Értelemszerűen az áramerősség egyenlő. Hogyan mérjük az áramot egy elektromos áramkörben

Tartalom:

A töltött részecskék mozgását a vezetőben az elektrotechnikában elektromos áramnak nevezik. Az elektromos áramot nem csak a vezetőn áthaladó mennyiségi érték jellemzi elektromos energia, hiszen 60 perc alatt 1 Coulomb-nak megfelelő elektromosság tud áthaladni rajta, de ugyanennyi áram egy vezetőn egy másodperc alatt.

Mi a jelenlegi erősség

Ha figyelembe vesszük a vezetőn különböző időintervallumokban 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 szóval, az elektromos áram erőssége egy vezetőben 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 vezető méteres hosszában = 2 * 10 mínusz erővel 7 Newton fok minden 100 cm hosszúságra.

A szakértők gyakran határozzák meg az áthaladó áram értékét, Ukrajnában (az áramlás teljesítménye) ez 1 amper, amikor másodpercenként 1 elektromosság halad át a vezetőszakaszon.

Az elektrotechnikában az átmenő áram erősségének meghatározásában más mennyiségek gyakori használata is megfigyelhető: 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 elektromos 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, valamint kis értékeknél - milliamperméterrel és mikroamperméterrel - mérik, 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 mennyiségű erőt kell kiadni 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. Ilyen tulajdonságokkal a gyakorlatban szinte minden fém, sav és sóoldat. Azt az anyagot vagy anyagot pedig, amelyben a töltött részecskék mozgása nehéz, vagy akár lehetetlen, szigetelőknek (dielektrikumoknak) nevezzük. A gyakori dielektromos anyagok a kvarc vagy az ebonit, amelyek mesterséges szigetelő.

Következtetés

A gyakorlatban a modern berendezések nagy áramerősséggel, akár több száz vagy akár több ezer amperrel, valamint kis értékekkel működnek. Példa itt Mindennapi életáramértékek különböző eszközökben lehetnek elektromos sütő, ahol eléri az 5 A értéket, és egyszerű lámpa izzólámpa 0,4 A értékű lehet, fotocellában az átmenő áram értékét mikroamperben mérik. A városi tömegközlekedés (trolibusz, villamos) vonalain az átmenő áram értéke eléri az 1000 A-t.

Ha szigetelt vezeték van behelyezve elektromos mező\(\overrightarrow(E)\), akkor a \(\overrightarrow(F) = q\overrightarrow(E)\) erő hat a vezetőben lévő \(q\) szabad töltésekre. -a vezetőben a szabad töltések időbeli mozgása következik be. Ez a folyamat akkor ér véget, amikor a vezető felületén keletkezett töltések saját elektromos tere teljesen kompenzálja a külső mezőt. Az így létrejövő elektrosztatikus mező a vezető belsejében nulla lesz.

A vezetőkben azonban bizonyos feltételek mellett a szabad elektromos töltéshordozók folyamatos rendezett mozgása is létrejöhet.

A töltött részecskék irányított mozgását elektromos áramnak nevezzük.

A pozitív szabad töltések mozgási irányát tekintjük az elektromos áram irányának. Ahhoz, hogy egy vezetőben elektromos áram létezzen, elektromos mezőt kell létrehozni benne.

Az elektromos áram mennyiségi mértéke az áramerősség\(I\) - skalár fizikai mennyiség egyenlő az átvitt töltésaránnyal \(\Delta q\). keresztmetszet vezető (1.8.1. ábra) a \(\Delta t\) időintervallumhoz, ehhez az időintervallumhoz:

$$I = \frac(\Delta q)(\Delta t) $$

Ha az áram erőssége és iránya nem változik az időben, akkor ilyen áramot nevezünk állandó .

NÁL NÉL nemzetközi rendszer Az SI egység áramerősségét Amperben (A) mérik. Az 1 A áram mértékegységét két párhuzamos vezeték és az áram mágneses kölcsönhatása határozza meg.

