Wat is die gerigte beweging van gelaaide deeltjies? Vir baie is dit 'n onbegryplike area, maar eintlik is alles baie eenvoudig. Dus, wanneer hulle praat oor die gerigte beweging van gelaaide deeltjies, bedoel hulle stroom. Kom ons kyk na die hoofkenmerke en formulerings daarvan, en oorweeg sekuriteitskwessies wanneer ons daarmee werk.
Algemene inligting
Begin met 'n definisie. Met elektriese stroom word altyd die geordende (gerigte) beweging van gelaaide deeltjies bedoel, wat onder die invloed van 'n elektriese veld uitgevoer word. Watter soort voorwerpe kan in hierdie geval oorweeg word? Deeltjies beteken elektrone, ione, protone, gate. Dit is ook belangrik om te weet wat die huidige sterkte is. Dit is die aantal gelaaide deeltjies wat deur die deursnit van die geleier per tydseenheid vloei.
Aard van die verskynsel
Alle fisiese stowwe bestaan uit molekules wat uit atome gevorm word. Hulle is ook nie die finale materiaal nie, want hulle het elemente ('n kern en elektrone wat daarom draai). Alle chemiese reaksies gaan gepaard met die beweging van deeltjies. Byvoorbeeld, met die deelname van elektrone, sal sommige atome hul tekort ervaar, terwyl ander 'n oormaat sal ervaar. In hierdie geval het die stowwe teenoorgestelde ladings. As hulle kontak plaasvind, sal die elektrone van die een geneig wees om na die ander te gaan.
So 'n fisiese aard van elementêre deeltjies verduidelik die essensie van elektriese stroom. Hierdie rigtingbeweging van gelaaide deeltjies sal voortduur totdat die waardes gelyk is. In hierdie geval is die reaksie van veranderinge 'n ketting. Met ander woorde, in plaas van die weggeraakte elektron, kom 'n ander een in die plek daarvan. Deeltjies van die naburige atoom word vir vervanging gebruik. Maar die ketting eindig ook nie daar nie. 'n Elektron kan ook by die uiterste atoom kom, byvoorbeeld vanaf die negatiewe pool van die bron van die vloeiende stroom.
'n Voorbeeld van so 'n situasie is 'n battery. Van die negatiewe kant van die geleier beweeg die elektrone na die positiewe pool van die bron. Wanneer al die deeltjies in die negatief geïnfekteerde komponent opraak, stop die stroom. In hierdie geval word gesê dat die battery dood is. Wat is die spoed van die gerigte beweging van gelaaide deeltjies wat op hierdie manier beweeg? Om hierdie vraag te beantwoord is nie so maklik soos dit met die eerste oogopslag mag lyk nie.
Die rol van stres
Waarvoor word hierdie konsep gebruik? Spanning is 'n kenmerk van 'n elektriese veld, wat die potensiaalverskil is tussen twee punte wat daarin is. Vir baie lyk dit dalk verwarrend. Wanneer dit kom by die gerigte (geordende) beweging van gelaaide deeltjies, dan moet jy die spanning verstaan.
Kom ons verbeel ons dat ons 'n eenvoudige geleier het. Dit kan 'n draad wees wat van metaal gemaak is, soos koper of aluminium. In ons geval is dit nie so belangrik nie. Die massa van 'n elektron is 9,10938215(45)×10-31kg. Dit beteken dat dit redelik materieel is. Maar die geleiermetaal is solied. Hoe kan elektrone dan daardeur vloei?
Hoekom kan daar stroom in metaalprodukte wees
Kom ons kyk na die basiese beginsels van chemie, wat elkeen van ons die geleentheid gehad het om op skool te leer. As die aantal elektrone in die stof gelyk is aan die aantal protone, dan is die neutraliteit van die element verseker. Op grond van die periodieke wet van Mendeleev word bepaal watter stof hanteer moet word. Dit hang af van die aantal protone en neutrone. Dit is onmoontlik om die groot verskil tussen die massas van die kern en elektrone te ignoreer. As hulle verwyder word, sal die gewig van die atoom feitlik onveranderd bly.
Byvoorbeeld, die massa van 'n proton is ongeveer 1836 groter as die waarde van 'n elektron. Maar hierdie mikroskopiese deeltjies is baie belangrik, want hulle kan maklik sommige atome verlaat en by ander aansluit. Terselfdertyd lei 'n afname of toename in hul aantal totom die lading van die atoom te verander. As ons 'n enkele atoom in ag neem, sal sy aantal elektrone altyd veranderlik wees. Hulle gaan gedurig weg en kom terug. Dit is as gevolg van termiese beweging en energieverlies.
Chemiese spesifisiteit van 'n fisiese verskynsel
Wanneer daar 'n gerigte beweging van elektries gelaaide deeltjies is, gaan die atoommassa nie verlore nie? Verander die samestelling van die geleier? Dit is 'n baie belangrike wanopvatting wat baie verwar. Die antwoord in hierdie geval is slegs negatief. Dit is te wyte aan die feit dat chemiese elemente nie deur hul atoommassa bepaal word nie, maar deur die aantal protone wat in die kern is. Die teenwoordigheid of afwesigheid van elektrone/neutrone speel nie 'n rol in hierdie geval nie. In die praktyk lyk dit so:
- Tel elektrone by of af. Dit blyk 'n ioon.
- Tel neutrone by of trek af. Dit blyk 'n isotoop.
Die chemiese element verander nie. Maar met protone is die situasie anders. As dit net een is, dan het ons waterstof. Twee protone - en ons praat van helium. Die drie deeltjies is litium. Ens. Diegene wat in die voortsetting belangstel, kan na die periodieke tabel kyk. Onthou: al word 'n stroom duisend keer deur 'n geleier gevoer, sal die chemiese samestelling daarvan nie verander nie. Maar miskien anders.
Elektroliete en ander interessante punte
Die eienaardigheid van elektroliete is dat dit hul chemiese samestelling is wat verander. Dan, onder die invloed van die huidige,elektroliet elemente. Wanneer hul potensiaal uitgeput is, sal die gerigte beweging van gelaaide deeltjies stop. Hierdie situasie is te wyte aan die feit dat ladingsdraers in elektroliete ione is.
Boonop is daar chemiese elemente sonder elektrone. 'n Voorbeeld sou wees:
- Atomiese kosmiese waterstof.
- Alle stowwe wat in die toestand van plasma is.
- Gasse in die boonste atmosfeer (nie net die Aarde nie, maar ook ander planete waar daar lugmassas is).
- Inhoud van versnellers en botsers.
Daar moet ook op gelet word dat sommige chemikalieë letterlik onder die invloed van 'n elektriese stroom kan verkrummel. 'n Bekende voorbeeld is 'n lont. Hoe lyk dit op mikrovlak? Die bewegende elektrone druk die atome in hul pad. As die stroom baie sterk is, kan die kristalrooster van die geleier dit nie weerstaan nie en word dit vernietig, en die stof word gesmelt.
Terug na spoed
Vroeër is hierdie punt oppervlakkig aangeraak. Kom ons kyk nou van nader daarna. Daar moet kennis geneem word dat die konsep van die spoed van gerigte beweging van gelaaide deeltjies in die vorm van 'n elektriese stroom nie bestaan nie. Dit is te wyte aan die feit dat verskillende waardes verweef is. Dus, 'n elektriese veld versprei deur 'n geleier teen 'n spoed wat naby aan die beweging van lig is, dit wil sê ongeveer 300 000 kilometer per sekonde.
Onder die invloed daarvan begin alle elektrone beweeg. Maar hul spoedbaie klein. Dit is ongeveer 0,007 millimeter per sekonde. Terselfdertyd jaag hulle ook lukraak rond in termiese beweging. In die geval van protone en neutrone is die situasie anders. Hulle is te groot vir dieselfde gebeure om met hulle te gebeur. As 'n reël is dit nie nodig om te praat van hul spoed so naby aan die waarde van lig nie.
Fisiese parameters
Kom ons kyk nou na wat die beweging van gelaaide deeltjies in 'n elektriese veld is vanuit 'n fisiese oogpunt. Om dit te doen, kom ons verbeel ons dat ons 'n kartondoos het wat 12 bottels koolzuurhoudende drank bevat. Daar word terselfdertyd gepoog om nog 'n houer daar te plaas. Kom ons neem aan dit het geslaag. Maar die boks het skaars oorleef. Wanneer jy probeer om nog 'n bottel in te sit, breek dit, en al die houers val uit.
Die betrokke boks kan met die deursnit van 'n geleier vergelyk word. Hoe hoër hierdie parameter (dikker draad), hoe meer stroom kan dit verskaf. Dit bepaal watter volume die gerigte beweging van gelaaide deeltjies kan hê. In ons geval kan 'n boks wat een tot twaalf bottels bevat maklik sy beoogde doel bereik (dit sal nie bars nie). Na analogie kan ons sê dat die geleier nie sal brand nie.
As jy die aangeduide waarde oorskry, sal die voorwerp misluk. In die geval van 'n geleier sal weerstand ter sprake kom. Ohm se wet beskryf die gerigte beweging van elektries gelaaide deeltjies baie goed.
Verwantskap tussen verskillende fisiese parameters
Per boksuit ons voorbeeld kan jy nog een sit. In hierdie geval kan nie 12 nie, maar soveel as 24 bottels per eenheidsoppervlakte geplaas word. Ons voeg nog een by - en daar is ses-en-dertig van hulle. Een van die bokse kan beskou word as 'n fisiese eenheid, analoog aan spanning.
Hoe wyer dit is (wat dus die weerstand verminder), hoe meer bottels (wat in ons voorbeeld die stroom vervang) kan geplaas word. Deur die stapel bokse te vergroot, kan jy bykomende houers per eenheidsoppervlakte plaas. In hierdie geval neem die krag toe. Dit vernietig nie die boks (geleier) nie. Hier is 'n opsomming van hierdie analogie:
- Totale aantal bottels verhoog krag.
- Die aantal houers in die boks dui die huidige sterkte aan.
- Die aantal bokse in hoogte laat jou toe om die spanning te beoordeel.
- Die wydte van die boks gee 'n idee van die weerstand.
Moontlike gevare
Ons het reeds bespreek dat die gerigte beweging van gelaaide deeltjies stroom genoem word. Daar moet kennis geneem word dat hierdie verskynsel gevaarlik kan wees vir menslike gesondheid en selfs die lewe. Hier is 'n opsomming van die eienskappe van elektriese stroom:
- Voorsien verhitting van die geleier waardeur dit vloei. As die huishoudelike elektriese netwerk oorlaai is, sal die isolasie geleidelik verkool en verkrummel. Gevolglik is daar 'n moontlikheid van 'n kortsluiting, wat baie gevaarlik is.
- Elektriese stroom, wanneer dit deur huishoudelike toestelle en drade vloei, ontmoetweerstand van elemente wat materiale vorm. Daarom kies dit die pad wat die minimum waarde vir hierdie parameter het.
- As 'n kortsluiting plaasvind, neem die stroomsterkte skerp toe. Dit stel 'n aansienlike hoeveelheid hitte vry. Dit kan metaal smelt.
- Kortsluiting kan voorkom as gevolg van vog wat binnedring. In die gevalle wat vroeër bespreek is, lig nabygeleë voorwerpe op, maar in hierdie geval ly mense altyd.
- Elektriese skok hou 'n beduidende gevaar in. Dit is heel waarskynlik selfs dodelik. Wanneer 'n elektriese stroom deur die menslike liggaam vloei, word die weerstand van weefsels aansienlik verminder. Hulle begin warm word. In hierdie geval word selle vernietig en senuwee-eindpunte sterf.
Sekuriteitskwessies
Om blootstelling aan elektriese stroom te vermy, moet jy spesiale beskermende toerusting gebruik. Werk moet in rubberhandskoene uitgevoer word met 'n mat van dieselfde materiaal, afvoerstawe, sowel as grondtoestelle vir werkplekke en toerusting.
Kringskakelaars met verskeie beskermings het bewys dat dit goed is as 'n toestel wat 'n mens se lewe kan red.
'n Mens moet ook nie vergeet van basiese veiligheidsmaatreëls wanneer jy werk nie. Indien 'n brand ontstaan waarby elektriese toerusting betrokke is, kan slegs koolstofdioksied- en poeierbrandblussers gebruik word. Laasgenoemde toon die beste resultaat in die stryd teen brand, maar toerusting wat met stof bedek is kan nie altyd herstel word nie.
Gevolgtrekking
Deur voorbeelde te gebruik wat vir elke leser verstaanbaar is, het ons uitgevind dat die geordende gerigte beweging van gelaaide deeltjies elektriese stroom genoem word. Dit is 'n baie interessante verskynsel, belangrik uit die posisies van beide fisika en chemie. Elektriese stroom is 'n onvermoeide assistent vir die mens. Dit moet egter versigtig hanteer word. Die artikel bespreek veiligheidskwessies waaraan aandag gegee moet word as daar geen begeerte is om te sterf nie.
