Ի՞նչ է էլեկտրական հոսանքը: Էլեկտրական հոսանքի առկայության պայմանները. բնութագրերը և գործողությունները

2024 Հեղինակ: Howard Calhoun | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2023-12-17 10:30

Էլեկտրական հոսանքը շարժման մեջ գտնվող էլեկտրական լիցք է: Այն կարող է ունենալ ստատիկ էլեկտրականության հանկարծակի արտանետման ձև, ինչպիսին է կայծակը: Կամ դա կարող է լինել վերահսկվող գործընթաց գեներատորներում, մարտկոցներում, արևային կամ վառելիքի բջիջներում: Այսօր մենք կքննարկենք «էլեկտրական հոսանք» հասկացությունը և էլեկտրական հոսանքի գոյության պայմանները։

Էլեկտրական էներգիա

Մեր օգտագործած էլեկտրաէներգիայի մեծ մասը գալիս է էլեկտրական ցանցից փոփոխական հոսանքի տեսքով: Այն ստեղծվում է գեներատորների կողմից, որոնք աշխատում են Ֆարադեյի ինդուկցիայի օրենքի համաձայն, որի շնորհիվ փոփոխվող մագնիսական դաշտը կարող է էլեկտրական հոսանք առաջացնել հաղորդիչում:

Գեներատորներն ունեն մետաղալարերի պտտվող պարույրներ, որոնք անցնում են մագնիսական դաշտերի միջովռոտացիան. Կծիկները պտտվելիս բացվում և փակվում են մագնիսական դաշտի համեմատ և ստեղծում էլեկտրական հոսանք, որը փոխում է ուղղությունը յուրաքանչյուր պտույտի հետ: Հոսանքն անցնում է ամբողջ ցիկլով առաջ և հետընթաց վայրկյանում 60 անգամ։

Գեներատորները կարող են սնուցվել ածուխով, բնական գազով, նավթով կամ միջուկային ռեակտորով ջեռուցվող գոլորշու տուրբիններով: Գեներատորից հոսանքն անցնում է մի շարք տրանսֆորմատորների միջով, որտեղ նրա լարումը մեծանում է։ Լարերի տրամագիծը որոշում է հոսանքի քանակն ու ուժը, որը նրանք կարող են կրել առանց գերտաքացման և էներգիայի վատնման, իսկ լարումը սահմանափակվում է միայն նրանով, թե որքան լավ են լարերը մեկուսացված հողից:

Հետաքրքիր է նշել, որ հոսանքն իրականացվում է միայն մեկ մետաղալարով, ոչ թե երկու: Դրա երկու կողմերը նշվում են որպես դրական և բացասական: Այնուամենայնիվ, քանի որ փոփոխական հոսանքի բևեռականությունը փոխվում է վայրկյանում 60 անգամ, դրանք ունեն այլ անվանումներ՝ տաք (բեռնախցիկի էլեկտրահաղորդման գծեր) և հիմնավորված (անցնելով գետնի տակ՝ միացումն ավարտելու համար)::

Ինչու՞ մեզ պետք է էլեկտրաէներգիա

Էլեկտրաէներգիայի օգտագործումը շատ է. այն կարող է լուսավորել ձեր տունը, լվանալ և չորացնել ձեր հագուստը, բարձրացնել ավտոտնակի դուռը, ջուրը եռացնել թեյնիկում և սնուցել այլ կենցաղային իրեր, որոնք շատ ավելի հեշտացնում են մեր կյանքը: Այնուամենայնիվ, տեղեկատվություն փոխանցելու հոսանքի կարողությունը գնալով ավելի կարևոր է դառնում:

Համացանցին միանալիս համակարգիչը օգտագործում է էլեկտրական հոսանքի միայն մի փոքր մասը, բայց սա մի բան է, առանց որի ժամանակակից մարդըչեմ կարող պատկերացնել նրա կյանքը։

