Aká je sila elektrického prúdu. Aká je súčasná sila

Základný postulát si pamätáme z hodín stredoškolskej fyziky. Vyzerá to takto.

prúdová sila je veličina, ktorá kvantitatívne charakterizuje usporiadaný pohyb nabitých častíc

Aby ste pochopili túto definíciu, musíte najprv zistiť, čo je "usporiadaný pohyb nabitých častíc". Toto je len elektrický prúd. Sila prúdu vám teda umožňuje numericky merať elektrický prúd.

Napríklad určité množstvo elektrických nábojov môže pretiecť vodičom za 1 hodinu alebo 1 sekundu. Je jasné, že v druhom prípade bude intenzita prechodu nábojov oveľa väčšia. V súlade s tým bude súčasná sila väčšia. Keďže v medzinárodnom systéme SI sa za jednotku času považuje 1 sekunda, dostávame sa k definícii sily prúdu.

Súčasná sila je množstvo elektriny, ktorá prejde prierezom vodiča za jednu sekundu.

Jednotka prúdu

Jednotkou sily prúdu je Ampere. Ampér je sila elektrického prúdu, pri ktorom množstvo elektriny rovnajúce sa jednému prívesku prechádza cez prierez vodiča každú sekundu: 1 ampér \u003d 1 coulomb / 1 sekundu.

Ďalšie merné jednotky, ktoré sa najčastejšie používajú v energetickom priemysle:

1 mA (miliampér) = 0,001 A;
1 uA (mikroampér) = 0,000001 A;
1 kA (kiloampér) = 1000 A.

Teraz vieme, v čom sa meria súčasná sila.

Meranie prúdu

Na meranie prúdu sa používa zariadenie Ampérmeter. Na meranie veľmi malých prúdov sa používajú miliampérmetre a mikroampérmetre.

Symboly pre ampérmeter a miliameter

Aby ste mohli merať prúd, musíte do prerušenia obvodu zahrnúť ampérmeter, to znamená do série. Meraný prúd prechádza zo zdroja cez ampérmeter a prijímač. Ihla ampérmetra ukazuje prúd v obvode. Kde presne zapnúť ampérmeter v obvode je ľahostajné, pretože sila prúdu v jednoduchom uzavretom obvode (bez odbočiek) bude vo všetkých bodoch obvodu rovnaká.

Prístrojový ampérmeter

V technike existujú veľmi veľké prúdy (tisíce ampérov) a veľmi malé (milióntiny ampérov).

Napríklad súčasná sila elektrického sporáka je približne 4 - 5 ampérov, žiarovky - od 0,3 do 4 ampérov (a viac). Prúd prechádzajúci fotobunkami je len niekoľko mikroampérov. V hlavných vodičoch rozvodní, ktoré poskytujú elektrickú energiu pre električkovú sieť, prúd dosahuje tisíce ampérov.

Oprava domácich spotrebičov a elektrického vedenia vlastnými rukami si vyžaduje pochopenie fyzikálnych procesov elektriny od domáceho majstra. Ale medzi praktizujúcimi existuje kategória „zábudlivých“ ľudí.

Najmä na pripomenutie im, a nielen školákom, som pripravil materiál o tom, ako vzniká prúdová sila vo vodiči a iných rôznych médiách.

Snažil som sa to podať trochu zjednodušeným a zrozumiteľným jazykom bez zložitých vzorcov a záverov, ale podrobne. Čítajte, stretávajte sa, spomínajte.

Za akých podmienok vzniká elektrický prúd a aká je sila prúdu jednoduchými slovami

Okamžite upozorňujem: definícia elektrického prúdu sa nevzťahuje na statické, zmrazené javy. Priamo súvisí s pohybom, dynamickým stavom.

Nevytvárajú ho neutrálne, ale aktívne častice kladného alebo záporného elektrického náboja.

A nemali by sa pohybovať náhodne, ako obyvatelia metropoly počas dopravnej špičky, ale riadeným spôsobom. Príklad: pohyb masy áut po viacprúdovej ceste v jednom smere veľkého mesta.

Odovzdali ste obrázok? Vo vnútri súvislého prúdu sa autá pridávajú zboku, niektorí vodiči schádzajú z diaľnice na iné cesty. Ale tieto procesy nijako zvlášť neovplyvňujú všeobecný pohyb: smer zostáva jednosmerný.

To isté platí pre pohyb elektrických nábojov. Vo vnútri kovových vodičov je prúd vytváraný elektrónmi. V normálnom stave sa tam pohybujú dosť chaoticky všetkými smermi.

