Mekkora az elektromos áram erőssége. Mi a jelenlegi erősség

Emlékszünk az alapposztulátumra a középiskolai fizika óráiból. Ez így néz ki.

áramerősség a töltött részecskék rendezett mozgását kvantitatívan jellemzõ mennyiség

Ennek a definíciónak a megértéséhez először ki kell derítened, mi a "töltött részecskék rendezett mozgása". Ez csak az elektromos áram. Így az áramerősség lehetővé teszi az elektromos áram számszerű mérését.

Például adott mennyiségű elektromos töltés 1 óra vagy 1 másodperc alatt áramolhat át egy vezetőn. Nyilvánvaló, hogy a második esetben a töltések áthaladásának intenzitása sokkal nagyobb lesz. Ennek megfelelően az áramerősség nagyobb lesz. Mivel a nemzetközi SI rendszerben az idő mértékegységét 1 másodpercnek tekintjük, elérkezünk az áramerősség meghatározásához.

Áramerősség a vezető keresztmetszetén egy másodperc alatt áthaladó elektromosság mennyisége.

Az áram mértékegysége

Az áramerősség mértékegysége a Amper. Az amper annak az elektromos áramnak az erőssége, amelynél másodpercenként egy függőnek megfelelő mennyiségű elektromosság halad át a vezető keresztmetszetén: 1 amper = 1 coulomb / 1 másodperc.

Az energiaiparban leggyakrabban használt további mértékegységek:

• 1 mA (milliamp) = 0,001 A;
• 1 µA (mikroamper) = 0,000001 A;
• 1 kA (kiloamper) = 1000 A.

Most már tudjuk, miben mérik az áramerősséget.

Árammérés

Az áramerősség mérésére egy eszközt használnak Árammérő. Nagyon kis áramok méréséhez milliampermétereket és mikroampermétereket használnak.

Az ampermérő és milliaméter szimbólumai

Az áramerősség méréséhez árammérőt kell beépíteni egy áramköri megszakításba, azaz sorba kell kapcsolni. A mért áram a forrásból az ampermérőn és a vevőn keresztül halad át. Az ampermérő tűje az áramkörben lévő áramot mutatja. Közömbös, hogy pontosan hol kell bekapcsolni az ampermérőt az áramkörben, mivel az áramerősség egy egyszerű zárt áramkörben (ágak nélkül) az áramkör minden pontján azonos lesz.

Műszer ampermérő

A technikában vannak nagyon nagy áramok (több ezer amper) és nagyon kicsik (az amper milliomod részei).

Például egy elektromos tűzhely áramerőssége körülbelül 4-5 amper, az izzólámpák - 0,3-4 amper (és több). A fotocellákon áthaladó áram csak néhány mikroamper. A villamoshálózat áramellátását biztosító alállomások fővezetékeiben az áramerősség eléri a több ezer ampert.

A háztartási készülékek és elektromos vezetékek saját kezű javítása megköveteli az elektromos áram fizikai folyamatainak megértését az otthoni mestertől. De a gyakorlók között létezik a „feledékeny” emberek kategóriája.

Különösen azért, hogy emlékeztessem őket, és nem csak az iskolásokat, készítettem egy anyagot arról, hogyan keletkezik az áramerősség egy karmesterben és más különféle médiában.

Igyekeztem kissé leegyszerűsített és érthető nyelven, bonyolult képletek és következtetések nélkül, de részletesen bemutatni. Olvass, találkozz, emlékezz.

Milyen körülmények között keletkezik elektromos áram és mekkora az áram erőssége egyszerű szavakkal

Azonnal felhívom a figyelmet: az elektromos áram definíciója nem vonatkozik statikus, fagyott jelenségekre. Közvetlenül kapcsolódik a mozgáshoz, a dinamikus állapothoz.

Nem semleges, hanem pozitív vagy negatív elektromos töltésű aktív részecskék hozzák létre.

És ne véletlenszerűen mozogjanak, mint egy metropolisz lakói csúcsforgalomban, hanem irányítottan. Példa: autók tömegének mozgása többsávos úton egy nagyváros egyik irányában.

Küldtél be képet? A folyamatos folyamon belül oldalról érkeznek az autók, néhány sofőr elhagyja az autópályát más utakra. De ezek a folyamatok nem különösebben érintik az általános mozgást: az irány egyirányú marad.

Ugyanez vonatkozik az elektromos töltések mozgására is. A fémvezetők belsejében az áramot elektronok hozzák létre. Normál állapotukban elég kaotikusan mozognak ott minden irányban.

