Kung mayroong mga libreng carrier ng singil sa anumang daluyan (halimbawa, mga electron sa isang metal), kung gayon hindi sila nagpapahinga, ngunit gumagalaw nang sapalaran. Ngunit maaari mong gawin ang mga electron na ilipat sa isang maayos na paraan sa isang naibigay na direksyon. Ang nakadirekta na paggalaw ng mga sisingilin na particle ay tinatawag na electric current.
Nilalaman
Paano nabuo ang electric current
Kung kukuha tayo ng dalawang konduktor, at ang isa sa mga ito ay negatibong sisingilin (nagdaragdag ng mga electron dito), at ang isa ay positibong sinisingil (tinatanggal ang ilan sa mga electron mula dito), isang electric field ang lalabas. Kung ikinonekta mo ang parehong mga electrodes sa isang konduktor, pipilitin ng field ang mga electron na lumipat sa kabaligtaran ng direksyon ng electric field vector, alinsunod sa direksyon ng electric force vector. Ang mga negatibong sisingilin na mga particle ay lilipat mula sa elektrod kung saan sila ay labis patungo sa elektrod kung saan sila ay kulang.
Para sa paglitaw ng paggalaw ng elektron, hindi kinakailangang magbigay ng positibong singil sa pangalawang elektrod. Ang pangunahing bagay ay ang negatibong singil ng una ay mas mataas. Posible ring singilin ang parehong konduktor nang negatibo, ngunit ang isang konduktor ay dapat na may singil na mas malaki kaysa sa isa. Sa kasong ito, ang isa ay nagsasalita ng isang potensyal na pagkakaiba na nagiging sanhi ng isang electric current.
Sa pamamagitan ng pagkakatulad sa tubig, kung ikinonekta mo ang dalawang sisidlan na puno ng tubig sa magkaibang antas, lilitaw ang isang stream ng tubig. Ang presyon nito ay depende sa pagkakaiba sa mga antas.
Ito ay kagiliw-giliw na ang magulong paggalaw ng mga electron sa ilalim ng pagkilos ng isang electric field ay karaniwang napanatili, ngunit ang pangkalahatang vector ng paggalaw ng masa ng mga carrier ng singil ay nakakakuha ng isang nakadirekta na karakter. Kung ang "magulong" bahagi ng paggalaw ay may bilis na ilang sampu o kahit daan-daang kilometro bawat segundo, kung gayon ang bahagi ng direksyon ay ilang millimeters kada minuto. Ngunit ang epekto (kapag ang mga electron ay gumagalaw sa haba ng konduktor) ay kumakalat sa bilis ng liwanag, kaya sinasabi nila na ang electric current ay gumagalaw sa bilis na 3 * 108 m/seg.
Sa balangkas ng eksperimento sa itaas, ang kasalukuyang nasa konduktor ay hindi iiral nang matagal - hanggang sa maubos ang labis na mga electron sa negatibong sisingilin na konduktor, at ang kanilang numero sa magkabilang pole ay hindi balanse. Ang oras na ito ay maliit - hindi gaanong mahalagang mga praksyon ng isang segundo.
Ang pagbabalik sa unang negatibong sisingilin na elektrod at paglikha ng labis na singil sa mga carrier ay hindi nagbibigay ng parehong electric field na naglipat ng mga electron mula minus hanggang plus. Samakatuwid, dapat mayroong isang panlabas na puwersa na kumikilos laban sa lakas ng electric field at lumalampas dito.Katulad ng tubig, dapat mayroong bomba na nagbobomba ng tubig pabalik sa itaas na antas upang lumikha ng tuluy-tuloy na daloy ng tubig.
Kasalukuyang direksyon
Ang direksyon mula sa plus hanggang minus ay kinuha bilang direksyon ng kasalukuyang, iyon ay, ang direksyon ng paggalaw ng mga positibong sisingilin na mga particle ay kabaligtaran sa paggalaw ng mga electron. Ito ay dahil sa ang katunayan na ang mismong kababalaghan ng electric current ay natuklasan nang mas maaga kaysa sa isang paliwanag ng kalikasan nito ay natanggap, at pinaniniwalaan na ang kasalukuyang napupunta sa direksyon na ito. Sa oras na iyon, ang isang malaking bilang ng mga artikulo at iba pang panitikan sa paksang ito ay naipon, lumitaw ang mga konsepto, kahulugan at batas. Upang hindi mabago ang isang malaking halaga ng nai-publish na materyal, kinuha lang namin ang direksyon ng kasalukuyang laban sa daloy ng mga electron.