Állandó elektromos áram csak bennük állítható elő zárt áramkör , amelyben a szabad töltéshordozók zárt utakon keringenek. Az ilyen áramkör különböző pontjain az elektromos mező időben állandó. Ezért az elektromos mező az áramkörben egyenáram fagyott elektrosztatikus mező jellege van. De amikor az elektromos töltést elektrosztatikus térben zárt úton mozgatjuk, az elektromos erők munkája nulla. Ezért az egyenáram létéhez be kell tartani elektromos áramkör olyan eszköz, amely az erők munkája miatt képes potenciálkülönbségeket létrehozni és fenntartani az áramkör szakaszaiban nem elektrosztatikus eredetű. Az ilyen eszközöket ún egyenáramú források . Az áramforrásból származó szabad töltéshordozókra ható, nem elektrosztatikus eredetű erőket nevezzük külső erők .

A külső erők természete eltérő lehet. A galvánelemekben vagy akkumulátorokban elektrokémiai folyamatok eredményeként keletkeznek, az egyenáramú generátorokban a vezetők mágneses térben való mozgása során külső erők keletkeznek. Az áramforrás az elektromos áramkörben ugyanazt a szerepet játszik, mint a szivattyú, amely a folyadék zárt szivattyúzásához szükséges hidraulikus rendszer. Külső erők hatására elektromos töltések mozognak az áramforrás belsejében ellen elektrosztatikus mező erői, amelyeknek köszönhetően zárt áramkörben állandó elektromos áram tartható fenn.

Amikor az elektromos töltések egy egyenáramú áramkör mentén mozognak, az áramforrások belsejében ható külső erők működnek.

Azt a fizikai mennyiséget, amely megegyezik a külső erők munkájának \ (A_ (st) \) arányával, amikor a töltést \ (q \) mozgatjuk az áramforrás negatív pólusáról a pozitív pólusra, és ennek a töltésnek az értékéhez ún. forrás elektromotoros erő (EMF):

$$EMF=\varepszilon=\frac(A_(st))(q). $$

Így az EMF-et a külső erők által végzett munka határozza meg egyetlen pozitív töltés mozgatásakor. Az elektromotoros erőt, akárcsak a potenciálkülönbséget, mérjük Volt (V).

Ha egyetlen pozitív töltés egy zárt egyenáramú áramkör mentén mozog, a külső erők munkája megegyezik az ebben az áramkörben ható EMF összegével, és az elektrosztatikus mező munkája nulla.

Az egyenáramú áramkör külön részekre osztható. Azokat a szakaszokat, amelyeken külső erők nem hatnak (azaz azokat a szakaszokat, amelyek nem tartalmaznak áramforrást), az ún. homogén . Az aktuális forrásokat tartalmazó területeket hívjuk heterogén .

Amikor az egységnyi pozitív töltés az áramkör egy bizonyos szakaszán mozog, mind az elektrosztatikus (Coulomb), mind a külső erők működnek. Az elektrosztatikus erők munkája megegyezik az inhomogén szakasz kezdeti (1) és végső (2) pontja közötti \(\Delta \phi_(12) = \phi_(1) - \phi_(2)\) potenciálkülönbséggel . A külső erők munkája értelemszerűen az erre a szakaszra ható \(\mathcal(E)\) elektromotoros erő. Ezért teljes munka egyenlő

$$U_(12) = \phi_(1) - \phi_(2) + \mathcal(E)$$

az érték U 12-t hívják feszültség a láncszakaszon 1-2. Homogén szakasz esetén a feszültség egyenlő a potenciálkülönbséggel:

$$U_(12) = \phi_(1) - \phi_(2)$$

G. Ohm német fizikus 1826-ban kísérletileg megállapította, hogy a homogén fémvezetőn (azaz olyan vezetőn, amelyben nem hat külső erő) átfolyó áram erőssége \ (I \) arányos a \ (U \) feszültséggel a vezető végei:

$$I = \frac(1)(R)U; \: U = IR$$

ahol \(R\) = állandó.

az érték R hívott elektromos ellenállás . Az elektromos ellenállású vezetőt ún ellenállás . Ez az arány kifejezi Ohm törvénye a lánc homogén szakasza: A vezetőben lévő áram egyenesen arányos a rákapcsolt feszültséggel és fordítottan arányos a vezető ellenállásával.