De érdemes hozzájuk csatolni egy külső pozitív és negatív potenciállal rendelkezőt a vezető ellentétes végein, mivel megindul a töltések irányított mozgása.

Ez az elektromos áram. Az utolsó szóra figyelek. Jellemzi az áramlást, a mozgást, a mozgást, a dinamikát és a kapcsolódó folyamatokat, de nem a statikát.

A kifejtett külső erő nagysága határozza meg az elektronok egyirányú irányított áramlásának minőségét. Minél nagyobb az értéke, annál nagyobb áram kezd átfolyni a vezetőn.

Itt azonban figyelembe kell venni néhány jellemzőt, amelyek a következőkhöz kapcsolódnak:

• elfogadott tudományos egyezmények;
• a töltések mozgásának intenzitása;
• A vezető belső környezetének ellenhatása.

Az első esetben le kell győznünk az uralkodó történelmi sztereotípiákat, amikor az emberek összekeverik az elektronok és az elektromos áram általános irányát.

Minden tudományos számítás azon a tényen alapul, hogy az áram irányát a töltött részecskék mozgásának tekintik a feszültségforrás pluszpontjából a mínuszba.

Elektromos áram a fémekben
az elektronok ellentétes irányú mozgatásával jön létre: az azonos nevű negatív pólusról taszítják és a pozitív felé haladnak.

Ennek a rendelkezésnek a figyelmen kívül hagyása hibákhoz vezethet. De könnyen elkerülhetők: csak emlékeznie kell erre a funkcióra, és használnia kell a számításokhoz vagy az elektromos áramkörök működésének elemzéséhez.

A töltött részecskék mozgásának intenzitása jellemezzék egy adott területen egy bizonyos ideig átfolyó töltésük mennyiségét.

Ezt a latin I betűvel jelölt áramerősségnek nevezzük, a ∆Q / ∆t aránnyal számítva.

Itt ∆Q az S területű és ∆L hosszúságú vezetőn áthaladó töltések száma, ∆t pedig a kalibrált időtartam.

Az áramerősség növeléséhez növelnünk kell az egységnyi idő alatt a vezetőn áthaladó töltések számát, csökkentéséhez pedig csökkenteni kell.

Ismét nézze meg az „áramerősség” kifejezést, vagy inkább annak első szavát. A legfelső képen konkrétan egy erős bicepszet és egy parázsló izzót mutattam összehasonlításul.

Az energiaforrás teljesítménytartaléka a túlzotttól az elégtelenig változhat a fogyasztó számára. És mindig optimálisan kell táplálnunk a terhelést. Ehhez vezették be az áramerősség fogalmát.

Kiértékeléséhez a mérési rendszer mértékegységét használják: amper, amelyet a latin A betű jelöl.

Elméletileg az 1 amper értékeléséhez szükséges:

• vegyünk két nagyon vékony, végtelenül hosszú és tökéletesen egyenletes vezetőt;
• helyezze őket egy, egymással szigorúan párhuzamos síkra 1 méter távolságra;
• ugyanazt az áramot engedje át rajtuk, fokozatosan növelve az értékét;
• mérje meg a vezetékek vonzási erejét, és rögzítse azt a pillanatot, amikor az eléri a 2 × 10-7 Newton értéket.

Ekkor 1 amper kezd folyni a vezetékekben.

A gyakorlatban ezt senki sem csinálja. A méréshez speciális eszközöket hoztak létre: ampermérőket. Terveik tört és többszörös dimenziókban dolgoznak: mi-, mikro- és kilo-.

Az amper másik definíciója a villamos energia mennyiségi egységéhez kapcsolódik: a coulombhoz (C), amely 1 másodperc alatt halad át a vezeték keresztmetszetén.

Az áramerősség a zárt elektromos áramkör bármely pontján, ahol áramlik, mindig azonos, és ha eltörik, bárhol is van, eltűnik.

Ez a jelenség lehetővé teszi a mérések elvégzését bármely elektromos áramkör legmegfelelőbb helyein.

Ha összetett elágazó áramkört hozunk létre több áram áramlására, az utóbbiak is állandóak maradnak minden egyes szakaszon.

A környezeti ellenállás harmadik esete is fontos. Az elektronok a mozgás során akadályokkal ütköznek pozitív és negatív töltésű részecskék formájában.

Az ilyen ütközések a hőkibocsátásra fordított energia költségével járnak. Ezeket a kifejezés általánosította, és fizikai törvényekkel írták le matematikai formában.