Ale stojí za to pripojiť k nim vonkajší s pozitívnym a negatívnym potenciálom na opačných koncoch vodiča, pretože začína riadený pohyb nábojov.

Je ním elektrický prúd. Dávam pozor na posledné slovo. Charakterizuje prúdenie, pohyb, pohyb, dynamiku a súvisiace procesy, nie však statiku.

Je to veľkosť pôsobiacej vonkajšej sily, ktorá určuje kvalitu usmerneného toku elektrónov v jednom smere. Čím je jeho hodnota vyššia, tým väčší prúd začne pretekať vodičom.

Tu je však potrebné vziať do úvahy niekoľko funkcií súvisiacich s:

prijaté vedecké konvencie;
intenzita pohybu nábojov;
Protipôsobenie vnútorného prostredia vodiča.

V prvom prípade musíme prekonať prevládajúce historické stereotypy, keď si ľudia zamieňajú všeobecný smer elektrónov a elektrického prúdu.

Všetky vedecké výpočty sú založené na skutočnosti, že smer prúdu sa berie ako pohyb nabitých častíc od plus zdroja napätia k jeho mínusu.

Elektrický prúd vo vnútri kovov
vzniká pohybom elektrónov v opačnom smere: sú odpudzované od záporného pólu rovnakého mena a pohybujú sa smerom ku kladnému.

Nepochopenie tohto ustanovenia môže viesť k chybám. Je však ľahké sa im vyhnúť: stačí si túto funkciu zapamätať a použiť ju pri výpočtoch alebo analýze činnosti elektrických obvodov.

Intenzita pohybu nabitých častíc charakterizujú množstvo ich náboja pretekajúceho danou oblasťou za určité časové obdobie.

Nazýva sa prúdová sila, označovaná latinským písmenom I, vypočítaná pomerom ∆Q / ∆t.

Tu ∆Q je počet nábojov prechádzajúcich vodičom s plochou S a dĺžkou ∆L a ∆t je kalibrované časové rozpätie.

Aby sme zvýšili silu prúdu, musíme zvýšiť počet nábojov, ktoré prejdú vodičom za jednotku času, a aby sme ho znížili, musíme ho znížiť.

Opäť sa pozrite na výraz „súčasná sila“, alebo skôr na jeho prvé slovo. Na úplne hornom obrázku som pre porovnanie konkrétne ukázal výkonný biceps a tlejúcu žiarovku.

Výkonová rezerva zdroja energie sa môže meniť od nadmernej po nedostatočnú pre spotrebiteľa. A náklad musíme vždy optimálne podávať. Na tento účel bol zavedený koncept súčasnej sily.

Na jej vyhodnotenie sa používa jednotka meracieho systému: ampér, označený latinským písmenom A.

Teoreticky je na vyhodnotenie 1 ampéra potrebné:

vezmite dva veľmi tenké, nekonečne dlhé a dokonale rovné vodiče;
umiestnite ich na rovinu presne rovnobežnú so sebou vo vzdialenosti 1 meter;
prejsť cez ne rovnaký prúd a postupne zvyšovať jeho hodnotu;
zmerajte silu príťažlivosti drôtov a zafixujte moment, keď dosiahne hodnotu 2 × 10-7 Newtonov.

Vtedy začne v drôtoch prúdiť 1 ampér.

V praxi to nikto nerobí. Na meranie boli vytvorené špeciálne zariadenia: ampérmetre. Ich návrhy pracujú v rozmeroch zlomku a násobnosti: mi-, mikro- a kilo-.

Ďalšia definícia ampéra súvisí s jednotkou množstva elektriny: coulomb (C), ktorý prejde prierezom drôtu za 1 sekundu.

Intenzita prúdu v akomkoľvek mieste uzavretého elektrického obvodu, kde prúdi, je vždy rovnaká, a keď sa rozbije, nech je kdekoľvek, zmizne.

Tento jav vám umožňuje vykonávať merania na najvhodnejších miestach akéhokoľvek elektrického obvodu.

Keď sa vytvorí zložitý rozvetvený obvod pre tok niekoľkých prúdov, tieto tiež zostávajú konštantné vo všetkých jednotlivých sekciách.

Tretí prípad environmentálnej opozície je tiež dôležité. Elektróny v procese pohybu narážajú na prekážky vo forme kladne a záporne nabitých častíc.

Takéto kolízie sú spojené s nákladmi na energiu vynaloženú na uvoľnenie tepla. Boli zovšeobecnené pojmom a opísané fyzikálnymi zákonmi v matematickej forme.