SI-ben a vezetők elektromos ellenállásának mértékegysége Ohm (Ohm). Az 1 ohmos ellenállásnak van egy része az áramkörnek, amelyben 1 V feszültség mellett 1 A áram lép fel.

Az Ohm törvényének engedelmeskedő vezetőket nevezzük lineáris . Az áramerősség \ (I \) grafikus függése a \ (U \) feszültségtől (az ilyen grafikonokat ún. volt-amper jellemzők , rövidítve VAC) az origón áthaladó egyenes jelöli. Meg kell jegyezni, hogy sok olyan anyag és eszköz van, amely nem engedelmeskedik Ohm törvényének, például a félvezető dióda vagy a gázkisülési lámpa. Még a kellően nagy erősségű fémvezetők esetében is megfigyelhető az Ohm lineáris törvényétől való eltérés, mivel a fémvezetők elektromos ellenállása a hőmérséklet emelkedésével nő.

Az EMF-et tartalmazó áramköri szakaszra az Ohm-törvény a következő formában van írva:

$$IR = U_(12) = \phi_(1) - \phi_(2) + \mathcal(E) = \Delta \phi_(12) + \mathcal(E)$$
$$\szín(kék)(I = \frac(U)(R))$$

Ezt az arányt ún általánosított Ohm törvénye vagy Ohm törvénye inhomogén láncszakaszra.

ábrán. Az 1.8.2 zárt egyenáramú áramkört mutat be. lánc szakasz ( CD) homogén.

1.8.2. ábra. DC áramkör

Ohm törvénye

$$IR = \Delta\phi_(cd)$$

Cselekmény ( ab) olyan áramforrást tartalmaz, amelynek EMF értéke egyenlő \(\mathcal(E)\).

Az Ohm-törvény szerint egy heterogén területre,

$$Ir = \Delta \phi_(ab) + \mathcal(E)$$

Mindkét egyenlőséget összeadva a következőt kapjuk:

$$I(R+r) = \Delta\phi_(cd) + \Delta \phi_(ab) + \mathcal(E)$$

De \(\Delta\phi_(cd) = \Delta \phi_(ba) = -\Delta \phi_(ab)\).

$$\szín(kék)(I=\frac(\mathcal(E))(R + r))$$

Ez a képlet kifejezi Ohm törvénye a teljes áramkörre : az áramerősség egy komplett áramkörben egyenlő a forrás elektromotoros erejével, osztva az áramkör homogén és inhomogén szakaszainak ellenállásainak összegével (belső forrásellenállás).

Ellenállás rábrán látható heterogén terület. 1.8.2-nek tekinthető áramforrás belső ellenállása . Ebben az esetben a cselekmény ( ab) ábrán. Az 1.8.2 a forrás belső része. Ha a pontok aés b zárja le olyan vezetővel, amelynek ellenállása kicsi a forrás belső ellenállásához képest (\ (R\ \ll r\)), akkor az áramkör folyni fog rövidzárlati áram

$$I_(kz)=\frac(\mathcal(E))(r)$$

A rövidzárlati áram az a maximális áram, amely egy adott forrásból \(\mathcal(E)\) elektromotoros erővel és \(r\) belső ellenállással nyerhető. Alacsony belső ellenállású források esetén a rövidzárlati áram nagyon nagy lehet, és az elektromos áramkör vagy forrás tönkremenetelét okozhatja. Például az autókban használt ólom-savas akkumulátorok rövidzárlati árama több száz amper is lehet. A rövidzárlatok különösen veszélyesek világítási hálózatok alállomásokról táplálják (több ezer amper). Az ilyen nagy áramok pusztító hatásának elkerülése érdekében biztosítékokat vagy speciális megszakítókat kell beépíteni az áramkörbe.

Egyes esetekben a rövidzárlati áram veszélyes értékeinek elkerülése érdekében néhány külső ellenállást sorosan csatlakoztatnak a forráshoz. Aztán ellenállás r egyenlő a forrás belső ellenállásának és a külső ellenállásnak az összegével, és rövidzárlat esetén az áramerősség nem lesz túlzottan nagy.

Ha a külső áramkör szakadt, akkor \(\Delta \phi_(ba) = -\Delta \phi_(ab) = \mathcal(E)\, azaz a nyitott akkumulátor pólusainál a potenciálkülönbség egyenlő az EMF.

