მიმდინარე სიძლიერე. მიმდინარე ერთეულები

და ელექტრო ტექნიკის დიზაინი.

ელექტრული დენი არის დამუხტული ნაწილაკების ცალმხრივი მოძრაობა. მიმდინარე სიძლიერე არის კონცეფცია, რომელიც ახასიათებს ამ პროცესს. მისი ფიზიკური მნიშვნელობა არის მუხტის რაოდენობა, რომელიც მიედინება გამტარის განივი მონაკვეთზე დროის ერთეულზე.

ერთეულები

საერთაშორისო ერთეულების სისტემაში დენი ჩვეულებრივ იზომება ამპერებში (A). ასე გადაწყვიტა ელექტრიკოსთა საერთაშორისო კონფერენციამ 1881 წელს.

Ampere Andre-Marie არის ფრანგი მეცნიერი, რომელიც მუშაობდა ფიზიკა-მათემატიკის დარგში და დიდი შრომა ჩადო ელექტროენერგიის შესწავლაში. მისი დამსახურება ამ სფეროში იმდენად მაღალია, რომ სამეცნიერო სამყაროს მრავალი წარმომადგენელი ამპერს ელექტროდინამიკის დამაარსებლის წოდების ღირსად მიიჩნევს.

1 A დენი საკმაოდ ძლიერია, ამიტომ ხშირად გამოიყენება მილიამპერის (mA, 0.001 A) და მიკროამპერის (μA, 10^-6 A) ერთეულები.

ერთეულების სისტემაში:

• SGSM (ელექტრომაგნიტური),გაცილებით ნაკლებად გავრცელებულია, დენი იზომება ამპერებში ან ბიოში. ერთეულების შეფარდება ასეთია: 1 ამპერი = 0,1 ამპერი;
• SGSE (ელექტროსტატიკური)გამოიყენება სტატამპერის ერთეული. თანაფარდობა: 1 ამპერი = 2997924536.843 შტამპი.

თეორიულ ფიზიკაში ფართოდ გამოიყენება აბამპერე და სტატამპერე ერთეულები.

ფორმულა

გამოთვლების შესრულებისას მიმდინარე სიძლიერე აღინიშნება ასო I-ით.

დენის სიძლიერის ფორმულა წარმოდგენილია შემდეგნაირად: I = q / t, სადაც:

• q - მუხტი, C (კულონი);
• T - დრო, ს.

ეს გულისხმობს ამპერის განზომილებას: (A) = (C/s). 1 C უდრის 6,241509343 x 10 18 ელექტრონის მუხტს. 2011 წელს გადაწყდა ამპერის ერთეულის განმარტების შეცვლა, ისევე როგორც ზოგიერთი სხვა, ელექტრონის მუხტთან დაკავშირებით.

ცნობილი - და -ით, დენის სიძლიერე განისაზღვრება I = U / R-ით, სადაც:

• U - ძაბვა, V;
• R არის მიკროსქემის განყოფილების ელექტრული წინააღმდეგობა, Ohm.

განმარტება

SI სისტემაში 1 A დენი განისაზღვრება, როგორც ის, რომელიც, როდესაც მიედინება ვაკუუმში მდებარე და 1 მ დაშორებით განცალკევებულ ორ უსასრულოდ გრძელ მავთულში უმნიშვნელო კვეთის, იწვევს მათ შორის 2x10 მიზიდულ ძალას. -7 ნიუტონი (N).

SGSM სისტემაში აბამპერი ასევე განისაზღვრება, მხოლოდ ამ შემთხვევაში ძალა იზომება დინებში, ხოლო მანძილი სანტიმეტრებში. სადენებს შორის მიზიდულობა განპირობებულია მაგნიტური ველების არსებობით, რომლებიც ყოველთვის წარმოიქმნება მოძრავი დამუხტული ნაწილაკების გარშემო (ბიო-სავარტის კანონი).

მე-19 საუკუნის ბოლოს მოქმედებდა განსხვავებული განმარტება, რომელიც ეფუძნებოდა ელექტრული დენის უნარს, განახორციელოს ელექტროლიზი, ანუ გამოეყო სხვადასხვა ელემენტები ხსნარიდან.

ეს უნარი განპირობებულია იმით, რომ რთული ქიმიკატები ყოველთვის შეიცავს ორ კომპონენტს: ჟანგვის აგენტს და შემამცირებელ აგენტს.

ჟანგვის აგენტი იზიდავს ელექტრონებს შემცირების აგენტიდან და იძენს უარყოფით მუხტს, ხოლო შემცირების აგენტი იძენს დადებით მუხტს.

როდესაც დენი გადადის ხსნარში, უარყოფითად დამუხტული ჟანგვის ატომები იზიდავს დადებითი პოტენციალის მქონე ელექტროდს, ხოლო შემცირების აგენტის ატომები იზიდავს უარყოფითს. გამოთავისუფლებული ნივთიერების რაოდენობა დამოკიდებულია ხსნარში გავლილი ელექტროენერგიის რაოდენობაზე.

ექსპერიმენტების დროს დადგინდა, რომ 1 A დენი გამოყოფს 4,025 გ ამ ლითონს საათში (0,001118 გ წამში) ვერცხლის მარილის ხსნარიდან.