Vnútorná štruktúra každého kovu má odlišný odpor voči toku prúdu. Veda dlho študovala tieto vlastnosti a zredukovala ich na tabuľky, grafy a vzorce pre elektrický odpor.

Pri výpočtoch môžeme použiť len už overené a pripravené informácie. Môžu byť vykonávané na základe vzorcov prezentovaných v známom elektrikárskom cheat sheet.

Ale je oveľa jednoduchšie použiť online kalkulačku Ohmovho zákona. Vyhne sa typickým matematickým chybám.

Najdôležitejšie závery z aktuálnych silových vzorcov pre domáceho majstra

Praktické využitie má iba úplné pochopenie procesov toku prúdu cez vodiče. Doma musíme:

Predvídajte prúdové zaťaženie vedenia. Tieto informácie vám pomôžu správne ho navrhnúť na položenie vo vašom byte. A ak už bola položená, potom bude potrebné vziať do úvahy a neprekročiť pripojené kapacity.

Odstráňte typické chyby pri inštalácii vodičov a zariadení, na ktorých dochádza k zbytočným stratám elektrickej energie, vytvára sa nadmerné teplo a dochádza k poškodeniu.

Správne zapojenie.

Poskytnite ochranný systém, ktorý automaticky ochráni domácu sieť pred náhodným poškodením vo vnútri okruhu aj zo strany napájania.

Teraz nebudem zachádzať do detailov, aby som rozlúštil každý z týchto štyroch bodov. Plánujem vám ich podrobnejšie vymaľovať v sérii článkov, uverejniť ich v nadpisoch stránky. Sledujte informácie alebo sa prihláste na odber noviniek, aby ste boli informovaní.

Aké sú typy elektrického prúdu v každodennom živote

Tvar vlny prúdov závisí od činnosti zdroja napätia a odporu média, ktorým signál prechádza. V praxi sa domáci majster najčastejšie musí zaoberať nasledujúcimi typmi:

konštantný signál generovaný z batérií alebo galvanických článkov;
sínusový, vytvorený priemyselnými generátormi s frekvenciou 50 hertzov;
pulzujúce, vytvorené v dôsledku transformácie rôznych zdrojov energie;
impulz, prenikajúci do domácej siete v dôsledku výboja blesku do nadzemného elektrického vedenia;
svojvoľný.

Najčastejšie existuje sínusový alebo striedavý prúd: všetky naše zariadenia sú ním napájané.

Elektrický prúd v rôznych prostrediach: čo potrebuje vedieť elektrikár

Nabité častice sa pôsobením aplikovaného napätia pohybujú nielen vo vnútri kovov, ako sme to diskutovali vyššie na príklade elektrónov, ale aj v:

prechodová vrstva polovodičových prvkov;
kvapaliny rôzneho zloženia;
plynové prostredie;
a dokonca aj vo vákuu.

Všetky tieto médiá sú hodnotené schopnosťou prechádzať prúdom pojmom nazývaným vodivosť. Toto je recipročný odpor. Označuje sa písmenom G, hodnotené cez vodivosť, ktorú nájdete v tabuľkách.

Vodivosť sa vypočíta podľa vzorcov:

Sila prúdu v kovovom vodiči: ako sa používa v domácom prostredí

Na realizáciu špecifických úloh sa využíva schopnosť vnútornej štruktúry kovov rôznymi spôsobmi ovplyvňovať podmienky pohybu usmernených nábojov.

Preprava elektrickej energie

Na prenos elektrickej energie na veľkú vzdialenosť sa používajú kovové vodiče so zvýšeným prierezom s vysokou vodivosťou: meď alebo hliník. Drahšie kovy striebro a zlato pracujú vo vnútri zložitých elektronických obvodov.

Všetky druhy prevedení drôtov, šnúr a káblov na nich založených sú spoľahlivo prevádzkované v domácej elektroinštalácii.

vykurovacie telesá

Pre vykurovacie zariadenia sa používajú volfrám a nichróm, ktoré majú vysokú odolnosť. Umožňuje zohriať vodič na vysoké teploty pri správnom výbere aplikovaného výkonu.

Tento princíp bol stelesnený v mnohých dizajnoch elektrických ohrievačov - TEN-ah.

Bezpečnostné zariadenia

Nadhodnotená sila prúdu v kovovom vodiči s dobrou vodivosťou, ale tenká časť vám umožňuje vytvárať poistky používané ako prúdová ochrana.

Normálne fungujú v režime optimálneho zaťaženia, ale rýchlo sa spália pri napäťových rázoch, skratoch alebo preťaženiach.

