מהו זרם חשמלי במונחים פשוטים?

לכל אדם יש מושג מופשט של זרם חשמלי. עבור מכשיר חשמלי, מקור כוח הוא כמו מקור אוויר לכל אורגניזם נשימה. אבל בהשוואות אלה ההבנה של אופי התופעה מוגבלת, ורק מומחים מבינים את המהות יותר.

מילים פשוטות על זרם חשמלי

ההגדרה הסטנדרטית מספרי הלימוד על פיסיקה מתארת ​​באופן לקוני את תופעת הזרם החשמלי. אבל בכנות, זה יכול להיות מובן לחלוטין אם אתה לומד את הנושא הרבה יותר עמוק. אחרי הכל, המידע מוצג בשפה אחרת - מדעית. הרבה יותר קל להבין את מהות התופעה הגופנית, אם אתה מתאר הכל בשפה מוכרת שכל אחד יכול להבין. לדוגמה, הנוכחי במתכת.

אנחנו צריכים להתחיל עם העובדה כי כל מה שאנו רואים להיות תקיף ו נייח הוא רק לדעתנו. פיסת מתכת שוכבת על הקרקע היא גוף מונוליטי ללא תנועה בהבנה האנושית. עבור אנלוגיה, בואו לדמיין את הפלנטה שלנו בחלל, מסתכל על זה מפני השטח של מאדים. כדור הארץ נראה גוף שלם, קבוע. אם אתה מתקרב אל פני השטח שלו, מתברר כי זה לא חומר מונוליטי של חומר, אבל תנועה מתמדת: מים, גזים, יצורים חיים, לוחות lithospheric - כל זה נע ללא הרף, אם כי זה לא נראה מהחלל המרוחק.

בואו נחזור אל פיסת המתכת שלנו השוכבת על הקרקע. הוא חסר תנועה, משום שאנו מביטים בו מן הצד כאובייקט מונוליטי. ברמה האטומית, זה מורכב כל הזמן נעים אלמנטים קטנים. הם שונים, אבל בין כל, אנחנו מעוניינים אלקטרונים, אשר יוצרים במתכות שדה אלקטרומגנטי שיוצר הנוכחי מאוד. המילה "זרם" חייבת להיות מובנת מילולית, כי כאשר אלמנטים בעלי מטען חשמלי נעים, כלומר, "זרימה", מאובייקט טעון אחד למשנהו, אז "זרם חשמלי" מתרחש.

לאחר שעסקנו במושגים הבסיסיים, אנו יכולים לגזור הגדרה כללית:

זרם חשמלי הוא זרם של חלקיקים טעונים נעים מגוף עם מטען גבוה יותר לגוף עם מטען נמוך יותר.

כדי להבין בצורה מדויקת יותר את המהות, אתה צריך להתעמק בפרטים ולקבל תשובות למספר שאלות בסיסיות.

תשובות לשאלות הגדולות על זרם חשמלי

לאחר ניסוח ההגדרה, מתעוררות כמה שאלות לוגיות.

  1. מה הופך את "הזרם" הנוכחי, כלומר, לזוז?
  2. אם חלקי המתכת הקטנים ביותר נעים כל הזמן, אז למה זה לא מעוות?
  3. אם משהו זורם מאובייקט אחד למשנהו, האם המסה של חפצים אלה משתנה?

התשובה לשאלה הראשונה היא פשוטה. כאשר המים זורמים מנקודה גבוהה לנקודה נמוכה, כך אלקטרונים יזרמו מגוף טעינה גבוה לגוף נמוך, לציית לחוקי הפיסיקה. "תשלום" (או פוטנציאלי) הוא מספר האלקטרונים בגוף, וככל שיותר - ככל שהמטען גבוה יותר. אם נוצר קשר בין שני גופים בעלי חיובים שונים, אלקטרונים מגוף טעון יותר יזרמו לטעינה פחות. אז יהיה זרם זה יסתיים כאשר ההאשמות של שני גופים יצירת קשר להשוות.

כדי להבין מדוע החוט לא משנה את המבנה, למרות שהוא נע כל הזמן, אתה צריך לדמיין את זה כמו בית גדול שבו אנשים חיים. גודל הבית לא ישתנה על כמה אנשים נכנסים ועוזבים אותו, כמו גם לעבור פנימה. האיש במקרה זה הוא אנלוגי של אלקטרון במתכת - הוא נע בחופשיות ואין לו מסה מיוחדת בהשוואה לכל הבניין.

אם אלקטרונים נעים מגוף אחד למשנהו - מדוע מסת הגוף לא משתנה? העובדה היא שמשקלו של האלקטרון הוא כה קטן, שגם אם כל האלקטרונים יוסרו מגוף, המסה לא תשתנה.

