Çocuklar için elektrik tanımı nedir? Çocuklar için elektrik tanımı

Sevgili okurlarımız ve dergimizin ziyaretçileri! Enerji santrallerinde elektriğin hangi enerji kaynakları yardımıyla üretildiği yöntemleri hakkında oldukça fazla ve detaylı olarak yazıyoruz. Atom, gaz, su; onlar bizim “kahramanlarımız”dı, ancak henüz alternatif “yeşil” seçeneklere ulaşmayı başaramadık. Ancak yakından bakıldığında hikayelerin tamamlanmaktan çok uzak olduğu görülüyor. Evlerimizin konforunu sağlayan sayısız pompanın çalışmasını sağlamak için, yerleşim yerlerimizi ve yollarımızı aydınlatacak yollar ile elektriğin türbinden prizlerimize kadar olan yolunu hiçbir zaman detaylı bir şekilde çizmeye çalışmadık.

Bu yollar ve patikalar hiç de basit değil, bazen dolambaçlı ve defalarca yön değiştiriyor ama neye benzediklerini bilmek 21. yüzyılın her kültürlü insanının sorumluluğu. Görünüşü büyük ölçüde bizi fetheden elektriğin belirlediği, hem sanayide hem de özel kullanımda tüm ihtiyaçlarımızın karşılanması için dönüştürmeyi öğrendiğimiz bir yüzyıl. Elektrik hatlarının tellerindeki akım ile cihazlarımızın pillerindeki akım çok farklı akımlardır ancak aynı elektrikte kalırlar. Elektrik enerjisi mühendisleri ve mühendisleri, çelik fabrikalarında en güçlü akımları ve örneğin bir kol saatinde küçük, çok küçük akımları sağlamak için ne gibi çabalar sarf etmelidir? Elektriğin dönüşümü, iletimi ve dağıtımı sistemine destek verenlere ne kadar iş düşüyor ve bu sistemin istikrarı hangi yöntemlerle sağlanıyor? “Sistem Operatörü”nün “Federal Şebeke Şirketi”nden farkı nedir, neden Rusya'daki bu şirketlerin her ikisi de özel değil devlete aitti?

Pek çok soru var, neden bu kadar çok enerji çalışanına ihtiyacımız olduğunu ve kabaca konuşursak ne yaptıklarını az çok anlamak için bunların cevaplarını bilmeniz gerekiyor. Evlerimizde ve şehirlerimizde elektrikle ilgili her şeyin yolunda gittiği gerçeğine o kadar alışmışız ki, elektrik mühendislerini ancak bir şeyler aniden durduğunda, her zamanki konfor alanımızın dışına çıktığımızda hatırlıyoruz. Hava karanlık ve soğuk; işte o zaman enerji içecekleri hakkında konuşuyoruz ve kesinlikle yayınlamayacağımız sözler söylüyoruz.

Açıkçası şanslı olduğumuzdan eminiz - gerçek bir profesyonel bu zor, gerekli ve hatta büyük konuyu üstlenmeyi kabul etti. Sizden sevmenizi ve iyilik yapmanızı rica ediyoruz - Dmitry Talanov, Mühendis, büyük harfle. Biliyorsunuz, mühendis unvanının o kadar önemli olduğu bir ülke var - Finlandiya, bir zamanlar bu unvanı taşıyan uzmanların listesini içeren bir katalog her yıl yayınlanıyordu. Bir gün Rusya'da böylesine görkemli bir geleneğin ortaya çıkmasını isterim, çünkü elektronik ve İnternet çağımızda böylesine yıllık olarak güncellenen bir katalog oluşturmak çok daha kolaydır.

Mühendislik konusunda dikkatinize sunduğumuz yazımız kısa, net ve özlüdür. Elbette Dmitry'nin yazdığı her şey çok daha detaylı anlatılabilir ve bir zamanlar dergimiz 19. yüzyılda elektriğin fethinin nasıl gerçekleştiğine dair bir dizi makaleye başladı.

Georg Ohm, Heinrich Hertz, Andre-Marie Ampère, Alessandro Volt, James Watt, Faraday, Jacobi, Lenz, Gramm, Fontaine, Lodygin, Dolivo-Dobrovolsky, Tesla, Yablochkov, Depreux, Edison, Maxwell, Kirchhoff, Siemens kardeşler ve Westinghouse kardeşler – elektrik tarihinde hatırlamaya değer pek çok muhteşem isim var. Genel olarak, birisi her şeyin nasıl başladığının ayrıntılarını hatırlamak isterse, hoş karşılanırsınız ve Dmitry'nin makalesi tamamen farklı bir hikayenin başlangıcıdır. Gerçekten beğeneceğinizi umuyoruz ve çok yakın gelecekte Dmitry Talanov'un makalelerinin devamını göreceğiz.

Sevgili Dmitry, kendi adıma - ilk kez tüm okuyuculardan rica ediyoruz - yorumları eksik etmeyin!

Elektrik akımı nedir, nereden gelir ve evimize nasıl ulaşır?

Herkes elektriğe neden ihtiyaç duyduğumuzu ve yaşamamıza ne kadar yardımcı olduğunu evine ve iş yerine eleştirel bir gözle bakarak öğrenebilir.

Gözünüze çarpan ilk şey aydınlatmadır. Ve bu olmadan 8 saatlik bir iş gününün bile işkenceye dönüşeceği doğrudur. Pek çok büyük şehirde işe gitmek zaten küçük bir mutluluktur ama ya bunu karanlıkta yapmak zorunda kalırsanız? Ve kışın her iki yönde de geçerli! Gaz lambaları ana otoyollarda yardımcı olacaktır, ancak biraz yana döndüğünüzde hiçbir şey göremiyorsunuz. Kolayca bir bodruma veya deliğe düşebilirsiniz. Peki şehrin dışında, yalnızca yıldızların ışığıyla aydınlatılan doğada mı?

Gece sokak aydınlatması, Fotoğraf: pixabay.com

Elektrik olmayınca, ulaşılması zor olan ofislerdeki ısıyı giderecek hiçbir şey de yok. Elbette pencereleri açabilir ve başınıza ıslak bir havlu bağlayabilirsiniz, ancak bu ne kadar yardımcı olacaktır? Su pompalayan pompaların da elektriğe ihtiyacı vardır, aksi takdirde düzenli olarak kovalı manuel pompaya gitmeniz gerekecektir.

Ofiste kahve mi? Unut gitsin! Ancak herkes bunu sık sık değil, aynı anda yaparsa, böylece yanan kömürden çıkan duman çalışma atmosferini zehirlemez. Veya ekstra para karşılığında yakındaki bir meyhaneden alabilirsiniz.

Bir sonraki ofise mektup mu göndereceksiniz? Kağıdı almanız, elinizle bir mektup yazmanız ve ardından onu ayaklarınızla taşımanız gerekiyor. Şehrin diğer ucuna mı? Kuryeyi çağırıyoruz. Başka bir ülkeye mi? Ne kadara mal olacağını biliyor musun? Ayrıca komşu ülkelerden altı aydan önce, yurt dışından ise bir yıldan beşe kadar cevap beklemeyin.

Eve döndük, mumları yakmamız gerekiyor. Onların önünde okumak gözleriniz için acı vericidir, bu nedenle başka bir şey yapmanız gerekecektir. Ne ile? Televizyon yok, bilgisayar yok, akıllı telefon yok; onlar bile gitti çünkü onlara güç verecek hiçbir şey yok. Bankta uzanın ve tavana bakın! Her ne kadar doğum oranı kesinlikle artacak olsa da.

Şunu da eklemek gerekir ki, aynı elektrikle çalışan binlerce motorun döndüğü fabrikalarda artık tüm plastik ve gübreler doğalgazdan elde ediliyor. Buradan itibaren, mevcut gübrelerin listesi, fıçılarda doğal hammaddelerden hazırlanabilen, içlerindeki zehirli bulamacın manuel, su veya buharla çalışan küreklerle karıştırılabilen gübrelere göre büyük ölçüde kısaltılmıştır. Sonuç olarak, üretilen ürünlerin hacmi büyük ölçüde azalır.

Plastikleri unutun! Ebonit uzun bir listeden en büyük mutluluğumuzdur. Ve metaller arasında dökme demir en uygun fiyatlı hale geliyor. Tıpta stetoskop ve hızla paslanan neşter ana silah olarak yeniden sahneye çıkıyor. Gerisi unutulmaya yüz tutacaktır.

Uzun süre devam edebilirsiniz, ancak fikir zaten net olmalıdır. Elektriğe ihtiyacımız var. Onsuz da yaşayabiliriz ama nasıl bir hayat olurdu! Peki bu büyülü elektrik nereden geldi?

Elektriğin keşfi

Hiçbir şeyin hiçbir yerde iz bırakmadan kaybolmadığı, yalnızca bir durumdan diğerine geçtiği şeklindeki fiziksel gerçeği hepimiz biliyoruz. Yunan filozofu Miletoslu Thales M.Ö. 7. yüzyılda bu gerçekle karşılaştı. e. Bir parça kehribarın yüne sürtülmesiyle elektriğin bir enerji türü olarak keşfedilmesi. Mekanik enerjinin bir kısmı elektrik enerjisine dönüştü ve kehribar (eski Yunanca "elektron") elektriklendi, yani hafif nesneleri çekme özelliğini kazandı.

Bu tür elektriğe artık statik deniyor ve enerji santrallerindeki gaz arıtma sistemleri de dahil olmak üzere geniş bir uygulama alanı buldu. Ancak Antik Yunan'da bunun bir faydası yoktu ve eğer Miletoslu Thales arkasında deneylerinin kayıtlarını bırakmamış olsaydı, dikkatini enerji türleri arasında belki de en saf olanına odaklayan ilk düşünürün kim olduğunu asla bilemeyecektik. hepsi bu güne aşina olduğumuz kişiler. Aynı zamanda yönetimi en uygun olanıdır.

"Elektrik" terimi, yani "amber", 1600 yılında William Gilbert tarafından icat edildi. Bu andan itibaren elektriğin doğasını çözmeye çalışarak geniş çapta deneyler yapmaya başladılar.

Sonuç olarak, 1600'den 1747'ye kadar bir dizi heyecan verici keşif yapıldı ve Amerikalı Benjamin Franklin tarafından yaratılan ilk elektrik teorisi ortaya çıktı. Pozitif ve negatif yük kavramını ortaya attı, bir paratoner icat etti ve onun yardımıyla yıldırımın elektriksel doğasını kanıtladı.

Daha sonra, 1785'te Coulomb yasası keşfedildi ve 1800'de İtalyan Volta, kağıtla ayrılmış çinko ve gümüş dairelerden oluşan bir sütun olan galvanik hücreyi (doğru akımın ilk kaynağı, modern pillerin ve akümülatörlerin öncüsü) icat etti. tuzlu suya batırılmış. O zamanlar için istikrarlı olan elektrik kaynağının ortaya çıkışıyla birlikte, yeni ve önemli keşifler hızla birbirini takip etti.

Michael Faraday, Kraliyet Enstitüsünde Noel dersini veriyor. Litografi parçası, Fotoğraf: Republic.ru

1820'de Danimarkalı fizikçi Oersted elektromanyetik etkileşimi keşfetti: Doğru akımla bir devreyi kapatıp açarken, iletkenin yakınında bulunan pusula iğnesinin döngüsel salınımlarını fark etti. Ve 1821'de Fransız fizikçi Ampere, alternatif elektrik akımına sahip bir iletkenin etrafında alternatif bir elektromanyetik alanın oluştuğunu keşfetti. Bu, Michael Faraday'ın 1831'de elektromanyetik indüksiyonu keşfetmesine, elektrik ve manyetik alanı denklemlerle tanımlamasına ve ilk alternatif akım elektrik jeneratörünü yaratmasına olanak sağladı. Faraday, mıknatıslanmış bir çekirdeğe bir tel bobini itti ve bunun sonucunda bobinin sarımında bir elektrik akımı ortaya çıktı. Faraday ayrıca kalıcı bir mıknatıs etrafında dönen elektrik akımını taşıyan bir iletken olan ilk elektrik motorunu da icat etti.