Az egyes fémek belső szerkezete eltérő ellenállással rendelkezik az áram áramlásával szemben. A tudomány régóta tanulmányozta ezeket a tulajdonságokat, és táblázatokra, grafikonokra és az elektromos ellenállás képleteire redukálta őket.

A számítások során csak a már ellenőrzött és elkészített információkat tudjuk felhasználni. Az ismert villanyszerelő csalólapja által bemutatott képletek alapján hajthatók végre.

De sokkal egyszerűbb egy online Ohm-törvény-kalkulátort használni. Ezzel elkerülhető a tipikus matematikai hibák.

Az aktuális erőképletek legfontosabb következtetései a hazai mester számára

Gyakorlati haszna csak a vezetőkön keresztüli áramfolyamatok teljes megértése. Otthon a következőket kell tenni:

1. Nézze meg a vezetékek áramterhelését. Ez az információ segít helyesen megtervezni azt a lakáson belüli elhelyezéshez. És ha már lefektették, akkor figyelembe kell venni, és nem lépheti túl a csatlakoztatott kapacitásokat.

• Szüntesse meg a tipikus hibákat a vezetékek és berendezések szerelésénél, amelyeknél haszontalan villamosenergia-veszteség, túlzott hő keletkezik és károk keletkeznek.

• Megfelelő vezetékezés.

• Biztosítson olyan védelmi rendszert, amely automatikusan megvédi a háztartási hálózatot az áramkörön belüli és a tápoldalról érkező véletlen sérülésektől.

Most nem megyek bele részletesebben e négy pont mindegyikének megfejtésére. Tervezem, hogy ezeket egy cikksorozatban részletesebben is megfestem nektek, közzéteszem az oldal címsoraiban. Kövesse az információkat, vagy iratkozzon fel a hírlevélre, hogy tájékozott legyen.

Melyek az elektromos áram típusai a mindennapi életben

Az áramok hullámalakja a feszültségforrás működésétől és a közeg ellenállásától függ, amelyen a jel áthalad. Leggyakrabban a gyakorlatban az otthoni mesternek a következő típusokkal kell megküzdenie:

• akkumulátorokból vagy galvanikus cellákból generált állandó jel;
• szinuszos, ipari generátorok által létrehozott 50 hertz frekvenciával;
• pulzáló, a különféle tápegységek átalakítása miatt alakul ki;
• impulzus, amely behatol a háztartási hálózatba a felsővezetékekbe történő villámkisülés miatt;
• tetszőleges.

Leggyakrabban szinuszos vagy váltakozó áramról van szó: minden készülékünket ez táplálja.

Elektromos áram különböző környezetekben: amit egy villanyszerelőnek tudnia kell

A töltött részecskék az alkalmazott feszültség hatására nemcsak a fémek belsejében mozognak, amint azt fentebb az elektronok példáján tárgyaltuk, hanem a következőkben is:

• félvezető elemek átmeneti rétege;
• különböző összetételű folyadékok;
• gázkörnyezet;
• és még vákuumban is.

Mindezeket a közegeket a vezetőképességnek nevezett kifejezéssel értékelik, hogy képesek-e átengedni az áramot. Ez az ellenállás kölcsönössége. G betűvel jelöljük, a vezetőképességen keresztül értékelve, amely a táblázatokban található.

A vezetőképesség kiszámítása a következő képletekkel történik:

Áramerősség fémvezetőben: hogyan használják otthoni környezetben

A fémek belső szerkezetének azon képességét, hogy különböző módon befolyásolja az irányított töltések mozgási feltételeit, speciális feladatok végrehajtására használják.

Villamos energia szállítása

Az elektromos energia nagy távolságra történő átviteléhez megnövelt keresztmetszetű, nagy vezetőképességű fémvezetőket használnak: réz vagy alumínium. A drágább fémek, ezüst és arany bonyolult elektronikus áramkörökben dolgoznak.

Mindenféle kivitelű vezeték, zsinór és az ezekre épülő kábel megbízhatóan működik az otthoni vezetékekben.

fűtőelemek

A fűtőberendezésekhez volfrámot és nikrómot használnak, amelyek nagy ellenállással rendelkeznek. Lehetővé teszi a vezető magas hőmérsékletre való felmelegítését az alkalmazott teljesítmény megfelelő megválasztásával.

Ezt az elvet számos elektromos fűtőtest – TEN-ah – testesítette meg.

Biztonsági eszközök

A túlbecsült áramerősség jó vezetőképességű, de vékony keresztmetszetű fémvezetőben lehetővé teszi áramvédelemként használt biztosítékok létrehozását.

