Jelenlegi erősség. Jelenlegi mértékegységek

És az elektromos készülékek tervezése.

Az elektromos áram a töltött részecskék egyirányú mozgása. Az áramerősség egy olyan fogalom, amely ezt a folyamatot jellemzi. Fizikai jelentése a vezető keresztmetszetén egységnyi idő alatt átáramló töltés mennyisége.

Egységek

A nemzetközi mértékegységek rendszerében az áramot általában amperben (A) mérik. Erről döntött 1881-ben a villanyszerelők nemzetközi konferenciája.

Ampere Andre-Marie egy francia tudós, aki a fizika és a matematika területén dolgozott, és sok munkát fektetett az elektromosság tanulmányozásába. Érdemei ezen a területen olyan magasak, hogy a tudományos világ számos képviselője méltónak tartja Ampere-t az elektrodinamika megalapítója címére.

Az 1 A-es áram meglehetősen erős, ezért gyakran használják a milliamper (mA, 0,001 A) és a mikroamper (μA, 10^-6 A) mértékegységeit.

Az egységrendszerben:

• SGSM (elektromágneses), Sokkal kevésbé gyakori, hogy az áramot amperben vagy bioban mérik. Az egységek aránya a következő: 1 amper = 0,1 amper;
• SGSE (elektrostatikus) A statampere mértékegysége használatos. Arány: 1 amper = 2997924536,843 bélyeg.

Az abamper és a statampere mértékegységeket széles körben használják az elméleti fizikában.

Képlet

A számítások elvégzésekor az áramerősséget az I betű jelöli.

Az áramerősség képlete a következő: I = q / t, ahol:

• q - töltés, C (coulomb);
• T - idő, s.

Ez magában foglalja az amper méretét: (A) = (C/s). 1 C egyenlő 6,241509343 x 10 18 elektron töltésével. 2011-ben úgy döntöttek, hogy néhány máshoz hasonlóan megváltoztatják az amper mértékegységének meghatározását úgy, hogy összekapcsolják egy elektron töltésével.

Ismert - és esetén az áramerősséget az I = U / R határozza meg, ahol:

• U - feszültség, V;
• R az áramköri szakasz elektromos ellenállása, Ohm.

Meghatározás

Az SI-rendszerben 1 A-es áram alatt azt értjük, amely két végtelenül hosszú, elhanyagolható keresztmetszetű, vákuumban elhelyezkedő, 1 m-es távolságra elválasztott vezetéken áthaladva 2-es vonzóerőt okoz közöttük. x 10 -7 newton (N ).

Az abampert az SGSM rendszerben ugyanígy határozzák meg, csak ebben az esetben az erőt dinben, a távolságot pedig centiméterben mérik. A vezetékek közötti vonzás a mozgó töltött részecskék körül mindig fellépő mágneses mezők jelenlétének köszönhető (Bio-Savart törvénye).

A 19. század végén ettől eltérő definíció volt érvényben, amely az elektromos áram elektrolízist, azaz a különféle elemeket oldatból való elválasztására való képességén alapult.

Ez a képesség annak köszönhető, hogy az összetett vegyszerek mindig két komponenst tartalmaznak: egy oxidálószert és egy redukálószert.

Az oxidálószer vonzza az elektronokat a redukálószerből és negatív töltést kap, míg a redukálószer pozitív töltést.

Amikor áramot vezetünk át egy oldaton, a negatív töltésű oxidáló atomok pozitív potenciállal, a redukálószer atomok pedig a negatív potenciállal vonzódnak az elektródához. A felszabaduló anyag mennyisége az oldaton áthaladó elektromosság mennyiségétől függ.

A kísérletek során megállapították, hogy 1 A-es áram hatására 4,025 g ebből a fémből óránként (0,001118 g/másodperc) szabadul fel az ezüstsó oldatából.

A különböző eszközök jelenlegi erőssége

A különböző eszközökben és áramkörökben folyó áram erőssége nagyon eltérő, íme néhány példa:

• hallókészülék: 0,7 mA;
• 56 hüvelykes plazma TV: 250–290 mA;
• kenyérpirító, minisütő: 5-6 A;
• : 500-830 mA;
• hajszárító: 4,5 A.