Էլեկտրական հոսանքի հայեցակարգ

Ինչպես գետի հոսքը, ջրի մոլեկուլների հոսքը, էլեկտրական հոսանքը լիցքավորված մասնիկների հոսք է: Ի՞նչն է դա առաջացնում, և ինչո՞ւ այն միշտ չի ընթանում նույն ուղղությամբ: Երբ լսում ես հոսք բառը, ինչի՞ մասին ես մտածում: Երևի գետ կլինի։ Դա լավ ասոցիացիա է, քանի որ դա է պատճառը, որ էլեկտրական հոսանքը ստացել է իր անունը: Այն շատ նման է ջրի հոսքին, միայն ջրանցքի երկայնքով շարժվող ջրի մոլեկուլների փոխարեն լիցքավորված մասնիկները շարժվում են հաղորդիչով։

Էլեկտրական հոսանքի գոյության համար անհրաժեշտ պայմանների շարքում կա էլեկտրոնների առկայություն նախատեսող իր։ Հաղորդող նյութի ատոմներն ունեն այս ազատ լիցքավորված մասնիկներից շատերը, որոնք լողում են ատոմների շուրջը և միջև: Նրանց շարժումը պատահական է, ուստի հոսք չկա տվյալ ուղղությամբ: Ի՞նչ է անհրաժեշտ էլեկտրական հոսանքի գոյության համար:

Էլեկտրական հոսանքի գոյության պայմանները ներառում են լարման առկայությունը։ Հաղորդիչի վրա կիրառելիս բոլոր ազատ էլեկտրոնները կշարժվեն նույն ուղղությամբ՝ ստեղծելով հոսանք:

Հետաքրքրված է էլեկտրական հոսանքով

Հետաքրքիրն այն է, որ երբ էլեկտրական էներգիան փոխանցվում է հաղորդիչով լույսի արագությամբ, էլեկտրոններն իրենք շատ ավելի դանդաղ են շարժվում: Իրականում, եթե դուք հանգիստ քայլեիք հաղորդիչ մետաղալարի կողքով, ձեր արագությունը 100 անգամ ավելի արագ կլիներ, քանէլեկտրոնները շարժվում են. Դա պայմանավորված է նրանով, որ նրանք կարիք չունեն անցնելու հսկայական տարածություններ միմյանց էներգիա փոխանցելու համար։

Ուղիղ և փոփոխական հոսանք

Այսօր լայնորեն կիրառվում են հոսանքի երկու տարբեր տեսակներ՝ ուղղակի և փոփոխական: Առաջինում էլեկտրոնները շարժվում են մեկ ուղղությամբ՝ «բացասական» կողմից դեպի «դրական» կողմ։ Փոփոխական հոսանքը էլեկտրոններին մղում է ետ ու առաջ՝ վայրկյանում մի քանի անգամ փոխելով հոսքի ուղղությունը։

Էլեկտրակայաններում էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար օգտագործվող գեներատորները նախատեսված են փոփոխական հոսանք արտադրելու համար: Դուք հավանաբար երբեք չեք նկատել, որ ձեր տան լույսն իրականում թարթում է ընթացիկ ուղղության փոփոխության ժամանակ, բայց դա տեղի է ունենում չափազանց արագ, որպեսզի աչքերը չճանաչեն:

Որո՞նք են ուղղակի էլեկտրական հոսանքի գոյության պայմանները: Ինչու՞ են մեզ անհրաժեշտ երկու տեսակները և որն է ավելի լավը: Սրանք լավ հարցեր են: Այն փաստը, որ մենք դեռ օգտագործում ենք հոսանքի երկու տեսակները, հուշում է, որ դրանք երկուսն էլ ծառայում են հատուկ նպատակների: Դեռևս 19-րդ դարում պարզ էր, որ էլեկտրակայանի և տան միջև երկար հեռավորությունների վրա էներգիայի արդյունավետ փոխանցումը հնարավոր է միայն շատ բարձր լարման դեպքում: Բայց խնդիրն այն էր, որ իսկապես բարձր լարման ուղարկումը չափազանց վտանգավոր էր մարդկանց համար։

Այս խնդրի լուծումը տանից դուրս սթրեսի նվազեցումն էր՝ նախքան այն ներս ուղարկելը: Մինչ օրս ուղղակի էլեկտրական հոսանքն օգտագործվում է խոշոր փոխանցելու համարհեռավորությունը՝ հիմնականում այլ լարման հեշտությամբ փոխարկվելու ունակության շնորհիվ։

Ինչպես է աշխատում էլեկտրական հոսանքը

Էլեկտրական հոսանքի գոյության պայմանները ներառում են լիցքավորված մասնիկների, հաղորդիչի և լարման առկայությունը: Շատ գիտնականներ ուսումնասիրել են էլեկտրականությունը և պարզել, որ դրա երկու տեսակ կա՝ ստատիկ և հոսանք։

Դա երկրորդն է, որը հսկայական դեր է խաղում ցանկացած մարդու առօրյա կյանքում, քանի որ այն էլեկտրական հոսանք է, որն անցնում է շղթայով: Մենք այն ամեն օր օգտագործում ենք մեր տները և ավելին սնուցելու համար:

Ի՞նչ է էլեկտրական հոսանքը:

Երբ էլեկտրական լիցքերը շրջանառվում են շղթայում մի տեղից մյուսը, առաջանում է էլեկտրական հոսանք: Էլեկտրական հոսանքի գոյության պայմանները ներառում են, բացի լիցքավորված մասնիկներից, հաղորդիչի առկայությունը։ Ամենից հաճախ դա մետաղալար է: Դրա միացումը փակ շղթա է, որում հոսանքը հոսում է էներգիայի աղբյուրից: Երբ շրջանը բաց է, նա չի կարող ավարտել ճանապարհը: Օրինակ, երբ ձեր սենյակի լույսն անջատված է, շղթան բաց է, բայց երբ միացումը փակ է, լույսը միացված է։

Ընթացիկ հզորություն

Հաղորդավարում էլեկտրական հոսանքի գոյության պայմանների վրա մեծապես ազդում է այնպիսի լարման բնութագրիչ, ինչպիսին է հզորությունը։ Սա չափում է, թե որքան էներգիա է օգտագործվում որոշակի ժամանակահատվածում:

Կան բազմաթիվ տարբեր միավորներ, որոնք կարող են օգտագործվելայս հատկանիշի արտահայտությունները. Այնուամենայնիվ, էլեկտրական հզորությունը գրեթե չափվում է վտներով: Մեկ վտ հավասար է մեկ ջոուլ վայրկյանում։

Էլեկտրական լիցքավորումը շարժման մեջ

Որո՞նք են էլեկտրական հոսանքի գոյության պայմանները: Այն կարող է ունենալ ստատիկ էլեկտրականության հանկարծակի արտանետման ձև, ինչպիսին է կայծակը կամ բրդյա կտորի հետ շփումից առաջացած կայծը: Սակայն ավելի հաճախ, երբ խոսում ենք էլեկտրական հոսանքի մասին, նկատի ունենք էլեկտրականության ավելի վերահսկվող ձև, որը ստիպում է լույսերն ու սարքերը աշխատել: Էլեկտրական լիցքի մեծ մասը կրում են ատոմի ներսում գտնվող բացասական էլեկտրոնները և դրական պրոտոնները: Սակայն վերջիններս հիմնականում անշարժացված են ատոմային միջուկների ներսում, ուստի լիցքը մի տեղից մյուսը տեղափոխելու աշխատանքը կատարվում է էլեկտրոնների միջոցով։