Ha a külső terhelési ellenállás R be van kapcsolva és áram folyik át az akkumulátoron én, a potenciálkülönbség a pólusainál egyenlővé válik

$$\Delta \phi_(ba) = \mathcal(E) - Ir$$

ábrán. Az 1.8.3 egy DC forrás sematikus ábrázolása \(\mathcal(E)\) EMF-vel és belső ellenállással r három üzemmódban: "üresjárat", terhelési és rövidzárlati üzemmód (rövidzárlat). Az akkumulátoron belüli elektromos tér intenzitása \(\overrightarrow(E)\) és a pozitív töltésekre ható erők a következők:\(\overrightarrow(F)_(e)\) - elektromos erőés \(\overrightarrow(F)_(st)\) egy külső erő. Rövidzárlatos üzemmódban az akkumulátor belsejében lévő elektromos mező eltűnik.

Az egyenáramú elektromos áramkörök feszültségének és áramának mérésére speciális eszközöket használnak - voltmérőkés ampermérők.

Voltmérő úgy tervezték, hogy mérje a kapcsaira alkalmazott potenciálkülönbséget. Összekapcsol párhuzamos az áramkör azon szakasza, amelyen a potenciálkülönbség mérése történik. Bármely voltmérőnek van némi belső ellenállása \(R_(V)\). Annak érdekében, hogy a voltmérő ne vezesse be az áramok észrevehető újraeloszlását, amikor a mért áramkörhöz csatlakozik, belső ellenállásának nagynak kell lennie az áramkör azon szakaszának ellenállásához képest, amelyhez csatlakozik. ábrán látható áramkörhöz. 1.8.4, ez a feltétel a következőképpen van írva:

$$R_(B) \gg R_(1)$$

Ez a feltétel azt jelenti, hogy a voltmérőn átfolyó \(I_(V) = \Delta \phi_(cd) / R_(V)\) áram sokkal kisebb, mint az \(I = \Delta \phi_(cd) / R_ (1 )\), amely átfolyik az áramkör vizsgált szakaszán.

Mivel a voltmérő belsejében nincsenek külső erők, a potenciálkülönbség a kapcsainál értelemszerűen egybeesik a feszültséggel. Ezért azt mondhatjuk, hogy a voltmérő feszültséget mér.

Árammérő Az áramkörben lévő áram mérésére tervezték. Az ampermérő sorba van kötve az elektromos áramkör megszakításával, így a teljes mért áram áthalad rajta. Az ampermérőnek van némi belső ellenállása is \(R_(A)\). A voltmérővel ellentétben az ampermérő belső ellenállásának kellően kicsinek kell lennie a teljes áramkör teljes ellenállásához képest. ábra szerinti áramkörhöz. 1.8.4 az ampermérő ellenállásának meg kell felelnie a feltételnek

$$R_(A) \ll (r + R_(1) + R(2))$$

hogy az ampermérő bekapcsolásakor az áramkörben lévő áram ne változzon.

A mérőműszerek - voltmérők és ampermérők - kétféleek: mutató (analóg) és digitális. A digitális elektromos mérőórák összetettek elektronikus eszközök. A digitális műszerek általában többet nyújtanak nagy pontosságú mérések.

« Fizika – 10. évfolyam

Elektromosság- töltött részecskék irányított mozgása. Az elektromos áramnak köszönhetően a lakások ki vannak világítva, beindulnak a szerszámgépek, fűtenek a villanykályhák égői, működik rádióvevő stb.

Tekintsük a töltött részecskék irányított mozgásának legegyszerűbb esetét - az egyenáramot.

Mi az elemi töltés?
Mi az elemi elektromos töltés?
Mi a különbség a vezető és a szigetelő töltései között?

Amikor a töltött részecskék a vezetőben mozognak, az elektromos töltés egyik pontból a másikba kerül. Ha azonban töltött részecskék véletlenszerű hőmozgást hajtanak végre, például szabad elektronok egy fémben, akkor töltésátvitel nem történik meg (15.1. ábra, a). Egy vezető keresztmetszete átlagosan ugyanannyi elektront keresztez két ellentétes irányban. Elektromos töltés csak akkor kerül át a vezető keresztmetszetén, ha a véletlenszerű mozgás mellett az elektronok is részt vesznek az irányított mozgásban (15.1. ábra, b). Ilyenkor azt mondják, hogy megy a karmester elektromosság.