Normálisan működnek az optimális terhelési módban, de gyorsan kiégnek feszültséglökések, rövidzárlatok vagy túlterhelések esetén.

Több évtizeden át a biztosítékok masszívan szolgálták az otthoni vezetékek fő védelmét. Most ezeket automata kapcsolókra cserélték. De minden tápegységen belül továbbra is megbízhatóan működnek.

Áram a félvezetőkben és jellemzői

A félvezetők elektromos tulajdonságai nagymértékben függnek a külső körülményektől: hőmérséklet, fénybesugárzás.

Saját vezetőképességük növelése érdekében speciális szennyeződéseket adnak a szerkezet összetételéhez.

Ezért a félvezető belsejében az áram a belső p-n átmenet belső és szennyező vezetése miatt jön létre.

A félvezető töltéshordozói az elektronok és a lyukak. Ha a feszültségforrás pozitív potenciálját a p pólusra, a negatív potenciált n-re kapcsoljuk, akkor az általuk létrehozott mozgás következtében az áram a p-n átmeneten fog átfolyni.

A polaritás fordított alkalmazásával a p-n átmenet zárva marad. Ezért a fenti képen az első esetben egy világító izzó látható, a másodikon pedig kialszik.

Hasonló p-n átmenetek más félvezető-konstrukciókban is működnek: tranzisztorok, zener-diódák, tirisztorok ...

Mindegyiket a névleges áramhoz tervezték. Ehhez a jelölést közvetlenül a testükre alkalmazzák. Eszerint bekerülnek a műszaki referenciakönyvek táblázataiba, és elektromos jellemzők alapján értékelik a félvezetőt.

Áram folyadékokban: 3 alkalmazási mód

Ha a fémek jó vezetőképességgel rendelkeznek, akkor a folyadékok közege dielektrikumként, vezetőként és akár félvezetőként is működhet. Ez utóbbi eset azonban nem otthoni használatra való.

Szigetelő tulajdonságok

Az ipari transzformátorokon belüli munkára tervezett, nagy tisztaságú és alacsony viszkozitású ásványolaj magas dielektromos tulajdonságokkal rendelkezik.

A desztillált víz kiváló szigetelő tulajdonságokkal is rendelkezik.

Elemek és galvanizálás

Ha egy kis sót, savat vagy lúgot adunk a desztillált vízhez, akkor az elektrolitikus disszociáció következtében vezető közeggé - elektrolittá válik.

Itt azonban meg kell érteni: a fémekben folyó áram nem sérti meg anyaguk szerkezetét. A folyadékokban pusztító kémiai folyamatok mennek végbe.

A folyadékokban áram keletkezik egy rákapcsolt feszültség hatására is. Például amikor egy elemből vagy akkumulátorból származó pozitív és negatív potenciálokat két elektródához kapcsoljuk, amelyeket valamilyen só vizes oldatába mártottak.

Az oldatmolekulák pozitív és negatív töltésű részecskéket - ionokat - képeznek. A töltésjel szerint anionoknak (+) és kationoknak (-) nevezik őket.

Az alkalmazott elektromos tér hatására az anionok és kationok elkezdenek mozogni az ellenkező előjelű elektródák felé: a katód és az anód felé.

A töltött részecskék ellenmozgása elektromos áramot képez a folyadékokban. Ebben az esetben az ionok, miután elérték az elektródát, lecsapódnak rá, és csapadékot képeznek.

Jó példa erre a réz-szulfát CuSO4 oldatában lezajló galván folyamatok, amelyekbe rézelektródákat süllyesztenek.

A rézionok Cu pozitív töltésűek – anionok. A katódon elvesztik töltésüket és vékony fémrétegben ülepednek.

Az SO4 savmaradék kationként működik. Az anódhoz jutnak, kisütik, kémiai reakcióba lépnek az elektród rézével, réz-szulfát molekulákat képeznek, és visszakerülnek az oldatba.

Ezen elv szerint az elektroalakításban minden elektrolit az ionos vezetőképesség miatt működik, amikor az elektródák szerkezete megváltozik, és a folyadék összetétele nem változik.

Ezzel a módszerrel vékony nemesfém-bevonatokat hoznak létre az ékszereken vagy különböző alkatrészek korrózió elleni védőrétegén. Az áramerősséget a kémiai reakció sebességének megfelelően választják ki, az adott környezeti feltételektől függően.

Minden akkumulátor ugyanúgy működik. Csak ők képesek arra, hogy a generátor alkalmazott energiájából töltést halmozzanak fel, és áramot adjanak le, amikor a fogyasztóhoz kerül.