Bu makalede “elektrik yarışına” katılan tüm katılımcılardan bahsetmek imkansızdır, ancak çabalarının sonucu, elektriği ve manyetizmayı ayrıntılı olarak açıklayan deneysel olarak kanıtlanabilir bir teoriydi; buna göre, artık elektriğin çalışması için gereken her şeyi üretiyoruz. .

Doğru akım mı yoksa alternatif akım mı?

1880'lerin sonlarında, endüstriyel elektriğin üretimi, dağıtımı ve tüketimine ilişkin küresel standartların ortaya çıkmasından önce, doğru ve alternatif akım kullanımını destekleyenler arasında bir savaş çıktı. Tesla ve Edison karşıt orduların başında yer alıyordu.

Her ikisi de yetenekli mucitlerdi. Ancak Edison çok daha gelişmiş iş becerilerine sahipti ve “savaş” başladığında, doğru akımı kullanan birçok teknik çözümün patentini almayı başarmıştı (o zamanlar ABD'de doğru akım varsayılan standarttı; sabit bir akımdır). yönü zamana göre değişmeyen).

Ancak bir sorun vardı: O günlerde doğru akımın daha yüksek veya daha düşük gerilime dönüştürülmesi çok zordu. Sonuçta, bugün elektriği 240 volt alıyorsak ve telefonumuz 5 volta ihtiyaç duyuyorsa, sofistike yazılımlara sahip küçük mantık devreleri tarafından kontrol edilen modern transistörleri kullanarak, ihtiyaç duyduğumuz aralıktaki her şeyi dönüştüren evrensel bir kutuyu sokete takarız. O zaman, en ilkel transistörlerin icadına hâlâ 70 yıl kalmışken ne yapılabilirdi? Ve eğer elektrik kaybı koşulları nedeniyle, elektriği 100 veya 200 kilometre mesafeye iletmek için voltajı 100.000 volta çıkarmak gerekiyorsa, herhangi bir Volta kutbu ve ilkel doğru akım jeneratörleri güçsüzdü.

Bunu anlayan Tesla, o günlerde bile herhangi bir voltaj seviyesine dönüşümü zor olmayan alternatif akımı savundu (alternatif akım, bu akıma karşı sabit bir dirençle bile zaman içinde büyüklüğü ve yönü periyodik olarak değişen bir akım olarak kabul edilir; 50 Hz'lik bir ağ frekansında bu saniyede 50 kez gerçekleşir). Patent telif haklarını kendisine kaptırmak istemeyen Edison, alternatif akımı itibarsızlaştıracak bir kampanya başlattı. Bu tür akımın özellikle tüm canlılar için tehlikeli olduğu konusunda ısrar etti ve bunun kanıtı olarak da başıboş kedi ve köpekleri alternatif bir akım kaynağına bağlı elektrotlar uygulayarak herkesin önünde öldürdü.

Edison, Tesla'nın tüm Buffalo şehrini 399.000 $ karşılığında aydınlatmayı teklif etmesiyle Edison'un 554.000 $ karşılığında aynı teklifi yapmasıyla savaşı kaybetti. Niagara Şelalesi'nde bulunan ve alternatif akım üreten bir istasyondan alınan elektrikle şehrin aydınlatıldığı gün, şirket Genel elektrik gelecekteki iş projelerinde doğru akımı göz ardı ederek, nüfuzu ve parasıyla alternatif akımı tamamen destekledi.

Thomas Edison (ABD), Şekil: cdn.redshift.autodesk.com

Alternatif akımın dünyayı sonsuza kadar fethettiği görülüyor. Ancak değişkenlik gerçeğinden kaynaklanan kalıtsal hastalıkları var. Her şeyden önce bunlar, elektriği uzun mesafelere iletmek için kullanılan enerji nakil hattı tellerinin endüktif bileşenindeki kayıplarla ilişkili elektrik kayıplarıdır. Bu kayıplar, aynı enerji hatlarından doğru akımın geçmesi durumunda oluşabilecek kayıplardan 10-20 kat daha fazladır. Ayrıca, güç sisteminin düğümlerini senkronize etmenin artan karmaşıklığı vardır (örneğin bireysel şehirleri daha iyi anlamak için), çünkü bu yalnızca düğümlerin voltajlarının eşitlenmesini değil aynı zamanda alternatif akımın sinüs dalgası olması nedeniyle fazlarının da eşitlenmesini gerektirir. .

Bu aynı zamanda, sıradan bir tüketicinin dairesindeki ışık yanıp söndüğünde dikkat ettiği voltaj ve frekans yukarı ve aşağı değişmeye başladığında düğümlerin birbirine göre "salınmasına" çok daha büyük bir bağlılığı gösterir. Genellikle bu, düğümlerin ortak çalışmasının sonunun habercisidir: aralarındaki bağlantılar kopar ve bazı düğümler kendilerini bir enerji açığıyla bulur, bu da frekanslarında bir azalmaya (yani, dönüş hızında bir azalmaya) yol açar. Aynı elektrik motorları ve fanlar) ve bazıları aşırı enerjiye sahip olup, bunlara bağlı cihazların bulunduğu prizlerimiz de dahil olmak üzere tüm tesis genelinde tehlikeli derecede yüksek voltajlara yol açmaktadır. Ve örneğin Rusya Federasyonu için kritik olan yeterince uzun bir elektrik hattıyla, elektrikçilerin ruh halini bozan diğer etkiler ortaya çıkmaya başlıyor. Detaya girmeden, alternatif akım elektriğinin teller aracılığıyla çok uzak mesafelere iletilmesinin zorlaştığını, hatta bazen imkansız hale geldiğini belirtebiliriz. Bilgi olarak, 50 Hz frekansındaki dalga boyu 6000 km'dir ve bu uzunluğun yarısına - 3000 km - yaklaşıldığında ilerleyen ve duran dalgaların etkileri ve ayrıca rezonansla ilişkili etkiler etkili olmaya başlar.

Doğru akım kullanıldığında bu etkiler yoktur. Bu, bir bütün olarak enerji sisteminin istikrarının arttığı anlamına gelir. Bunu, bilgisayarların, LED'lerin, güneş panellerinin, pillerin ve çok daha fazlasının çalışmak için doğru akım kullandığı gerçeğinin yanı sıra, şu sonuca varabiliriz: Doğru akımla savaş henüz kaybedilmedi. Günümüzde kullanılan herhangi bir güç ve voltaj için modern DC dönüştürücülerin, insanlığın aşina olduğu AC transformatörlerin fiyatına eşit olacak kadar çok az şeyi kalmıştır. Bundan sonra, görünüşe göre, doğru akımla gezegen boyunca muzaffer bir yürüyüş başlayacak.

Bir çocuğun merak düzeyi genellikle her bakımdan alışılmışın dışındadır, ancak bazı olguları incelemek son derece tehlikeli olabilir. Bu bilgi, elektrik akımı gibi zararsız bir şeyin anlaşılmasını da içerir.

Küçük bir çocuğa bunun ne olduğu ve etrafındaki dünyayı keşfetmesinin nasıl sonuçlanabileceği nasıl açıklanır?

Elektrik akımı nedir: çocuğa açıklama seçenekleri

Açıklama seçenekleri ebeveynin hayal gücüne ve çocuğun titizliğine bağlıdır. En temel yol, çocuğunuza tüm prizlerde ve kablolarda, küçük çocuklar tarafından rahatsız edilmekten hoşlanmayan ve onlara acı verici bir şekilde vurabilen katı bir Tok Amca'nın yaşadığını anlatmaktır.

Çocuğunun sadece gerekli olmayan yere gitmesini yasaklamakla kalmayıp, bunun neden yapılmaması gerektiğini de açıklamak isteyen ebeveynler, tüm tellerde, prizlerde ve elektrikli cihazlarda çok sayıda küçük topun (elektron) bulunduğundan bahsedebilirler. Elektrik kullanmadığımız sürece toplar yerinde zıplıyor. Ama ışığı açtığımız anda televizyon, ütü, toplar hızla koşmaya başlıyor. Ve eğer bir çocuğun elinin ya da bir annenin parmağının önüne geçerlerse, taşaklar bundan hoşlanmaz. İleriye doğru koşmaya devam ediyorlar, kolu ve parmakları deliyorlar ve bu çok acı verici. Toplar yerine acı verici bir şekilde sokabilen arı benzetmesini kullanabilirsiniz. Doğru, her çocuk arıların neden kötü olduğunu anlamayacaktır çünkü... büyük olasılıkla ısırıklarıyla karşılaşmamışlardır.

Karikatürler ayrıca ebeveynlere de yardımcı olacaktır; örneğin, elektrik akımı ve elektrikli aletler hakkında basit ve erişilebilir bir biçimde anlatan "Baykuş Teyze'den Tavsiyeler" veya "Fixies".

Çocuklar için elektrik akımı ile deneyler

Elektrikle ilgili herhangi bir deneyin yetişkinlerin yakın gözetimi altında yapılması gerektiğini söylemeye gerek yok. İşte çocuğunuza elektrik akımının ne olduğunu açıkça gösterecek birkaç deney:

1. 9V'luk bir pil alın (bunlara madeni para pili denir) ve çocuğunuzun onu dilinin ucuna yerleştirmesini sağlayın. Ona, dilindeki hafif yanma hissinin, kaçan küçük toplar olduğunu ve koşmalarının engellenmesinden hoşlanmadıklarını açıklayın. Küçük bir bataryada yalnızca birkaç top var, bu yüzden çok az atıyorlar. Ve soketlerde ve tellerde bu türden çok daha fazla top var, bu yüzden çok daha acı verici bir şekilde vuracaklar.
2. 12 V'luk bir ampulün normal bir elektrik şebekesine takılmasıyla çok net bir gösteri elde edilir. Doğal olarak, anında ve çok önemli ölçüde yanacak - keskin bir patlamayla ve şişenin iç yüzeyinde siyah noktalar kalacak. Çocuğunuza, topların boşuna çalışmaya zorlandıkları için çok kızdıklarını ve bu yüzden ampulü mahvettiklerini açıklayın.
3. Plastik bir çubuk alın, bir yün veya saç parçasına sürün ve ardından kağıt parçalarına uygulayın. Çocuğunuza, topların dışarı fırlaması nedeniyle kağıdın çubuğa yapıştığını, kağıdı yakaladığını ve bırakmadığını açıklayın. Ancak elinizle çubuğa dokunursanız toplar sinirlenir çünkü eli tutacak güçleri yoktur ve acı verici bir şekilde iterler.
4. Daha büyük çocuklar için elektriğin nasıl üretildiğini gösterebilirsiniz. Bunu yapmak için pille çalışan bir el feneri veya küçük bir lamba alın. Pil olarak, biri bakır, diğeri galvanizli olmak üzere iki telin yerleştirildiği bir limon veya patates yumrusu kullanın. Telin uçlarını bir el fenerinin veya ampulün kontaklarına dikkatlice bağlayın - yanmalıdırlar. Özellikle gelişmiş ebeveynler, daha yüksek bir çıkış voltajı elde etmek için birkaç yumruyu seri olarak bağlayabilir. Bir çocuk için böyle bir manzara büyük bir zevke neden olur.