Az elektromos áramot a töltött részecskék rendezett (irányított) mozgásának nevezzük.

Az elektromos áramnak van egy bizonyos iránya.

A pozitív töltésű részecskék mozgási irányát tekintjük az áram irányának.

Ha egy semleges test egészét mozgatjuk, akkor óriási számú elektron rendezett mozgása ellenére és atommagok, nem lesz elektromos áram. A bármely szakaszon átvitt teljes töltés ekkor egyenlő lesz nullával, mivel a különböző előjelű töltések azonos átlagsebességgel mozognak.

Az áram iránya egybeesik az elektromos térerősség vektor irányával. Ha az áramot negatív töltésű részecskék mozgása hozza létre, akkor az áram irányát ellentétesnek tekintjük a részecskék mozgási irányával.

Az áram irányának megválasztása nem túl sikeres, mivel a legtöbb esetben az áram az elektronok - negatív töltésű részecskék - rendezett mozgása. Az áram irányának megválasztása akkor történt, amikor még semmit sem tudtak a fémek szabad elektronjairól.

Aktuális akció.

Közvetlenül nem látjuk a részecskék mozgását a vezetőben. Az elektromos áram jelenlétét az azt kísérő cselekvések vagy jelenségek alapján kell megítélni.

Először az áramot szállító vezető felmelegszik.

Másodszor, az elektromos áram változhat kémiai összetétel vezető: például kémiai összetevőinek elkülönítésére (réz az oldatból kék vitriol stb.).

Harmadszor, a jelenlegi erőhatás a szomszédos áramokon és mágnesezett testeken. Ezt az áramműveletet nevezzük mágneses.

Tehát a mágneses tű az áramvezető közelében forog. Az áram mágneses hatása, ellentétben a kémiai és termikus hatásokkal, a fő, mivel kivétel nélkül minden vezetőben megnyilvánul. Az áram kémiai hatása csak az elektrolitok oldataiban és olvadékaiban figyelhető meg, és a szupravezetőkben nincs melegítés.

Az izzólámpában az elektromos áram áthaladása miatt látható fényt bocsátanak ki, és az elektromos motor mechanikai munkát végez.

Jelenlegi erősség.

Ha elektromos áram folyik az áramkörben, akkor ez azt jelenti, hogy az elektromos töltés folyamatosan áthalad a vezető keresztmetszetén.

Az egységnyi idő alatt átvitt töltés az áram fő mennyiségi jellemzőjeként szolgál, ún áramerősség.

Ha Δq töltés kerül át a vezető keresztmetszetén Δt idő alatt, akkor az áramerősség átlagos értéke egyenlő

Az átlagos áramerősség egyenlő a vezető keresztmetszetén Δt ideig áthaladó Δq töltés és ehhez az időtartamhoz viszonyított arányával.

Ha az áramerősség nem változik az idő múlásával, akkor az áramot hívják állandó.

Erő váltakozó áram ban ben Ebben a pillanatban az időt is a (15.1) képlet határozza meg, de a Δt időintervallumnak ebben az esetben nagyon kicsinek kell lennie.

Az áramerősség, akárcsak a töltés, skaláris mennyiség. Olyan tud lenni pozitív, és negatív. Az áramerősség előjele attól függ, hogy az áramkört megkerülő irányok közül melyiket veszik pozitívnak. Áramerősség I > 0, ha az áram iránya egybeesik a feltételesen választott pozitív iránnyal a vezető mentén. Különben én< 0.

Az áramerősség kapcsolata a részecskék irányított mozgásának sebességével.

Legyen egy hengeres vezető (15.2. ábra) S területű keresztmetszete.