A nikkel-kadmium akkumulátor működését a külső generátorról történő töltés és az alkalmazott terhelésre történő kisütés üzemmódban egy egyszerű diagram szemlélteti.

Áram a gázokban: a közeg dielektromos tulajdonságai és a kisülések áramlásának feltételei

Egy közönséges gázközeg jó dielektromos tulajdonságokkal rendelkezik: semleges molekulákból és atomokból áll.

Ilyen például a légkör. Szigetelőanyagként használják még a nagyon nagy teljesítményt továbbító nagyfeszültségű vezetékeken is.

A csupasz fémhuzalokat szigetelőkön keresztül egy tartóra rögzítik, és nagy elektromos ellenállásukkal választják el a földhuroktól, illetve a szokásos levegővel egymástól. Így működik minden feszültségű felsővezeték, beleértve az 1150 kV-ot is.

A gázok dielektromos tulajdonságai azonban sérülhetnek külső energia hatására: magas hőmérsékletre melegítés vagy megnövelt potenciálkülönbség alkalmazása. Csak ezután következik be molekuláik ionizációja.

Ez különbözik a folyadékokban végbemenő folyamatoktól. Az elektrolitokban a molekulák két részre bomlanak: anionokra és kationokra A gázmolekulából ionizáció közben elektron szabadul fel, és pozitív töltésű ion formájában marad.

Amint a gázok ionizációját létrehozó külső erők megszűnnek, a gáznemű közeg vezetőképessége azonnal megszűnik. A villám kibocsátása a levegőben egy rövid távú jelenség, amely megerősíti ezt az álláspontot.

A gázokban lévő áram a villámkisülésen kívül elektromos ív fenntartásával is létrehozható. Ezen az elven működnek az erős fényű spotlámpák és projektorok, valamint az ipari ívkemencék.

A neon- és fénycsövek a gázközegben áramló izzókisülés izzását használják.

A technológiában használt másik gázkisülési típus a szikra. Gázkisütők hozzák létre a nagy potenciálok nagyságának mérésére.

Áram vákuumban: hogyan használják az elektronikai eszközökben

A latin vákuum szót az oroszban ürességként értelmezik. Praktikus módon úgy jön létre, hogy zárt térből vákuumszivattyúkkal szivattyúzzák a gázokat.

A vákuumban nincsenek elektromos töltések hordozói. Be kell őket vezetni ebbe a környezetbe, hogy áramot hozhassanak létre. A hőkibocsátás jelenségét alkalmazza, amely a fém felmelegítésekor lép fel.

Az elektronikus lámpák így működnek, amelyekben a katódot egy izzószál melegíti fel. A belőle felszabaduló elektronok a rákapcsolt feszültség hatására az anód felé mozdulnak, vákuumban áramot képeznek.

Ugyanezen elv szerint létrehozták a kinescope TV, a monitor és az oszcilloszkóp katódsugárcsövét.

Csak vezérlőelektródákat adott hozzá, hogy eltérítse a sugarat, és egy képernyőt, amely jelzi a helyzetét.

A felsorolt ​​eszközök mindegyikében a közeg vezetőjének áramerősségét ki kell számítani, szabályozni és az optimális üzemmód bizonyos szintjén kell tartani.

Ezzel befejezem. Kifejezetten az Ön számára készült egy megjegyzés rovat. Lehetővé teszi, hogy egyszerűen kifejezze saját véleményét az olvasott cikkről.

Tartalom:

A töltött részecskék mozgását a vezetőben az elektrotechnikában elektromos áramnak nevezik. Az elektromos áramot nem csak a vezetőn áthaladó elektromos energia mennyiségének az értéke jellemzi, hiszen 60 perc alatt 1 Coulombnak megfelelő elektromosság tud áthaladni rajta, de egy másodperc alatt ugyanennyi elektromosság halad át a vezetőn. .

Mi a jelenlegi erősség

Ha figyelembe vesszük a vezetőn különböző időközönként átfolyó villamos energia mennyiségét, akkor egyértelmű, hogy rövidebb idő alatt az áram intenzívebben folyik, ezért az elektromos áram karakterisztikájába egy másik definíció kerül be - ez az áram. erő, amelyet a vezetőben másodpercenként folyó áram jellemez. Az átmenő áram nagyságának mértékegysége az elektrotechnikában az amper.