Ayrıca elinizde imkanınız varsa çocuğunuz için basit bir dinamo yapın ve ona ışığın yalnızca kolu çevirdiğinizde yandığını, durduğunuzda ışığın söndüğünü gösterin. Böyle bir teknoloji mucizesinin gösterilmesinin ardından evde en azından kısa bir dinlenme ve sessizlik garanti edilir.

Çocuğunuza söyleyin ama kendiniz hata yapmayın

Açıklamalarınızdan sonra bile çocuğun, arıların bir rozetten ne kadar acı verici bir şekilde sokabileceğini kendisi görmek isteyeceğinin farkında olmalısınız. Bu nedenle tüm elektriksel önlemleri alın. İşte en basit ve en etkili öneriler:

1. Tüm prizler çocukların müdahalesine karşı özel olarak korunmalıdır.
2. Mümkünse uzatma kablolarını kullanmaktan kaçının; çocuklar bunları keşfetmeyi severler.
3. Arızalı elektrikli cihazları veya gevşek prizleri kullanmayın.
4. Bebeğinizi elektrikli aletlerin açık olduğu bir odada yalnız bırakmamaya çalışın.
5. Çocuğunuzu, elektrikli aletleri izinsiz olarak prize taktığı için cezalandırın.

Ayrıca çocuğunuza, duman, çatırtı sesleri, kıvılcımlar veya hatalı elektrik kabloları veya elektrikli aletlere dair başka işaretler ortaya çıkarsa, acilen ebeveynlerini yardım için araması gerektiğini ve hiçbir durumda oraya kendisinin gitmemesi gerektiğini öğrettiğinizden emin olun. Size başarılar dileriz!

Herkese merhaba, Vladimir Vasiliev sizinle tekrar iletişime geçti. Yeni Yıl kutlamaları sona eriyor, bu da günlük işlere hazırlanmamız gerektiği anlamına geliyor ve sizi tebrik ediyoruz sevgili dostlar! Heh, üzülme ve depresyona girme, olumlu düşünmen gerek.

Bu Yeni Yıl tatillerinde bir zamanlar blogumun izleyicilerini düşünüyordum: “Kim o? Bloguma her gün yazılarımı okumaya gelen ziyaretçi kim?” Belki de bu anlayışlı uzman buraya yazdıklarımı okumak için meraktan geldi? Ya da belki bir multivibratör devresinin nasıl lehimleneceğini görmeye gelen bir radyo mühendisliği doktoruydu? 🙂

Biliyorsunuz, tüm bunlar pek olası değil, çünkü deneyimli bir uzman için tüm bunlar zaten geçmiş bir aşamadır ve büyük olasılıkla her şey artık o kadar ilginç değildir ve kendilerinin de bıyıkları vardır. Sırf meraktan ilgi duyabilirler, tabi ki çok memnunum ve herkesi kucaklıyorum.

Böylece blogumun ve çoğu amatör radyo sitesinin ana grubunun, yeni başlayanlar ve faydalı bilgiler bulmak için interneti tarayan amatörler olduğu sonucuna vardım. Peki neden bende bu kadar az şey var? yakında hastalanacak yani Kaçırma!

Başlangıç ​​olarak internette basit bir plan aradığımı hatırlıyorum ama her zaman bir şeyler uymuyordu, bir şeyler anlaşılması güç görünüyordu. İlgimi çeken konuyu basitten karmaşığa doğru anlamaya başlayabilecek kadar temel bilgilerden yoksundum.

Bu arada, bana gerçekten yardımcı olan ve okuduktan sonra gerçekten anlayışın gelmeye başladığı ilk kitap, P. Horowitz, W. Hill'in "The Art of Circuit Design" kitabıydı. Bununla ilgili yazdım, kitabı oradan indirebilirsiniz. Bu nedenle, eğer yeni başlıyorsanız, indirdiğinizden ve referans kitabınız olmasına izin verdiğinizden emin olun.

Gerilim ve akım nedir?

Bu arada, elektrik akımı ve voltajı tam olarak nedir? Kimsenin gerçekten bilmediğini düşünüyorum çünkü bilmek için en azından görmeniz gerekiyor. Tellerden geçen akımı kim görebilir?

Evet, hiç kimse, insanlık elektrik yüklerinin hareketlerini kişisel olarak gözlemleyecek teknolojilere henüz ulaşamadı. Ders kitaplarında ve bilimsel eserlerde gördüğümüz her şey, çok sayıda gözlem sonucunda oluşturulan bir tür soyutlamadır.

Tamam, bunun hakkında çok konuşabiliriz... O halde elektrik akımının ve voltajının ne olduğunu bulmaya çalışalım. Tanım yazmayacağım; tanımlar özün tam olarak anlaşılmasını sağlamaz. İlgileniyorsanız herhangi bir fizik ders kitabını alın.

Elektrik akımını ve iletkende meydana gelen tüm süreçleri görmediğimiz için bir benzetme oluşturmaya çalışacağız.

Ve geleneksel olarak bir iletkenin içinde akan elektrik akımı, boruların içinden akan su ile karşılaştırılır. Benzetmemizde su bir elektrik akımıdır. Su borulardan belirli bir hızda akar, hız amper cinsinden ölçülen akım gücüdür. Borular başlı başına bir iletkendir.

Tamam elektrik akımını hayal ettik ama gerilim nedir? Şimdi yardım edelim.

Borunun içindeki su, herhangi bir kuvvetin (yerçekimi, basınç) yokluğunda akmayacak, yere dökülen diğer sıvılar gibi duracaktır. Yani bu kuvvet, daha doğrusu sıhhi tesisat benzetmemizdeki enerji aynı gerilim olacaktır.

Peki yerden yüksekte bulunan bir rezervuardan akan suya ne olur? Su, yerçekimi kuvvetlerinin etkisiyle rezervuardan dünyanın yüzeyine fırtınalı bir dere halinde akıyor. Ve rezervuar yerden ne kadar yüksekte olursa, su hortumdan o kadar hızlı akar. Neden bahsettiğimi anlıyor musun?

Tank ne kadar yüksek olursa, suya etki eden kuvvet (okuma voltajı) o kadar büyük olur. Ve su akışının hızı ne kadar büyük olursa (akım gücünü okuyun). Artık her şey netleşiyor ve kafamda renkli bir resim oluşmaya başlıyor.

Potansiyel kavramı, potansiyel fark

Elektrik akımı voltajı kavramıyla yakından ilgili olan "potansiyel" veya "potansiyel fark" kavramıdır. Tamam, sıhhi tesisat benzetmemize geri dönelim.

Tankımız suyun borudan serbestçe akmasını sağlayan bir tepe üzerinde bulunmaktadır. Su deposu yüksekte olduğundan bu noktanın potansiyeli yer seviyesinden daha yüksek veya daha pozitif olacaktır. Ne olduğunu görüyor musun?

Artık elimizde farklı potansiyellere, daha doğrusu farklı potansiyel değerlerine sahip iki nokta var.

Elektrik akımının bir telden akması için potansiyellerin eşit olmaması gerektiği ortaya çıktı. Akım potansiyeli yüksek olan noktadan potansiyeli düşük olan noktaya doğru akar.

Akımın artıdan eksiye doğru gittiği ifadesini hatırlayın. Yani bunların hepsi aynı. Artı daha olumlu bir potansiyeldir ve eksi daha olumsuzdur.

Bu arada dolguyla ilgili bir soru ister misin? Potansiyeller periyodik olarak yer değiştirirse akıma ne olur?

Daha sonra potansiyeller her değiştiğinde elektrik akımının yönünün tersine nasıl değiştiğini gözlemleyeceğiz. Bu alternatif akıma dönüşecek. Ancak süreçlerin net bir şekilde anlaşılması kafamızda oluşsun diye şimdilik bunu dikkate almayacağız.

Gerilim ölçümü

Voltajı ölçmek için bir voltmetre kullanılır, ancak multimetreler artık en popüler olanıdır. Multimetre, birçok şeyi içeren birleşik bir cihazdır. Bunun hakkında yazdım ve nasıl kullanılacağını anlattım.

Voltmetre sadece iki nokta arasındaki potansiyel farkı ölçen bir cihazdır. Devrenin herhangi bir noktasındaki voltaj (potansiyel fark) genellikle pilin SIFIR veya TOPRAK veya KÜTLE veya EKSİ'sine göre ölçülür. Önemli değil, asıl önemli olan noktanın tüm devrede en düşük potansiyele sahip nokta olması gerektiğidir.

Yani iki nokta arasındaki DC voltajı ölçmek için aşağıdakileri yaparız. Voltmetrenin siyah (negatif) probu, muhtemelen daha düşük potansiyele (SIFIR) sahip bir noktayı gözlemleyebileceğimiz noktaya sıkışmıştır. Kırmızı probu (pozitif) potansiyeli bizim için ilginç olan noktaya yapıştırıyoruz.

Ve ölçümün sonucu potansiyel farkın yani voltajın sayısal değeri olacaktır.

Mevcut ölçüm

İki noktada ölçülen voltajın aksine, akım bir noktada ölçülür. Analojimize göre akıntı kuvveti (ya da basitçe akıntı derler) suyun akış hızı olduğundan, bu hızın yalnızca bir noktada ölçülmesi gerekir.

Su borusunu kesip boşluğa litre ve dakika sayacak bir metre yerleştirmemiz gerekiyor. Bunun gibi bir şey.

Benzer şekilde elektrik modelimizin gerçek dünyasına dönersek aynı şeyi elde ederiz. Elektrik akımı miktarını ölçmek için, elektrik devresinin açık devresine basit bir cihaz - bir ampermetre - bağlamamız gerekir. Multimetreye bir ampermetre de dahildir. adresinden de okuyabilirsiniz.

Multimetre problarının akım ölçüm moduna geçirilmesi gerekir. Daha sonra iletkenimizi kesip tel parçalarını multimetreye bağlarız ve işte - mevcut değer multimetre ekranında gösterilecektir.

Sevgili dostlar, zamanımızı boşa harcamadığımızı düşünüyorum. Sıhhi tesisat modellerimize aşina olduktan sonra kafamda bir bulmaca şekillenmeye ve bir anlayış oluşmaya başladı.

Ohm yasasını kullanarak kontrol etmeye çalışalım.

• I - Amper (A) cinsinden ölçülen akım;
• Volt (V) cinsinden ölçülen U voltajı;
• Ohm (Ohm) cinsinden ölçülen R direnci

Ohm bize elektrik akımının voltajla doğru orantılı, dirençle ters orantılı olduğunu söyledi.

Bugün direnişten bahsetmedim ama anladığınızı düşünüyorum. Elektrik akımına karşı direnç iletkenin malzemesidir. Sıhhi tesisat sistemimizde suyun akışına karşı direnç pas ve diğer şeylerle tıkanmış paslı borular ile sağlanmaktadır. 🙂

Böylece Ohm yasası hem tesisat sistemi hem de elektrik sistemi için tüm ihtişamıyla çalışır. Belki sıhhi tesisat işine girmeliyim, pek çok benzerlik var. 🙂

Su deposu ne kadar yükseğe kaldırılırsa su borulardan o kadar hızlı akacaktır. Ancak borular kirliyse hız daha düşük olacaktır. Suyun direnci ne kadar büyük olursa, o kadar yavaş akacaktır. Tıkanıklık varsa su tamamen yükselebilir.

Yani elektrik için. Akımın büyüklüğü doğrudan voltaja (potansiyel fark) bağlıdır ve ters olarak dirence bağlıdır.

