Is dit moontlik om jou lewe sonder elektrisiteit voor te stel? Die moderne mens het homself styf omring met huishoudelike toestelle wat in die lewe help. Ons kan nie meer onsself en ons lewens voorstel sonder slimhuisassistente nie.
Tegnologie skakel toenemend oor na die gebruik van elektrisiteit. Selfs vervoer word geleidelik na elektriese motors oorgeplaas, wat aansienlike skade aan die natuur kan verminder.
Vandag sal ons probeer om die volgende vrae te beantwoord:
- Wat is elektriese stroom?
- Wat is elektriese spanning?
- Hoe om die spanning te bepaal?
- Waarin word spanning gemeet?
Wat is tans?
Teen die aanbreek van die studie van elektrisiteit, is dit verkry deur een liggaam teen 'n ander te vryf. 'n Groter voorraad lading kon tydens 'n donderstorm verkry word deur 'n natuurlike ontlading - weerlig. Dit is bekend dat hierdie metode die lewe van 'n student van M. V. Lomonosov - Richter gekos het.
Die heffing self is moeilik en irrasioneel om te gebruik. Dit is nodig om sy gerigte beweging te verkry - 'n elektriese stroom. Huidige eiendomme:
- verhitting van die geleier;
- chemiese aksie;
- meganiese aksie;
- magnetiese aksie.
Hulle word in die alledaagse lewe en tegnologie gebruik. 'n Noodsaaklike voorwaarde vir die bestaan van stroom is die teenwoordigheid van 'n stroombron, gratis elektriese ladings en 'n geslote geleier.
Agtergrond
In 1792 het die beroemde Italiaanse fisikus, fisioloog en uitvinder Alessandro Volta geïnteresseerd geraak in die gevolgtrekkings van sy landgenoot Luigi Galvani oor die aard van huidige impulse in dierlike organe. Langtermyn-waarneming van die gedrag van paddapote, vasgemaak op metaalhake, het hom toegelaat om tot die gevolgtrekking te kom dat die bron van elektrisiteit nie 'n lewende organisme is nie, maar die kontak van verskillende metale. Dit is hierdie omstandigheid wat bydra tot die vloei van elektrisiteit, en die reaksie van senuwee-eindpunte is slegs 'n fisiologiese effek van die stroom.
'n Unieke ontdekking het gelei tot die skepping van die wêreld se eerste gelykstroombron, genaamd die Voltaïese Pilaar. Ongelyksoortige metale (Volta het aangevoer dat hulle van mekaar verwyder moet word in 'n reeks chemiese elemente) word gelê met papier wat geïmpregneer is met 'n vloeibare "geleier van die tweede soort."
Hierdie toestel was die eerste bron van konstante spanning. Die eenheid van elektriese spanning het die naam van Alessandro Volta verewig.
DC-kragtoevoer
Die hoofelement van die elektriese stroombaan is 'n stroombron. Die doel daarvan is om 'n elektriese veld te skep, onder die invloed waarvan vrygelaaide deeltjies (elektrone, ione) in gerigte beweging kom. Opgehoopte opindividuele elemente van die bronladings (dit word pole genoem) het verskillende tekens. Die lading self word binne die bron herverdeel onder die werking van kragte van 'n nie-elektriese aard (meganies, chemies, magneties, termies, ensovoorts). Die elektriese veld wat deur die pole buite die stroombron geskep word, doen die werk om die lading in 'n geslote geleier te beweeg. Alessandro Volta het gepraat oor die behoefte aan 'n geslote stroombaan om gelykstroom te skep.
Aangesien die lading in bronne beweeg onder die werking van nie-elektriese kragte, kan daar geargumenteer word dat hierdie kragte wel werk. Kom ons noem hulle buitestanders. Die verhouding van die werk van eksterne kragte om lading binne die stroombron oor te dra tot die grootte van die lading word die elektromotoriese krag genoem.
Wiskundige notasie vir hierdie verhouding:
- Ε=Ast: q,
waar E die elektromotoriese krag (EMF) is, Astdie werk van eksterne kragte is, q die lading is wat deur eksterne kragte in die bron gedra word.
EMF kenmerk die vermoë van 'n bron om 'n stroom te skep, maar die hoofkenmerk van 'n bron word soms as 'n elektriese spanning (potensiaalverskil) beskou.
Voltage
Die verhouding van die werk van die veld om die lading in die geleier tot die grootte van die lading te beweeg, word elektriese spanning genoem.
Om dit te bepaal, moet jy die veldwerkwaarde deur die ladingwaarde deel. Laat A die werk wees wat deur die elektriese veld van die stroombron verrig word om die lading q te beweeg. U - elektriese spanning. Wiskundige notasie van die ooreenstemmende formule:
U=A: q
Soos enige fisiese grootheid, het spanning 'n maateenheid. Hoe word spanning gemeet? By die naam van die uitvinder van die wêreld se eerste gelykstroombron, Alessandro Volta, het hierdie waarde sy eie meeteenheid gekry. In die internasionale stelsel word spanning in volt (V) gemeet.
'n Spanning van 1 V is die spanning van 'n elektriese veld wat werk van 1 J doen om 'n lading van 1 C te beweeg.
V=J/C=N•m/(A•s)=kg•m/(A•s3).
In basiese SI-eenhede, die eenheid van elektriese spanning:
kg•m/(A•s3).
Vereiste waarde
Waarom is dit nie genoeg om die stroomsterkte te kenmerk, om die konsep van stroomsterkte bekend te stel nie? Kom ons doen 'n gedagte-eksperiment. Kom ons neem twee verskillende lampe: 'n gewone huishoudelike lamp en 'n lamp uit 'n flitslig. Wanneer jy hulle aan verskillende stroombronne (stadsnetwerk en battery) koppel, kan jy presies dieselfde huidige waarde kry. Terselfdertyd gee 'n huishoudelike lamp meer lig, dit wil sê die werk van die stroom daarin is baie groter.
Verskillende stroombronne het verskillende spannings. Daarom is hierdie waarde noodsaaklik.
Nuttige analogie
Om die fisiese betekenis van elektriese spanning te verstaan kom uit 'n interessante analogie. In kommunikeervate vloei vloeistof van buis tot buis as daar 'n drukverskil in hulle is. Die vloeistofvloei stop in geval van gelykheiddruk.
As die vloeistofstroom vergelyk word met die vloei van elektriese lading, dan speel die drukverskil van die vloeistofkolomme dieselfde rol as die potensiaalverskil in die stroombron.
Solank die prosesse wat met die herverdeling van lading op die pole gepaardgaan binne die stroombron plaasvind, is dit in staat om 'n stroom in die geleier te skep. Elektriese stroomspanning word in volt gemeet, die drukverskil het 'n maateenheid - pascal.
Wisselstroom
Elektriese stroom, wat periodiek sy rigting verander, word veranderlik genoem. Dit word geskep deur 'n wisselspanningsbron. Meestal is dit 'n kragopwekker. Kom ons probeer verduidelik: wat is die meting van WS-spanning?
Die beginsel van huidige generering is gebaseer op die verskynsel van elektromagnetiese induksie. Die rotasie van 'n geslote stroombaan in 'n magnetiese veld lei tot die verskyning van 'n potensiaalverskil in die geleier. Spanning word gemeet in volt en in die geval van wisselende stroom.
Kan daar geargumenteer word dat die spanning nie verander nie? Natuurlik, as gevolg van 'n verandering in die hoek tussen die vlak van die kontoer en die normaal daarop, verander die gegenereerde spanning met verloop van tyd. Die waarde daarvan groei van nul tot die een of ander maksimum waarde, en val dan weer na nul. Dit is nie nodig om oor 'n sekere waarde te praat nie. Voer die sogenaamde effektiewe spanningswaarde in:
- Ud=U: √2.
Watter instrument meet spanning?
'n Toestel vir die meet van elektriese spanning - 'n voltmeter. Die beginsel van sy werking is gebaseer op die interaksie van 'n stroombaan met stroom en 'n magnetiese veldpermanente magneet. Dit is bekend dat 'n stroombaan in 'n magneetveld roteer. Afhangende van die hoeveelheid stroom in die stroombaan, verander die rotasiehoek.
As jy 'n pyl aan die stroombaan heg, dan wyk dit van nul af wanneer stroom in die stroombaan vloei (gewoonlik die spoel). Afhangende van waarin die spanning gemeet word, word die skaal van die toestel gegradueer. Dit is moontlik om onder- en veelvoude te gebruik.
In die geval van lae waardes, word die elektriese spanning in millivolt of mikrovolt gemeet. Inteendeel, veelvuldige eenhede word in hoëspanningsnetwerke gebruik.
Enige voltmeter is parallel gekoppel aan daardie deel van die stroombaan waar die spanning gemeet word. Die hoofeienskap van die toestelkring kan hoë ohmiese weerstand genoem word. 'n Voltmeter, ongeag waarin die spanning gemeet word, behoort nie die stroomsterkte in die stroombaan te beïnvloed nie. 'n Klein stroom word daardeur gevoer, wat nie die hoofwaarde noemenswaardig beïnvloed nie.
Voltage table
| Fisiese toestel | Voltage op sy kontakte, V |
| Voltpaal | 1, 1 |
| Flitsligbattery | 1, 5 |
| Alkaliese battery | 1, 25 |
| suurbattery | 2 |
| Stadsnetwerk | 220 |
| Hoë spanningkraglyne | 500 000 |
| Tussen die wolke in 'n donderstorm | Tot 100 000 000 |
Praktiese toepassing van 'n voltmeter
Om die voltmeter effektief te gebruik, moet jy leer hoe om dit te gebruik. 'n Nuuskierige eksperimenteerder kan aangeraai word om skoolonderwysers te kontak.
Skoolfisikaklaskamers is toegerus met laboratorium- en demonstrasie-instrumente om spanning te meet.
Bedien enige voltmeter versigtig, volg eenvoudige reëls:
- Die voltmeter het 'n maksimum metingslimiet. Dit is die hoogste waarde op sy skaal. Moenie dit koppel aan 'n stroombaan wat 'n hoër spanningselement bevat nie.
- As daar geen ander bron of voltmeter is nie, kan jy 'n stelsel van bykomende weerstand gebruik. In hierdie geval moet die skaal van die voltmeter ook verander word.
- Elektriese toestelle word aan die GS-stroombaan gekoppel, afhangende van die aanduidings van die laaiteken op sy terminale. Die positiewe terminaal van die stroombron moet aan die positiewe terminaal van die voltmeter gekoppel word, die negatiewe terminaal aan die negatiewe terminaal. As dit deurmekaar is, kan die pyle van die toestel buig, wat hoogs ongewens is.
- Alle verbindings word uitsluitlik aan 'n stroombaan sonder krag gemaak.
Ongesonde
Die werking van elektriese stroom is dalk onveilig vir mense. Minder as 24 V word as skadeloos beskou.
Die werking van die stroom onder die spanning van die stadsnetwerk (220 V) is nogal opvallend. Om kaal kontakte aan te raak, gaan gepaard met 'n beduidende "skok".
Voltage tydens 'n donderstorm gaan so 'n hoë stroom deur die menslike liggaam dat dit dreig om hom dood te maak. Moenie jou lewe en gesondheid waag nie.