A vezetőben lévő áram pozitív irányához a balról jobbra haladó irányt vesszük. Az egyes részecskék töltését q 0 -val egyenlőnek tekintjük. A vezető térfogata, amelyet az 1. és 2. keresztmetszet határol, köztük Δl távolsággal, nSΔl részecskéket tartalmaz, ahol n a részecskék (áramhordozók) koncentrációja. Teljes töltésük a választott térfogatban q = q 0 nSΔl. Ha a részecskék υ átlagos sebességgel balról jobbra mozognak, akkor idővel a vizsgált térfogatban lévő összes részecske áthalad a 2 keresztmetszeten. Ezért az áramerősség egyenlő:

Az áram SI mértékegysége az amper (A).

Ez az egység az áramok mágneses kölcsönhatása alapján jön létre.

Mérje meg az áramerősséget ampermérők. Ezen eszközök készülékének elve az áram mágneses hatásán alapul.

Az elektronok rendezett mozgásának sebessége egy vezetőben.

Határozzuk meg az elektronok rendezett mozgásának sebességét fémvezetőben. A (15.2) képlet szerint ahol e az elektron töltési modulusa.

Legyen például az áramerősség I \u003d 1 A, és az S vezető keresztmetszete \u003d 10 -6 m 2. Elektrontöltés modul e = 1,6 10 -19 C. Az 1 m 3 rézben lévő elektronok száma megegyezik az ebben a térfogatban lévő atomok számával, mivel minden rézatom egy vegyértékelektronja szabad. Ez a szám n ≈ 8,5 10 28 m -3 (ez a szám az 54. § 6. feladatának megoldásával határozható meg). Következésképpen,

Mint látható, az elektronok rendezett mozgásának sebessége nagyon kicsi. Sokszor kisebb, mint a fémben lévő elektronok hőmozgási sebessége.

Az elektromos áram létezéséhez szükséges feltételek.

Egy anyagban való egyenáram keletkezésére és létezésére, jelenléte ingyenes töltött részecskék.

Ez azonban még mindig nem elég az áramtermeléshez.

A töltött részecskék rendezett mozgásának létrehozásához és fenntartásához olyan erőre van szükség, amely egy bizonyos irányban hat rájuk.

Ha ez az erő megszűnik, akkor a töltött részecskék rendezett mozgása megszűnik a fémek vagy semleges elektrolit molekulák kristályrácsának ionjaival való ütközés következtében, és az elektronok véletlenszerűen mozognak.

Mint tudjuk, a töltött részecskéket elektromos mező hat erővel:

Általában a vezető belsejében lévő elektromos tér okozza és tartja fenn a töltött részecskék rendezett mozgását.
Csak statikus esetben, amikor a töltések nyugalmi állapotban vannak, a vezető belsejében az elektromos tér nulla.

Ha a vezető belsejében elektromos tér van, akkor a (14.21) képlet szerint potenciálkülönbség van a vezető végei között. Amint a kísérlet megmutatta, amikor a potenciálkülönbség nem változik az idő múlásával, a egyenáramú elektromos áram. A vezető mentén a potenciál a vezető egyik végén lévő maximális értékről a másik végén lévő minimális értékre csökken, mivel a pozitív töltés a térerők hatására a csökkenő potenciál irányába mozog.

Jelenlegi erősség

Az áramkörben lévő áram jellemzője az áramerősségnek nevezett mennyiség ( én ). Jelenlegi erősség egy fizikai mennyiség, amely jellemző a vezetőn áthaladó töltési sebesség és egyenlő a töltésaránnyal q egy ideig áthaladt a vezeték keresztmetszetén t , ehhez az időintervallumhoz: I = q/t . Az áramerősség mértékegysége - 1 erősítő(1 A).

Az áramerősség mértékegységének meghatározása az áram mágneses hatásán, különösen azon párhuzamos vezetők kölcsönhatásán alapul, amelyeken az elektromos áram folyik. Az ilyen vezetőket vonzzák, ha az áram egy irányba folyik rajtuk, és taszítják, ha az áram iránya ellentétes.

Az áramerősség egységéhez olyan áramerősséget veszünk, amelynél a párhuzamos vezetők 1 m hosszú, egymástól 1 m távolságra lévő szegmensei kölcsönhatásba lépnek az erővel. 2*10 -7 É. Ezt az egységet hívják amper(1 A).

Az áramerősség képletének ismeretében megkaphatja az elektromos töltés mértékegységét: 1 C = 1A * 1s.