Egy elektromos áramkörben

Az elektromos áramkörben lévő áram megfelel a G. Kirchhoff által felfedezett törvényeknek:

Ezen a jelenségen alapul a differenciáláram-kapcsoló, közismert nevén a működése. Az eszköz egyik érintkezője a fázishoz, a másik a nulla vezetékhez csatlakozik, amelyek lényegében az RCD által kiszolgált áramkör eleje és vége.

E törvény szerint az áramkör normál működése során a készülék mindkét részében az áram egyenlő lesz, függetlenül a csatlakoztatott terhelés típusától és teljesítményétől. Ha hirtelen különbség (különbségi áram) jelenik meg, ez áramszivárgást jelez.

A szivárgás viszont három dolog egyikét jelenti:

1. egy fázis megszakadt egy elektromos készüléken;
2. érintkezés történt a feszültség alatt álló részek és a földelt fémszerkezetek között, amely tűzzel teli.

Az RCD úgy van kialakítva, hogy differenciáláram jelenlétében kikapcsoljon. A jel az a mágneses tér, amely szivárgáskor megjelenik a készülékben, miközben egyenlő áramerősségnél az általuk létrehozott mágneses mezők kioltják egymást.

Az ampermérő, ellentétben a voltmérővel, sorba van kötve a terheléssel, azaz nyitott áramkörben (a voltmérő párhuzamosan van csatlakoztatva).

Vezeték mérete

A vezetőben folyó elektromos áram kétféleképpen hat:

• elektromágneses mezőt hoz létre;
• a vezető felmelegedését okozza.

Ha a mágneses tér elhanyagolható (a vezeték nincs becsavarva), akkor szinte az összes áramot fűtésre fordítják.

Vezeték-keresztmetszet az áramhoz és a teljesítményhez

A fűtési teljesítményt a W = I 2 * R képlet határozza meg, ahol:

• W - fűtési teljesítmény, W;
• I - áramerősség, A;
• R - vezeték ellenállása, Ohm.

A vezetékek ellenállása a területüktől függ: minél nagyobb, annál kisebb az ellenállás. Ezért az elektromos vezetékek tervezésekor fontos a vezetékek keresztmetszetének kiválasztása (speciális táblázatokat használnak), hogy névleges terhelés mellett ne melegedjenek túl. Ellenkező esetben a szigetelés megolvadhat, amit rövidzárlat vagy tűz követhet.

Rövidzárlati áram

A fenti képlet az áramerősséget a feszültséggel és az ellenállással kapcsolja össze: I = U / R. Nyilvánvalóan, ha az R értéke közel nulla, ami megtalálható például az alumíniumban és (kábelmagok gyártásához), az áramerősség a végtelenbe hajlik .

Ezt a jelenséget rövidzárlati áramnak (SC) nevezik. Ez akkor fordul elő, amikor elektromos érintkezés lép fel a fázis és a nullavezető között, megkerülve a terhelést.

A rövidzárlati áram jelentős mértékben felmelegíti a vezetékeket, ami tüzet okozhat. Ezért az elektromos hálózatokat speciális eszközökkel védik - megszakítókkal vagy biztosítékokkal.

Ha az áramerősség nagyobb, mint a névleges érték, a készülék belsejében lévő vezető megolvad (biztosítékok) vagy a hőrelé (megszakítók) működésbe lép, aminek következtében az áramkör megszakad.

AC táp

A pillanatnyi értékkel számításokat végezni meglehetősen kényelmetlen: rendkívül nehezen megoldható trigonometrikus egyenletekkel kell megküzdenie. A feladat egyszerűsítése érdekében a váltakozó áramot annak effektív értékével helyettesítjük. Ez ekvivalens egy adott változóval, vagyis ugyanazt a munkát állítja elő.

A szinuszos váltakozó áram effektív értéke 1,41-szer kisebb, mint az amplitúdóértéke. Vagyis ha azt mondják, hogy egy váltóáramú áramkörben 5 A áram folyik, akkor valójában az áramerősség benne 7,05 A és -7,05 A között ingadozik.

Ugyanez vonatkozik a váltakozó feszültségre is. Vagyis egy egyfázisú 220 voltos hálózatban a feszültség valójában 311 V amplitúdóval ingadozik.