სხვადასხვა მოწყობილობების მიმდინარე სიძლიერე

დენის სიძლიერე, რომელიც მიედინება სხვადასხვა მოწყობილობებსა და წრეებში, საკმაოდ განსხვავდება, აქ არის რამდენიმე მაგალითი:

• სმენის აპარატი: 0,7 mA;
• 56 დიუმიანი პლაზმური ტელევიზორი: 250–290 mA;
• ტოსტერი, მინი ღუმელი: 5-6 ა;
• : 500–830 mA;
• თმის საშრობი: 4,5 ა.

ელექტრულ წრეში

დენი ელექტრულ წრეში ემორჩილება გ. კირჩჰოფის მიერ აღმოჩენილ კანონებს:

დიფერენციალური დენის გადამრთველის მოქმედება, რომელიც საყოველთაოდ ცნობილია როგორც ეს, ეფუძნება ამ ფენომენს. მოწყობილობის ერთი კონტაქტი უკავშირდება ფაზას, მეორე კი ნეიტრალურ მავთულს, რომლებიც არსებითად წარმოადგენს ამ RCD-ის მიერ მოწოდებული მიკროსქემის დასაწყისი და დასასრული.

ამ კანონის მიხედვით, მიკროსქემის ნორმალური მუშაობისას მოწყობილობის ორივე ნაწილში დენები თანაბარი იქნება, მიუხედავად დაკავშირებული დატვირთვის ტიპისა და სიმძლავრისა. თუ განსხვავება (დიფერენციალური დენი) მოულოდნელად გამოჩნდება, ეს მიუთითებს დენის გაჟონვაზე.

თავის მხრივ, გაჟონვა ნიშნავს სამიდან ერთს:

1. ფაზა გატეხილია ელექტრო მოწყობილობაზე;
2. შეხება მოხდა ცოცხალ ნაწილებსა და დამიწებულ ლითონის კონსტრუქციებს შორის, ცეცხლით სავსე.

RCD შექმნილია დიფერენციალური დენის არსებობისას გამორთვისთვის. სიგნალი არის მაგნიტური ველი, რომელიც ჩნდება მოწყობილობაში გაჟონვის დროს, ხოლო თანაბარი დენების დროს მათ მიერ შექმნილი მაგნიტური ველები ანადგურებს ერთმანეთს.

ამპერმეტრი, ვოლტმეტრისგან განსხვავებით, სერიულად არის დაკავშირებული დატვირთვასთან, ანუ ღია წრედში (ვოლტმეტრი დაკავშირებულია პარალელურად).

მავთულის ზომა

ელექტრული დენი, რომელიც მიედინება გამტარში, მოქმედებს ორი გზით:

• ქმნის ელექტრომაგნიტურ ველს;
• იწვევს გამტარის გათბობას.

თუ მაგნიტური ველი უმნიშვნელოა (მავთული არ არის შემოჭრილი), თითქმის მთელი მიმდინარე სიმძლავრე იხარჯება გათბობაზე.

მავთულის კვეთა დენისა და სიმძლავრისათვის

გათბობის სიმძლავრე განისაზღვრება ფორმულით W = I 2 * R, სადაც:

• W - გათბობის სიმძლავრე, W;
• I - მიმდინარე ძალა, A;
• R - დირიჟორის წინააღმდეგობა, Ohm.

მავთულის წინააღმდეგობა დამოკიდებულია მათ ფართობზე: რაც უფრო დიდია, მით უფრო დაბალია წინააღმდეგობა. ამიტომ, ელექტრული გაყვანილობის დაპროექტებისას მნიშვნელოვანია მავთულის კვეთის შერჩევა (გამოიყენება სპეციალური ცხრილები), რათა არ გადახურდეს ნომინალური დატვირთვით. წინააღმდეგ შემთხვევაში, იზოლაცია შეიძლება დნება, რასაც მოჰყვება მოკლე ჩართვა ან ხანძარი.

მოკლე ჩართვის დენი

ზემოთ იყო ფორმულა, რომელიც აკავშირებს მიმდინარე სიძლიერეს ძაბვასა და წინააღმდეგობას: I = U / R. ცხადია, როდესაც R-ის მნიშვნელობა ახლოს არის ნულთან, რომელიც გვხვდება, მაგალითად, ალუმინში და (გამოიყენება საკაბელო ბირთვების დასამზადებლად), მიმდინარე ძალა მიდრეკილია უსასრულობისკენ.

ამ ფენომენს ეწოდება "მოკლე ჩართვის დენი" (SC). ეს ხდება მაშინ, როდესაც ელექტრული კონტაქტი ხდება ფაზასა და ნეიტრალურ გამტარებს შორის, დატვირთვის გვერდის ავლით.

მოკლე ჩართვის დენი იწვევს სადენების მნიშვნელოვან გათბობას, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს ხანძარი.ამიტომ, ელექტრო ქსელები დაცულია სპეციალური მოწყობილობებით - ამომრთველებით ან საკრავებით.

როდესაც დენის სიმძლავრე აღემატება ნომინალურ მნიშვნელობას, მოწყობილობის შიგნით გამტარი დნება (დააკრავენ) ან თერმული რელე (სქემის ამომრთველები) ამოქმედდება, რის შედეგადაც ჩართვა გათიშულია.

AC სიმძლავრე

მყისიერი მნიშვნელობის გამოყენებით გამოთვლების განხორციელება საკმაოდ მოუხერხებელია: თქვენ უნდა გაუმკლავდეთ უკიდურესად რთულ ამოსახსნელ ტრიგონომეტრიულ განტოლებებს. ამოცანის გასამარტივებლად, ალტერნატიული დენი იცვლება მისი ეფექტური მნიშვნელობით.ეს არის მოცემული ცვლადის ექვივალენტური, ანუ იგივე ნაწარმოების წარმოება.