Árammérő

Az áramkörben lévő áram mérésére szolgáló eszközt ún árammérő. Munkája az áram mágneses hatásán alapul. Az ampermérő fő részei mágnes és tekercs . Amikor elektromos áram halad át a tekercsen, a mágnessel való kölcsönhatás eredményeként az elfordítja és elfordítja a hozzá csatlakoztatott nyilat. Minél nagyobb a tekercsen áthaladó áram, annál erősebben lép kölcsönhatásba a mágnessel, annál nagyobb a nyíl forgásszöge. Az ampermérő csatlakozik az áramkörhöz egymás után azzal a készülékkel, amelyben az áramerősséget kell mérni, ezért alacsony a belső ellenállása, ami gyakorlatilag nem befolyásolja az áramkör ellenállását és az áramerősséget.

Az ampermérő terminálokon táblák vannak «+» és «-» , amikor az ampermérőt az áramkörhöz csatlakoztatjuk, a terminál a jellel «+» csatlakozik az áramforrás pozitív pólusához, és az előjelű kapocshoz «-» az áramforrás negatív pólusára.

Feszültség

Az áramforrás elektromos mezőt hoz létre, amely mozgásba hozza az elektromos töltéseket. Az áramforrás jellemzője az ún feszültség. Minél nagyobb, annál erősebb az általa létrehozott mező. A feszültség jellemzi azt a munkát, amelyet az elektromos tér az elektromos töltés mozgatására végez.

Feszültség (U) egy fizikai mennyiség, amely egyenlő a munka arányával ( DE) elektromos mező az elektromos töltésnek a töltésre való mozgatásával (q): U = A/q .

A stressz egy másik meghatározása is lehetséges. Ha a feszültségképletben szereplő számlálót és nevezőt megszorozzuk a töltési mozgási idővel ( t ), akkor a következőket kapjuk: U = At/qt . Ennek a törtnek a számlálója az aktuális teljesítmény ( R), a nevező pedig az áramerősség ( én ). Kiderül a képlet: U = P/I , azaz A feszültség egy fizikai mennyiség, amely megegyezik az elektromos áram teljesítményének és az áramkörben lévő áram erősségének arányával.

Feszültség mértékegysége: [ U ] = 1 J/1 C = 1 V(egy volt).

Voltmérő

A feszültséget voltmérővel mérik. Ugyanaz az eszköz, mint az ampermérő és ugyanaz a működési elv, de csatlakoztatva van párhuzamos az áramkör azon szakaszára, amelyen a feszültséget akarják. A voltmérő belső ellenállása elég nagy, a rajta áthaladó áram kicsi az áramkörben lévő áramhoz képest.

A voltmérő kivezetései jelek «+» és «-» , amikor a voltmérőt az áramkörhöz csatlakoztatjuk, a terminál a jellel «+» csatlakozik az áramforrás pozitív pólusához, és az előjelű kapocshoz «-» az áramforrás negatív pólusára.

Képletek és definíciók.

1. Az összes használt vezeték elektromos áramkörök, van egyezmények az ábrákon látható képhez, és soros, párhuzamos és vegyes kapcsolatokat is kialakíthat.

2. Jelenlegi teljesítmény- a villamos energia más típusaivá történő átalakulásának sebességét jellemző fizikai mennyiség. Mértékegység - 1 watt(1 W). Mérőeszköz- wattmérő.

3. Aktuális- a töltés vezetőn való áthaladásának sebességét jellemző fizikai mennyiség, amely megegyezik a vezető keresztmetszetén áthaladó töltés és a mozgási idő arányával. Mértékegység - 1 erősítő(1 A). Mérőeszköz - árammérő(sorosan csatlakoztassa).

4. Elektromos feszültség- az áramot létrehozó elektromos teret jellemző fizikai mennyiség, amely egyenlő az áramerősség és az erősség arányával. Mértékegység - 1 volt(1 V). Mérőeszköz - voltmérő(párhuzamosan csatlakozik)

Fizika 8. évfolyam. JELENLEGI

A töltött részecskék irányított mozgását elektromos áramnak nevezzük.