Videó a témáról

Mi az áramerősség? Magyarázat a videóban:

Az áramerősség az elektromos áramkör állapotát jellemző legfontosabb paraméter. Ezért egy rádióamatőrnek gyakran ampermérővel, ill. Fontos megjegyezni, hogy egyes készülékek nem rendelkeznek túlterhelés elleni védelemmel, ezért a mérési tartományt, amikor a mért érték sorrendje ismeretlen, a legnagyobb értéktől kezdve kell kiválasztani.

Az áramerősség fogalma a modern elektrotechnika alapja. Ezen alapvető ismeretek nélkül lehetetlen az áramkörökre vonatkozó számításokat végezni, elektromos műveleteket végezni, az áramkörben keletkezett sérüléseket megelőzni, azonosítani és megszüntetni.

Hogyan keletkezik

Ahhoz, hogy megértsük, mi az áramerősség, ismernie kell az előfordulásának feltételét - a részecskék létezését ingyenes töltéssel. A vezetőn (keresztmetszetén) áthalad egyik pontból a másikba. Az áram fizikája az elektronok rendezett mozgásából áll, amelyekre az áramforrásból származó elektromos tér hat. Minél több töltött részecskét adnak át, és minél gyorsabban mozognak egy irányba, annál több töltés éri el a célt.

A zárt áramkör elemei az áramforráson kívül összekötő vezetékek, amelyeken keresztül áramlik át, és energiafogyasztók (telepítések, ellenállások).

További információ. A fémvezetőkben az elektronok töltésadóként, a gáznemű vezetőkben az ionok, a folyékony vezetőkben a töltött részecskék átvitele mindkét típusú részecske segítségével történik. Az áthaladási sorrend megsértése a töltések kaotikus mozgását jelzi, amelyben az áramkör feszültségmentessé válik.

Meghatározás

A vezetőben lévő áramerősség az egységnyi időintervallumban egy keresztmetszeten áthaladó elektromosság mennyisége. Ennek az értéknek a növeléséhez el kell távolítania a lámpát az áramkörből, vagy növelnie kell az akkumulátor által létrehozott mágneses mezőt.

Az elektromos áram SI-rendszer szerinti mértékegysége (Systeme International) az amper (A), amelyet a 19. század kiváló francia tudósáról, Andre-Marie Ampere-ről neveztek el.

További információ. Az Amper meglehetősen lenyűgöző elektromos mérték. A 0,1A-ig terjedő áramérték halálos veszélyt jelent az emberi életre. Egy égő 100 W-os háztartási villanykörte körülbelül 0,5 A áramot ad át, szobafűtőben ez az érték eléri a 10 A-t, egy hordozható számológéphez egy ezred amper szükséges.

Az elektrotechnikai gyakorlatban a kis mennyiségek mérése mikro- és milliamperben fejezhető ki.

Az áramerősséget egy mérőeszköz (amper vagy galvanométer) határozza meg, szekvenciálisan csatlakoztatva az áramkör kívánt szakaszához. Kis mennyiségek mérése mikro- vagy milliampermérővel történik. A villamos energia mennyiségének műszerek segítségével történő meghatározásának fő módszerei a következők:

• Magnetoelektromos – állandó áramértékkel. Ezt a módszert fokozott pontosság és alacsony energiafogyasztás jellemzi;
• Elektromágneses – álló és változó mennyiségekhez. Ezzel a módszerrel az áramkörben lévő áramot a mágneses mezőnek a modulációs érzékelő kimeneti jelévé való átalakítása eredményeként találják meg;
• Közvetett - ismert ellenálláson mért feszültség alapján. Ezután számítsa ki a kívánt értéket az Ohm-törvény segítségével (lásd alább).

A definíció szerint az áramerősség (én) a következő képlettel kereshető:

I = q/t, ahol:

• q – töltés áthalad a vezetőn (C);
• t a részecskék mozgatásával töltött idő (s).

Az áramerősség képlete a következő: a szükséges I érték a vezetőn áthaladó töltés és a felhasznált időtartam aránya.

Jegyzet! Az áram erősségét nemcsak a töltésen keresztül határozzák meg, hanem az Ohm-törvényen alapuló számítási képletekkel is, amely kimondja: az elektromosság erőssége egyenesen arányos a vezető feszültségével és fordítottan arányos az ellenállásával.

Az Ohm-törvény képlete segít megtalálni az áramerősséget, amely így néz ki:

I = U/R, itt:

• U – feszültség (V);
• R – ellenállás (Ohm).