Poistky už niekoľko desaťročí masívne slúžia ako hlavná ochrana domácej elektroinštalácie. Teraz ich nahradili automatické prepínače. Vo vnútri všetkých napájacích zdrojov však naďalej spoľahlivo fungujú.

Prúd v polovodičoch a jeho charakteristiky

Elektrické vlastnosti polovodičov sú veľmi závislé od vonkajších podmienok: teplota, svetelné žiarenie.

Na zvýšenie vlastnej vodivosti sa do zloženia konštrukcie pridávajú špeciálne nečistoty.

Preto vo vnútri polovodiča vzniká prúd v dôsledku vlastného vedenia a vedenia nečistôt vnútorného p-n prechodu.

Nosičmi náboja polovodiča sú elektróny a diery. Ak je kladný potenciál zdroja napätia aplikovaný na pól p a záporný potenciál na n, potom prúd preteká cez p-n prechod v dôsledku pohybu, ktorý vytvárajú.

Pri obrátenej aplikácii polarity zostáva p-n prechod uzavretý. Preto je na obrázku vyššie v prvom prípade zobrazená svietiaca žiarovka a v druhom je zhasnutá.

Podobné p-n prechody fungujú v iných konštrukciách polovodičov: tranzistory, zenerove diódy, tyristory ...

Všetky sú navrhnuté pre menovitý prietok prúdu. Za týmto účelom sa značenie aplikuje priamo na ich telo. Podľa nej vstupujú do tabuliek technických príručiek a hodnotia polovodič z hľadiska elektrických charakteristík.

Prúd v kvapalinách: 3 spôsoby aplikácie

Ak majú kovy dobrú vodivosť, potom médium kvapalín môže pôsobiť ako dielektrikum, vodič a dokonca aj polovodič. Posledný prípad však nie je určený na domáce použitie.

Izolačné vlastnosti

Minerálny olej s vysokým stupňom čistenia a nízkou viskozitou, určený na prácu vo vnútri priemyselných transformátorov, má vysoké dielektrické vlastnosti.

Destilovaná voda má tiež vysoké izolačné vlastnosti.

Batérie a galvanické pokovovanie

Ak sa do destilovanej vody pridá trochu soli, kyseliny alebo zásady, stane sa z nej v dôsledku elektrolytickej disociácie vodivé médium - elektrolyt.

Tu však treba pochopiť: prúd tečúci v kovoch neporušuje štruktúru ich látky. V kvapalinách prebiehajú deštruktívne chemické procesy.

Prúd v kvapalinách vzniká aj pôsobením aplikovaného napätia. Napríklad, keď sú kladné a záporné potenciály z batérie alebo akumulátora pripojené k dvom elektródam ponoreným do vodného roztoku nejakého druhu soli.

Molekuly roztoku tvoria kladne a záporne nabité častice - ióny. Podľa znaku náboja sa nazývajú anióny (+) a katióny (-).

Pod pôsobením aplikovaného elektrického poľa sa anióny a katióny začnú pohybovať smerom k elektródam opačných znakov: katóde a anóde.

Tento opačný pohyb nabitých častíc vytvára elektrický prúd v kvapalinách. V tomto prípade sa ióny, ktoré dosiahli svoju elektródu, vybíjajú na nej a vytvárajú zrazeninu.

Dobrým príkladom môžu byť galvanické procesy prebiehajúce v roztoku síranu meďnatého CuSO4 so spustenými medenými elektródami.

Ióny medi Cu sú kladne nabité – sú to anióny. Na katóde strácajú náboj a usadzujú sa v tenkej kovovej vrstve.

Kyslý zvyšok SO4 pôsobí ako katión. Prichádzajú k anóde, vybíjajú sa, vstupujú do chemickej reakcie s meďou elektródy, vytvárajú molekuly síranu meďnatého a vracajú sa späť do roztoku.

Podľa tohto princípu všetky elektrolyty pri elektroformovaní pracujú vďaka iónovej vodivosti, keď sa mení štruktúra elektród a zloženie kvapaliny sa nemení.

Touto metódou sa vytvárajú tenké povlaky drahých kovov na šperkoch alebo ochranná vrstva rôznych častí proti korózii. Sila prúdu sa volí podľa rýchlosti chemickej reakcie v závislosti od konkrétnych podmienok prostredia.

Všetky batérie fungujú rovnakým spôsobom. Iba oni majú stále schopnosť akumulovať náboj z aplikovanej energie generátora a vydávať elektrickú energiu pri vybíjaní spotrebiteľovi.