სინუსოიდური ალტერნატიული დენის ეფექტური მნიშვნელობა 1,41-ჯერ ნაკლებია მის ამპლიტუდის მნიშვნელობაზე. ანუ, თუ ნათქვამია, რომ 5 ა დენი მიედინება ალტერნატიული დენის წრეში, მაშინ რეალურად მასში დენი მერყეობს 7,05 ა და -7,05 ა-ს შორის.

იგივე ეხება ალტერნატიულ ძაბვას. ანუ, ერთფაზიან 220 ვოლტ ქსელში, ძაბვა რეალურად მერყეობს 311 ვ ამპლიტუდით.

ვიდეო თემაზე

რა არის ამჟამინდელი ძალა? ახსნა ვიდეოში:

დენის სიძლიერე არის ყველაზე მნიშვნელოვანი პარამეტრი, რომელიც ახასიათებს ელექტრული წრედის მდგომარეობას. ამიტომ, რადიომოყვარულს ხშირად უწევს მისი გაზომვა ამმეტრის გამოყენებით ან. მნიშვნელოვანია გვახსოვდეს, რომ ზოგიერთ მოწყობილობას არ აქვს გადატვირთვის დაცვა და, შედეგად, გაზომვის დიაპაზონი, როდესაც გაზომილი მნიშვნელობის თანმიმდევრობა უცნობია, უნდა შეირჩეს უდიდესი მნიშვნელობიდან.

დენის სიმტკიცის კონცეფცია თანამედროვე ელექტროტექნიკის საფუძველია. ამ ძირითადი ცოდნის გარეშე შეუძლებელია სქემების გამოთვლების გაკეთება, ელექტრული ოპერაციების შესრულება, წრეში დაზიანების თავიდან აცილება, იდენტიფიცირება და აღმოფხვრა.

როგორ ჩნდება

იმის გასაგებად, თუ რა არის მიმდინარე სიძლიერე, უნდა იცოდეთ მისი წარმოქმნის პირობა - ნაწილაკების არსებობა უფასო მუხტით. იგი მოძრაობს გამტარში (მისი განივი მონაკვეთით) ერთი წერტილიდან მეორეზე. დენის ფიზიკა შედგება ელექტრონების მოწესრიგებული მოძრაობისგან, რომლებზეც მოქმედებს ელექტრული ველი ენერგიის წყაროდან. რაც უფრო მეტი დამუხტული ნაწილაკი გადადის და რაც უფრო სწრაფად მოძრაობენ ისინი ერთი მიმართულებით, მით მეტი მუხტი მიაღწევს დანიშნულების ადგილს.

ენერგიის წყაროს გარდა, დახურული მიკროსქემის ელემენტებია დამაკავშირებელი მავთულები, რომლებშიც გადის ელექტროენერგია და ენერგიის მომხმარებლები (ინსტალაციები, რეზისტორები).

Დამატებითი ინფორმაცია.ლითონის გამტარებლებში ელექტრონები მოქმედებენ როგორც მუხტის გადამცემები; აირისებრი გამტარებლებში - იონები; თხევადი გამტარებლებში, დამუხტული ნაწილაკების გადატანა ხორციელდება ორივე ტიპის ნაწილაკების გამოყენებით. გავლის წესის დარღვევა მიუთითებს მუხტების ქაოტურ მოძრაობაზე, რომლის დროსაც წრე გაუქმდება.

განმარტება

დირიჟორში მიმდინარე სიძლიერე არის ელექტროენერგიის რაოდენობა, რომელიც გადაადგილდება ჯვარედინი მონაკვეთზე დროის ერთეულის ინტერვალში. ამ მნიშვნელობის გასაზრდელად, თქვენ უნდა ამოიღოთ ნათურა წრედიდან ან გაზარდოთ ბატარეის მიერ შექმნილი მაგნიტური ველი.

ელექტრული დენის საზომი ერთეული SI სისტემის მიხედვით (Systeme International) არის ამპერი (A), რომელსაც მე-19 საუკუნის გამოჩენილი ფრანგი მეცნიერის, ანდრე-მარი ამპერის სახელი ეწოდა.

Დამატებითი ინფორმაცია.ამპერი საკმაოდ შთამბეჭდავი ელექტრო საზომია. ამჟამინდელი მნიშვნელობა 0.1A-მდე უქმნის სასიკვდილო საფრთხეს ადამიანის სიცოცხლეს. 100 ვატიანი საყოფაცხოვრებო ნათურა გადასცემს დაახლოებით 0,5 ა ელექტროენერგიას. ოთახის გამათბობელში ეს მნიშვნელობა აღწევს 10 ა-ს, პორტატულ კალკულატორს დასჭირდება ამპერის მეათასედი.

ელექტროსაინჟინრო პრაქტიკაში, მცირე რაოდენობით გაზომვები შეიძლება გამოიხატოს მიკრო და მილიამპერებში.

