Elektriciteit Physics: bepaling, ervaring eenheid

Elektriciteit Physics - is iets waarmee geconfronteerd met ieder van ons. In dit artikel zullen we kijken naar de basisbegrippen die ermee verbonden zijn.

Wat is elektriciteit? Voor de niet-ingewijden persoon is gekoppeld aan een bliksemflits of de energievoorziening tv en een wasmachine. Hij weet dat het gebruik van een elektrische stroom. Wat kan hij zeggen? Over onze afhankelijkheid van elektriciteit te worden herinnerd hoogspanningslijnen. Iemand kan een aantal andere voorbeelden te noemen.

Echter, als gevolg van elektriciteit zijn vele andere, minder voor de hand liggende, maar alledaagse verschijnselen. Met elk van hen introduceren we de natuurkunde. Elektriciteit (taken, definities en formules) beginnen we om te studeren op school. En we leren veel interessante dingen. Het blijkt, het kloppend hart, het lopen atleet, slapende kind en drijvende vis - allemaal te genereren elektrische energie.

Elektronen en protonen

We definiëren de basisconcepten. Vanuit het oogpunt van de wetenschapper, elektriciteit fysica geassocieerd met de beweging van elektronen en andere geladen deeltjes in verschillende stoffen. Daarom is het wetenschappelijk inzicht in de aard van het fenomeen van belang voor ons is afhankelijk van het niveau van kennis over atomen en hun samenstellende subatomaire deeltjes. De sleutel tot dit inzicht is klein elektronen. Atomen van elke stof die één of meer elektronen bewegen in verschillende banen rond de kern, evenals de planeet banen rond de zon. Kenmerkend is het aantal elektronen per atoom gelijk aan het aantal protonen in de kern. Echter, protonen, die aanzienlijk zwaarder dan elektronen worden beschouwd als uiteengezet in het midden van het atoom. Dit zeer vereenvoudigd model van het atoom is voldoende om de basis van deze verschijnselen als elektriciteit de natuurkunde.

Wat u moet weten? De elektronen en protonen dezelfde grootste elektrische lading (maar van tegengesteld teken), zodat zij tot elkaar. lading van het proton is positief en het elektron - negatief. Atoom met elektronen groter of kleiner dan gewoonlijk, genaamd ionen. Als het atoom niet genoeg is, is er sprake van een positief ion. Als het een overmaat aan hen bevat, is er sprake van een negatieve ionen.

Wanneer elektronen verlaten het atoom positieve lading verkrijgt. Electron zonder het tegenovergestelde - een proton of gaat naar een ander atoom of terugkeren naar het vorige.

Waarom elektronen verlaat het atoom?

Dit is te wijten aan verschillende redenen. De meest voorkomende is dat onder impuls van licht of uitwendige elektrondonor per atoom bewegende elektron uit de baan kunnen worden uitgeworpen. Warmte zorgt ervoor dat de atomen om sneller te oscilleren. Dit betekent dat de elektronen kunnen worden geëmitteerd vanuit de atomen. In chemische reacties, zij zich ook van atoom tot atoom.

Een goed voorbeeld van de relatie van de chemische en de elektrische activiteit van de spieren geven ons. De vezels contract wanneer een elektrisch signaal van het zenuwstelsel. Elektrische stroom stimuleert de chemische reacties. Ze leiden ook tot een vermindering van de spier. Uitwendige elektrische signalen worden vaak gebruikt om kunstmatig stimuleert spieractiviteit.

geleidingsvermogen

In sommige stoffen elektronen onder invloed van een extern elektrisch veld beweegt vrijer dan in andere. Ze zeggen dat deze materialen hebben een goede geleiding. Ze heten geleiders. Deze omvatten de meeste metalen, hete gassen en sommige vloeistoffen. Air, rubber en olie, polyethyleen en glas niet elektrisch geleidend. Ze heten isolatoren en worden gebruikt voor de isolatie van goede geleiders. Ideaal isolatoren (absoluut niet geleiden) bestaat niet. Onder bepaalde omstandigheden kunnen elektronen van elk atoom verwijderd. Gewoonlijk zijn deze omstandigheden zo moeilijk te bereiken dat vanuit praktisch oogpunt kan een dergelijke stof worden beschouwd als niet-geleidend.

Kennismaken met een wetenschap als natuurkunde (paragraaf "elektriciteit") leren we dat er een speciale groep van stoffen. Het halfgeleiders. Zij gedragen zich mede als diëlektricum, deels - als geleiders. Hiertoe behoren in het bijzonder omvatten: germanium, silicium en koperoxide. Vanwege de eigenschappen van halfgeleiders vindt vele toepassingen. zoals fietsband ventiel het stelt de ladingen bewegen in één richting: bijvoorbeeld, kan elektrische afsluiter zijn. Dergelijke inrichtingen zijn gelijkrichters genoemd. Ze worden gebruikt in miniatuur radio-ontvangers, en grote elektriciteitscentrales naar AC om te zetten in DC.

Warmte een chaotische bewegingsvorm van moleculen of atomen en temperatuur - meting van de intensiteit van de beweging (maximaal metalen neerwaartse beweging van de elektronen temperatuur wordt losser). Dit betekent dat de weerstand tegen vrije beweging van elektronen afneemt met afnemende temperatuur. Met andere woorden, de geleidbaarheid van het metaal toeneemt.

supergeleiding

In sommige stoffen bij zeer lage temperaturen, weerstand tegen stroming van elektronen volledig verdwijnt en de elektronen in beweging blijft oneindig. Dit verschijnsel heet supergeleiding. Bij een temperatuur enkele graden boven het absolute nulpunt (- 273 ° C) wordt waargenomen in metalen zoals tin, lood, aluminium en niobium.

