Существует также различие в страхе, создаваемом в проводниках изменениями магнитных токов. Потоки Фуко, как их называют, не только текут по кабелям, но и образуют вихревые токи. Индуцированные токи обладают теми же свойствами, что и двери.
Постоянный электрический ток
Электричество обеспечивает комфорт современной жизни. Технологические достижения культуры — энергетика, транспорт, радио, телевидение, компьютеры, мобильная связь — все они основаны на электричестве.
Электричество — это направленное движение заряженных частиц, переносящих заряд из одной области в другую.
Электричество может производиться различными способами — твердыми телами, жидкостями и газами. Иногда это даже не обязательно — потоки могут быть даже в космосе! Со временем это будет объяснено, но пока это лишь несколько примеров.
— Используйте металлические тросы для укорачивания полюсов батареи. Свободные электроны в кабеле инициируют направленное движение батареи от «минуса» к «плюсу». Это пример металлического тока.
— Насыпьте щепотку поваренной соли в чашку воды. Молекулы соли распадаются на ионы, поэтому в растворе присутствуют положительные и отрицательные ионы. Теперь поместите в воду два электрода, соединенных с полюсом батареи. Ионы будут двигаться к отрицательному электроду, а ионы начнут двигаться к положительному электроду. Это пример тока, проходящего через раствор электролита.
— Облако молнии создает настолько мощное электрическое поле, что оно способно пробить воздушный промежуток в несколько километров. В результате в воздух проникает огромный разряд — молния. Это пример электричества в газе.
Во всех трех примерах электричество вызвано движением заряженных частиц в теле и называется терапевтическим током.
— Далее следуют несколько иные примеры. Переместим заряженное тело в пространство. Эта ситуация соответствует текущему определению! Существует направленное движение грузов и существует движение грузов в область. Ток, возникающий при движении макроскопического заряженного тела, называется синагогой.
Обратите внимание, что не все движения заряженных частиц образуют токи. Например, хаотические тепловые движения трубопроводных грузов не индуцируются (происходят в любом направлении) и поэтому не являются токами (токи, свободные грузы продолжают совершать тепловые движения! (плавное отвлечение в определенном направлении). Специфическое движение фора одного электрически нейтрального тела также актуально. Заряженные частицы его атомов осуществляют направленное движение, но грузового перемещения из одной части пространства в другую не происходит.
Направление электрического тока
Направление движения заряженных частиц, образующих ток, зависит от показаний их заряда. Положительно заряженные частицы движутся от «положительного» к «отрицательному», а отрицательно заряженные — от «отрицательного» к «положительному». Например, в электролитах и газах существуют как положительные, так и отрицательные свободные заряды, с токами от противоположных движений в обоих направлениях. Какое из этих направлений следует считать направлением электричества?
Направление тока принимается за направление положительной нагрузки.
Проще говоря, ток течет от положительного полюса к отрицательному (рис. 1: положительный полюс источника питания представлен длинным проводом, отрицательный — коротким).
Этот договор в некоторой степени не соответствует наиболее распространенному случаю с металлическими трубопроводами. В металлах носителями груза являются свободные электроны, переходящие из «отрицательного» состояния в «положительное». Однако, согласно договору, мы вынуждены предположить, что направление тока в металлическом проводнике противоположно движению свободных электронов. Конечно, это не очень удобно.
Но мы ничего не можем с этим поделать — мы должны принять очевидную ситуацию. Это исторический факт. Выбор направления тока был предложен Ампером (Ампер должен был дать четкое правило для определения направления силы, приложенной к ревматическому проводнику магнитным полем. Сегодня мы называем эту силу Ампер. Она была определена из правила левой руки в первой половине XIX века, за 70 лет до открытия электрона. Все были знакомы с этим вариантом, и ничего не изменилось, когда в 1916 году было обнаружено, что ток в металлах вызывается движением свободных электронов.
Действия электрического тока
Как понять, течет электрический ток или нет? Появление электричества можно определить по следующим событиям
1. тепловой эффект тока. Ток нагревает материал, через который он проходит. Таким образом происходит нагрев и нагрев катушек лампы. Вот почему вы видите молнии. Действие термоусилителя основано на тепловом расширении трубопровода под действием тока, что вызывает перемещение стрелки на приборе.
2. магнитное действие тока. Электричество создает магнитное поле. Игла компаса рядом с кабелем перпендикулярна кабелю, когда ток активен. Обертывание проволоки вокруг железного стержня увеличивает магнитное поле тока и позволяет получить электромагнит. Это принцип, по которому действуют магнитные поля в магнитных системах. Электромагнит вращается в постоянном магнитном поле, и игла перемещается по шкале.
3. химическое действие тока. При прохождении электрического тока через электролит можно наблюдать изменения в химическом составе вещества. Например, в растворе положительные ионы движутся к отрицательному электроду, который перекрывается медью.
Если одна и та же нагрузка проходит через поперечные сечения трубопровода через равные промежутки времени, то ток называется непрерывным.
Непрерывные токи легче всего изучать. Мы начинаем здесь.
Как вы уже знаете, трубопроводы обычно металлические. Электрические трубы в наших квартирах обычно медные или алюминиевые. Как же электричество доходит до металла?