Gerilim ne kadar yüksek olursa akım da o kadar büyük olur, ancak direnç ne kadar büyük olursa akım o kadar az olur. Gerilim çok yüksek olabilir ancak açık devre nedeniyle akım akmayabilir. Ve bir kopma, sanki metal bir iletken yerine havadan yapılmış bir iletken bağlamışız ve havanın devasa bir dirence sahip olmasıyla aynıdır. Akımın durduğu yer burasıdır.

Evet sevgili arkadaşlar, artık toparlama zamanı geldi, bu yazıda söylemek istediğim her şeyi söylemişim gibi görünüyor. Sorularınız varsa yorumlarda sorun. Daha fazlası gelecek, bir dizi eğitim materyali yazmayı planlıyorum, bu yüzden Kaçırma…

Size iyi şanslar, başarılar diliyorum ve tekrar görüşürüz!

Yok Vladimir Vasiliev ile.

Not: Arkadaşlar güncellemelere abone olmayı unutmayın! Abone olduğunuzda yeni materyaller doğrudan e-postanıza gönderilecektir! Ve bu arada, kaydolan herkes faydalı bir hediye alacak!

Yapıcı ZNATOK 320-Znat “320 şemaları” elektronik ve elektrik mühendisliği alanında bilgi edinmenizi ve ayrıca iletkenlerde meydana gelen süreçleri anlamanızı sağlayacak bir araçtır.

Tasarımcı, özel özelliklere sahip bir dizi tam teşekküllü radyo bileşenidir. Havya yardımı olmadan kurulumlarına olanak sağlayan bir tasarım. Radyo bileşenleri, sonuçta tamamen işlevsel radyo yapılarının elde edilmesini mümkün kılan bir taban olan özel bir panel üzerine monte edilir.

Bu yapıcıyı kullanarak, yapımı için ayrıntılı ve renkli bir kılavuzun bulunduğu 320'ye kadar farklı devreyi birleştirebilirsiniz. Ve eğer hayal gücünüzü bu yaratıcı sürece bağlarsanız, sayısız farklı radyo tasarımına sahip olabilir ve bunların çalışmalarını analiz etmeyi öğrenebilirsiniz. Bu deneyimin çok önemli olduğunu ve birçok kişi için paha biçilmez olabileceğini düşünüyorum.

İşte bu yapıcıyla yapabileceklerinize bazı örnekler:

Uçan pervane;
Ellerinizi çırparak veya hava akımıyla yanan bir lamba;
Yıldız savaşlarının, itfaiye aracının veya ambulansın kontrol edilebilir sesleri;
Müzik hayranı;
Elektrikli hafif silah;
Mors alfabesini öğrenmek;
Yalan makinesi;
Otomatik sokak lambası;
Megafon;
Radyo istasyonu;
Elektronik metronom;
FM aralığı dahil radyo alıcıları;
Size karanlığın veya şafağın başlangıcını hatırlatan bir cihaz;
Bebeğin ıslak olduğu alarmı;
Güvenlik alarmı;
Müzikli kapı kilidi;
Paralel ve seri bağlantılı lambalar;
Akım sınırlayıcı olarak direnç;
Bir kapasitörün şarjı ve deşarjı;
Elektriksel iletkenlik test cihazı;
Transistör amplifikasyon etkisi;
Darlington devresi.

Not: Burada bir tür cahil ölçerimiz var - açgözlü olan sosyal düğmeyi fark etmeyecek, ancak cömert olan onu arkadaşlarıyla paylaşacak. 🙂

Elektriğin fiziği her birimizin uğraşması gereken bir şeydir. Bu yazıda bununla ilgili temel kavramlara bakacağız.

Elektrik nedir? Konu hakkında bilgi sahibi olmayanlar için, bir şimşek çakması ya da televizyona ve çamaşır makinesine güç veren enerjiyle ilişkilendirilir. Elektrikli trenlerin elektrik enerjisi kullandığını biliyor. Başka ne hakkında konuşabilir? Elektrik hatları ona elektriğe olan bağımlılığımızı hatırlatıyor. Birisi birkaç örnek daha verebilir.

Bununla birlikte, çok açık olmayan ancak günlük olayların birçoğu elektrikle ilişkilidir. Fizik bizi bunların hepsiyle tanıştırıyor. Okulda elektriği (problemler, tanımlar ve formüller) incelemeye başlıyoruz. Ve birçok ilginç şey öğreniyoruz. Çarpan bir kalp, koşan bir atlet, uyuyan bir çocuk ve yüzen bir balığın hepsinin elektrik enerjisi ürettiği ortaya çıktı.

Elektronlar ve protonlar

Temel kavramları tanımlayalım. Bir bilim insanının bakış açısından elektrik fiziği, çeşitli maddelerdeki elektronların ve diğer yüklü parçacıkların hareketi ile ilgilidir. Bu nedenle bizi ilgilendiren olgunun doğasının bilimsel olarak anlaşılması, atomlar ve onları oluşturan atom altı parçacıklar hakkındaki bilgi düzeyine bağlıdır. Bu anlayışın anahtarı minik elektrondur. Herhangi bir maddenin atomları, tıpkı gezegenlerin Güneş'in etrafında dönmesi gibi, çekirdeğin etrafında farklı yörüngelerde hareket eden bir veya daha fazla elektron içerir. Genellikle bir atomdaki elektron sayısı çekirdekteki proton sayısına eşittir. Ancak elektronlardan çok daha ağır olan protonlar sanki atomun merkezinde sabitmiş gibi düşünülebilir. Atomun bu son derece basitleştirilmiş modeli, elektrik fiziği gibi bir olgunun temellerini açıklamaya oldukça yeterlidir.

Başka ne bilmeniz gerekiyor? Elektronlar ve protonlar aynı elektrik yüküne sahiptirler (ancak farklı işaretlidirler), dolayısıyla birbirlerini çekerler. Protonun yükü pozitif, elektronun yükü ise negatiftir. Normalden daha fazla veya daha az elektrona sahip olan atoma iyon denir. Bir atomda bunlardan yeterince yoksa buna pozitif iyon denir. Fazla miktarda içeriyorsa buna negatif iyon denir.

Bir elektron atomdan ayrıldığında bir miktar pozitif yük kazanır. Karşıtı protondan yoksun kalan elektron, ya başka bir atoma geçer ya da bir önceki atoma geri döner.

Elektronlar neden atomları terk ediyor?

Bunun birkaç nedeni var. En genel olanı, bir ışık darbesinin veya bazı harici elektronların etkisi altında, bir atom içinde hareket eden bir elektronun yörüngesinden dışarı atılabilmesidir. Isı atomların daha hızlı titreşmesine neden olur. Bu, elektronların atomlarından kaçabileceği anlamına gelir. Kimyasal reaksiyonlar sırasında atomdan atoma da hareket ederler.

Kimyasal ve elektriksel aktivite arasındaki ilişkiye iyi bir örnek kaslardır. Sinir sisteminden gelen elektrik sinyaline maruz kaldıklarında lifleri kasılır. Elektrik akımı kimyasal reaksiyonları uyarır. Kas kasılmasına yol açarlar. Kas aktivitesini yapay olarak uyarmak için sıklıkla harici elektrik sinyalleri kullanılır.

İletkenlik

Bazı maddelerde elektronlar, dış elektrik alanın etkisi altında diğerlerine göre daha serbestçe hareket ederler. Bu tür maddelerin iyi iletkenliğe sahip olduğu söylenir. Bunlara iletken denir. Bunlar çoğu metali, ısıtılmış gazları ve bazı sıvıları içerir. Hava, kauçuk, yağ, polietilen ve cam elektriği zayıf iletmektedir. Bunlara dielektrik denir ve iyi iletkenleri yalıtmak için kullanılırlar. İdeal yalıtkanlar yoktur (kesinlikle iletken olmayan akım). Belirli koşullar altında elektronlar herhangi bir atomdan çıkarılabilir. Bununla birlikte, bu koşulların karşılanması genellikle o kadar zordur ki pratik açıdan bakıldığında bu tür maddeler iletken değildir.

Fizik gibi bir bilimle ("Elektrik" bölümü) tanışarak, özel bir madde grubunun olduğunu öğreniyoruz. Bunlar yarı iletkenlerdir. Kısmen dielektrik, kısmen iletken gibi davranırlar. Bunlar özellikle şunları içerir: germanyum, silikon, bakır oksit. Özellikleri nedeniyle yarı iletkenlerin birçok uygulaması vardır. Örneğin, bir elektrikli valf görevi görebilir: tıpkı bir bisiklet lastiği valfi gibi, yüklerin yalnızca bir yönde hareket etmesine izin verir. Bu tür cihazlara redresör denir. Alternatif akımı doğru akıma dönüştürmek için hem minyatür radyolarda hem de büyük enerji santrallerinde kullanılırlar.

Isı, moleküllerin veya atomların kaotik bir hareketidir ve sıcaklık bu hareketin yoğunluğunun bir ölçüsüdür (çoğu metal için sıcaklık düştükçe elektronların hareketi daha serbest hale gelir). Bu, elektronların serbest hareketine karşı direncin sıcaklık azaldıkça azaldığı anlamına gelir. Yani metallerin iletkenliği artar.

Süperiletkenlik

Bazı maddelerde çok düşük sıcaklıklarda elektron akışına karşı direnç tamamen ortadan kalkar ve hareket etmeye başlayan elektronlar süresiz olarak hareket etmeye devam eder. Bu olaya süperiletkenlik denir. Mutlak sıfırın (-273 °C) birkaç derece üzerindeki sıcaklıklarda kalay, kurşun, alüminyum ve niyobyum gibi metallerde gözlenir.

Van de Graaff jeneratörleri

Okul müfredatı elektrikle ilgili çeşitli deneyleri içerir. Bir tanesi hakkında daha detaylı konuşmak istediğimiz birçok jeneratör türü vardır. Van de Graaff jeneratörü ultra yüksek voltajlar üretmek için kullanılır. Aşırı pozitif iyon içeren bir nesne bir kabın içine yerleştirilirse, ikincisinin iç yüzeyinde elektronlar görünecek ve dış yüzeyde aynı sayıda pozitif iyon görünecektir. Şimdi yüklü bir nesnenin iç yüzeyine dokunursanız, tüm serbest elektronlar ona aktarılacaktır. Dışarıda pozitif yükler kalacaktır.

Van de Graaff jeneratöründe, bir kaynaktan gelen pozitif iyonlar metal bir kürenin içinde çalışan bir taşıma bandına uygulanır. Bant, tarak şeklinde bir iletken kullanılarak kürenin iç yüzeyine bağlanır. Elektronlar kürenin iç yüzeyinden akar. Pozitif iyonlar dış tarafında görünür. Etki iki jeneratör kullanılarak artırılabilir.

Elektrik

Okul fiziği dersi aynı zamanda elektrik akımı gibi bir kavramı da içerir. Nedir? Elektrik akımı, elektrik yüklerinin hareketinden kaynaklanır. Bir pile bağlı bir ampul açıldığında, akım pilin bir kutbundan ampule giden bir telden geçerek ampule, ardından saçın içinden geçerek parlamasına neden olur ve ikinci kablodan da pilin diğer kutbuna geri döner. . Anahtarı çevirirseniz devre açılır, akım akışı durur ve lamba söner.