A létezés feltételei elektromos áram a vezetőben:
1. elérhetőség ingyenesen feltöltött részecskék (fémvezetőben - szabad elektronok),
2. elérhetőség elektromos mező felfedezőben
(Az elektromos mezőt a vezetőben áramforrások hozzák létre.).

Az elektromos áramnak van iránya.
A pozitív töltésű részecskék mozgási irányát tekintjük az áram irányának.

Az áramerősség (I) egy skaláris mennyiség, amely egyenlő a vezető keresztmetszetén áthaladó q töltés és az áram folyása alatti t időintervallum arányával.

Az áramerősség megmutatja, hogy egységnyi idő alatt mekkora töltés halad át a vezető keresztmetszetén.

mértékegységáramerősség az SI rendszerben:
[I] = 1 A (amper)

1948-ban javasolták, hogy a jelenségre alapozzák az áramerősség mértékegységének meghatározását két útmutató kölcsönhatásaárammal:

........................

Ha két párhuzamos, azonos irányú vezetéken áramlik át az áram, a vezetők vonzzák egymást, és ha ugyanazon a vezetőn ellentétes irányú áram halad át, akkor taszítják.

áram egységenként 1 A Vegyük azt az áramerősséget, amelynél két párhuzamos, 1 m hosszú, egymástól 1 m távolságra lévő vezeték 0,0000002 N erővel kölcsönhatásba lép.

ANDRE-MARI AMPERE
(1775 - 1836)
- francia fizikus és matematikus

Olyan kifejezéseket vezettek be, mint elektrosztatika, elektrodinamika, mágnesszelep, EMF, feszültség, galvanométer, elektromos áram stb.;
- azt javasolta, hogy az irányítási folyamatok általános törvényeivel kapcsolatos új tudomány valószínűleg létrejöjjön, és azt javasolta, hogy ezt "kibernetikának" nevezzék;
- felfedezte a vezetők árammal való mechanikai kölcsönhatásának jelenségét és az áram irányának meghatározására vonatkozó szabályt;
- számos tudományterületen vannak munkái: botanika, állattan, kémia, matematika, kibernetika;

Róla nevezték el az áramerősség mértékegységét - 1 Ampert.

ELEKTROMOS ÁRAMOK A TERMÉSZETBEN.

A gépek, gépek és emberek által létrehozott elektromos kisülések óceánjában élünk. Ezek a kisülések - a rövid távú elektromos áramok nem olyan erősek, és gyakran nem vesszük észre őket. De még mindig léteznek, és sok kárt okozhatnak!

Mi a villámlás?

A mozgás és az egymás elleni súrlódás hatására a légkörben lévő légrétegek felvillanyozódnak. Idővel nagy töltések halmozódnak fel a felhőkben. Ők a villámlás okozói.
Abban a pillanatban, amikor a felhő töltése nagy lesz, és a részei között ellentétes előjelű töltések vannak, egy erős elektromos szikra - villámlás. Villám keletkezhet két szomszédos felhő között, valamint egy felhő és a Föld felszíne között. Ebben az esetben a felhő alsó részének negatív töltésének elektromos mezőjének hatására a Föld felhő alatti felülete pozitívan villamosodik. Ennek eredményeként villám csap a földbe.
A villámlás természetét M. V. Lomonoszov és G. Richman orosz tudósok, valamint B. Franklin amerikai tudós 18. századi tanulmányai után kezdték tisztázni.

Általában a villámokat felülről lefelé csapják le. Eközben a valóságban a ragyogás
alulról indul, és csak ezután terjed a függőleges csatorna mentén.
Villám – pontosabban látható fázisa, kiderül, alulról felfelé csap le!

NÉZZE MEG A KÖNYVESPOLCOT!

VAN VILLÁMVEZETÉS A VAKOLÓDBAN?

Az egyik első a világon villámhárítók (villámhárítók) temploma keresztjére emelt egy morvaországi falusi papot, Prokop Divish nevű parasztfiút, tudóst és feltalálót.
Ez 1754 júniusában történt.
___

Az első villámhárító Oroszországban 1756-ban jelent meg a szentpétervári Péter és Pál-székesegyház felett.
Azután épült, hogy a katedrális tornyába kétszer is belecsapott a villám, és felgyújtotta.