A fizikai mennyiségek ezt a megállapított összefüggését különféle számításokhoz használják:

• figyelembe véve az áramforrás jellemzőit;
• számításokhoz bármilyen irányú áramkörben;
• többfázisú áramkörökhöz.

Jegyzet! Ha a vezetők sorba vannak kötve, akkor mindegyikük elektromossága egyenlő. A párhuzamos csatlakozás számos ampert biztosít, amely az egyes vezetők áramértékeinek összege.

Hogyan találjuk meg a teljesítményt (energiaátviteli vagy átalakítási sebességet) az áramérték alapján? Ehhez a következő képletet kell használnia:

P = U*I, ahol fent említettük a szorzott értékeket.

Fajták

Állandó és váltakozó áram mellett az erőssége változó. Egy állandó irányú részecskemozgású lánc esetén minden paraméter változatlan marad. Egy változó faj képes a nagyságát azonos vagy változó irányban változtatni. A villamos energia mennyisége ebben az esetben:

• pillanatnyi, a szögfrekvenciához kapcsolódó rezgések amplitúdójától és gyakoriságától függően;
• amplitúdó - a pillanatnyi áram maximális értéke egy bizonyos ideig;
• hatékony - az energia átalakításakor a hőmennyiség mindkét típusú áramból azonos.

A háztartási elektromos hálózatok váltakozó áramot vezetnek át, amely egy elektromos készülék (számítógép, TV) tápegységén áthaladva egyenárammá alakul.

Az áramerősség az elektromos energiához szorosan kapcsolódó fogalom, amely nagy jelentőséggel bír a mindennapi élet, a nemzetgazdaság és a stratégiai objektumok szempontjából. A villamosenergia-ipar ráadásul az állam gazdasági alapja, az országon belüli és nemzetközi szinten a fejlődés meghatározó vektora.

Videó

« Fizika - 10. osztály"

Elektromosság- töltött részecskék irányított mozgása. Az elektromos áramnak köszönhetően a lakásokat megvilágítják, szerszámgépeket mozgatnak, elektromos tűzhelyen lévő égőket fűtenek, rádió működik stb.

Tekintsük a töltött részecskék irányított mozgásának legegyszerűbb esetét - egyenáramot.

Milyen elektromos töltést nevezünk elemi töltésnek?
Mi az elemi elektromos töltés?
Mi a különbség a vezető és a dielektrikum töltései között?

Amikor a töltött részecskék egy vezetőben mozognak, az elektromos töltés egyik pontból a másikba kerül. Ha azonban a töltött részecskék véletlenszerű hőmozgáson mennek keresztül, például szabad elektronok egy fémben, akkor nem történik töltésátvitel (15.1. ábra, a). Egy vezető keresztmetszete átlagosan ugyanannyi elektront keresztez két ellentétes irányban. Az elektromos töltés csak akkor kerül át a vezető keresztmetszetén, ha a véletlenszerű mozgással együtt az elektronok is részt vesznek az irányított mozgásban (15.1. ábra, b). Ilyenkor azt mondják, hogy megy a karmester elektromosság.

Az elektromos áram a töltött részecskék rendezett (irányított) mozgása.

Az elektromos áramnak van egy bizonyos iránya.

Az áram irányát a pozitív töltésű részecskék mozgási irányának tekintjük.

Ha egy általában semleges testet mozgat, akkor a hatalmas számú elektron és atommag rendezett mozgása ellenére nem keletkezik elektromos áram. A bármely keresztmetszeten átvitt teljes töltés nulla lesz, mivel a különböző előjelű töltések azonos átlagsebességgel mozognak.

Az áram iránya egybeesik az elektromos térerősség vektor irányával. Ha az áramot negatív töltésű részecskék mozgása hozza létre, akkor az áram irányát ellentétesnek tekintjük a részecskék mozgási irányával.

Az áramirány megválasztása nem túl sikeres, mivel a legtöbb esetben az áram az elektronok - negatív töltésű részecskék - rendezett mozgását jelenti. Az áram irányának megválasztása akkor történt, amikor még semmit sem tudtak a fémek szabad elektronjairól.

Az áram hatása.

Közvetlenül nem látjuk a részecskék mozgását a vezetőben. Az elektromos áram jelenlétét az azt kísérő cselekvések vagy jelenségek alapján kell megítélni.

Először is, a vezető, amelyen keresztül az áram folyik, felmelegszik.