Más szavakkal, a vezetőben lévő elektromos áram erőssége az a villamos energia mennyisége, amely másodpercenként áthaladt a szakaszán, I betűvel jelölve. Az áramerősséget amperben mérik - ez a olyan mérés, amely megegyezik a legkisebb körmetszetű, 100 cm-re elválasztott, vákuumban elhelyezkedő, végtelenített párhuzamos vezetékeken áthaladó változatlan áram erősségével, amely kölcsönhatást okoz a vezeték méteres hosszában = 2 * 10 mínusz erővel 7 Newton fok minden 100 cm hosszúságra.

A szakértők gyakran határozzák meg az átmenő áram értékét, Ukrajnában (az áramlás teljesítménye) 1 amperrel egyenlő, amikor másodpercenként 1 függő elektromosság halad át a vezetőszakaszon.

Az elektrotechnikában megfigyelhető más mennyiségek gyakori használata az átmenő áram erősségének meghatározásában: 1 milliamper, ami egyenlő mértékegység / Amper, 10 az amper mínusz harmadteljesítménye, egy mikroamper tíz az amper mínusz hatodik hatványára.

Ismerve a vezetőn egy bizonyos ideig áthaladó villamos energia mennyiségét, a képlet segítségével kiszámítható az áramerősség (ahogy Ukrajnában mondják - a struma erőssége):

Ha az elektromos áramkör zárt és nincs elágazása, akkor a keresztmetszete minden helyén másodpercenként ugyanannyi áram folyik. Elméletileg ez azzal magyarázható, hogy az áramkör bármely pontján nem lehet elektromos töltéseket felhalmozni, ezért az áramerősség mindenhol azonos.

Ez a szabály igaz az összetett áramkörökre is, ha vannak elágazások, de vonatkozik egy összetett áramkör egyes szakaszaira, amelyek egyszerű elektromos áramkörnek tekinthetők.

Hogyan mérik az áramerősséget?

Az áramerősség nagyságát egy ampermérőnek nevezett eszközzel mérik, és kis értékek esetén is - milliamperméter és mikroamperméter, ami az alábbi képen látható:

Az emberek körében az a vélemény, hogy ha a vezetékben az áramerősséget a terhelés (fogyasztó) előtt mérik, akkor az érték magasabb lesz, mint utána. Ez egy téves hiedelem, amely azon az előfeltevésen alapul, hogy bizonyos értékű erőt kell fordítani a fogyasztó cselekvésre késztetésére. A vezetőben lévő elektromos áram egy elektromágneses folyamat, amelyben töltött elektronok vesznek részt, egy irányba mozognak, de az energiát nem az elektronok, hanem a vezetőt körülvevő elektromágneses tér adják át.

A lánc elejét elhagyó elektronok száma megegyezik az elektronok számával, és a lánc végén lévő fogyasztó után nem fogyaszthatók el.

Milyen karmesterek vannak? A szakértők meghatározzák a "vezető" fogalmát - ez egy olyan anyag, amelyben a töltéssel rendelkező részecskék szabadon mozoghatnak. A gyakorlatban szinte minden fém, sav és sóoldat rendelkezik ilyen tulajdonságokkal. Azt az anyagot vagy anyagot pedig, amelyben a töltött részecskék mozgása nehézkes, sőt lehetetlen, szigetelőknek (dielektrikumoknak) nevezzük. A gyakori dielektromos anyagok a kvarc vagy az ebonit, amelyek mesterséges szigetelő.

Következtetés

A gyakorlatban a modern berendezések nagy, akár több száz vagy akár több ezer amperes árammal, valamint kis értékekkel működnek. A mindennapi életben példa lehet az áramerősségre a különböző készülékekben az elektromos tűzhely, ahol eléri az 5 A-t, és egy egyszerű izzólámpa 0,4 A-t, a fotocellában az átmenő áram értéke mikroamperben mérve. A városi tömegközlekedés (trolibusz, villamos) vonalain az átmenő áram értéke eléri az 1000 A-t.

Az elektromos áram az elektromos töltések irányított mozgása. Az áram nagyságát az egységnyi idő alatt a vezető keresztmetszetén áthaladó villamos energia mennyisége határozza meg.

Egy vezetőn áthaladó elektromos árammal még mindig nem tudjuk teljesen jellemezni az elektromos áramot. Valójában egy függővel megegyező mennyiségű elektromos áram tud áthaladni egy vezetőn egy óra alatt, és ugyanannyi elektromosság halad át rajta egy másodperc alatt.

Az elektromos áram intenzitása a második esetben sokkal nagyobb lesz, mint az elsőben, mivel ugyanaz az elektromos áram sokkal rövidebb idő alatt halad át. Az elektromos áram intenzitásának jellemzésére a vezetőn áthaladó elektromosság mennyiségét általában időegységnek (másodpercnek) nevezik. A vezetőn egy másodperc alatt áthaladó elektromos áram mennyiségét áramnak nevezzük. A rendszerben lévő áram mértékegysége az amper (a).