დენის სიძლიერე განისაზღვრება საზომი მოწყობილობით (ამპერი ან გალვანომეტრი), რომელიც თანმიმდევრულად აკავშირებს მას წრედის სასურველ მონაკვეთთან. მცირე რაოდენობა იზომება მიკრო ან მილიამმეტრით. ინსტრუმენტების გამოყენებით ელექტროენერგიის რაოდენობის დასადგენად ძირითადი მეთოდებია:

• მაგნიტოელექტრული - მუდმივი დენის მნიშვნელობით. ეს მეთოდი ხასიათდება გაზრდილი სიზუსტით და დაბალი ენერგიის მოხმარებით;
• ელექტრომაგნიტური - სტაციონარული და ცვალებადი რაოდენობით. ამ მეთოდის გამოყენებით წრეში დენი აღმოჩენილია მაგნიტური ველის მოდულაციის სენსორის გამომავალ სიგნალად გადაქცევის შედეგად;
• არაპირდაპირი - ეფუძნება ძაბვის გაზომვას ცნობილ წინააღმდეგობაზე. შემდეგი, გამოთვალეთ სასურველი მნიშვნელობა Ohm-ის კანონის გამოყენებით, რომელიც ნაჩვენებია ქვემოთ.

განმარტების მიხედვით, მიმდინარე სიძლიერე (მე) შეგიძლიათ იპოვოთ ფორმულის გამოყენებით:

I = q/t, სადაც:

• q – გამტარზე გამავალი მუხტი (C);
• t არის ნაწილაკების გადაადგილებაზე გატარებული დროის ხანგრძლივობა.

დენის სიძლიერის ფორმულა შემდეგნაირად იკითხება: საჭირო მნიშვნელობა I არის გამტარში გავლილი მუხტის თანაფარდობა გამოყენებული დროის მონაკვეთთან.

Შენიშვნა!დენის სიძლიერე განისაზღვრება არა მხოლოდ მუხტის საშუალებით, არამედ საანგარიშო ფორმულებით, რომელიც ეფუძნება ოჰმის კანონს, სადაც ნათქვამია: ელექტროენერგიის სიძლიერე პირდაპირპროპორციულია გამტარის ძაბვისა და უკუპროპორციულია მის წინააღმდეგობაზე.

ოჰმის კანონის ფორმულა დაგეხმარებათ იპოვოთ მიმდინარე სიძლიერე, რომელიც ჰგავს თანაფარდობას:

I = U/R, აქ:

• U – ძაბვა (V);
• R - წინააღმდეგობა (Ohm).

ფიზიკური რაოდენობების ეს დადგენილი კავშირი გამოიყენება სხვადასხვა გამოთვლებისთვის:

• ენერგიის წყაროს მახასიათებლების გათვალისწინებით;
• ნებისმიერი მიმართულების დენის სქემებში გამოთვლებისთვის;
• მრავალფაზიანი სქემებისთვის.

Შენიშვნა!თუ გამტარები ერთმანეთთან არის დაკავშირებული, მაშინ თითოეული მათგანის ელექტროენერგია ტოლია. პარალელური კავშირი უზრუნველყოფს ამპერების რაოდენობას, რაც არის თითოეული დირიჟორის მიმდინარე მნიშვნელობების ჯამი.

როგორ მოვძებნოთ სიმძლავრე (ენერგიის გადაცემის სიჩქარე ან კონვერტაცია) მიმდინარე მნიშვნელობის გამოყენებით? ამისათვის თქვენ უნდა გამოიყენოთ ფორმულა:

P = U*I, სადაც ზემოთ ნახსენები იყო გამრავლებული მნიშვნელობები.

სახეები

მუდმივი და ალტერნატიული ელექტროენერგიით, მისი სიძლიერე იცვლება. ჯაჭვისთვის, რომელსაც აქვს ნაწილაკების მოძრაობა მუდმივი მიმართულებით, ყველა პარამეტრი უცვლელი რჩება. ცვლად სახეობას შეუძლია შეცვალოს თავისი სიდიდე იგივე ან შეცვალოს მიმართულება. ელექტროენერგიის რაოდენობა ამ შემთხვევაში არის:

• მყისიერი, დამოკიდებულია რხევების ამპლიტუდაზე და სიხშირეზე, რომელიც დაკავშირებულია კუთხურ სიხშირესთან;
• ამპლიტუდა - მყისიერი დენის მაქსიმალური მნიშვნელობა გარკვეული პერიოდის განმავლობაში;
• ეფექტური - ენერგიის გარდაქმნისას, ორივე ტიპის დენის სითბოს რაოდენობა ერთნაირია.

საყოფაცხოვრებო ელექტრო ქსელები გადის ალტერნატიულ დენად, რომელიც ელექტრომოწყობილობის (კომპიუტერი, ტელევიზორი) ელექტრომომარაგებაში გავლისას გარდაიქმნება მუდმივ დენად.

დენის სიდიდე არის ელექტროენერგიასთან მჭიდროდ დაკავშირებული კონცეფცია, რომელსაც დიდი მნიშვნელობა აქვს ყოველდღიური ცხოვრებისთვის, ეროვნული ეკონომიკისთვის და სტრატეგიული ობიექტებისთვის. უფრო მეტიც, ელექტროენერგეტიკა არის სახელმწიფოს ეკონომიკური საფუძველი და განვითარების განმსაზღვრელი ვექტორი ქვეყნის შიგნით და საერთაშორისო დონეზე.

ვიდეო

« ფიზიკა - მე-10 კლასი“

Ელექტროობა- დამუხტული ნაწილაკების მიმართული მოძრაობა. ელექტრული დენის წყალობით ხდება ბინების განათება, ჩარხები მოძრაობს, თბება ელექტრო ღუმელებზე სანთურები, მუშაობს რადიო და ა.შ.

განვიხილოთ დამუხტული ნაწილაკების მიმართული მოძრაობის უმარტივესი შემთხვევა - პირდაპირი დენი.

რომელ ელექტრულ მუხტს ეწოდება ელემენტარული?
რა არის ელემენტარული ელექტრული მუხტი?
რა განსხვავებაა მუხტებს შორის გამტარსა და დიელექტრიკულში?

როდესაც დამუხტული ნაწილაკები მოძრაობენ გამტარში, ელექტრული მუხტი გადადის ერთი წერტილიდან მეორეზე. თუმცა, თუ დამუხტული ნაწილაკები განიცდიან შემთხვევით თერმულ მოძრაობას, როგორიცაა თავისუფალი ელექტრონები მეტალში, მაშინ მუხტის გადაცემა არ ხდება (ნახ. 15.1, ა). გამტარის განივი კვეთა, საშუალოდ, კვეთს ელექტრონების იგივე რაოდენობას ორი საპირისპირო მიმართულებით. ელექტრული მუხტი გადადის გამტარის განივი კვეთით მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ შემთხვევით მოძრაობასთან ერთად ელექტრონები მონაწილეობენ მიმართულ მოძრაობაში (ნახ. 15.1, ბ). ამ შემთხვევაში ამბობენ, რომ დირიჟორი მიდის ელექტროობა.

ელექტრული დენი არის დამუხტული ნაწილაკების მოწესრიგებული (მიმართული) მოძრაობა.

ელექტრო დენს აქვს გარკვეული მიმართულება.

დენის მიმართულება მიიღება დადებითად დამუხტული ნაწილაკების მოძრაობის მიმართულებად.

თუ თქვენ გადაადგილდებით ზოგადად ნეიტრალურ სხეულს, მაშინ, მიუხედავად ელექტრონებისა და ატომის ბირთვების უზარმაზარი რაოდენობის მოწესრიგებული მოძრაობისა, ელექტრული დენი არ წარმოიქმნება. ნებისმიერი ჯვრის მონაკვეთზე გადატანილი ჯამური მუხტი ნულის ტოლი იქნება, ვინაიდან სხვადასხვა ნიშნის მუხტი მოძრაობს ერთი და იგივე საშუალო სიჩქარით.

დენის მიმართულება ემთხვევა ელექტრული ველის სიძლიერის ვექტორის მიმართულებას. თუ დენი წარმოიქმნება უარყოფითად დამუხტული ნაწილაკების მოძრაობით, მაშინ დენის მიმართულება განიხილება ნაწილაკების მოძრაობის მიმართულების საპირისპიროდ.

დენის მიმართულების არჩევანი არც თუ ისე წარმატებულია, რადგან უმეტეს შემთხვევაში დენი წარმოადგენს ელექტრონების მოწესრიგებულ მოძრაობას - უარყოფითად დამუხტული ნაწილაკების. დენის მიმართულების არჩევანი გაკეთდა იმ დროს, როდესაც არაფერი იყო ცნობილი მეტალებში თავისუფალი ელექტრონების შესახებ.

დენის მოქმედება.

ჩვენ პირდაპირ ვერ ვხედავთ ნაწილაკების მოძრაობას გამტარში. ელექტრული დენის არსებობა უნდა შეფასდეს მისი თანმხლები მოქმედებებითა თუ ფენომენებით.

პირველ რიგში, გამტარი, რომლის მეშვეობითაც დენი მიედინება, თბება.

მეორეც, ელექტრულ დენს შეუძლია შეცვალოს გამტარის ქიმიური შემადგენლობა: მაგალითად, გაათავისუფლოს მისი ქიმიური კომპონენტები (სპილენძი სპილენძის სულფატის ხსნარიდან და ა.შ.).

მესამე, დენი ახორციელებს ძალას მეზობელ დინებსა და მაგნიტიზებულ სხეულებზე. დენის ამ მოქმედებას ე.წ მაგნიტური.

ამრიგად, მაგნიტური ნემსი ბრუნავს დენის გამტართან ახლოს. დენის მაგნიტური ეფექტი, ქიმიური და თერმულისგან განსხვავებით, მთავარია, რადგან ის გამონაკლისის გარეშე ვლინდება ყველა გამტარში. დენის ქიმიური ეფექტი შეინიშნება მხოლოდ ელექტროლიტების ხსნარებში და დნობაში, ხოლო გათბობა არ არის ზეგამტარებში.

ინკანდესენტურ ნათურაში, ელექტრული დენის გავლის გამო, გამოიყოფა ხილული სინათლე და ელექტროძრავა ასრულებს მექანიკურ სამუშაოებს.

მიმდინარე სიძლიერე.

თუ ელექტრული დენი მიედინება წრედში, ეს ნიშნავს, რომ ელექტრული მუხტი მუდმივად გადადის გამტარის განივი კვეთით.

დროის ერთეულზე გადაცემული მუხტი ემსახურება დენის ძირითად რაოდენობრივ მახასიათებელს, ე.წ მიმდინარე სიძლიერე.

თუ მუხტი Δq გადადის გამტარის განივი მონაკვეთზე Δt დროის განმავლობაში, მაშინ დენის საშუალო მნიშვნელობა უდრის

საშუალო დენის სიძლიერე უდრის მუხტის Δq შეფარდებას, რომელიც გადის გამტარის ჯვარედინი მონაკვეთზე Δt დროის ინტერვალის ამ მონაკვეთთან.

თუ მიმდინარე სიძლიერე დროთა განმავლობაში არ იცვლება, მაშინ დენი ეწოდება მუდმივი.