Elektron hareketi

Çoğu durumda akım, iletken görevi gören bir metaldeki elektronların düzenli hareketidir. Tüm iletkenlerde ve diğer bazı maddelerde, hiçbir akım akmasa bile her zaman rastgele bir hareket meydana gelir. Bir maddedeki elektronlar nispeten serbest veya güçlü bir şekilde bağlı olabilir. İyi iletkenler hareket edebilen serbest elektronlara sahiptir. Ancak zayıf iletkenlerde veya yalıtkanlarda bu parçacıkların çoğu atomlara oldukça sıkı bir şekilde bağlanmıştır ve bu da onların hareketini engeller.

Bazen doğal veya yapay olarak bir iletkendeki elektronların belirli bir yönde hareketi yaratılır. Bu akışa elektrik akımı denir. Amper (A) cinsinden ölçülür. Akım taşıyıcıları ayrıca iyonlar (gazlarda veya çözeltilerde) ve "delikler" (bazı yarı iletken türlerinde elektron eksikliği) olabilir. İkincisi, pozitif yüklü elektrik akımı taşıyıcıları gibi davranır. Elektronların bir yönde veya başka yönde hareket etmesini sağlamak için belirli bir kuvvet uygulanır. Doğada kaynakları şunlar olabilir: güneş ışığına maruz kalma, manyetik etkiler ve kimyasal reaksiyonlar. Bunlardan bazıları elektrik akımı üretmek için kullanılır. Tipik olarak, etkisi manyetik etkiler ve bir element (pil) kullanılarak belirlenir. Kimyasal reaksiyonlar bu amaçla kullanılır, bir elektromotor kuvvet (EMF) oluşturarak elektronları devre boyunca bir yönde hareket etmeye zorlar. EMF'nin büyüklüğü volt (V) cinsinden ölçülür.

EMF'nin büyüklüğü ve akımın gücü, bir sıvıdaki basınç ve akış gibi birbiriyle ilişkilidir. Su boruları her zaman belirli bir basınçta suyla doldurulur ancak su ancak musluk açıldığında akmaya başlar.

Benzer şekilde, bir elektrik devresi bir emk kaynağına bağlanabilir, ancak elektronların içinden geçebileceği bir yol yaratılıncaya kadar hiçbir akım akmayacaktır. Örneğin bir elektrik lambası veya elektrikli süpürge olabilir; buradaki anahtar, akımı "serbest bırakan" bir musluk görevi görür.

Akım ve gerilim arasındaki ilişki

Devredeki voltaj arttıkça akım da artar. Fizik dersinde çalışırken elektrik devrelerinin birkaç farklı bölümden oluştuğunu öğreniyoruz: genellikle bir anahtar, iletkenler ve elektrik tüketen bir cihaz. Hepsi birbirine bağlandığında, bu bileşenler için (sabit sıcaklık varsayılarak) zamanla değişmeyen, ancak her biri için farklı olan elektrik akımına karşı direnç oluşturur. Bu nedenle, bir ampul ve ütüye aynı voltaj uygulanırsa, dirençleri farklı olduğundan her bir cihazdaki elektron akışı farklı olacaktır. Sonuç olarak devrenin belirli bir bölümünden akan akımın gücü yalnızca voltajla değil aynı zamanda iletkenlerin ve cihazların direnciyle de belirlenir.

Ohm kanunu

Fizik biliminde elektriksel direncin miktarı ohm (ohm) cinsinden ölçülür. Elektrik (formüller, tanımlar, deneyler) geniş bir konudur. Karmaşık formüller türetmeyeceğiz. Konuyla ilk tanışma için yukarıda söylenenler yeterlidir. Ancak yine de bir formül çıkarmaya değer. Hiç de karmaşık değil. Herhangi bir iletken veya iletken ve cihaz sistemi için gerilim, akım ve direnç arasındaki ilişki şu formülle verilir: gerilim = akım x direnç. Bu, adını bu üç parametre arasındaki ilişkiyi ilk kuran Georg Ohm'dan (1787-1854) alan Ohm yasasının matematiksel bir ifadesidir.

Elektrik fiziği çok ilginç bir bilim dalıdır. Sadece onunla ilgili temel kavramları dikkate aldık. Elektriğin ne olduğunu, nasıl oluştuğunu öğrendiniz. Bu bilgiyi faydalı bulacağınızı umuyoruz.

Aptallar için elektrik. Elektrikçi okulu

Konuyla ilgili küçük bir materyal sunuyoruz: “Yeni başlayanlar için elektrik.” Metallerdeki elektronların hareketiyle ilgili terim ve olayların ilk kez anlaşılmasını sağlayacaktır.

Terimin özellikleri

Elektrik, iletkenler içinde belirli bir yönde hareket eden küçük yüklü parçacıkların enerjisidir.

Sabit akımla, belirli bir süre boyunca hareket yönünde olduğu gibi büyüklüğünde de bir değişiklik olmaz. Akım kaynağı olarak bir galvanik hücre (pil) seçilirse, yük düzenli bir şekilde hareket eder: negatif kutuptan pozitif uca. İşlem tamamen ortadan kayboluncaya kadar devam eder.

Alternatif akım periyodik olarak hareket yönünün yanı sıra büyüklüğünü de değiştirir.

AC iletim devresi

Elektrikte bir fazın ne olduğunu anlamaya çalışalım. Herkes bu kelimeyi duymuştur, ancak herkes onun gerçek anlamını anlamamaktadır. Detaylara ve detaylara girmeyeceğiz, sadece ev ustasının ihtiyaç duyduğu malzemeyi seçeceğiz. Üç fazlı bir ağ, akımın üç farklı kablodan aktığı ve birinin onu geri getirdiği bir elektrik akımı aktarma yöntemidir. Örneğin bir elektrik devresinde iki kablo vardır.

Akım, ilk telden tüketiciye, örneğin bir su ısıtıcısına akar. İkinci tel onu geri döndürmek için kullanılır. Böyle bir devre açıldığında iletkenin içinden elektrik yükü geçişi olmayacaktır. Bu şemada tek fazlı bir devre açıklanmaktadır. Elektrikte faz nedir? Faz, içinden elektrik akımının aktığı bir tel olarak kabul edilir. Sıfır, geri dönüşün gerçekleştirildiği teldir. Üç fazlı bir devrede aynı anda üç fazlı kablo vardır.

Elektrik akımının tüm odalara dağıtılması için bir apartman dairesinde bir elektrik panosu gereklidir. Üç fazlı ağlar, iki nötr kabloya ihtiyaç duymadıkları için ekonomik olarak uygun kabul edilir. Tüketiciye yaklaşıldığında akım, her biri sıfır olan üç faza bölünür. Tek fazlı bir ağda kullanılan toprak elektrodu çalışma yükü taşımamaktadır. O bir sigortadır.

Örneğin kısa devre meydana gelirse elektrik çarpması veya yangın tehlikesi vardır. Böyle bir durumu önlemek için mevcut değerin güvenli seviyeyi aşmaması gerekir; fazlası toprağa karışır.

"Elektrikçiler Okulu" kılavuzu, acemi ustaların ev aletlerindeki bazı arızalarla başa çıkmalarına yardımcı olacaktır. Örneğin çamaşır makinesinin elektrik motorunun çalışmasında sorun varsa dış metal kasaya akım akacaktır.

Topraklamanın olmaması durumunda şarj makinenin geneline dağıtılacaktır. Ellerinizle dokunduğunuzda, kişi topraklama iletkeni görevi görecek ve elektrik çarpmasına maruz kalacaktır. Topraklama kablosu varsa bu durum ortaya çıkmayacaktır.

Elektrik mühendisliğinin özellikleri

“Aptallar için Elektrik” ders kitabı fizikten uzak olan ancak bu bilimi pratik amaçlar için kullanmayı planlayanlar arasında popülerdir.

Elektrik mühendisliğinin ortaya çıkış tarihi on dokuzuncu yüzyılın başı olarak kabul edilir. Bu dönemde ilk akım kaynağı yaratıldı. Manyetizma ve elektrik alanında yapılan keşifler, bilimi yeni kavramlarla ve önemli pratik öneme sahip gerçeklerle zenginleştirmeyi başardı.

“Elektrikçi Okulu” kılavuzu, elektrikle ilgili temel terimlere aşina olduğunuzu varsayar.

Pek çok fizik kitabı karmaşık elektrik şemaları ve çeşitli kafa karıştırıcı terimler içerir. Yeni başlayanların fiziğin bu bölümünün tüm inceliklerini anlamaları için özel bir “Aptallar için Elektrik” kılavuzu geliştirildi. Elektronun dünyasına yapılacak bir gezi, teorik yasa ve kavramların dikkate alınmasıyla başlamalıdır. “Aptallar için Elektrik” kitabında kullanılan açıklayıcı örnekler ve tarihi gerçekler, acemi elektrikçilerin bilgi edinmelerine yardımcı olacaktır. İlerlemenizi kontrol etmek için elektrikle ilgili ödevleri, testleri ve alıştırmaları kullanabilirsiniz.

Elektrik kablolarının bağlanmasıyla bağımsız olarak başa çıkmak için yeterli teorik bilgiye sahip olmadığınızı anlıyorsanız, "kuklalar" için referans kitaplarına bakın.

Güvenlik ve Uygulama

Öncelikle güvenlik önlemleriyle ilgili bölümü dikkatlice incelemeniz gerekir. Bu durumda elektrikle ilgili çalışmalar sırasında sağlığa zararlı acil durumlar yaşanmayacaktır.

Elektrik mühendisliğinin temellerini kendi başınıza inceledikten sonra edindiğiniz teorik bilgileri uygulamaya koymak için eski ev aletleriyle başlayabilirsiniz. Onarımlara başlamadan önce cihazla birlikte verilen talimatları okuduğunuzdan emin olun. Elektrikle şaka yapılmaması gerektiğini unutmayın.

Elektrik akımı iletkenlerdeki elektronların hareketi ile ilişkilidir. Bir madde akımı iletmiyorsa buna dielektrik (yalıtkan) denir.

Serbest elektronların bir kutuptan diğerine geçebilmesi için aralarında belirli bir potansiyel farkının olması gerekir.

Bir iletkenden geçen akımın şiddeti, iletkenin kesitinden geçen elektronların sayısıyla ilişkilidir.

Akım akış hızı iletkenin malzemesinden, uzunluğundan ve kesit alanından etkilenir. Telin uzunluğu arttıkça direnci artar.

Çözüm

Elektrik fiziğin önemli ve karmaşık bir dalıdır. "Aptallar için Elektrik" kılavuzu, elektrik motorlarının verimliliğini karakterize eden ana büyüklükleri incelemektedir. Gerilim birimi volttur, akım ise amper cinsinden ölçülür.

Herhangi bir elektrik enerjisi kaynağının belirli bir gücü vardır. Bir cihazın belirli bir süre boyunca ürettiği elektrik miktarını ifade eder. Enerji tüketicileri (buzdolapları, çamaşır makineleri, su ısıtıcıları, ütüler) de elektriğe sahiptir ve çalışma sırasında elektrik tüketirler. Dilerseniz matematiksel hesaplamalar yaparak her ev aletinin yaklaşık fiyatını belirleyebilirsiniz.

Elektrik

Klasik elektrodinamik

Elektrik Manyetizması

Elektrostatik Manyetostatik Elektrodinamik Elektrik devresi Kovaryant formülasyonu Ünlü bilim adamları

Ayrıca bakınız: Portal:Fizik

Elektrik- parçacıkların veya yarı parçacıkların yönlendirilmiş (düzenli) hareketi - elektrik yükü taşıyıcıları.