Másodszor, az elektromos áram megváltoztathatja a vezető kémiai összetételét: például felszabadíthatja kémiai komponenseit (réz a réz-szulfát oldatából stb.).

Harmadszor, az áram erőt fejt ki a szomszédos áramokra és mágnesezett testekre. Ezt az áramműveletet nevezzük mágneses.

Így egy mágneses tű az áramvezető közelében forog. Az áram mágneses hatása, ellentétben a kémiai és termikus hatásokkal, a fő, mivel kivétel nélkül minden vezetőben megnyilvánul. Az áram kémiai hatása csak az elektrolitok oldataiban és olvadékaiban figyelhető meg, a szupravezetőkben a fűtés hiányzik.

Az izzólámpában az elektromos áram áthaladása miatt látható fényt bocsátanak ki, és az elektromos motor mechanikai munkát végez.

Jelenlegi erősség.

Ha az áramkörben elektromos áram folyik, ez azt jelenti, hogy a vezető keresztmetszetén folyamatosan elektromos töltés kerül át.

Az egységnyi idő alatt átvitt töltés az áram fő mennyiségi jellemzőjeként szolgál, ún áramerősség.

Ha egy vezető keresztmetszetén Δq töltést viszünk át Δt idő alatt, akkor az áram átlagos értéke egyenlő

Az átlagos áramerősség egyenlő a Δt időintervallum alatt a vezető keresztmetszetén áthaladó Δq töltés és ehhez az időtartamhoz viszonyított arányával.

Ha az áramerősség idővel nem változik, akkor az áramot hívják állandó.

A váltakozó áram erősségét egy adott időpontban szintén a (15.1) képlet határozza meg, de a Δt időtartamnak ebben az esetben nagyon kicsinek kell lennie.

Az áramerősség, akárcsak a töltés, skaláris mennyiség. Lehet, hogy olyan pozitív, így negatív. Az áram előjele attól függ, hogy az áramkör körüli irányok közül melyiket tekintjük pozitívnak. Áramerősség I > 0, ha az áram iránya egybeesik a feltételesen választott pozitív iránnyal a vezető mentén. Különben én< 0.

Az áramerősség és a részecskék iránymozgási sebessége közötti összefüggés.

Legyen egy hengeres vezető (15.2. ábra) S területű keresztmetszete.

A vezető pozitív áramirányához a balról jobbra haladó irányt vesszük. Az egyes részecskék töltését q 0-nak tekintjük. A vezető térfogata, amelyet az 1. és 2. keresztmetszet határol, köztük Δl távolsággal, nSΔl részecskéket tartalmaz, ahol n a részecskék (áramhordozók) koncentrációja. Teljes töltésük a kiválasztott térfogatban q = q 0 nSΔl. Ha a részecskék υ átlagos sebességgel balról jobbra mozognak, akkor az idő alatt a vizsgált térfogatban lévő összes részecske áthalad a 2. keresztmetszeten. Ezért az áramerősség egyenlő:

Az áram SI mértékegysége az amper (A).

Ez az egység az áramok mágneses kölcsönhatása alapján jön létre.

Mérje meg az áramerősséget ampermérők. Ezeknek az eszközöknek a tervezési elve az áram mágneses hatásán alapul.

Az elektronok rendezett mozgásának sebessége a vezetőben.

Határozzuk meg az elektronok rendezett mozgásának sebességét fémvezetőben. A (15.2) képlet szerint ahol e az elektrontöltés modulusa.

Legyen például az áramerősség I = 1 A, és a vezető keresztmetszete S = 10 -6 m 2. Az elektrontöltés modulusa e = 1,6 10 -19 C. Az 1 m 3 rézben lévő elektronok száma megegyezik az ebben a térfogatban lévő atomok számával, mivel minden rézatom egy vegyértékelektronja szabad. Ez a szám n ≈ 8,5 10 28 m -3 (ez a szám az 54. § 6. feladatának megoldásával határozható meg). Ennélfogva,

Mint látható, az elektronok rendezett mozgásának sebessége nagyon alacsony. Ez sokszor kisebb, mint a fémben lévő elektronok hőmozgási sebessége.

Az elektromos áram létezéséhez szükséges feltételek.

Egy anyagban állandó elektromos áram kialakulásához és létezéséhez szükséges ingyenes töltött részecskék.