ალტერნატიული დენის სიძლიერე მოცემულ დროს ასევე განისაზღვრება ფორმულით (15.1), მაგრამ დრო Δt ამ შემთხვევაში ძალიან მცირე უნდა იყოს.

დენის სიძლიერე, მუხტის მსგავსად, არის სკალარული რაოდენობა. ის შეიძლება იყოს მსგავსი დადებითი, ისე უარყოფითი. დენის ნიშანი დამოკიდებულია იმაზე, თუ რომელი მიმართულება მიიღება წრედის გარშემო. დენის სიძლიერე I > 0, თუ დენის მიმართულება ემთხვევა გამტარის გასწვრივ პირობითად არჩეულ დადებით მიმართულებას. წინააღმდეგ შემთხვევაში მე< 0.

კავშირი დენის სიძლიერესა და ნაწილაკების მიმართულების მოძრაობის სიჩქარეს შორის.

ცილინდრულ გამტარს (ნახ. 15.2) ჰქონდეს განივი კვეთა ფართობით S.

დირიჟორში დენის დადებითი მიმართულებისთვის ჩვენ ვიღებთ მიმართულებას მარცხნიდან მარჯვნივ. თითოეული ნაწილაკების მუხტი ჩაითვლება q 0-ის ტოლი. გამტარის მოცულობა, შეზღუდული 1 და 2 ჯვარი სექციებით, მათ შორის Δl მანძილით, შეიცავს nSΔl ნაწილაკებს, სადაც n არის ნაწილაკების კონცენტრაცია (დენის მატარებლები). მათი ჯამური მუხტი არჩეულ მოცულობაში არის q = q 0 nSΔl. თუ ნაწილაკები მოძრაობენ მარცხნიდან მარჯვნივ საშუალო სიჩქარით υ, მაშინ ამ დროის განმავლობაში განხილულ მოცულობაში შემავალი ყველა ნაწილაკი გაივლის განივი მონაკვეთზე 2. შესაბამისად, დენის სიძლიერე უდრის:

SI დენის ერთეული არის ამპერი (A).

ეს ერთეული იქმნება დენების მაგნიტური ურთიერთქმედების საფუძველზე.

გაზომეთ მიმდინარე ძალა ამპერმეტრები. ამ მოწყობილობების დიზაინის პრინციპი ემყარება დენის მაგნიტურ მოქმედებას.

ელექტრონების მოწესრიგებული მოძრაობის სიჩქარე გამტარში.

ვიპოვოთ ელექტრონების მოწესრიგებული მოძრაობის სიჩქარე ლითონის გამტარში. ფორმულის მიხედვით (15.2), სადაც e არის ელექტრონის მუხტის მოდული.

მოდით, მაგალითად, დენის სიძლიერე I = 1 A და დირიჟორის განივი ფართობი S = 10 -6 მ 2. ელექტრონის დამუხტვის მოდული e = 1,6 10 -19 C. სპილენძის 1 მ 3 ელექტრონების რაოდენობა უდრის ამ მოცულობის ატომების რაოდენობას, რადგან თითოეული სპილენძის ატომის ერთ-ერთი ვალენტური ელექტრონი თავისუფალია. ეს რიცხვი არის n ≈ 8,5 10 28 m -3 (ეს რიცხვი შეიძლება განისაზღვროს მე-6 ამოცანის ამოხსნით § 54). აქედან გამომდინარე,

როგორც ხედავთ, ელექტრონების მოწესრიგებული მოძრაობის სიჩქარე ძალიან დაბალია. ის ბევრჯერ ნაკლებია მეტალში ელექტრონების თერმული მოძრაობის სიჩქარეზე.

ელექტრული დენის არსებობისთვის აუცილებელი პირობები.

ნივთიერებაში მუდმივი ელექტრული დენის გაჩენისა და არსებობისთვის აუცილებელია ქონდეს უფასოდამუხტული ნაწილაკები.

თუმცა, ეს ჯერ კიდევ არ არის საკმარისი იმისათვის, რომ დენი მოხდეს.

დამუხტული ნაწილაკების მოწესრიგებული მოძრაობის შესაქმნელად და შესანარჩუნებლად საჭიროა ძალა, რომელიც მოქმედებს მათზე გარკვეული მიმართულებით.

თუ ეს ძალა შეწყვეტს მოქმედებას, მაშინ დამუხტული ნაწილაკების მოწესრიგებული მოძრაობა შეწყდება ლითონების კრისტალური ბადის იონებთან ან ელექტროლიტების ნეიტრალურ მოლეკულებთან შეჯახების გამო და ელექტრონები შემთხვევით გადაადგილდებიან.

დამუხტულ ნაწილაკებზე, როგორც ვიცით, მოქმედებს ელექტრული ველი ძალით:

როგორც წესი, ეს არის ელექტრული ველი დირიჟორის შიგნით, რომელიც იწვევს და ინარჩუნებს დამუხტული ნაწილაკების მოწესრიგებულ მოძრაობას.
მხოლოდ სტატიკურ შემთხვევაში, როდესაც მუხტები მოსვენებულია, დირიჟორის შიგნით ელექტრული ველი ნულის ტოლია.

თუ გამტარის შიგნით არის ელექტრული ველი, მაშინ დირიჟორის ბოლოებს შორის არის პოტენციური განსხვავება ფორმულის შესაბამისად (14.21). როგორც ექსპერიმენტმა აჩვენა, როცა პოტენციური სხვაობა დროთა განმავლობაში არ იცვლება, ა პირდაპირი ელექტრული დენი. გამტარის გასწვრივ, პოტენციალი მცირდება დირიჟორის ერთ ბოლოში მაქსიმალური მნიშვნელობიდან მეორეზე მინიმუმამდე, ვინაიდან დადებითი მუხტი, ველის ძალების გავლენით, მოძრაობს პოტენციალის შემცირების მიმართულებით.

რა არის ძაბვა და დენი?

დღეს ჩვენ ვისაუბრებთ დენის და ძაბვის ყველაზე ძირითად ცნებებზე, რომელთა ზოგადი გაგების გარეშე შეუძლებელია რაიმე ელექტრო მოწყობილობის აშენება.

მაშ რა არის დაძაბულობა?

მარტივად რომ ვთქვათ ვოლტაჟი- პოტენციური განსხვავება ელექტრული წრეში ორ წერტილს შორის, იზომება ვოლტებში. აღსანიშნავია, რომ ძაბვა ყოველთვის იზომება ორ წერტილს შორის! ანუ, როცა ამბობენ, რომ კონტროლერის ფეხის ძაბვა არის 3 ვოლტი, იგულისხმება, რომ პოტენციური სხვაობა კონტროლერის ფეხსა და მიწას შორის არის იგივე 3 ვოლტი.

Ground (Ground, Zero) არის წერტილი ელექტრული წრეში, რომლის პოტენციალია 0 ვოლტი. თუმცა, აღსანიშნავია, რომ ძაბვა ყოველთვის არ იზომება მიწასთან შედარებით. მაგალითად, კონტროლერის ორ ტერმინალს შორის ძაბვის გაზომვით, მივიღებთ წრეში ამ წერტილების ელექტრულ პოტენციალებს შორის განსხვავებას. ანუ, თუ ერთ ფეხზე არის 3 ვოლტი (ანუ, ამ წერტილს აქვს 3 ვოლტის პოტენციალი მიწასთან მიმართებაში), ხოლო მეორეზე 5 ვოლტზე (ისევ პოტენციალი მიწასთან შედარებით), ვიღებთ ძაბვის მნიშვნელობას. უდრის 2 ვოლტს, რაც უდრის პოტენციურ სხვაობას 5 და 3 ვოლტას შორის.

ძაბვის კონცეფციიდან გამომდინარეობს შემდეგი კონცეფცია - ელექტრული დენი. ზოგადი ფიზიკის კურსიდან ჩვენ გვახსოვს ეს ელექტრული დენი არის დამუხტული ნაწილაკების მიმართული მოძრაობა გამტარის გასწვრივ,იზომება ამპერებში. დამუხტული ნაწილაკები მოძრაობენ წერტილებს შორის პოტენციური სხვაობის გამო. ზოგადად მიღებულია, რომ დენი მიედინება დიდი მუხტის მქონე წერტილიდან უფრო მცირე მუხტის მქონე წერტილამდე. ანუ სწორედ ძაბვა (პოტენციური განსხვავება) ქმნის დენის გადინების პირობებს. ძაბვის არარსებობის შემთხვევაში, დენი შეუძლებელია, ანუ არ არის დენი თანაბარი პოტენციალის მქონე წერტილებს შორის.

გზად დენი ხვდება წინააღმდეგობის სახით დაბრკოლებას, რომელიც ხელს უშლის მის დინებას. წინააღმდეგობა იზომება Ohms-ში. ამის შესახებ უფრო მეტს ვისაუბრებთ შემდეგ გაკვეთილზე. თუმცა, შემდეგი კავშირი დიდი ხანია დამყარდა დენს, ძაბვასა და წინააღმდეგობას შორის:

სადაც I - დენი ამპერებში, U - ძაბვა ვოლტებში, R - წინააღმდეგობა ომებში.

ამ ურთიერთობას ოჰმის კანონი ეწოდება. ოჰმის კანონის შემდეგი დასკვნები ასევე მართალია:

თუ ჯერ კიდევ გაქვთ შეკითხვები, ჰკითხეთ მათ კომენტარებში. მხოლოდ თქვენი კითხვების წყალობით ჩვენ შევძლებთ გავაუმჯობესოთ ამ საიტზე წარმოდგენილი მასალა!

სულ ეს არის, შემდეგ გაკვეთილზე ვისაუბრებთ წინააღმდეგობაზე.

მასალის ან მისი ნაწილების ნებისმიერი კოპირება, რეპროდუქცია, ციტირება დასაშვებია მხოლოდ MKPROG .RU-ს ადმინისტრაციის წერილობითი თანხმობით. უკანონო კოპირება, ციტირება, რეპროდუქცია ისჯება კანონით!

შეუძლებელია. დენის კონცეფცია არის საფუძველი, რომელზედაც, საიმედო საძირკველზე არსებული სახლის მსგავსად, აგებულია ელექტრული სქემების შემდგომი გამოთვლები და მოცემულია ახალი და ახალი განმარტებები. დენის სიძლიერე ერთ-ერთი საერთაშორისო ღირებულებაა, ამიტომ საზომი უნივერსალური ერთეულია ამპერი (A).

ამ ერთეულის ფიზიკური მნიშვნელობა ასე აიხსნება: ერთი ამპერის დენი წარმოიქმნება, როდესაც დამუხტული ნაწილაკები მოძრაობენ უსასრულო სიგრძის ორ გამტარზე, რომელთა შორის არის ერთი მეტრიანი უფსკრული. ამ შემთხვევაში გამტარების თითოეულ მეტრიან მონაკვეთზე გამომუშავებული ენერგია რიცხობრივად უდრის 2*10 -7 ნიუტონის სიმძლავრეს. ჩვეულებრივ ემატება, რომ გამტარები განლაგებულია ვაკუუმში (რაც შესაძლებელს ხდის შუალედური საშუალების გავლენის განეიტრალებას) და მათი განივი მონაკვეთი მიდრეკილია ნულისკენ (ამავდროულად, გამტარობა მაქსიმალურია).

თუმცა, როგორც ეს ჩვეულებრივ ხდება, კლასიკური განმარტებები გასაგებია მხოლოდ სპეციალისტებისთვის, რომლებიც, ფაქტობრივად, აღარ არიან დაინტერესებულნი საფუძვლებით. მაგრამ ადამიანი, რომელიც არ იცნობს ელექტროენერგიას, კიდევ უფრო დაბნეული გახდება. მაშასადამე, მოდით განვმარტოთ, რა არის ამჟამინდელი ძალა, სიტყვასიტყვით "თითებზე". წარმოვიდგინოთ ჩვეულებრივი ბატარეა, რომლის ბოძებიდან ორი იზოლირებული მავთული მიდის ნათურაზე. გადამრთველი უკავშირდება ერთ მავთულს უფსკრული. როგორც ფიზიკის საწყისი კურსიდან მოგეხსენებათ, ელექტრული დენი არის ნაწილაკების მოძრაობა, რომლებსაც აქვთ საკუთარი. ისინი, როგორც წესი, განიხილება ელექტრონები (ნამდვილად, ეს არის ელექტრონი, რომელსაც აქვს ერთი უარყოფითი მუხტი), თუმცა სინამდვილეში ყველაფერი არის ცოტა უფრო რთული. ეს ნაწილაკები დამახასიათებელია გამტარ მასალებისთვის (ლითონებისთვის), მაგრამ აირისებრ გარემოში იონები დამატებით ატარებენ მუხტს (გაიხსენეთ ტერმინები „იონიზაცია“ და „ჰაერის უფსკრული დაშლა“); ნახევარგამტარებში გამტარობა არა მხოლოდ ელექტრონული, არამედ ხვრელია (დადებითი მუხტი); ელექტროლიტურ ხსნარებში გამტარობა არის წმინდა იონური (მაგალითად, მანქანის ბატარეები). მაგრამ დავუბრუნდეთ ჩვენს მაგალითს. მასში დენი ქმნის თავისუფალი ელექტრონების მოძრაობას. სანამ ჩამრთველი არ ჩაირთვება, წრე ღიაა, ნაწილაკების გადაადგილება არსად არის, შესაბამისად, დენის სიძლიერე ნულის ტოლია. მაგრამ როგორც კი თქვენ „აწყობთ წრედს“, ელექტრონები ბატარეის უარყოფითი პოლუსიდან პოზიტივისკენ მიდიან, გადიან ნათურას და იწვევენ მის ანთებას. ძალა, რომელიც მათ მოძრაობას აიძულებს, მოდის ბატარეის მიერ შექმნილი ელექტრული ველიდან (EMF - ველი - დენი).

მიმდინარე არის დატენვის თანაფარდობა დროზე. ანუ, სინამდვილეში, ჩვენ ვსაუბრობთ ელექტროენერგიის რაოდენობაზე, რომელიც გადის გამტარში დროის ჩვეულებრივ ერთეულზე. ანალოგია შეიძლება გაკეთდეს წყალთან: რაც უფრო მეტად გაიხსნება ონკანი, მით მეტი წყლის მოცულობა გაივლის მილსადენს. მაგრამ თუ წყალი იზომება ლიტრებში (კუბური მეტრი), მაშინ დენი იზომება მუხტის მატარებლების რაოდენობაში ან, რაც ასევე მართალია, ამპერებში. ეს ასე მარტივია. ადვილი გასაგებია, რომ დენის გაზრდა შეგიძლიათ ორი გზით: ნათურის ამოღებით წრედიდან (წინააღმდეგობა, მოძრაობის დაბრკოლება) და ასევე ბატარეის მიერ შექმნილი ელექტრული ველის გაზრდით.

სინამდვილეში, ჩვენ მივედით იმაზე, თუ როგორ გამოითვლება მიმდინარე სიძლიერე ზოგად შემთხვევაში. არსებობს მრავალი ფორმულა: მაგალითად, სრული სქემისთვის, რომელიც ითვალისწინებს ენერგიის წყაროს მახასიათებლების გავლენას; ალტერნატიული და მრავალფაზიანი სისტემებისთვის და ა.შ. თუმცა, ყველა მათგანი გაერთიანებულია ერთი წესით - ცნობილი ომის კანონით. აქედან გამომდინარე, წარმოგიდგენთ მის ზოგად (უნივერსალურ) ფორმას:

სადაც მე ვარ ამჟამინდელი, ამპერში; U არის ძაბვა დენის წყაროს ტერმინალებზე, ვოლტებში; R არის წრედის ან მონაკვეთის წინააღმდეგობა, Ohms-ში. ეს დამოკიდებულება მხოლოდ ადასტურებს ყოველივე ზემოთქმულს: დენის გაზრდა შესაძლებელია ორი გზით, წინააღმდეგობის (ჩვენი ნათურა) და ძაბვის (წყაროს პარამეტრი) მეშვეობით.