מהי יחידת המדידה הנוכחית

על מנת "לחשב" את הזרם החשמלי, נעשה שימוש ביחידות מידה שונות, נבחן שלושה סוגים עיקריים:

  • כוח נוכחי
  • מתח.
  • ההתנגדות

אם תנסו לתאר את המושג של הכוח הנוכחי במילים פשוטות, עדיף לדמיין את זרימת המכוניות העוברות דרך המנהרה. מכוניות הן אלקטרונים, והמנהרה היא חוט. ככל שיותר מכוניות עוברות פעם אחת דרך חתך המנהרה - כך גדל הכוח הנוכחי, הנמדד על ידי המכשיר הנקרא "אמטר" באמפרס (A), ובנוסחאות הוא מצוין במכתב (I).

מתח הוא ערך יחסי המבטא את ההבדל בהאשמות של גופים בין הזרם הנוכחי. אם לאובייקט אחד יש מטען גבוה מאוד והשני נמוך מאוד, אזי יהיה מתח גבוה ביניהם, למדידה שבה נעשה שימוש במכשיר "וולטמטר" ויחידה בשם וולט (V). ב נוסחאות הוא מזוהה על ידי האות (U).

ההתנגדות מאפיינת את יכולתו של מנצח, באופן מסורתי חוט נחושת, לעבור כמות מסוימת של זרם, כלומר, אלקטרונים. מוליך ההתנגדות מייצר חום, ומפנה חלק מהאנרגיה של הזרם העובר דרכו, ובכך מקטין את כוחו. ההתנגדות מחושב אוהם (Ohms), ובנוסחאות להשתמש במכתב (R).

נוסחאות לחישוב המאפיינים הנוכחיים

באמצעות שלושה כמויות פיזיות, ניתן לחשב את המאפיינים של הזרם באמצעות חוק אוהם. זה בא לידי ביטוי על ידי הנוסחה:

אני = U / R

איפה אני הכוח הנוכחי, U הוא המתח על המעגל, R היא ההתנגדות.

מהנוסחה, אנו רואים כי הכוח הנוכחי מחושב על ידי חלוקת ערך המתח על ידי ערך ההתנגדות. מכאן יש לנו את הניסוח של החוק:

הזרם הוא ביחס ישר למתח ויחס הפוך ביחס ההתנגדות של המוליך.

מתוך נוסחה זו, אתה יכול לחשב מתמטית רכיבים אחרים שלה.

ההתנגדות:

R = U / I

מתח:

U = I * R

חשוב לציין כי הנוסחה תקפה רק עבור חלק מסוים של הרשת. עבור שלם, מעגל סגור, כמו גם מקרים מיוחדים אחרים, ישנם חוקים אחרים של אוהם.

השפעת הזרם על חומרים וחיים שונים

אלמנטים כימיים שונים תחת הפעולה הנוכחית מתנהגים אחרת. מוליכי-על מסוימים אינם מתנגדים להניע את האלקטרונים דרכם מבלי לגרום לתגובה כימית כלשהי. מתכות עם הלחץ המופרז עבורם יכול להישבר, להמיס. דיאלקטרים ​​שאינם מעבירים זרם אינם נכנסים לאינטראקציה כלשהי עם זה, ובכך מגינים על הסביבה מפניו. תופעה זו משמשת בהצלחה את האדם בבידוד של חוטים עם גומי.

עבור אורגניזמים חיים, הנוכחי הוא תופעה מעורפלת. הוא מסוגל להיות בעל השפעות מועילות והרסניות. אנשים השתמשו מזה זמן רב בהפרשות מבוקרות למטרות טיפוליות: מהריאות המפעילות את פעילות המוח לפריקה, לזעזועים חשמליים חזקים שיכולים להתחיל בלב עצור ולהביא אדם לחיים. פריקה חזקה יכולה לגרום לבעיות בריאותיות חמורות, כוויות, מוות רקמות ואפילו מוות מיידיות. בעת עבודה עם מכשירי חשמל, אתה צריך לעקוב אחר תקנות הבטיחות.

בטבע, ניתן למצוא הרבה תופעות שבהן חשמל משחק תפקיד מפתח: מיצורים עמוקים (קרניים חשמליות), מסוגל להכות בחשמל, לברקים במהלך סופות רעמים. האדם השתלט זמן רב על הכוח הטבעי הזה ומשתמש בו במיומנות, הודות לכל עבודות האלקטרוניקה המודרניות.

יש לזכור שתופעות הטבע יכולות להיות מועילות ומזיקות לבני אדם. לימוד בבית הספר והחינוך המתמשך מסייע לאנשים להשתמש נכון בתופעות העולם לטובת החברה.

צפה בסרטון: חדשות מהעבר מהדורה עולמית עונה 3 - ניקולה טסלה (פברואר 2020).

עזוב את ההערה שלך