Kung ang kasalukuyang dumadaloy sa lahat ng oras sa isang direksyon (kahit na nagbabago sa lakas), ito ay tinatawag direktang kasalukuyang. Kung nagbabago ang direksyon nito, pinag-uusapan natin ang tungkol sa alternating current. Sa praktikal na aplikasyon, nagbabago ang direksyon ayon sa ilang batas, halimbawa, ayon sa sinusoidal. Kung ang direksyon ng kasalukuyang daloy ay nananatiling hindi nagbabago, ngunit pana-panahong bumababa ito sa zero at tumataas sa isang maximum na halaga, pagkatapos ay pinag-uusapan natin ang isang pulsed kasalukuyang (ng iba't ibang mga hugis).
Mga kinakailangang kondisyon para sa pagpapanatili ng electric current sa circuit
Tatlong kondisyon para sa pagkakaroon ng isang electric current sa isang closed circuit ay nagmula sa itaas. Kailangan nilang isaalang-alang nang mas detalyado.
Mga carrier ng libreng bayad
Ang unang kinakailangang kondisyon para sa pagkakaroon ng isang electric current ay ang pagkakaroon ng mga free charge carrier. Ang mga singil ay hindi umiiral nang hiwalay sa kanilang mga carrier, kaya kinakailangang isaalang-alang ang mga particle na maaaring magdala ng singil.
Sa mga metal at iba pang mga sangkap na may katulad na uri ng conductivity (graphite, atbp.), Ito ay mga libreng electron. Mahina silang nakikipag-ugnayan sa nucleus, at maaaring umalis sa atom at gumagalaw nang medyo walang harang sa loob ng konduktor.
Ang mga libreng electron ay nagsisilbi rin bilang mga tagadala ng singil sa mga semiconductor, ngunit sa ilang mga kaso ay nagsasalita sila ng "butas" na kondaktibiti ng klase ng mga solid na ito (kumpara sa "electronic"). Ang konsepto na ito ay kailangan lamang upang ilarawan ang mga pisikal na proseso, sa katunayan, ang kasalukuyang sa semiconductors ay ang parehong paggalaw ng mga electron. Ang mga materyales kung saan ang mga electron ay hindi maaaring umalis sa atom ay dielectrics. Walang kasalukuyang sa kanila.
Sa mga likido, ang mga positibo at negatibong ion ay nagdadala ng singil. Ito ay tumutukoy sa mga likido - electrolytes. Halimbawa, tubig kung saan ang asin ay natunaw. Sa kanyang sarili, ang tubig ay medyo neutral, ngunit kapag ang solid at likidong mga sangkap ay pumasok dito, sila ay natutunaw at naghihiwalay (nabubulok) upang bumuo ng mga positibo at negatibong mga ion. At sa mga tinunaw na metal (halimbawa, sa mercury), ang mga tagadala ng singil ay parehong mga electron.
Ang mga gas ay halos dielectrics. Walang mga libreng electron sa kanila - ang mga gas ay binubuo ng mga neutral na atomo at molekula. Ngunit kung ang gas ay ionized, nagsasalita sila ng ika-apat na estado ng pagsasama-sama ng bagay - plasma. Ang isang electric current ay maaari ding dumaloy dito, ito ay nangyayari sa panahon ng direktang paggalaw ng mga electron at ions.
Gayundin, ang kasalukuyang ay maaaring dumaloy sa isang vacuum (ang pagkilos ng, halimbawa, mga vacuum tubes ay batay sa prinsipyong ito). Mangangailangan ito ng mga electron o ions.
Electric field
Sa kabila ng pagkakaroon ng mga free charge carrier, karamihan sa media ay neutral sa kuryente. Ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na ang mga negatibong (electron) at positibo (proton) na mga particle ay matatagpuan nang pantay-pantay, at ang kanilang mga patlang ay nagbabayad sa bawat isa. Para lumitaw ang isang larangan, ang mga singil ay dapat na puro sa ilang lugar. Kung ang mga electron ay naipon sa rehiyon ng isang (negatibong) elektrod, magkakaroon ng kakulangan sa kanila sa kabaligtaran (positibong) elektrod, at ang isang patlang ay lilitaw na lumilikha ng puwersa na kumikilos sa mga carrier ng singil at pinipilit silang lumipat.