Áramerősség - a vezető keresztmetszetén egy másodperc alatt áthaladó villamos energia mennyisége.

Az áramerősséget az angol I betű jelzi.

Amper - az elektromos áram erősségének mértékegysége (az egyik), amelyet A-val jelölünk. 1 A egyenlő a változatlan áram erősségével, amely két párhuzamos, végtelen hosszúságú és elhanyagolható kör keresztmetszeti területű egyenes vezetéken halad át, 1 m távolságra egymástól vákuumban, a vezető 1 m hosszú szakaszán 2 10-7 N kölcsönhatási erőt okozna minden méter hosszúságra vonatkoztatva.

Egy vezetőben az áramerősség egyenlő egy amperrel, ha másodpercenként egy elektromos függő áthalad a keresztmetszetén.

Amper - annak az elektromos áramnak az erőssége, amelynél másodpercenként egy függővel megegyező mennyiségű elektromosság halad át a vezető keresztmetszetén: 1 amper = 1 coulomb / 1 másodperc.

Gyakran használják a segédegységeket: 1 milliamper (mA) \u003d 1/1000 amper \u003d 10 -3 amper, 1 mikroamper (mA) \u003d 1/1000000 amper \u003d 10 -6 amper.

Ha ismeri az elektromosság mennyiségét, amely egy bizonyos ideig áthaladt a vezető keresztmetszetén, akkor az áramerősség a következő képlettel határozható meg: I \u003d q / t

Ha egy zárt, elágazás nélküli áramkörben elektromos áram halad át, akkor másodpercenként (bárhol az áramkörben) ugyanannyi elektromos áram halad át, függetlenül a vezetők vastagságától. Ennek az az oka, hogy a vezetőben sehol nem halmozódhatnak fel töltések. Következésképpen, az áramerősség bárhol az áramkörben azonos.

A különféle ágakkal rendelkező összetett elektromos áramkörökben ez a szabály (az áram állandósága a zárt áramkör minden pontján) természetesen érvényben marad, de csak az általános áramkör egyes szakaszaira vonatkozik, amelyek egyszerűnek tekinthetők.

Árammérés

Az áramerősség mérésére egy ampermérő nevű eszközt használnak. Nagyon kis áramok mérésére milliampermétereket és mikroampermétereket vagy galvanométereket használnak. ábrán 1. ábra egy ampermérő és egy milliampermérő feltételes grafikus ábrázolását mutatja elektromos áramkörökön.

Rizs. 1. Az ampermérő és milliampermérő szimbólumai

Rizs. 2. Ampermérő

Az áramerősség méréséhez be kell kapcsolni az ampermérőt a szakadt áramkörben (lásd 3. ábra). A mért áram a forrásból az ampermérőn és a vevőn keresztül halad át. Az ampermérő tűje az áramkörben lévő áramot mutatja. Az, hogy pontosan hol kell bekapcsolni az ampermérőt, vagyis a fogyasztó előtt (számlálás) vagy utána, teljesen közömbös, mivel az áramerősség egy egyszerű zárt áramkörben (ágak nélkül) az áramkör minden pontján azonos lesz.

Rizs. 3. Kapcsolja be az ampermérőt

Néha tévesen azt gondolják, hogy a fogyasztó előtt csatlakoztatott ampermérő nagyobb áramerősséget mutat, mint a fogyasztó után bekapcsolt ampermérő. Ebben az esetben úgy gondolják, hogy az áram "egy részét" a fogyasztóban fordítják annak meghajtására. Ez természetesen nem igaz, és itt van az ok.

A fémvezetőben lévő elektromos áram egy elektromágneses folyamat, amelyet az elektronok szabályos mozgása kísér a vezető mentén. Az energiát azonban nem az elektronok szállítják, hanem a vezetőt körülvevő elektromágneses tér.

Egy egyszerű elektromos áramkör vezetőinek bármely keresztmetszetén pontosan ugyanannyi elektron halad át. Hány elektron jött ki az elektromos energiaforrás egyik pólusából, ugyanannyi elektron fog átmenni a fogyasztón, és természetesen a másik pólusra, a forrásra jut, mert az elektronok, mint anyagi részecskék nem használhatók fel közben. mozgásuk.