Ez azonban még mindig nem elég ahhoz, hogy áram keletkezzen.

A töltött részecskék rendezett mozgásának létrehozásához és fenntartásához olyan erőre van szükség, amely egy bizonyos irányban hat rájuk.

Ha ez az erő megszűnik, akkor a töltött részecskék rendezett mozgása megszűnik a fémek kristályrácsának ionjaival vagy az elektrolitok semleges molekuláival való ütközés következtében, és az elektronok véletlenszerűen mozognak.

A töltött részecskékre, mint tudjuk, elektromos tér hat a következő erővel:

Jellemzően a vezető belsejében lévő elektromos tér okozza és tartja fenn a töltött részecskék rendezett mozgását.
Csak statikus esetben, amikor a töltések nyugalmi állapotban vannak, a vezető belsejében az elektromos tér nulla.

Ha a vezető belsejében elektromos tér van, akkor a (14.21) képlet szerint potenciálkülönbség van a vezető végei között. Ahogy a kísérlet megmutatta, ha a potenciálkülönbség nem változik az idő múlásával, a egyenáramú elektromos áram. A vezető mentén a potenciál a vezető egyik végén lévő maximális értékről a másik végén a minimumra csökken, mivel a pozitív töltés a térerők hatására a csökkenő potenciál irányába mozdul el.

Mi a feszültség és az áramerősség?

Ma az áram és a feszültség legalapvetőbb fogalmairól fogunk beszélni, amelyek általános ismerete nélkül lehetetlen elektromos készüléket építeni.

Tehát mi a feszültség?

Egyszerűen fogalmazva feszültség- potenciálkülönbség az elektromos áramkör két pontja között, Voltban mérve. Érdemes megjegyezni, hogy a feszültséget mindig két pont között mérjük! Vagyis amikor azt mondják, hogy a vezérlőláb feszültsége 3 Volt, akkor ez azt jelenti, hogy a vezérlőláb és a föld közötti potenciálkülönbség ugyanaz, mint 3 volt.

A föld (Ground, Zero) egy pont az elektromos áramkörben, amelynek potenciálja 0 volt. Érdemes azonban megjegyezni, hogy a feszültséget nem mindig a földhöz viszonyítva mérik. Például a vezérlő két kivezetése közötti feszültség mérésével megkapjuk az áramkör ezen pontjainak elektromos potenciáljának különbségét. Vagyis ha az egyik lábon 3 volt van (vagyis ennek a pontnak a potenciálja 3 volt a talajhoz képest), a másodikon pedig 5 volt (ismét a földhöz viszonyított potenciál), akkor kapunk egy feszültség értéket. egyenlő 2 volttal, ami egyenlő az 5 és a 3 voltos pontok közötti potenciálkülönbséggel.

A feszültség fogalmából következik a következő koncepció - az elektromos áram. Az általános fizika kurzusából arra emlékszünk az elektromos áram a töltött részecskék irányított mozgása egy vezető mentén, Amperben mérve. A töltött részecskék a pontok közötti potenciálkülönbség miatt mozognak. Általánosan elfogadott, hogy az áram egy nagy töltésű pontból egy kisebb töltésű pontba folyik. Vagyis a feszültség (potenciálkülönbség) teremti meg az áram áramlásának feltételeit. Feszültség hiányában az áram nem lehetséges, vagyis nincs áram az egyenlő potenciállal rendelkező pontok között.

Útközben az áram akadályba ütközik ellenállás formájában, ami megakadályozza az áramlását. Az ellenállást ohmban mérik. A következő leckében többet fogunk beszélni róla. Az áram, a feszültség és az ellenállás között azonban régóta fennáll a következő kapcsolat:

Ahol I - áramerősség amperben, U - feszültség voltban, R - ellenállás ohmban.

Ezt az összefüggést Ohm törvényének nevezik. Az Ohm-törvényből következő következtetések is igazak:

Ha még mindig vannak kérdései, tedd fel őket a megjegyzésekben. Csak kérdéseinek köszönhetően tudjuk javítani az ezen az oldalon bemutatott anyagot!

Ez minden, a következő leckében az ellenállásról fogunk beszélni.

Az anyagok vagy azok részeinek bármilyen másolása, sokszorosítása, idézése csak az MKPROG .RU adminisztrációjának írásbeli hozzájárulásával engedélyezett. Az illegális másolást, idézést, sokszorosítást törvény bünteti!