Puwersa ng ikatlong partido na magsagawa ng mga singil
At ang pangatlong kondisyon - dapat mayroong isang puwersa na nagdadala ng mga singil sa direksyon na kabaligtaran sa direksyon ng electrostatic field, kung hindi man ang mga singil sa loob ng closed system ay mabilis na balanse. Ang extraneous force na ito ay tinatawag na electromotive force. Maaaring iba ang pinagmulan nito.
Electrochemical na kalikasan
Sa kasong ito, ang EMF ay lumitaw bilang isang resulta ng paglitaw ng mga electrochemical reactions. Maaaring hindi na maibabalik ang mga reaksyon. Ang isang halimbawa ay isang galvanic cell - isang kilalang baterya. Matapos maubos ang mga reagents, ang EMF ay bumaba sa zero, at ang baterya ay "umupo".
Sa ibang mga kaso, ang mga reaksyon ay maaaring baligtarin. Kaya, sa isang baterya, ang EMF ay nangyayari rin bilang isang resulta ng mga electrochemical reactions. Ngunit sa pagkumpleto, ang proseso ay maaaring ipagpatuloy - sa ilalim ng impluwensya ng isang panlabas na electric current, ang mga reaksyon ay magaganap sa reverse order, at ang baterya ay muling magiging handa na magbigay ng kasalukuyang.
kalikasan ng photovoltaic
Sa kasong ito, ang EMF ay sanhi ng pagkilos ng nakikita, ultraviolet o infrared radiation sa mga proseso sa mga istruktura ng semiconductor. Ang ganitong mga puwersa ay lumitaw sa mga photocell ("solar na baterya").Sa ilalim ng pagkilos ng liwanag, ang isang electric current ay nabuo sa panlabas na circuit.
kalikasan ng thermoelectric
Kung kukuha ka ng dalawang magkaibang konduktor, ihinang ang mga ito at painitin ang junction, pagkatapos ay lilitaw ang isang EMF sa circuit dahil sa pagkakaiba ng temperatura sa pagitan ng mainit na junction (ang junction ng mga konduktor) at ang malamig na kantong - ang kabaligtaran na dulo ng mga konduktor. Sa ganitong paraan, posible hindi lamang upang makabuo ng kasalukuyang, kundi pati na rin sukatin ang temperatura sa pamamagitan ng pagsukat ng lumalabas na emf.
Piezoelectric na kalikasan
Nangyayari kapag ang ilang mga solido ay na-compress o na-deform. Gumagana ang isang electric lighter sa prinsipyong ito.
Electromagnetic na kalikasan
Ang pinakakaraniwang paraan upang makabuo ng kuryente sa industriya ay gamit ang isang generator ng DC o AC. Sa isang DC machine, ang isang armature na hugis-frame ay umiikot sa isang magnetic field, tumatawid sa mga linya ng puwersa nito. Sa kasong ito, lumitaw ang isang EMF, depende sa bilis ng pag-ikot ng rotor at ang magnetic flux. Sa pagsasagawa, ang isang anchor ay ginagamit mula sa isang malaking bilang ng mga liko, na bumubuo ng isang mayorya ng mga serye na konektado sa mga frame. EMF na nagmumula sa kanila ay nagdaragdag.
AT alternator ang parehong prinsipyo ay nalalapat, ngunit ang isang magnet (electric o permanente) ay umiikot sa loob ng nakapirming frame. Bilang resulta ng parehong mga proseso sa stator, EMF, na may sinusoidal na hugis. Sa isang pang-industriya na sukat, ang henerasyon ng AC ay halos palaging ginagamit - mas madaling i-convert ito para sa transportasyon at praktikal na paggamit.
Ang isang kawili-wiling pag-aari ng isang generator ay ang reversibility.Binubuo ito sa katotohanan na kung ang boltahe ay inilapat sa mga terminal ng generator mula sa isang panlabas na mapagkukunan, ang rotor nito ay magsisimulang iikot. Nangangahulugan ito na, depende sa scheme ng koneksyon, ang electric machine ay maaaring alinman sa isang generator o isang de-koryenteng motor.
Ito ay mga pangunahing konsepto lamang ng naturang kababalaghan bilang electric current. Sa katunayan, ang mga proseso na nagaganap sa panahon ng direktang paggalaw ng mga electron ay mas kumplikado. Upang maunawaan ang mga ito, kinakailangan ang isang mas malalim na pag-aaral ng electrodynamics.
Mga katulad na artikulo:
