauga Eįjungta neigiama reikšmė. Vadinasi, neigiamo krūvio elektronai, kurie yra metalinių laidininkų krūvininkai, iš tikrųjų turi judėjimo kryptį, priešingą lauko stiprumo vektoriui ir visuotinai priimtai elektros srovės krypčiai.

Mokesčio suma K= 1 Kulonas per laido skerspjūvį judėjo laiku t= 1 sekundė, nustatoma pagal dabartinę vertę aš= 1 amperas nuo santykio:

I = Q/t.

Dabartinis santykis aš= 1 amperas laidyje iki jo skerspjūvio ploto S= 1 m 2 lems srovės tankį j= 1 A/m2:

Darbas A= 1 džaulis, išleistas transportuojant įkrovą K= 1 Pakabukas nuo 1 taško iki 2 taško nustatys vertę elektros įtampa U= 1 voltas, kaip potencialų skirtumas φ 1 ir φ 2 tarp šių skaičiavimo taškų:

U = A/Q = φ 1 - φ 2

Elektros srovė gali būti tiesioginė arba kintamoji.

Nuolatinė srovė – elektros srovė, kurios kryptis ir dydis laikui bėgant nekinta.

Kintamoji srovė yra elektros srovė, kurios stiprumas ir kryptis laikui bėgant kinta.

1826 metais vokiečių fizikas Georgas Ohmas atrado svarbus įstatymas elektra, kuri lemia kiekybinį elektros srovės ir laidininko savybių ryšį, apibūdinantį jų gebėjimą atlaikyti elektros srovę.
Vėliau šios savybės buvo pradėtos vadinti elektrine varža, pažymėta raide R ir matuojamas Omais atradėjo garbei.
Omo dėsnis šiuolaikiniu aiškinimu, naudojant klasikinį U/R santykį, nustato elektros srovės kiekį laidininke pagal įtampą Ušio laidininko galuose ir jo varža R:

Elektros srovė laidininkuose

Dirigentai turi nemokama žiniasklaida krūviai, kurie, veikiami elektrinio lauko, juda ir sukuria elektros srovę.

Metaliniuose laidininkuose krūvininkai yra laisvieji elektronai.
Kylant temperatūrai chaotiškas terminis atomų judėjimas trikdo kryptingą elektronų judėjimą ir didėja laidininko varža.
Aušinant ir temperatūrai artėjant prie absoliutaus nulio, kai šiluminis judėjimas sustoja, metalo varža linkusi į nulį.

Elektros srovė skysčiuose (elektrolituose) egzistuoja kaip kryptingas įkrautų atomų (jonų), susidarančių elektrolitinės disociacijos procese, judėjimas.
Jonai juda link priešingo ženklo elektrodų ir yra neutralizuojami, nusėda ant jų. - Elektrolizė.
Anijonai - teigiami jonai. Jie pereina prie neigiamo elektrodo – katodo.
Katijonai yra neigiami jonai. Jie pereina prie teigiamo elektrodo – anodo.
Faradėjaus elektrolizės dėsniai lemia ant elektrodų išsiskiriančios medžiagos masę.
Kaitinant, elektrolito varža mažėja, nes padidėja molekulių, suskaidytų į jonus, skaičius.

Elektros srovė dujose – plazma. Elektros krūvį neša teigiamas arba neigiamų jonų ir laisvieji elektronai, kurie susidaro veikiant spinduliuotei.

Vakuume yra elektros srovė, kaip elektronų srautas nuo katodo iki anodo. Naudojamas elektronų pluošto įrenginiuose – lempose.

Elektros srovė puslaidininkiuose

Puslaidininkiai užima tarpinė padėtis tarp laidininkų ir dielektrikų pagal jų varžą.
Reikšmingu skirtumu tarp puslaidininkių ir metalų galima laikyti jų priklausomybę varža ant temperatūros.
Temperatūrai mažėjant metalų varža mažėja, o puslaidininkių atvirkščiai – didėja.
Temperatūrai artėjant prie absoliutaus nulio, metalai linkę tapti superlaidininkais, o puslaidininkiai – izoliatoriais.
Esmė ta, kad kada absoliutus nulis puslaidininkiuose esantys elektronai bus užsiėmę, kurdami kovalentinius ryšius tarp atomų kristalinė gardelė ir idealiu atveju laisvųjų elektronų nebus.
Kylant temperatūrai, kai kurie valentiniai elektronai gali gauti energijos, kurios pakaktų lūžti kovalentiniai ryšiai ir kristale atsiras laisvieji elektronai, o lūžio taškuose susiformuos laisvos vietos, kurios vadinamos skylėmis.
Laisva darbo vieta gali būti užimta valentinis elektronas iš kaimyninės poros ir skylė persikels į naują kristalo vietą.
Kai laisvas elektronas susitinka su skyle, elektroninis ryšys tarp puslaidininkio atomų atsistato ir vyksta atvirkštinis procesas – rekombinacija.
Elektronų skylių poros gali atsirasti ir rekombinuoti apšviečiant puslaidininkį dėl elektromagnetinės spinduliuotės energijos.
Jei nėra elektrinio lauko, chaotiškame šiluminiame judėjime dalyvauja elektronai ir skylės.
Elektriniame lauke tvarkingai juda ne tik susidarę laisvieji elektronai, bet ir skylės, kurios laikomos teigiamai įkrautomis dalelėmis. Dabartinė aš puslaidininkyje jis susideda iš elektronų aš n ir skylė Ip srovės

Puslaidininkiai apima: cheminiai elementai, pavyzdžiui, germanis, silicis, selenas, telūras, arsenas ir kt. Gamtoje labiausiai paplitęs puslaidininkis yra silicis.

Komentarai ir pasiūlymai priimami ir laukiami!