Lehetetlen. Az áram fogalma az az alap, amelyre, mint egy megbízható alapon álló házra, az elektromos áramkörök további számításait építik, és új és új definíciókat adnak meg. Az áramerősség az egyik nemzetközi érték, ezért az univerzális mértékegység az Amper (A).

Ennek az egységnek a fizikai jelentését a következőképpen magyarázzuk: egy amperes áram keletkezik, amikor töltött részecskék két végtelen hosszúságú vezeték mentén mozognak, amelyek között egy méteres rés van. Ebben az esetben a vezetékek minden egyes mérőszakaszán keletkező energia numerikusan egyenlő 2*10 -7 Newton teljesítményével. Általában hozzá kell tenni, hogy a vezetők vákuumban helyezkednek el (ami lehetővé teszi a köztes közeg hatásának semlegesítését), és a keresztmetszetük nullára hajlik (ugyanakkor a vezetőképesség maximális).

A klasszikus definíciók azonban, mint általában lenni szokott, csak azok számára érthetők, akiket valójában már nem is érdekelnek az alapok. De egy személy, aki nem ismeri az elektromosságot, még jobban összezavarodik. Ezért magyarázzuk el, mi az aktuális erősség, szó szerint „az ujjakon”. Képzeljünk el egy közönséges akkumulátort, aminek a pólusairól két szigetelt vezeték megy a villanykörtéhez. Egy kapcsoló csatlakozik az egyik vezeték réséhez. Amint azt a fizika kezdeti kurzusából tudja, az elektromos áram olyan részecskék mozgása, amelyeknek megvannak a maguk sajátja, általában elektronnak tekintik őket (sőt, az elektronnak van egyetlen negatív töltése), bár a valóságban minden egy kicsit bonyolultabb. Ezek a részecskék a vezető anyagokra (fémekre) jellemzőek, de gázhalmazállapotú közegben az ionok emellett töltést is hordoznak (emlékezzünk az „ionizáció” és a „légrés lebontása” kifejezésekre); a félvezetőkben a vezetőképesség nemcsak elektronikus, hanem lyuk is (pozitív töltés); elektrolitikus oldatokban a vezetőképesség tisztán ionos (például autó akkumulátorok). De térjünk vissza példánkhoz. Ebben az áram képezi a szabad elektronok mozgását. Amíg a kapcsolót be nem kapcsolják, az áramkör nyitva van, a részecskéknek nincs hova mozogniuk, ezért az áramerősség nulla. De ha egyszer „összeszereli az áramkört”, az elektronok az akkumulátor negatív pólusától a pozitív felé rohannak, áthaladva az izzón, és az izzást okozva. Az erő, amely mozgásra készteti őket, az akkumulátor által létrehozott elektromos térből származik (EMF - mező - áram).

Az áramerősség a töltés és az idő aránya. Vagyis valójában arról beszélünk, hogy mennyi elektromosság halad át egy vezetőn a hagyományos időegység alatt. Hasonló analógiát lehet tenni a vízzel: minél többször nyitják ki a csapot, annál nagyobb mennyiségű víz fog áthaladni a csővezetéken. De ha a vizet literben (köbméterben) mérik, akkor az áramerősséget a töltéshordozók számában, vagy ami szintén igaz, amperben mérik. Ez ennyire egyszerű. Könnyen érthető, hogy az áramerősséget kétféleképpen növelheti: az izzó áramkörből való eltávolításával (ellenállás, mozgási akadály), illetve az akkumulátor által keltett elektromos mező növelésével.

Tulajdonképpen eljutottunk oda, hogy általános esetben hogyan számítják ki az áramerősséget. Számos képlet létezik: például egy teljes áramkörre, amely figyelembe veszi az áramforrás jellemzőinek hatását; váltakozó és többfázisú rendszerekhez stb. Mindazonáltal ezeket egyetlen szabály – a híres Ohm-törvény – egyesíti. Ezért bemutatjuk általános (univerzális) formáját:

ahol I aktuális, Amperben; U az áramforrás kivezetésein lévő feszültség voltban; R az áramkör vagy szakasz ellenállása ohmban. Ez a függőség csak megerősíti a fentieket: az áramerősség növelése kétféleképpen érhető el, ellenálláson (a mi izzónk) és feszültségen (forrásparaméter) keresztül.