Bu tür taşıyıcılar şunlar olabilir: metallerde - elektronlar, elektrolitlerde - iyonlar (katyonlar ve anyonlar), gazlarda - iyonlar ve elektronlar, belirli koşullar altında bir vakumda - elektronlar, yarı iletkenlerde - elektronlar veya delikler (elektron deliği iletkenliği). Bazen elektrik alanının zamanla değişmesi sonucu ortaya çıkan elektrik akımına yer değiştirme akımı da denir.

Elektrik akımı aşağıdaki belirtilere sahiptir:

• iletkenlerin ısınması (süper iletkenlerde oluşmaz);
• iletkenlerin kimyasal bileşimindeki değişiklik (esas olarak elektrolitlerde gözlenir);
• manyetik bir alanın oluşturulması (istisnasız tüm iletkenlerde kendini gösterir).

sınıflandırma

Yüklü parçacıklar makroskobik cisimlerin içinde belirli bir ortama göre hareket ediyorsa, bu tür bir akıma elektrik akımı denir. iletim akımı. Eğer makroskobik yüklü cisimler (örneğin yüklü yağmur damlaları) hareket ediyorsa bu akıma denir. konveksiyon.

Doğru ve alternatif elektrik akımlarının yanı sıra çeşitli alternatif akım türleri de vardır. Bu tür kavramlarda “elektrik” sözcüğü sıklıkla atlanır.

• DC - yönü ve büyüklüğü zamanla değişmeyen bir akım.

• Alternatif akım - zamanla değişen elektrik akımı. Alternatif akım, doğrudan olmayan herhangi bir akımı ifade eder.

• Periyodik akım - anlık değerleri düzenli aralıklarla değişmeden tekrarlanan elektrik akımı.

• Sinüzoidal akım - zamanın sinüzoidal bir fonksiyonu olan periyodik elektrik akımı. Alternatif akımlar arasında en önemlisi, değeri sinüzoidal yasaya göre değişen akımdır. Bu durumda, iletkenin her bir ucunun potansiyeli, iletkenin diğer ucunun potansiyeline göre dönüşümlü olarak pozitiften negatife ve tersi yönde değişir ve tüm ara potansiyellerden (sıfır potansiyel dahil) geçer. Sonuç olarak, sürekli yön değiştiren bir akım ortaya çıkar: bir yönde hareket ederken artar, genlik değeri adı verilen maksimuma ulaşır, sonra azalır, bir noktada sıfıra eşit olur, sonra tekrar artar, ancak farklı bir yönde ve ayrıca maksimum değere ulaşır, azalır ve sonra tekrar sıfıra geçer, ardından tüm değişikliklerin döngüsü devam eder.

• Yarı sabit akım - “doğru akım yasalarının yeterli doğrulukla karşılandığı anlık değerler için nispeten yavaş değişen bir alternatif akım” (TSC). Bu yasalar Ohm yasası, Kirchhoff kuralları ve diğerleridir. Yarı-sabit akım, doğru akım gibi, dallanmamış bir devrenin tüm bölümlerinde aynı akım gücüne sahiptir. Ortaya çıkan e nedeniyle yarı-sabit akım devreleri hesaplanırken. d.s. kapasitans ve endüktans indüksiyonları toplu parametreler olarak dikkate alınır. Sıradan endüstriyel akımlar, hat boyunca yarı durağanlık koşulunun karşılanmadığı uzun mesafeli iletim hatlarındaki akımlar dışında yarı sabittir.

• Yüksek frekanslı akım - Elektromanyetik dalgaların yayılması ve cilt etkisi gibi olayların önemli hale geldiği alternatif akım (yaklaşık onlarca kHz'lik bir frekanstan başlayarak). Ek olarak, alternatif akım radyasyonunun dalga boyu, elektrik devresi elemanlarının boyutlarıyla karşılaştırılabilir hale gelirse, bu tür devrelerin hesaplanması ve tasarımında özel yaklaşımlar gerektiren yarı-sabit durum ihlal edilir. (bkz. Uzun Hat).

• Titreşimli akım bir periyot boyunca ortalama değeri sıfırdan farklı olan periyodik bir elektrik akımıdır.

• Tek yönlü akım - Bu, yönünü değiştirmeyen bir elektrik akımıdır.

girdap akımları

Girdap akımları (Foucault akımları), "büyük bir iletkende, içinden geçen manyetik akı değiştiğinde ortaya çıkan kapalı elektrik akımlarıdır", dolayısıyla girdap akımları indüklenen akımlardır. Manyetik akı ne kadar hızlı değişirse girdap akımları da o kadar güçlü olur. Girdap akımları tellerde belirli yollar boyunca akmaz, ancak iletkende kapandıklarında girdap benzeri devreler oluştururlar.

Girdap akımlarının varlığı cilt etkisine, yani alternatif elektrik akımının ve manyetik akının esas olarak iletkenin yüzey katmanında yayılmasına yol açar. İletkenlerin girdap akımlarıyla ısıtılması, özellikle AC bobinlerin çekirdeklerinde enerji kayıplarına yol açar. Girdap akımlarından kaynaklanan enerji kayıplarını azaltmak için, alternatif akım manyetik devrelerini birbirinden izole edilmiş ve girdap akımlarının yönüne dik olarak yerleştirilmiş ayrı plakalara bölmek, yollarının olası hatlarını sınırlayan ve büyüklüğünü büyük ölçüde azaltan kullanılır. bu akımlar. Çok yüksek frekanslarda, ferromıknatıslar yerine manyetodielektrikler, çok yüksek direnç nedeniyle girdap akımlarının pratikte ortaya çıkmadığı manyetik devreler için kullanılır.

Özellikler

Tarihsel olarak kabul edilir ki akımın yönü iletkendeki pozitif yüklerin hareket yönü ile çakışır. Ayrıca, eğer akım taşıyıcıları yalnızca negatif yüklü parçacıklar ise (örneğin, bir metaldeki elektronlar), o zaman akımın yönü, yüklü parçacıkların hareket yönünün tersi olacaktır.

Elektronların sürüklenme hızı

Dış alanın neden olduğu iletkenlerdeki parçacıkların yönsel hareketinin hızı (sürüklenmesi), iletkenin malzemesine, parçacıkların kütlesine ve yüküne, çevre sıcaklığına, uygulanan potansiyel farkına bağlıdır ve iletkenin hızından çok daha azdır. ışık. 1 saniyede, bir iletkendeki elektronlar, 0,1 mm'den daha az düzenli hareket nedeniyle hareket eder; bu, bir salyangozun hızından 20 kat daha yavaştır. kaynak belirtilmedi 257 gün] Buna rağmen elektrik akımının yayılma hızı ışık hızına (elektromanyetik dalga cephesinin yayılma hızı) eşittir. Yani elektronların voltaj değişiminden sonra hareket hızını değiştirdiği yer, elektromanyetik salınımların yayılma hızıyla birlikte hareket eder.

Akım gücü ve yoğunluğu

Elektrik akımının niceliksel özellikleri vardır: skaler - akım gücü ve vektör - akım yoğunluğu.

Mevcut güç- belirli bir Δ t (\displaystyle \Delta t) süresinde iletkenin bir kesitinden geçen Δ Q (\displaystyle \Delta Q) yük miktarının bu periyodun değerine oranına eşit bir fiziksel miktar zamanın.

ben = ΔQ Δt. (\displaystyle I=(\frac (\Delta Q)(\Delta t))).)

Uluslararası Birim Sisteminde (SI) mevcut güç amper cinsinden ölçülür (Rus tanımı: A; uluslararası: A).

Ohm yasasına göre, bir devrenin bir bölümündeki akım gücü I (\displaystyle I), devrenin bu bölümüne uygulanan voltaj U (\displaystyle U) ile doğru orantılıdır ve direnci R (\displaystyle) ile ters orantılıdır. R):

ben = U R. (\displaystyle I=(\frac (U)(R))).

Devrenin bir bölümündeki elektrik akımı sabit değilse, voltaj ve akım sürekli değişirken sıradan alternatif akım için ortalama voltaj ve akım değerleri sıfırdır. Ancak bu durumda açığa çıkan ısının ortalama gücü sıfıra eşit değildir. Bu nedenle aşağıdaki kavramlar kullanılmaktadır:

• anlık voltaj ve akım, yani zamanın belirli bir anında hareket eden.
• genlik voltajı ve akımı, yani maksimum mutlak değerler
• etkili (etkili) voltaj ve akım, akımın termal etkisi ile belirlenir, yani aynı termal etkiye sahip doğru akım için sahip oldukları değerlerle aynıdır.

Akım yoğunluğu, mutlak değeri, iletkenin belirli bir bölümünden akım yönüne dik olarak akan akımın gücünün bu bölümün alanına oranına eşit olan bir vektördür ve vektörün yönü, akımı oluşturan pozitif yüklerin hareket yönü ile çakışmaktadır.

Diferansiyel formdaki Ohm yasasına göre, j → (\displaystyle (\vec (j))) ortamındaki akım yoğunluğu, elektrik alan kuvveti E → (\displaystyle (\vec (E))) ve iletkenlik ile orantılıdır. σ (\displaystyle \ \sigma) ortamının değeri:

J → = σ E → . (\displaystyle (\vec (j))=\sigma (\vec (E))).)

Güç

Bir iletkende akım olduğu zaman direnç kuvvetlerine karşı iş yapılır. Herhangi bir iletkenin elektrik direnci iki bileşenden oluşur:

• aktif direnç - ısı oluşumuna karşı direnç;
• reaktans - “enerjinin bir elektrik veya manyetik alana (ve tersi) aktarılmasından kaynaklanan direnç” (TSE).

Tipik olarak elektrik akımının yaptığı işin çoğu ısı olarak açığa çıkar. Isı kaybı gücü, birim zamanda açığa çıkan ısı miktarına eşit bir değerdir. Joule-Lenz yasasına göre bir iletkendeki ısı kaybının gücü, akan akımın gücü ve uygulanan voltajla orantılıdır:

P = ben U = ben 2 R = U 2 R (\displaystyle P=IU=I^(2)R=(\frac (U^(2))(R)))

Güç watt cinsinden ölçülür.

Sürekli bir ortamda, hacimsel kayıp gücü p (\displaystyle p), akım yoğunluk vektörü j → (\displaystyle (\vec (j))) ile elektrik alan şiddeti vektörü E → (\displaystyle)'nin skaler çarpımı ile belirlenir. (\vec (E))) bu noktada:

P = (j → E →) = σ E 2 = j 2 σ (\displaystyle p=\left((\vec (j))(\vec (E))\right)=\sigma E^(2)= (\frac (j^(2))(\sigma)))

Hacimsel güç metreküp başına watt cinsinden ölçülür.

Radyasyon direnci, bir iletkenin etrafında elektromanyetik dalgaların oluşmasından kaynaklanır. Bu direnç karmaşık bir şekilde iletkenin şekline, boyutuna ve yayılan dalganın uzunluğuna bağlıdır. Akımın her yerde aynı yönde ve kuvvette olduğu ve L uzunluğu, kendisi tarafından yayılan elektromanyetik dalganın λ (\displaystyle \lambda) uzunluğundan önemli ölçüde daha az olan tek bir düz iletken için, direncin dalga boyuna bağımlılığı ve iletken nispeten basittir:

R = 3200 (L λ) (\displaystyle R=3200\left((\frac (L)(\lambda ))\right))

Standart frekansı 50 olan en yaygın kullanılan elektrik akımı Hz. yaklaşık 6 bin kilometre uzunluğunda bir dalgaya karşılık gelir, bu nedenle radyasyon gücü, termal kayıpların gücüne kıyasla genellikle ihmal edilebilir düzeydedir. Ancak akımın frekansı arttıkça yayılan dalganın uzunluğu azalır ve buna bağlı olarak radyasyon gücü de artar. Fark edilebilir enerji yayabilen iletkene anten denir.