Rizs. 4. Árammérés multiméterrel

A technikában vannak nagyon nagy áramok (több ezer amper) és nagyon kicsik (az amper milliomod részei). Például egy elektromos tűzhely áramerőssége körülbelül 4-5 amper, az izzólámpák - 0,3-4 amper (és több). A fotocellákon áthaladó áram csak néhány mikroamper. A villamoshálózat áramellátását biztosító alállomások fővezetékeiben az áramerősség eléri a több ezer ampert.

Lehetetlen. Az áram fogalma az alap, amelyre, mint egy szilárd alapon álló házra, az elektromos áramkörök további számításait építik, és új és új definíciókat adnak meg. Az áramerősség a nemzetközi mennyiségek egyike, ezért az univerzális mértékegység az Amper (A).

Ennek az egységnek a fizikai jelentését a következőképpen magyarázzuk: egy amperes áram keletkezik, amikor a töltésű részecskék két végtelen hosszúságú vezető mentén mozognak, amelyek között egy méteres rés van. Ebben az esetben a vezetők minden egyes méteres szakaszán fellépő érték numerikusan egyenlő 2 * 10 -7 Newton erejével. Általában hozzá kell tenni, hogy a vezetők vákuumban helyezkednek el (ami lehetővé teszi a közbülső közeg hatásának kiegyenlítését), és a keresztmetszetük nullára hajlik (ugyanakkor a vezetőképesség maximális).

A klasszikus definíciók azonban, ahogy ez általában megtörténik, csak azok számára világosak, akiket valójában már nem is érdekelnek az alapok. De egy személy, aki nem ismeri az elektromosságot, még jobban „összezavarodik”. Ezért magyarázzuk el, mi az aktuális erősség, szó szerint „az ujjakon”. Képzeljünk el egy közönséges akkumulátort, amelynek pólusairól két szigetelt vezeték megy a villanykörtéhez. Egy kapcsoló csatlakozik az egyik vezeték megszakadásához. Amint az a kezdeti fizika kurzusból ismeretes, az elektromos áram olyan részecskék mozgása, amelyeknek megvan a sajátjuk, általában elektronnak tekintik őket (sőt, az elektronnak van egységnyi negatív töltése), bár a valóságban minden egy kicsit bonyolultabb. Ezek a részecskék jellemzőek a vezető anyagokra (fémekre), de gáznemű közegben az ionok ezenkívül töltést is továbbítanak (emlékezzünk az „ionizáció” és a „légrés lebontása” kifejezésekre); a félvezetőkben a vezetőképesség nemcsak elektronikus, hanem lyuk is (pozitív töltés); elektrolitikus oldatokban a vezetőképesség tisztán ionos (például autó akkumulátorok). De térjünk vissza példánkhoz. Ebben az áram képezi a szabad elektronok mozgását. Amíg a kapcsolót be nem kapcsolják, az áramkör nyitva van, a részecskéknek nincs hova mozdulniuk, ezért az áramerősség nulla. De érdemes "összeszerelni az áramkört", mivel az elektronok az akkumulátor negatív pólusától a pozitív felé rohannak, áthaladva a villanykörtén, és fényt okozva. Az erő, amely mozgásra készteti őket, az akkumulátor által létrehozott elektromos térből származik (emf - mező - áram).

Az áramerősség a töltés és az idő aránya. Vagyis valójában a vezetőn áthaladó elektromosság mennyiségéről beszélünk a hagyományos időegység alatt. Hasonlatot vonhat a vízzel: minél jobban nyitva van a csap, annál több víz fog áthaladni a csővezetéken. De ha a vizet literben (köbméterben) mérik, akkor az áramerősséget a töltéshordozók számában, vagy ami szintén igaz, amperben mérik. Ez ennyire egyszerű. Könnyen érthető, hogy az áramerősség növelésének két módja van: egy villanykörte eltávolításával az áramkörből (ellenállás, mozgási akadály), valamint az akkumulátor által keltett elektromos mező növelésével.

Tulajdonképpen eljutottunk odáig, hogy általános esetben hogyan történik az áramerősség számítása. Számos képlet létezik: például egy teljes áramkörre, figyelembe véve a tápegység jellemzőinek hatását; váltakozó és többfázisú rendszerekhez stb. Azonban mindegyiket egyetlen szabály – a híres Ohm-törvény – egyesíti. Ezért bemutatjuk általános (univerzális) formáját:

ahol I az áram, amperben; U - feszültség a tápegység kapcsainál, voltban; R az áramkör vagy szakasz ellenállása ohmban. Ez a függőség a fentieket csak megerősíti: az áramerősség növekedését kétféleképpen lehet elérni, ellenálláson (a mi izzónk) és feszültségen (forrásparaméter) keresztül.