Elektrisiteit Fisika: bepaling, ondervinding, eenheid

Elektrisiteit fisika - is iets waarmee die gesig gestaar deur elkeen van ons. In hierdie artikel sal ons kyk na die basiese konsepte wat daarmee gepaard gaan.

Wat is elektrisiteit? Vir die oningewydes persoon is wat verband hou met 'n bliksemstraal of energievoorsiening TV en wasmasjien. Hy weet dat die gebruik van 'n elektriese elektrisiteit. Wat anders kan hy vertel? Oor ons afhanklikheid van elektrisiteit te herinner kraglyne. Iemand kan 'n hele paar ander voorbeelde noem.

As gevolg van elektrisiteit is baie ander, minder voor die hand liggend, maar alledaagse verskynsels. Met almal van hulle stel ons fisika. Elektrisiteit (take, definisies en formules) ons begin om te studeer by die skool. En ons leer baie interessante dinge. Dit blyk dat die kloppende hart, hardloop atleet, slaap kind en swaai vis - al te genereer elektriese energie.

Elektrone en protone

Ons definieer die basiese konsepte. Uit die oogpunt van die wetenskaplike, elektrisiteit fisika wat verband hou met die beweging van elektrone en ander gelaaide deeltjies in verskillende stowwe. Daarom is die wetenskaplike begrip van die aard van die verskynsel van belang is vir ons is afhanklik van die vlak van kennis oor atome en hul samestellende subatomiese deeltjies. Die sleutel tot hierdie begrip is klein elektrone. Atome van 'n stof wat bestaan uit een of meer elektrone beweeg in verskillende bane om die kern, net soos die planeet wentel om die son. Tipies, die aantal elektrone in 'n atoom is gelyk aan die aantal protone in die kern. Tog kan protone, wat heelwat swaarder as elektrone in ag geneem word asof uiteengesit in die middel van die atoom. Hierdie uiters eenvoudige model van die atoom is genoeg om die basiese beginsels van verskynsels soos elektrisiteit fisika verduidelik.

Wat anders wat jy nodig het om te weet? Die elektrone en protone het dieselfde grootste elektriese lading (maar van teenoorgestelde teken), sodat hulle is aangetrokke tot mekaar. beheer van die proton is positief en die elektron - negatief. Atoom met elektrone is groter of kleiner as gewoonlik, genoem ioon. As die atoom is nie genoeg nie, staan dit as 'n positiewe ioon. As dit 'n oormaat van hulle bevat, is dit bekend as 'n negatiewe ioon.

Wanneer elektrone laat die atoom wat 'n paar positiewe lading verkry. Electron sonder sy teenoorgestelde - 'n proton of beweeg na 'n ander atoom, of terug te keer na die vorige.

Hoekom elektrone laat die atoom?

Dit is te danke aan 'n paar redes. Die mees algemene is die feit dat onder die impuls van lig of enige eksterne elektron in 'n atoom beweeg elektron uit sy wentelbaan kan uitgeskiet. Hitte veroorsaak dat die atome om vinniger ossilleer. Dit beteken dat die elektrone kan vrygestel word van sy atoom. In chemiese reaksies, hulle beweeg ook uit atoom tot atoom.

'N Goeie voorbeeld van die verhouding van chemiese en elektriese aktiwiteit van die spiere gee ons. Hul vesel kontrak wanneer 'n elektriese sein van die senuweestelsel. Elektriese stroom stimuleer die chemiese reaksies. Hulle lei ook tot 'n afname in die spiere. Eksterne elektriese seine word dikwels gebruik om kunsmatig te stimuleer spieraktiwiteit.

geleiding

In sommige stowwe elektrone onder die invloed van 'n eksterne elektriese veld beweeg meer vrylik as in ander. Hulle sê dat so 'n materiaal het 'n goeie geleiding. Hulle is bekend as geleiers. Dit sluit in die meeste metale, warm gasse en 'n paar vloeistowwe. Lug, rubber en olie, poliëtileen en glas nie elektrisiteit gelei. Hulle word genoem isolators en word gebruik vir isolasie van goeie geleiers. Ideale isolators (absoluut nie huidige uitvoer) bestaan nie. Onder sekere omstandighede, kan elektrone vanaf enige atoom verwyder word. Gewoonlik, egter hierdie toestande is so moeilik om te bereik wat uit 'n praktiese oogpunt, kan so 'n stof in ag geneem word as nie-geleidende.

Kennismaking met 'n wetenskap as fisika (artikel "Elektrisiteit"), leer ons dat daar 'n spesiale groep van stowwe. Dit halfgeleiers. Hulle tree deels as 'n diëlektriese, en deels - as dirigente. Dit sluit in, in die besonder, sluit in: germanium, silikon, en koperoksied. As gevolg van sy eienskappe van halfgeleiers vind baie gebruike. soos fiets band klep dit in staat stel om die koste te skuif in net een rigting: byvoorbeeld, kan dit 'n elektriese klep wees. Sulke toestelle gelykrigters genoem. Hulle word gebruik in miniatuur radio-ontvangers, en 'n groot kragsentrales te AC skakel na DC.

Verhit 'n chaotiese vorm van beweging van molekules of atome en temperatuur - maatstaf van die intensiteit van die beweging (op die meeste metale afwaartse beweging van die elektron temperatuur raak losser). Dit beteken dat die weerstand teen vrye beweging van elektrone af met dalende temperatuur. Met ander woorde, die geleidingsvermoë van die metaal verhoog.

supergeleiding

In sommige stowwe teen uiters lae temperature, weerstand teen vloei van elektrone heeltemal verdwyn en die elektrone begin beweeg dit steeds onbepaalde tyd. Hierdie verskynsel staan bekend as supergeleiding. By 'n temperatuur 'n paar grade bo absolute zero (- 273 ° C) dit is waargeneem in metale soos tin, lood, aluminium, en niobium.

Van de Graaff generator

Die kurrikulum sluit 'n verskeidenheid van eksperimente met elektrisiteit. Daar mozhestvo kragopwekkers spesies, waarvan een ons wil graag om uit te brei. Die Van de Graaff versneller word gebruik om superhigh spanning te verkry. As 'n voorwerp met 'n oormaat van positiewe ione, in die houer te sit, dan aan die binnekant oppervlak van die laasgenoemde sal wees elektrone, en aan die buitekant - dieselfde bedrag van positiewe ione. As die binneste oppervlak van die gelaaide voorwerp nou raak, dan sal dit in al die vrye elektrone. Aan die buitekant van die positiewe ladings bly.

In die Van de Graaff positiewe ione uit die bron is van toepassing op 'n vervoerband uitbreiding binne 'n metaalsfeer. Band verbind tot die binneste oppervlak van die gebied deur 'n dirigent in die vorm van die rant. Die elektrone vloei uit die binneste oppervlak van die sfeer. Aan die buitekant daarvan verskyn positiewe ione. Die effek kan verbeter word deur die gebruik van twee kragopwekkers.

elektriese stroom

In skool fisika dit sluit natuurlik so 'n ding soos 'n elektriese stroom. Wat is dit? Die elektriese stroom as gevolg van die beweging van elektriese ladings. Wanneer die elektriese lamp verbind om die battery, is aangeskakel, stroom vloei langs die draad van die een pool van die battery na die lamp, dan deur middel van sy hare, wat veroorsaak dat dit gloei, en keer terug na die tweede draad aan die ander pool van die battery. As jy draai die skakelaar sal die kring oop - huidige verkeer tot stilstand kom en die lig gaan uit.

Die beweging van elektrone

Stroom in die meeste gevalle is 'n geordende beweging van die elektrone in die metaal wat dien as die dirigent. Alle geleiers en 'n paar ander stowwe altyd voorkom 'n paar random hul beweging, selfs al is die huidige vloei nie. Die elektrone in die stof kan relatief vry, of sterk gebind wees. Goeie geleiers vrye elektrone in staat om te beweeg. Maar in 'n swak geleiers of isolators, die meerderheid van hierdie deeltjies is voldoende stewig verbind met die atome wat hul beweging voorkom.

Soms natuurlike of kunsmatig geskep in die dirigent beweging van elektrone in 'n sekere rigting. Dit vloei genoem en elektriese skok. Dit word gemeet in ampère (A). Huidige draers kan ook as ione dien (in gasse of oplossings) en 'n "gat" ( 'n gebrek aan elektrone in sekere vorme van halfgeleiers. Onlangse optree as positief gelaaide draers van die elektriese stroom. Om die elektrone te dwing om te beweeg in die een of ander rigting, vereis 'n krag. In die natuur, sy bron kan wees: blootstelling aan sonlig, magnetiese effek en chemiese reaksies Sommige van hulle word gebruik om elektriese stroom Gewoonlik vir hierdie doel te produseer is: .. kragopwekker gebruik van magnetiese effek, en element (battery), die effek van wat as gevolg van chemiese reaksies. Beide toestelle, die skep van 'n elektromotoriese krag (EMK) oorsaak elektrone om te beweeg in 'n rigting langs die ketting. Die grootte van die emk word gemeet in volts (V). Dit is die basiese eenhede van krag meting.

Die grootte van die EMF en huidige mekaar verbind as druk en vloei in die vloeistof. Waterpype is altyd gevul met water onder 'n sekere druk, maar die water begin om te vloei net vir die klep oopgemaak word.

Net so, die elektriese stroombaan kan gekoppel word aan 'n bron van elektromotoriese krag, maar die huidige daarin nie so lank as wat nie te word pad waarlangs elektrone kan beweeg vloei. Hulle kan wees, byvoorbeeld, 'n elektriese lamp of stofsuier, die skakelaar speel hier die rol van 'n kraan, huidige "wat produseer".

Die verhouding tussen stroom en spanning

As die spanning toeneem en die huidige groei in die kring. Die bestudering van fisika natuurlik weet ons dat elektriese stroombane bestaan uit verskillende afdelings: gewoonlik skakel drade en apparaat - verbruiker van elektrisiteit. Hulle is almal aan mekaar verbind, bied weerstand teen elektriese stroom, wat (met die aanvaarding temperatuur konstant) verander nie met tyd, maar vir elkeen van hulle is anders vir hierdie komponente. Daarom, as dieselfde spanning aangewend word om die lamp en die yster, die vloei van elektrone in elk van die toestelle sal anders wees as gevolg van hulle verskillende weerstand. Gevolglik is die stroom deur 'n bepaalde kring gedeelte bepaal nie net spanning, maar die weerstand van geleiers en toestelle.

Ohm se wet

Die elektriese weerstand word gemeet in ohm (ohm) in so 'n wetenskap soos fisika. Elektrisiteit (formule definisies eksperimente) - breë onderwerp. Ons sal nie kompleks formules te wys. Vir die eerste kennismaking met die vak genoeg is bo gesê. Maar 'n formule dit is die moeite werd om te bring. Dit is 'n sprong. Vir enige dirigent of stelsel van geleiers en toestelle verhouding tussen die spanning, stroom en weerstand word gegee deur: spanning = stroom x weerstand. Dit is 'n wiskundige uitdrukking van Ohm se wet, vernoem ter ere van Georg Ohm (1787-1854 gg.), Wat is die eerste om die verhouding tussen hierdie drie parameters vas te stel.

Elektrisiteit fisika - 'n baie interessante tak van die wetenskap. Ons oorweeg slegs die basiese konsepte wat daarmee gepaard gaan. Jy weet wat elektrisiteit is, hoe dit gevorm word. Ons hoop dat hierdie inligting is nuttig vir jou.