Sıklık

Frekans kavramı periyodik olarak gücünü ve/veya yönünü değiştiren alternatif akımı ifade eder. Bu aynı zamanda sinüzoidal yasaya göre değişen en yaygın kullanılan akımı da içerir.

AC periyodu, akımdaki (ve voltajdaki) değişikliklerin tekrarlandığı en kısa süredir (saniye cinsinden ifade edilir). Akımın birim zamanda gerçekleştirdiği periyot sayısına frekans denir. Frekans hertz cinsinden ölçülür, bir hertz (Hz) saniyede bir döngüye eşittir.

Önyargı akımı

Bazen kolaylık sağlamak için yer değiştirme akımı kavramı tanıtılır. Maxwell denklemlerinde yer değiştirme akımı, yüklerin hareketinin neden olduğu akımla eşit şartlarda mevcuttur. Manyetik alanın yoğunluğu, iletim akımı ve yer değiştirme akımının toplamına eşit olan toplam elektrik akımına bağlıdır. Tanım gereği, yer değiştirme akım yoğunluğu j D → (\displaystyle (\vec (j_(D)))) elektrik alanının değişim hızıyla orantılı bir vektör miktarıdır E → (\displaystyle (\vec (E)) ) zamanında:

J D → = ∂ E → ∂ t (\displaystyle (\vec (j_(D)))=(\frac (\partial (\vec (E))))(\partial t)))

Gerçek şu ki, elektrik alanı değiştiğinde ve akım aktığında, bu iki süreci birbirine benzer kılan bir manyetik alan üretilir. Ayrıca elektrik alanındaki değişime genellikle enerji aktarımı da eşlik eder. Örneğin, bir kondansatörü şarj ederken ve boşaltırken, yüklü parçacıkların plakaları arasında hareketi olmamasına rağmen, içinden akan bir yer değiştirme akımından, bir miktar enerji aktardığından ve elektrik devresini benzersiz bir şekilde kapattığından söz ederler. Kapasitördeki öngerilim akımı I D (\displaystyle I_(D)) aşağıdaki formülle belirlenir:

ben D = d Q d t = − C d U d t (\displaystyle I_(D)=(\frac ((\rm (d))Q)((\rm (d))t))=-C(\frac ( (\rm (d))U)((\rm (d))t))) ,

burada Q (\displaystyle Q) kapasitörün plakaları üzerindeki yük, U (\displaystyle U) plakalar arasındaki potansiyel fark, C (\displaystyle C) kapasitörün kapasitansıdır.

Yer değiştirme akımı bir elektrik akımı değildir çünkü bir elektrik yükünün hareketiyle ilişkili değildir.

Ana iletken türleri

Dielektriklerden farklı olarak iletkenler, genellikle bir elektriksel potansiyel farkı olan bir kuvvetin etkisi altında hareket eden ve bir elektrik akımı oluşturan telafi edilmemiş yüklerin serbest taşıyıcılarını içerir. Akım-gerilim karakteristiği (akımın gerilime bağımlılığı) bir iletkenin en önemli özelliğidir. Metal iletkenler ve elektrolitler için en basit biçime sahiptir: akım gücü, voltajla doğru orantılıdır (Ohm yasası).

Metaller - burada mevcut taşıyıcılar, genellikle bir elektron gazı olarak kabul edilen ve dejenere bir gazın kuantum özelliklerini açıkça sergileyen iletim elektronlarıdır.

Plazma iyonize bir gazdır. Elektrik yükü, radyasyonun (ultraviyole, x-ışını ve diğerleri) ve (veya) ısıtmanın etkisi altında oluşan iyonlar (pozitif ve negatif) ve serbest elektronlar tarafından aktarılır.

Elektrolitler, "iyonların gözle görülür herhangi bir konsantrasyonda mevcut olduğu ve elektrik akımının geçişine neden olan sıvı veya katı maddeler ve sistemlerdir." İyonlar elektrolitik ayrışma süreciyle oluşur. Isıtıldığında iyonlara ayrışan molekül sayısındaki artış nedeniyle elektrolitlerin direnci azalır. Akımın elektrolitten geçmesi sonucunda iyonlar elektrotlara yaklaşır ve nötrleşerek üzerlerine yerleşir. Faraday'ın elektroliz yasaları elektrotlara salınan maddenin kütlesini belirler.

Elektron ışını cihazlarında kullanılan, vakumda elektronların elektrik akımı da vardır.

Doğadaki elektrik akımları

Atmosfer elektriği havada bulunan elektriktir. Benjamin Franklin, havada elektriğin varlığını gösteren, gök gürültüsü ve şimşeklerin nedenini açıklayan ilk kişiydi. Daha sonra elektriğin üst atmosferdeki buharların yoğunlaşmasında biriktiği tespit edildi ve atmosferik elektriğin aşağıdaki yasalara uygun olduğu belirtildi:

• Bulutlu bir gökyüzünün yanı sıra açık bir gökyüzünde de, gözlem alanından belli bir mesafede yağmur, dolu veya kar yağmadığı sürece atmosferin elektriği her zaman pozitiftir;
• Bulut elektriğinin voltajı, ancak bulut buharları yağmur damlalarına dönüştüğünde ortamdan salınacak kadar güçlü hale gelir; bunun kanıtı, gözlem alanında yağmur, kar veya dolu olmadan yıldırım deşarjlarının meydana gelmemesidir. yıldırım düşmesine dönüş;
• nem arttıkça atmosferik elektrik artar ve yağmur, dolu ve kar yağdığında maksimuma ulaşır;
• Yağmurun yağdığı yer, pozitif bir elektrik kuşağıyla çevrelenmiş, negatif bir kuşakla çevrelenmiş bir pozitif elektrik deposudur. Bu kuşakların sınırlarında gerilim sıfırdır. İyonların elektrik alan kuvvetlerinin etkisi altındaki hareketi, atmosferde ortalama yoğunluğu yaklaşık (2÷3) 10−12 A/m² olan dikey bir iletim akımı oluşturur.

Dünyanın tüm yüzeyinden geçen toplam akım yaklaşık 1800 A'dır.

Yıldırım, doğal kıvılcım oluşturan bir elektrik deşarjıdır. Auroraların elektriksel doğası belirlendi. Aziz Elmo Ateşi doğal bir korona elektrik deşarjıdır.

Biyoakımlar - iyonların ve elektronların hareketi tüm yaşam süreçlerinde çok önemli bir rol oynar. Bu şekilde yaratılan biyopotansiyel hem hücre içi düzeyde hem de vücudun ve organların ayrı ayrı kısımlarında mevcuttur. Sinir uyarılarının iletimi elektrokimyasal sinyaller kullanılarak gerçekleşir. Bazı hayvanlar (elektrikli vatozlar, elektrikli yılan balıkları) birkaç yüz voltluk potansiyel biriktirme yeteneğine sahiptir ve bunu nefsi müdafaa için kullanırlar.

Başvuru

Elektrik akımı incelenirken, insan faaliyetinin çeşitli alanlarında pratik uygulama bulmayı ve hatta elektrik akımı olmadan imkansız olacak yeni alanlar yaratmayı mümkün kılan birçok özelliği keşfedildi. Elektrik akımının pratik uygulaması bulunduktan sonra ve elektrik akımının çeşitli yollarla elde edilebilmesi nedeniyle endüstriyel alanda yeni bir kavram ortaya çıktı: elektrik gücü.

Elektrik akımı, farklı alanlarda (telefon, radyo, kontrol paneli, kapı kilitleme düğmesi vb.) değişen karmaşıklık ve türdeki sinyallerin taşıyıcısı olarak kullanılır.

Bazı durumlarda başıboş akımlar veya kısa devre akımları gibi istenmeyen elektrik akımları ortaya çıkar.

Elektrik akımının enerji taşıyıcısı olarak kullanılması

• Her türlü elektrik motorunda mekanik enerji elde edilmesi,
• ısıtma cihazlarında, elektrikli fırınlarda, elektrik kaynağı sırasında termal enerji elde edilmesi,
• Aydınlatma ve sinyalizasyon cihazlarında ışık enerjisinin elde edilmesi,
• yüksek frekans, ultra yüksek frekans ve radyo dalgalarının elektromanyetik salınımlarının uyarılması,
• ses alma,
• elektroliz yoluyla çeşitli maddelerin elde edilmesi, elektrik pillerinin şarj edilmesi. Burada elektromanyetik enerji kimyasal enerjiye dönüştürülür.
• manyetik alan yaratmak (elektromıknatıslarda).

Elektrik akımının tıpta kullanımı

• teşhis - sağlıklı ve hastalıklı organların biyoakımları farklıdır ve hastalığı, nedenlerini belirlemek ve tedaviyi reçete etmek mümkündür. Vücuttaki elektriksel olayları inceleyen fizyoloji dalına elektrofizyoloji denir.
  • Elektroensefalografi, beynin fonksiyonel durumunu incelemek için kullanılan bir yöntemdir.
  • Elektrokardiyografi, kalp aktivitesi sırasında elektrik alanlarını kaydetmek ve incelemek için kullanılan bir tekniktir.
  • Elektrogastrografi midenin motor aktivitesini incelemek için kullanılan bir yöntemdir.
  • Elektromiyografi, iskelet kaslarında ortaya çıkan biyoelektrik potansiyelleri incelemek için kullanılan bir yöntemdir.
• Tedavi ve canlandırma: Beynin belirli bölgelerinin elektriksel olarak uyarılması; Parkinson hastalığının ve epilepsi tedavisinin yanı sıra elektroforez için de kullanılır. Kalp kasını atımlı bir akımla uyaran kalp pili, bradikardi ve diğer kardiyak aritmiler için kullanılır.

elektrik güvenliği

Yasal, sosyo-ekonomik, organizasyonel ve teknik, sıhhi ve hijyenik, tedavi ve önleyici, rehabilitasyon ve diğer önlemleri içerir. Elektrik güvenliği kuralları yasal ve teknik belgeler, düzenleyici ve teknik çerçeve ile düzenlenmektedir. Elektrik tesisatlarına ve elektrikli ekipmanlara bakım yapan personel için elektrik güvenliğinin temellerini bilmek zorunludur. İnsan vücudu elektrik akımının iletkenidir. Kuru ve sağlam ciltte insanın direnci 3 ila 100 kOhm arasında değişir.

Bir insan veya hayvan vücudundan geçen bir akım aşağıdaki etkileri yaratır:

• termal (yanıklar, ısınma ve kan damarlarında hasar);
• elektrolitik (kanın ayrışması, fiziksel ve kimyasal bileşimin bozulması);
• biyolojik (vücut dokularının tahrişi ve uyarılması, kasılmalar)
• mekanik (kan akışıyla ısıtılarak elde edilen buhar basıncının etkisi altında kan damarlarının yırtılması)

Elektrik çarpmasının sonucunu belirleyen ana faktör, insan vücudundan geçen akımın miktarıdır. Güvenlik önlemlerine göre elektrik akımı şu şekilde sınıflandırılır:

• güvenli insan vücudundan uzun geçişi ona zarar vermeyen ve herhangi bir duyuma neden olmayan bir akım dikkate alınır, değeri 50 μA'yı (alternatif akım 50 Hz) ve 100 μA doğru akımı aşmaz;
• minimal düzeyde fark edilir insan alternatif akımı yaklaşık 0,6-1,5 mA (50 Hz alternatif akım) ve 5-7 mA doğru akımdır;
• eşik bırakmamak bir kişinin artık irade gücüyle ellerini akım taşıyan kısımdan ayıramayacağı kadar güçlü minimum akım denir. Alternatif akım için yaklaşık 10-15 mA, doğru akım için 50-80 mA'dır;
• fibrilasyon eşiği yaklaşık 100 mA ve 300 mA doğru akımdan oluşan alternatif akım gücü (50 Hz) olarak adlandırılır ve buna 0,5 saniyeden daha uzun süreyle maruz kalınması muhtemelen kalp kaslarında fibrilasyona neden olur. Bu eşik aynı zamanda insanlar için şartlı olarak ölümcül kabul edilir.