Էլեկտրոնները հաղորդիչ նյութում, ինչպիսին մետաղն է, մեծապես ազատ են շարժվել մի ատոմից մյուսը իրենց հաղորդման գոտիներով, որոնք ավելի բարձր էլեկտրոնային ուղեծրեր են: Բավարար էլեկտրաշարժիչ ուժը կամ լարումը ստեղծում է լիցքի անհավասարակշռություն, որը կարող է առաջացնել էլեկտրոնների տեղափոխում հաղորդիչի միջով որպես էլեկտրական հոսանք:

Եթե ջրի հետ անալոգիա գծենք, ապա վերցնենք, օրինակ, խողովակ: Երբ մենք բացում ենք մի փականի մի ծայրում, որպեսզի ջուրը մտնի խողովակ, մենք չպետք է սպասենք, որ այդ ջուրն իր ճանապարհով աշխատի մինչև խողովակի վերջը: Մյուս ծայրից մենք ջուր ենք ստանում գրեթե ակնթարթորեն, քանի որ մուտքային ջուրը մղում է արդեն խողովակի մեջ գտնվող ջուրը: Ահա թե ինչ է լինում, երբ լարում էլեկտրական հոսանք է լինում։

Էլեկտրական հոսանք. էլեկտրական հոսանքի գոյության պայմաններ

Էլեկտրական հոսանքը սովորաբար դիտվում է որպես էլեկտրոնների հոսք: Երբ մարտկոցի երկու ծայրերը միացված են միմյանց մետաղական մետաղալարով, այս լիցքավորված զանգվածը մետաղալարով հոսում է մարտկոցի մի ծայրից (էլեկտրոդից կամ բևեռից) դեպի հակառակը։ Այսպիսով, անվանենք էլեկտրական հոսանքի գոյության պայմանները՝.

1. Լիցքավորված մասնիկներ.
2. Explorer.
3. Լարման աղբյուր։

Սակայն ամեն ինչ այդքան էլ պարզ չէ։ Ի՞նչ պայմաններ են անհրաժեշտ էլեկտրական հոսանքի գոյության համար: Այս հարցին կարելի է ավելի մանրամասն պատասխանել՝ դիտելով հետևյալ բնութագրերը.

• Պոտենցիալ տարբերություն (լարման). Սա նախապայմաններից մեկն է։ 2 կետերի միջև պետք է լինի պոտենցիալ տարբերություն, այսինքն՝ վանող ուժը, որը ստեղծվում է լիցքավորված մասնիկների կողմից մի վայրում, պետք է ավելի մեծ լինի, քան նրանց ուժը մեկ այլ կետում: Լարման աղբյուրները, որպես կանոն, բնության մեջ չեն լինում, իսկ էլեկտրոնները բավական հավասարաչափ են բաշխվում շրջակա միջավայրում։ Այնուամենայնիվ, գիտնականներին հաջողվեց հորինել որոշ տեսակի սարքեր, որտեղ կարող են կուտակվել այդ լիցքավորված մասնիկները՝ դրանով իսկ ստեղծելով խիստ անհրաժեշտ լարումը (օրինակ՝ մարտկոցներում):
• Էլեկտրական դիմադրություն (հաղորդիչ): Սա երկրորդ կարևոր պայմանն է, որն անհրաժեշտ է էլեկտրական հոսանքի գոյության համար։ Սա այն ճանապարհն է, որով անցնում են լիցքավորված մասնիկները: Միայն այն նյութերը, որոնք թույլ են տալիս էլեկտրոններին ազատ տեղաշարժվել, գործում են որպես հաղորդիչներ: Նույնը ժամըորոնք չունեն այս հատկությունը կոչվում են մեկուսիչներ։ Օրինակ՝ մետաղալարը հիանալի հաղորդիչ կլինի, իսկ ռետինե պատյանը՝ հիանալի մեկուսիչ։

Ուշադիր ուսումնասիրելով էլեկտրական հոսանքի առաջացման և գոյության պայմանները՝ մարդիկ կարողացան ընտելացնել այս հզոր և վտանգավոր տարրը և ուղղորդել այն ի շահ մարդկության։