Činnosť nikel-kadmiovej batérie v režime nabíjania z externého generátora a vybíjania na aplikovanú záťaž znázorňuje jednoduchá schéma.

Prúd v plynoch: dielektrické vlastnosti média a podmienky toku výbojov

Bežné plynné médium má dobré dielektrické vlastnosti: pozostáva z neutrálnych molekúl a atómov.

Príkladom je vzdušná atmosféra. Používa sa ako izolačný materiál aj na vedeniach vysokého napätia, ktoré prenášajú veľmi vysoké výkony.

Holé kovové drôty sú pripevnené na podpere cez izolátory a oddelené od uzemňovacej slučky ich vysokým elektrickým odporom a od seba navzájom obyčajným vzduchom. Takto fungujú vzdušné vedenia všetkých napätí vrátane 1150 kV.

Dielektrické vlastnosti plynov však môžu byť narušené vplyvom vonkajšej energie: zahrievaním na vysokú teplotu alebo aplikáciou zvýšeného rozdielu potenciálov. Až potom dochádza k ionizácii ich molekúl.

Líši sa od procesov, ktoré sa vyskytujú vo vnútri kvapalín. V elektrolytoch sú molekuly rozdelené na dve časti: anióny a katióny Molekula plynu uvoľňuje elektrón počas ionizácie a zostáva vo forme kladne nabitého iónu.

Len čo prestanú pôsobiť vonkajšie sily, ktoré vytvárajú ionizáciu plynov, vodivosť plynného média okamžite zaniká. Výboj blesku vo vzduchu je krátkodobý jav potvrdzujúci túto pozíciu.

Prúd v plynoch, okrem výboja blesku, môže byť vytvorený udržiavaním elektrického oblúka. Na tomto princípe fungujú reflektory a projektory jasného svetla, ako aj priemyselné oblúkové pece.

Neónové a žiarivky využívajú žiaru žeravého výboja prúdiaceho v plynnom médiu.

Ďalším typom výboja v plynoch používaných v technológii je iskra. Vytvárajú ho plynové výbojky na meranie veľkosti veľkých potenciálov.

Prúd vo vákuu: ako sa používa v elektronických zariadeniach

Latinské slovo vákuum sa v ruštine vykladá ako prázdnota. Vzniká praktickým spôsobom odčerpávaním plynov z uzavretého priestoru vývevami.

Vo vákuu nie sú žiadne nosiče elektrického náboja. Musia byť zavedené do tohto prostredia, aby sa vytvoril prúd. Využíva fenomén termionickej emisie, ku ktorej dochádza pri zahrievaní kovu.

Takto fungujú elektronické lampy, pri ktorých je katóda zahrievaná vláknom. Z nej uvoľnené elektróny sa pôsobením aplikovaného napätia pohybujú smerom k anóde a vytvárajú prúd vo vákuu.

Podľa rovnakého princípu bola vytvorená katódová trubica kineskopu TV, monitora a osciloskopu.

Pridal len riadiace elektródy na vychyľovanie lúča a obrazovku označujúcu jeho polohu.

Vo všetkých uvedených zariadeniach je potrebné vypočítať, kontrolovať a udržiavať prúdovú silu vo vodiči média na určitej úrovni optimálneho režimu.

Týmto končím. Špeciálne pre vás bola vytvorená sekcia komentárov. Umožňuje vám jednoducho vyjadriť svoj vlastný názor na článok, ktorý čítate.

Obsah:

Pohyb nabitých častíc vo vodiči sa v elektrotechnike nazýva elektrický prúd. Elektrický prúd nie je charakterizovaný len hodnotou množstva elektrickej energie prejdenej vodičom, keďže za 60 minút ním môže prejsť elektrina rovnajúca sa 1 Coulombu, ale rovnaké množstvo elektriny môže prejsť vodičom za jednu sekundu. .

Aká je súčasná sila

Keď sa vezme do úvahy množstvo elektriny pretekajúcej vodičom za rôzne časové intervaly, je zrejmé, že v kratšom časovom úseku prúdi prúd intenzívnejšie, preto sa do charakteristiky elektrického prúdu zavádza ďalšia definícia - to je prúd pevnosť, ktorá je charakterizovaná prúdom pretekajúcim vodičom za sekundu času. Jednotkou merania veľkosti prechádzajúceho prúdu v elektrotechnike je ampér.

Inými slovami, sila elektrického prúdu vo vodiči je množstvo elektriny, ktoré prešlo jeho úsekom za sekundu, označený písmenom I. Sila prúdu sa meria v ampéroch - to je jednotka meranie, ktoré sa rovná sile nemenného prúdu prechádzajúceho cez nekonečné paralelné drôty s najmenším kruhovým prierezom, oddelené 100 cm a umiestnené vo vákuu, čo spôsobuje interakciu na meter dĺžky vodiča so silou = 2 * 10 mínus 7 stupňov Newtona na každých 100 cm dĺžky.

Odborníci často určujú hodnotu prechádzajúceho prúdu, na Ukrajine (výkon prúdu) sa rovná 1 ampéru, keď cez úsek vodiča prejde každú sekundu 1 prívesok elektriny.

V elektrotechnike môžete vidieť časté používanie iných veličín pri určovaní hodnoty sily prechádzajúceho prúdu: 1 miliampér, čo sa rovná jednotke / Amper, 10 až mínus tretina mocniny ampéra, jeden mikroampér je desať. na mínus šiestu mocninu ampéra.

Keď poznáme množstvo elektriny, ktorá prešla vodičom za určité časové obdobie, je možné vypočítať aktuálnu silu (ako sa hovorí na Ukrajine - sila strumy) pomocou vzorca:

Keď je elektrický obvod uzavretý a nemá žiadne odbočky, potom v každom mieste jeho prierezu pretečie za sekundu rovnaké množstvo elektriny. Teoreticky sa to vysvetľuje nemožnosťou akumulácie elektrických nábojov na akomkoľvek mieste v obvode, z tohto dôvodu je sila prúdu všade rovnaká.

Toto pravidlo platí aj v zložitých obvodoch, keď existujú vetvy, ale platí pre niektoré časti zložitého obvodu, ktoré možno považovať za jednoduchý elektrický obvod.

Ako sa meria prúd?

Veľkosť sily prúdu sa meria pomocou zariadenia nazývaného ampérmeter a tiež pre malé hodnoty - miliampérmeter a mikroampérmeter, ktoré možno vidieť na fotografii nižšie:

Medzi ľuďmi existuje názor, že keď sa meria sila prúdu vo vodiči pred zaťažením (spotrebiteľom), hodnota bude vyššia ako po ňom. Ide o mylnú predstavu založenú na predpoklade, že na uvedenie spotrebiteľa do činnosti bude vynaložená určitá sila. Elektrický prúd vo vodiči je elektromagnetický proces, ktorého sa zúčastňujú nabité elektróny, pohybujú sa v smere, ale energiu neprenášajú elektróny, ale elektromagnetické pole, ktoré obklopuje vodič.

Počet elektrónov opúšťajúcich začiatok reťazca sa bude rovnať počtu elektrónov a po spotrebiteľovi na konci reťazca ich nemožno spotrebovať.

Aké sú tam vodiče? Odborníci definujú pojem "vodič" - ide o materiál, v ktorom sa častice, ktoré majú náboj, môžu voľne pohybovať. Takéto vlastnosti majú v praxi takmer všetky kovy, kyselina a soľný roztok. A materiál alebo látka, v ktorej je pohyb nabitých častíc obtiažny alebo dokonca nemožný, sa nazýva izolanty (dielektriká). Bežné dielektrické materiály sú kremeň alebo ebonit, umelý izolant.

Záver

V praxi moderné zariadenia pracujú s veľkými prúdmi, až stovkami alebo dokonca tisíckami ampérov, ako aj s malými hodnotami. Príkladom v každodennom živote prúdu v rôznych zariadeniach môže byť elektrický sporák, kde dosahuje hodnotu 5 A a obyčajná žiarovka môže mať hodnotu 0,4 A, vo fotobunke je hodnota prechádzajúceho prúdu merané v mikroampéroch. V linkách mestskej hromadnej dopravy (trolejbus, električka) dosahuje hodnota prechádzajúceho prúdu 1000 A.

Elektrický prúd je riadený pohyb elektrických nábojov. Veľkosť prúdu je určená množstvom elektriny, ktorá prejde prierezom vodiča za jednotku času.

Jedným množstvom elektriny prechádzajúcej vodičom stále nedokážeme úplne charakterizovať elektrický prúd. V skutočnosti množstvo elektriny rovnajúce sa jednému prívesku môže prejsť vodičom za jednu hodinu a rovnaké množstvo elektriny ním môže prejsť za jednu sekundu.

Intenzita elektrického prúdu v druhom prípade bude oveľa väčšia ako v prvom, pretože rovnaké množstvo elektriny prejde za oveľa kratší čas. Na charakterizáciu intenzity elektrického prúdu sa množstvo elektriny prechádzajúcej vodičom zvyčajne označuje ako jednotka času (sekunda). Množstvo elektriny, ktoré prejde vodičom za jednu sekundu, sa nazýva prúd. Jednotkou prúdu v systéme je ampér (a).

Prúdová sila - množstvo elektriny, ktorá prejde prierezom vodiča za jednu sekundu.

Aktuálna sila je označená anglickým písmenom I.

Ampér - jednotka sily elektrického prúdu (jedna z), označuje sa A. 1 A sa rovná sile nemenného prúdu, ktorý pri prechode cez dva rovnobežné priame vodiče nekonečnej dĺžky a zanedbateľnej kruhovej plochy prierezu umiestnené vo vzdialenosti 1 m od seba vo vákuu, spôsobí na úseku vodiča dlhom 1 m interakčnú silu rovnajúcu sa 2 10 -7 N na každý meter dĺžky.

Sila prúdu vo vodiči sa rovná jednému ampéru, ak jeho prierezom prejde každú sekundu jeden elektrický prívesok.

Ampér - sila elektrického prúdu, pri ktorom množstvo elektriny rovnajúce sa jednému prívesku prechádza prierezom vodiča každú sekundu: 1 ampér \u003d 1 coulomb / 1 sekundu.

Často sa používajú pomocné jednotky: 1 miliampér (mA) \u003d 1/1000 ampérov \u003d 10 -3 ampérov, 1 mikroampér (mA) \u003d 1/1000000 ampérov \u003d 10 -6 ampérov.

Ak poznáte množstvo elektriny, ktoré prešlo prierezom vodiča za určité časové obdobie, súčasnú silu možno nájsť podľa vzorca: I \u003d q / t

Ak elektrický prúd prechádza v uzavretom okruhu bez vetiev, potom rovnaké množstvo elektriny prejde cez akýkoľvek prierez (kdekoľvek v okruhu) za sekundu, bez ohľadu na hrúbku vodičov. Náboje sa totiž nemôžu hromadiť nikde vo vodiči. teda sila prúdu je rovnaká kdekoľvek v obvode.

V zložitých elektrických obvodoch s rôznymi vetvami toto pravidlo (stálosť prúdu vo všetkých bodoch uzavretého obvodu) samozrejme zostáva platné, ale platí len pre jednotlivé úseky všeobecného obvodu, ktorý možno považovať za jednoduchý.

Meranie prúdu

Na meranie prúdu sa používa zariadenie nazývané ampérmeter. Na meranie veľmi malých prúdov sa používajú miliampérmetre a mikroampérmetre, prípadne galvanometre. Na obr. 1. je znázornené podmienené grafické znázornenie ampérmetra a miliampérmetra na elektrických obvodoch.

Ryža. 1. Symboly ampérmetra a miliampérmetra

Ryža. 2. Ampérmeter

Na meranie sily prúdu je potrebné zapnúť ampérmeter v otvorenom obvode (pozri obr. 3). Meraný prúd prechádza zo zdroja cez ampérmeter a prijímač. Ihla ampérmetra ukazuje prúd v obvode. Kde presne zapnúť ampérmeter, to znamená pred spotrebiteľom (počítaním) alebo po ňom, je úplne ľahostajné, pretože sila prúdu v jednoduchom uzavretom okruhu (bez odbočiek) bude vo všetkých bodoch obvodu rovnaká.

Ryža. 3. Zapnite ampérmeter

Niekedy sa mylne domnievame, že ampérmeter pripojený pred spotrebičom bude vykazovať väčšiu silu prúdu ako ampérmeter zapnutý za spotrebičom. V tomto prípade sa predpokladá, že „časť prúdu“ sa spotrebuje v spotrebiteľovi na jeho pohon. To, samozrejme, nie je pravda, a tu je dôvod.

Elektrický prúd v kovovom vodiči je elektromagnetický proces sprevádzaný usporiadaným pohybom elektrónov pozdĺž vodiča. Energiu však neprenášajú elektróny, ale elektromagnetické pole obklopujúce vodič.

Cez akýkoľvek prierez vodičov jednoduchého elektrického obvodu prechádza presne rovnaký počet elektrónov. Koľko elektrónov vyšlo z jedného pólu zdroja elektrickej energie, rovnaký počet prejde cez spotrebič a samozrejme pôjde na druhý pól, zdroj, pretože elektróny ako hmotné častice nie je možné spotrebovať počas ich pohyb.

Ryža. 4. Meranie prúdu multimetrom

V technike existujú veľmi veľké prúdy (tisíce ampérov) a veľmi malé (milióntiny ampérov). Napríklad súčasná sila elektrického sporáka je približne 4 - 5 ampérov, žiarovky - od 0,3 do 4 ampérov (a viac). Prúd prechádzajúci fotobunkami je len niekoľko mikroampérov. V hlavných vodičoch rozvodní, ktoré poskytujú elektrickú energiu pre električkovú sieť, prúd dosahuje tisíce ampérov.

nemožné. Pojem prúd je základom, na ktorom sa ako dom na pevnom základe budujú ďalšie výpočty elektrických obvodov a uvádzajú sa nové a nové definície. Intenzita prúdu je jednou z medzinárodných veličín, preto je univerzálnou jednotkou merania ampér (A).

Fyzikálny význam tejto jednotky je vysvetlený nasledovne: prúd jeden ampér vzniká, keď sa častice s nábojom pohybujú po dvoch vodičoch nekonečnej dĺžky, medzi ktorými je medzera jeden meter. V tomto prípade sa na každom merači časť vodičov číselne rovná 2 * 10 na silu -7 Newtonov. Zvyčajne sa dodáva, že vodiče sú umiestnené vo vákuu (čo umožňuje vyrovnávať vplyv stredného média) a ich prierez má tendenciu k nule (súčasne je vodivosť maximálna).

Ako to však už býva, klasické definície sú jasné len odborníkom, ktorých v skutočnosti už základy nezaujímajú. Ale človek, ktorý nie je oboznámený s elektrinou, bude „zmätený“ ešte viac. Preto si vysvetlime, čo je súčasná sila doslova „na prstoch“. Predstavte si obyčajnú batériu, z ktorej pólov idú dva izolované vodiče k žiarovke. K prerušeniu jedného vodiča je pripojený spínač. Ako viete z počiatočného kurzu fyziky, elektrický prúd je pohyb častíc, ktoré majú svoje vlastné. Zvyčajne sa považujú za elektróny (v skutočnosti je to elektrón, ktorý má jednotkový záporný náboj), hoci v skutočnosti je všetko trochu zložitejšie. Tieto častice sú typické pre vodivé materiály (kovy), ale v plynných médiách ióny dodatočne prenášajú náboj (pripomeňme si pojmy „ionizácia“ a „rozpad vzduchovej medzery“); v polovodičoch je vodivosť nielen elektronická, ale aj dierová (kladný náboj); v elektrolytických roztokoch je vodivosť čisto iónová (napríklad autobatérie). Ale späť k nášmu príkladu. V ňom prúd tvorí pohyb voľných elektrónov. Kým nie je spínač zapnutý, okruh je otvorený, častice sa nemajú kam pohybovať, preto je sila prúdu nulová. Ale stojí za to "zostaviť obvod", keď sa elektróny ponáhľajú zo záporného pólu batérie na kladný, prechádzajú cez žiarovku a spôsobujú jej žiaru. Sila, ktorá ich núti pohybovať, pochádza z elektrického poľa vytvoreného batériou (emf - pole - prúd).

Prúd je pomer náboja k času. To znamená, že v skutočnosti hovoríme o množstve elektriny, ktorá prejde vodičom za konvenčnú jednotku času. Môžete nakresliť analógiu s vodou: čím viac je kohútik otvorený, tým viac vody pretečie potrubím. Ak sa však voda meria v litroch (metroch kubických), prúd sa meria v počte nosičov náboja alebo, čo je tiež pravda, v ampéroch. Je to také jednoduché. Je ľahké pochopiť, že existujú dva spôsoby, ako zvýšiť prúdovú silu: odstránením žiarovky z obvodu (odpor, prekážka pohybu) a tiež zvýšením elektrického poľa vytvoreného batériou.

V skutočnosti sme prišli k tomu, ako sa vo všeobecnom prípade vykonáva výpočet aktuálnej sily. Existuje veľa vzorcov: napríklad pre úplný obvod, berúc do úvahy vplyv charakteristík napájacieho zdroja; pre striedavé a pre viacfázové systémy atď. Všetky však spája jediné pravidlo - slávny Ohmov zákon. Preto uvádzame jeho všeobecnú (univerzálnu) podobu:

kde I je prúd, v ampéroch; U - napätie na napájacích svorkách vo voltoch; R je odpor obvodu alebo sekcie v ohmoch. Táto závislosť len potvrdzuje všetko vyššie uvedené: zvýšenie prúdu je možné dosiahnuť dvoma spôsobmi, a to prostredníctvom odporu (naša žiarovka) a napätia (parameter zdroja).