Rusya'da, Tüketici Elektrik Tesisatlarının Teknik Çalıştırılmasına İlişkin Kurallar ve Elektrik Tesisatlarının Çalıştırılması Sırasında İşgücünün Korunmasına İlişkin Kurallar uyarınca, çalışanın ve çalışanın niteliklerine ve deneyimine bağlı olarak elektrik güvenliğine yönelik 5 yeterlilik grubu oluşturulmuştur. elektrik tesisatlarının voltajı.

Kendim anlamıyorsam bir çocuğa elektriğin ne olduğunu nasıl açıklayabilirim?

Svetlana52

Elektriğin ne olduğunu ve nasıl üretildiğini çok basit ve net bir şekilde gösterebilirsiniz; bunun için pille çalışan bir el fenerine veya bir el fenerinden küçük bir lambaya ihtiyacınız var - görev elektrik üretmek, yani ampulün yanmasını sağlamaktır. . Bunu yapmak için, bir patates yumruğu ve iki bakır ve galvanizli tel alın ve bunları patatesin içine yapıştırın - pil gibi kullanın - bakır ucunda bir artı, galvanizli uçta bir eksi var - dikkatlice bir el fenerine takın veya ampul - yanmalıdır. Voltajı yükseltmek için birkaç patatesi seri bağlayabilirsiniz. Bir çocukla bu tür deneyler yapmak ilginç ve sizin de keyif alacağınızı düşünüyorum.

Rakitin Sergey

En basit benzetme, içinden sıcak suyun aktığı su borularıdır. Pompa suya baskı uygulayarak basınç oluşturur - analogu elektrik şebekesindeki voltajdır, akımın analogu su akışıdır, elektrik direncinin analogu borunun çapıdır. Onlar. boru inceyse (yüksek elektrik direnci), o zaman su akışı da ince olacaktır (düşük akım), ince bir borudan bir kova su çekmek (elektrik gücü elde etmek için) için çok fazla basınca ihtiyacınız vardır ( yüksek voltaj) (bu nedenle yüksek voltaj kabloları nispeten incedir, düşük voltaj kabloları kalındır, ancak aynı güç içlerinden iletilir).

Peki, su neden sıcak - böylece çocuk elektrik akımının kaynar sudan daha kötü yanamayacağını anlasın, ancak kalın bir lastik eldiven (dielektrik) giyerseniz, o zaman ne sıcak su ne de akım sizi yakmaz. Eh, bunun gibi bir şey (bir şey daha hariç - su molekülleri borularda hareket eder, elektronlar elektrik tellerinde hareket eder, bu tellerin yapıldığı metalin yüklü atom parçacıkları, kauçuk gibi diğer malzemelerde, elektronlar içeride sıkıca oturur atomlar hareket edemez ve bu nedenle bu tür maddeler akımı iletmez).

Inna beseder

Sadece “Elektrik nedir?” sorusunu sormak istedim. ve buraya geldim. Bir yerde bir anahtar açıldığında, sonra başka bir yerde (yüzlerce kilometre uzakta) bir ampulün anında yanmasının nasıl olduğunu hala kimsenin bilmediğinden eminim. Kablolar boyunca tam olarak ne çalışıyor? Güncel olan nedir? Atıyorsa, enfeksiyonsa nasıl incelersiniz))?

Ve çocuğa, En İyi Yanıt'ta tavsiye edildiği gibi, patates üzerindeki bu sürecin mekanizması gösterilebilir. Ama bu numara bende işe yaramayacak!

Volck-79

Kaç yaşında olduğuna bağlı. Saat 12-14 ise ve hiçbir şey anlamıyorsa, kusura bakmayın, artık çok geç ve umutsuz. Peki, eğer beş veya sekiz yaşındaysanız (örneğin), tüm bu şeylerin (delikler, teller, diğer her türlü güzel nesnenin) çok kötü ısırdığını, özellikle de onlara dokunursanız, yalarsanız, bir şeyin içine sokarsanız açıklayın. veya tam tersi, parmaklarınızı içine sokarsanız dürtebilirsiniz.

Bilgi-anfo

Kızım 3 yaşında. Bir keresinde ona bunun tehlikeli olduğunu söylemiştim ve artık prizlere girmiyor. Daha sonra elektriğin televizyonun, bilgisayarın ve diğer ekipmanların çalıştığı ışığı üreten enerji olduğunu açıklayacağım. Kız öğrenci olduğunda fiziği daha detaylı inceleyecek.

Ynkinamoy

biliyorsunuz bir çocuğa bunun mümkün olmadığını, tehlikeli olduğunu açıklamanın birçok yolu vardır, bence çocuğa bunun öğretilmesi gerekir, rozeti gösterip buna izin verilmediğini söyleyin, ama eğer çocuğa izin verilirse. hala onunla ilgileniyor ve gerçekten oraya girmek istiyor, özel donanımlar kurması gerekiyor, böylece çocuk oraya parmağını veya metalik bir şeyi sokamıyorsa, en iyisi donanım kullanmak ve canının yanacağını öğretmektir wa wa, bunu yapamayacağını, bunun çok kötü olduğunu, bunu yaparsa anne ve babanın kendini kötü hissedeceğini, çocuğa bunu yapamayacağını ilet ve destek kullan Her şey yoluna girecek.

Ksi Makarova

Artık "gelişmiş İnternet çağı", herhangi bir arama motoruna bir soru sorun, hatta belki "bir çocuğa elektriğin ne olduğu nasıl açıklanır") ifadesiyle bile)

Büyüyen oğlumun zor sorularını yanıtlayarak birçok konuyu bu şekilde incelemeyi başardım - bu çocuk için iyi ve ebeveynler için faydalıdır.

Eğitici yolculuk-tanıma “Elektrik ve elektrikli ev aletleri”

Bir eğitim yolculuğunun senaryosu

Tanım:

Bir eğitim yolculuğunun senaryosunu dikkatlerinize sunuyoruz. Bölüm “Çocuk ve çevremizdeki dünya”. Eğitim yolculuğu senaryosu, elektrik ve elektrikli aletler hakkındaki bilgilerin genişletilmesi ve genelleştirilmesi, elektrik ve elektrikli aletlerle ilgili güvenli davranışlar geliştirilmesi, günlük yaşamı çevreleyen nesnelere ilgi gösterilmesi ve edinilen bilgilerin oyun faaliyetlerinde kullanılması amaçlanmaktadır. Hazırlanan materyal, ek eğitim öğretmenleri, konuşma terapisi öğretmenleri ve genel eğitim grupları için faydalı olacaktır.
Eğitim alanlarının entegrasyonu:“Biliş”, “İletişim”, “Güvenlik”, “Sosyalleşme”.
Çocuk etkinliği türleri: oyun, eğitici, iletişimsel, deneysel.
Hedef:Çevredeki dünyadaki olgulara ve nesnelere ilginin geliştirilmesi. Güvenli davranış bilgisini genişletmek.
Görevler
Eğitici:
1. Elektrik ve elektrikli aletler hakkındaki bilgilerinizi genişletin.
2. Çocukların elektriğin yararları ve tehlikeleri hakkındaki bilgilerini özetleyin.
3. Çocukların kelime dağarcığını yeni kavramlarla "hidroelektrik santral", "pil", "elektrik akımı" ile doldurun.
Düzeltici ve gelişimsel:
4. Çocukların konuşmasını ve zihinsel aktivitesini etkinleştirin. Düşüncelerinizi açık ve yetkin bir şekilde formüle etme yeteneğini geliştirin.
5. Onomatopoeia sırasında çocuklarda ses telaffuzunu otomatikleştirin.
6. Görsel ve işitsel dikkati, sözel ve mantıksal düşünmeyi, hafızayı, yaratıcı hayal gücünü geliştirin.
7. Ortak faaliyetlerde çocukların sosyal ve iletişim becerilerini geliştirin.
Eğitici:
8. Bir arkadaşınızı dinleme ve bir başkasının fikrini kabul etme becerisi sayesinde akranlarınıza karşı dostane bir tutum geliştirin.
9. Günlük yaşamda elektrikle çalışırken güvenli davranışa ilişkin temel becerileri geliştirmek.
Beklenen Sonuç: günlük yaşamda çevredeki nesnelere olan ilginin artması ve edinilen bilgilerin günlük yaşamda kullanılması.
Ön çalışma:“Ampulün geçmişine yolculuk” sohbeti; elektrikli aletlerle ilgili bilmeceler ve şiirler öğrenmek; elektrikli cihazların resimlerini görüntülemek; sergi için pillerle, akümülatörlerle, pillerle çalışan öğelerin seçimi; kişisel deneyimlerden çocuk hikayeleri.
Teçhizat:
- bir elektrik ampulünü gösteren kesilmiş resim;
- "aydınlatma cihazları" grubu örneğini kullanan "Ulaşımın ve Etrafımızdaki Şeylerin Evrimi" didaktik oyunundan kartlar;
- mum;
- multimedya sistemi;
- "Çevremizdeki dünyayı incelemek" bilimsel oyuncaklar serisinden "Elektrikli Siren" gibi çeşitli bilgi alanlarında deneyler yapmak için bir oyuncak seti;
- piller, akümülatörler, pillerle çalışan öğelerin sergilenmesi;
- şövale;
- yumuşak modüller;
- elektrikli cihazlarla çalışırken güvenlik kurallarını gösteren modeller;
- Çocuk sayısına göre ampul görselli amblemler.
Eğitim ve öğretim yöntemleri: sanatsal ifade (şiirler ve bilmeceler), gösteri materyali, TRIZ teknolojisi öğelerinin kullanımı (teknikler: “iyi - kötü”, modelleme), deney.
Koşullar:özgürce hareket edebileceğiniz geniş bir salon; çocuk sayısına göre sandalyeler; serginin bulunduğu masa; Elektrikli cihazların güvenli bir şekilde taşınması için baş aşağı modellere sahip şövale.

Etkinliğin ilerleyişi:

Öğretmenin açılış konuşması (yaklaşan faaliyetler için teşvik):
Sevgili arkadaşlar! Hepinizi sağlıklı ve neşeli gördüğüme sevindim. Bugün önümüzde pek çok ilginç şey öğreneceğimiz alışılmadık bir yolculuk var. Ve yeni başlayanlar için...
Sorun durumu: Masanın üzerinde ne olduğuna dikkat edin? Bunlar resmin kesilmiş parçaları gibi görünüyor. Her birini bir parça alın ve genel resmi bir araya getirmeye çalışın. (çocuklar toplar).
Ne oldu? (elektrik lambası).

Eğitimci: Söyleyin bana, insanlar aydınlatma için her zaman ampul mü kullandılar? (çocukların cevapları).
Sorunun içine dalın: Sizi geçmişe dalmaya ve insanların farklı zamanlarda evlerini nasıl aydınlattığını izlemeye davet ediyorum.
Didaktik oyun “Çevremizdeki Şeylerin Evrimi”

Öğretmen çocuklara elektrik ampulü resminin bulunduğu bir amblem verir.