Что называют электрическим током?
Определение электричества состоит в явлении плавного движения частиц, несущих определенную нагрузку. Электричество — это плавное движение заряженных частиц, которое происходит под воздействием электрического поля. Если вещество является проводником, то эти частицы — электроны электролита, положительно и отрицательно заряженные частицы (катионы и анионы); в случае полупроводников — это «дырки». Последние представляют собой квазичастицы с положительной нагрузкой, равной основной нагрузке, характеризующей проводник.
Важно: В природе также существует поток поляризации, результат которого обусловлен изменением разности потенциалов. Он имеет переменную природу и действует на умеренные частицы электричества и не смещает нагрузку за предел.
Поскольку в цепи есть электричество, основным требованием является наличие замкнутой цепи. Если цепь разомкнута, частицы не могут двигаться. Чтобы иметь возможность двигаться, они используются:.
- Увеличение температуры проводника;
- Влияние разности потенциалов на переносчиков заряда;
- Реакции химической природы, результатом которых является образование нового вещества;
- Влияние сил магнитного поля на проводник.
Результатом движения заряженной частицы является: частица движется под действием заряженной частицы.
- Свет в люминесцентных приборах (излучение света);
- Выделение тепловой энергии (нагревательные элементы);
- Механическая работа (при эксплуатации электро двигателей и других подобных приборов);
- Излучения электромагнитной природы.
Электричество характеризуется интенсивностью и плотностью. Мощность — это численно измеряемая величина. Она равна причине самой нагрузки за время ее прохождения через участок пересечения проводящего материала. Плотность рассчитывается путем деления мощности на площадь участка пересечения, описанного выше.
Характер движения частиц может быть переменным и стабильным. При постоянных токах функция не меняется со временем, но переменные токи не действуют.
Важно: Существуют токи обработки и поляризации. Первая вызвана движением отрицательно заряженных частиц в металле по отношению к ионной сетке. Вторая обусловлена движением электронов до пределов проводников и непроводящих материалов (диэлектриков).
Что является носителем электрического тока?
Экспериментально доказано, что это основной носитель электричества. Электроны могут свободно перемещаться в веществе, называемом проводником. Эта способность становится возможной благодаря отрыву электронов, движущихся по своим внешним орбитам, от отдельных тел материи.
В полупроводниках циркуляция электричества также возможна, но с некоторыми трудностями. Движение заряженных частиц в полупроводниках зависит от внешних факторов (давление, излучение и т.д.).
Расширение не увеличивает ток, так как количество свободных электронов в нем минимально. Между этими тремя группами нельзя установить четких границ. В электроприборах проводники могут перемещать груз, а диэлектрики придают ему нужное направление.
Возникновение электричества обусловлено воздействием на заряженные частицы (экзогенные силы) внешних сил, которые не имеют электростатического происхождения. Они создают электрическое поле на проводящем материале, которое заставляет активно заряженные элементы двигаться в направлении силы этого поля. В этом случае электроны, несущие отрицательный заряд, движутся в противоположном направлении.
Важно: В металлах электроны перемещаются постепенно. Негативные частицы находятся в состоянии хаотического движения на перекрестке. Температура вещества повышается из-за столкновений молекул между собой и их взаимодействия с электронами. Когда отрицательная частица встречается с молекулой, направление ее движения меняется, и она медленно движется вперед по сложному пути. Хаотичное движение частицы в заданном направлении в течение длительного периода времени называется скольжением. Электричество в металлах является такой частицей.
Из чего состоит ток (свойства)?
Движение заряженных частиц в цепи отвечает за следующие электрические свойства
- Тепловых. При движении заряженных частиц по проводнику (полупроводнику), его температура повышается. Данное явление лежит в основе работы нагревательных приборов (плиты, обогреватели, чайники и др.). Количество образовавшейся тепловой энергии зависит от напряжения на данном участке цепи, времени протекания самого тока и подчиняется закону Джоуля-Ленца.
- Химических. Электролиты, имеющие в своем составе положительные ионы, проходят через процесс электролиза. Он представляет собой процесс окислительно-восстановительного характера, происходящего на электродах в процессе движения заряженных частиц сквозь раствор или расплав. К положительно заряженному аноду, в результате электролиза, присоединяются анионы с отрицательным зарядом, к отрицательному катоду притягивается положительный катион. Таким образом, вещества, которые присутствуют в электролите после электролиза выделяются на электродах источника электричества.
- Магнитных. При прохождении заряда сквозь проводник, вокруг него возникает пространство магнитного характера. Проводник характеризуется магнитными свойствами. Если вблизи от него находится, например, стрелка компаса, она примет положение перпендикулярное проводящему предмету. Первым ученым, наблюдавшим магнитные свойства, стал Эрстед в 1820 году, а цифровые закономерности этого процесса установил Ампер.
- Световых. Ярким примером проявления подобных свойств является лампа накаливания. Ее нагревательный элемент в виде спирали, в результате прохождения по ней тока, нагревается и начинает светиться белым светом. На долю световой энергии приходится 5% от общего количества электроэнергии, остальная превращается в тепло.
- Механических. Любой проводник, после прохождения по нему заряженных частиц, отмечается наличием вокруг себя магнитного поля. Магнитные действия преобразовываются в движения. Явление нашло применение в реле, электродвигателях, магнитных подъемниках и других устройствах. Механические свойства объясняются законом Ампера, который был сформулирован еще в 1820 году.
Важно! На основании вышеизложенной информации можно сделать вывод, что ток может давать разные результаты. Это может проявляться как по отдельности, так и в комбинации.
Понять, что такое ток и напряжение. Теперь пришло время понять, как распределяется электроэнергия. Это придаст вам уверенности при работе с будущими приборами.
Характеристики
Электричество характеризуется величиной, которая описывает его свойства.
Сила и плотность тока
Термин «сила тока» часто используется для описания электрических функций. Название не совсем корректно. Это связано с тем, что он описывает только интенсивность движения электрической нагрузки, а не ее мощность в прямом смысле. Однако этот термин используется и относится к электричеству (нагрузке), которое просачивается через уровень поперечного сечения проводника. Единицей тока в системе СИ является ампер (a).
1 a означает, что через поперечное сечение проводника проходит 1 Кл заряда в секунду (1a = 1 Кл/с).
Плотность тока — это векторная величина. Вектор направлен в сторону положительной нагрузки. Измеренное значение этого вектора равно отношению токов в пересекающемся участке проводника, перпендикулярном направлению потока нагрузки, к площади этого пересекающегося участка. Системы СИ измеряются в А/М 2. Плотность является более компетентной мерой электричества, но на практике чаще используется термин «интенсивность».
Разность потенциалов (напряжение) на участке цепи выражается соотношением: u = i x r, где u — напряжение, i — ток, r — сопротивление. Это знаменитый закон Ома для электрических цепей.
Мощность
Электрические силы действуют против активного и реактивного сопротивлений. При пассивном сопротивлении проект преобразуется в тепловую энергию. Мощность — это работа, выполняемая в единицу времени. Термин «мощность тепловых потерь» применим к электроэнергии. Физики Джоуль и Ленц показали, что способность трубопровода терять тепло равна напряжению: p = i x u. Единицами мощности являются Вт (WAT).
Частота
Переменные токи также характеризуются частотой. Эта функция показывает, как изменяются периоды (колебания) в единицу времени. Единицы измерения частоты — герцы. 1 Гц = 1 период в секунду. Стандартная частота для промышленных токов составляет 50 Гц.
Ток смещения
Понятие поляризованного тока было введено для удобства, но в классическом смысле его нельзя назвать током, так как нет движения груза. Интенсивность магнитного поля, с другой стороны, зависит от обработки и поляризационного тока.
Токи переноса могут наблюдаться в конденсаторах. Передачи груза между токами заряда и разряда не происходит, но ток поляризации проходит через конденсатор и замыкает электрическую цепь.
Виды тока
В зависимости от производства ИТ и его характеристик, электричество бывает непрерывным или переменным. Непрерывные течения — это потоки, которые не меняют направления. Она всегда течет в одном направлении. Переменные токи периодически меняют направление. Потоки переменного тока — это все токи, кроме непрерывных. Если мгновенные значения повторяются в постоянной последовательности через нормальные промежутки времени, то такие токи называются магазинными.
Классификация переменного тока
Токи, изменяющиеся во времени, можно классифицировать следующим образом.
- Синусоидальный, подчиняющийся синусоидальной функции во времени.
- квазистационарный – переменный, медленно изменяющийся во времени. Обычные промышленные токи являются квазистационарными.
- Высокочастотный – частота которого превышает десятки кГц.
- Пульсирующий – импульс которого периодически изменяется.
Существует также различие в страхе, создаваемом в проводниках изменениями магнитных токов. Потоки Фуко, как их называют, не только текут по кабелям, но и образуют вихревые токи. Индуцированные токи обладают теми же свойствами, что и двери.
Дрейфовая скорость электронов
Электричество движется по металлическому проводнику со скоростью света. Однако это не означает, что заряженные частицы переносятся от полюса к полюсу с одинаковой скоростью. Фактическое движение электронов в металлическом проводнике составляет всего 0,1 мм в секунду, поскольку на своем пути они встречают сопротивление людей. Фактическая скорость перемещения электронов в проводнике называется скоростью скольжения.
Замыкание полюсов источника с проводником приводит к образованию мгновенного электрического поля вокруг проводника. Чем выше ADR источника, тем сильнее напряженность электрического поля. В ответ на силу поля заряженные частицы немедленно приобретают упорядоченное движение и начинают дрейфовать.
Направление электрического тока
Традиционно считается, что вектор электричества направлен к отрицательному полюсу источника питания. В действительности, однако, электроны движутся к положительному электроду. Эта традиция возникла потому, что направление вектора считалось движением катионов в электролите. Это, как правило, отрицательный электрод.
Позже были обнаружены отрицательно заряженные электроны в металлах, но физики не изменили своего первоначального убеждения. Таким образом, утверждение о том, что токи направлены от положительного к отрицательному, было подкреплено.