Vandegraaffgenerator

Het curriculum omvat een verscheidenheid aan experimenten met elektriciteit. Er mozhestvo generatoren soorten, waarvan we zouden willen werken. De Van De Graaff versneller wordt gebruikt om superhigh spanning te verkrijgen. Als een object met een overmaat van positieve ionen in de houder toe te voegen en op het binnenoppervlak van de laatste zijn elektronen en aan de buitenkant - dezelfde hoeveelheid positieve ionen. Indien het binnenoppervlak van de nu geladen voorwerp raakt, dan zal langs alle vrije elektronen. Aan de buitenzijde van de positieve ladingen blijven.

Van de Graaff De positieve ionen uit de bron worden toegevoerd aan een transportband uitstrekt in een metalen bol. Tape verbonden met het binnenoppervlak van de bol met een geleider in de vorm van de nok. De elektronen stromen van het binnenoppervlak van de bol. Aan de buitenzijde daarvan verschijnt positieve ionen. Het effect kan worden versterkt door het gebruik van twee generatoren.

elektrische stroom

In school natuurkunde omvat natuurlijk zoiets als een elektrische stroom. Wat is het? De elektrische stroom als gevolg van de beweging van elektrische ladingen. Wanneer de elektrische lamp aangesloten op de accu wordt ingeschakeld, vloeit langs de draad van de ene pool van de accu aan de lamp, dan door het haar, waardoor het te gloeien, en keert terug naar de tweede draad naar de andere pool van de accu. Als u de schakelaar zal het circuit te openen - actuele verkeerssituatie stopt en het licht gaat uit.

De beweging van elektronen

Stroom meestal een geordende beweging van de elektronen in het metaal dat dient als de geleider. Alle geleiders en een aantal andere stoffen altijd voorkomen wat willekeurige hun beweging, zelfs als de stroom niet stromen. De elektronen in de stof kunnen relatief vrij of sterk gebonden zijn. Goede geleiders vrije elektronen kunnen bewegen. Maar slechte geleiders of isolatoren, de meeste van deze deeltjes voldoende vast met de atomen waarmee hun beweging voorkomt.

Soms natuurlijk of kunstmatig gecreëerd in de geleider beweging van elektronen in een bepaalde richting. Deze stroom wordt genoemd en elektrische schok. Het wordt gemeten in ampères (A). Stroomgeleiders kan tevens als ionen dienen (in gassen of oplossingen) en een "gat" (een gebrek aan elektronen in bepaalde typen halfgeleiders. Recente gedragen als positief geladen dragers van de elektrische stroom. Om de elektronen te dwingen om te bewegen in een of andere richting, de gewenste kracht. In de natuur de bron kan zijn: blootstelling aan zonlicht, magnetische effecten en chemische reacties Sommigen van hen worden gebruikt om elektrische stroom Meestal voor dit doel te produceren: .. generator met behulp van magnetische effecten, en element (batterij), waarvan het effect is door chemische reacties. Beide apparaten, waardoor een elektromotorische kracht (EMF) veroorzaken elektronen bewegen in een richting langs de keten. De grootte van de EMF gemeten in volt (V). Dit zijn de basiseenheden van vermogensmeting.

De grootte van de EMF en stroom zijn verbonden als druk en stroming in de vloeistof. Waterleidingen altijd gevuld met water onder een zekere druk, maar het water begint te stromen wanneer de klep wordt geopend.

Evenzo de elektrische schakeling kan worden verbonden met een bron van elektromotorische kracht, maar de huidige daarin niet zolang niet wordt vastgesteld baan waarlangs elektronen kunnen bewegen stromen. Ze kunnen bijvoorbeeld een elektrische lamp of een stofzuiger, de schakelaar speelt hier de rol van een kraan, stroom "die veroorzaakt".

De verhouding tussen stroom en spanning

Wanneer de spanning toeneemt en de huidige groei in het circuit. Het bestuderen van de fysica Natuurlijk weten we dat de elektrische circuits zijn opgebouwd uit verschillende onderdelen: meestal schakelen draden en apparatuur - de consument van elektriciteit. Ze zijn allemaal met elkaar verbonden, leveren elektrische weerstand, die (uitgaande temperatuur constant) niet verandert met de tijd, maar elk van hen is verschillend voor deze componenten. Daarom, wanneer dezelfde spanning wordt aangelegd aan de lamp en het ijzer, de stroom van elektronen in elk van de inrichtingen verschillend zijn vanwege hun verschillende weerstandswaarden. Dientengevolge wordt de stroom door een bepaald schakeldeel niet alleen bepaald voltage, maar de weerstand van leidingen en apparatuur.

Wet van Ohm

De elektrische weerstand wordt gemeten in ohm (ohm) zodanig wetenschappen zoals fysica. Elektriciteit (formule definities experimenten) - breed onderwerp. We zullen niet complexe formules te tonen. Voor de eerste kennismaking met het onderwerp voldoende is hierboven gezegd. Echter, een formule is het de moeite waard om mee te nemen. Het is in een handomdraai. Voor elke geleider of geleiders systeem en inrichtingen relatie tussen de spanning, stroom en weerstand wordt gegeven door: spanning = stroom x weerstand. Dit is een wiskundige uitdrukking van de wet van Ohm, genoemd ter ere van Georg Ohm (1787-1854 gg.), Die is de eerste die de relatie tussen deze drie parameters vast te stellen.

Elektriciteit Physics - een zeer interessante tak van wetenschap. We hebben overwogen alleen de basisbegrippen die ermee verbonden zijn. Je weet wat elektriciteit is, hoe het wordt gevormd. We hopen dat deze informatie is nuttig voor u.