Kaj je stalen električni tok?

Stalni električni tok je neprekinjeno gibanje elektronov iz negativne regije (-

Da bi ustvarili tok elektronov, je potrebno stalno tokovno vezje. To je vir energije (na primer baterija) in vodnik, ki prehaja iz pozitivnega v negativni pol. V tokokrogu so lahko vključene različne električne naprave.

Neprekinjeno gibanje elektronov

DC tok je neprekinjeno gibanje elektronov skozi prevodni material, kot je kovinska žica. Polnjeni delci se premaknejo v pozitivni (+) potencial. Za ustvarjanje pretoka električne energije je potrebno električno vezje, sestavljeno iz enosmernega napajalnika in žice, ki tvori zaprto zanko. Dober primer takega kroga je svetilka.

Čeprav se negativno napolnjeni elektroni premikajo skozi žico do pozitivnega (+) pola vira energije, je trenutni premik označen v nasprotni smeri. To je rezultat neuspešnega in zmedenega sporazuma. Znanstveniki, Eksperimentiranje s tokovi se je štelo, da se električna energija premika iz (+) v (-), in postala je običajna še vedno pred odkritjem elektronov. V resnici se negativni nabiti delci premaknejo na pozitivni pol, nasproti smeri, označeni kot smer tokovnega toka. To je zmedeno, vendar po tem, ko je bilo dogovorjeno, je že nekaj težje popraviti.

Napetost, tok in odpornost

Za električno energijo, ki poteka skozi žico ali drug vodnik, je značilna napetost U, tok I in upornost R. Napetost je potencialna energija. Tok je tok elektronov v prevodniku in odpornost je sila njegovega trenja.

Dober način za predstavitev konstantnega električnega toka je analogija z vodo, ki teče skozi cev. Napetost je potencial, ki nastane na enem koncu žice zaradi presežka negativno nabitih elektronov. To je podobno povečanemu pritisku vode v cevi. Potencial povzroči, da se elektroni premikajo skozi žico na območje pozitivnega naboja. Ta potencialna energija se imenuje napetost in se meri v voltih.

Stalni električni tok je tok elektronov, izmerjen v amperih. Podobno je hitrost pretoka vode skozi cev.

Om je enota električnega upora. Atomi dirigenta se nahajajo tako da bodo elektroni minili z malo trenja. V izolatorjih ali slabih prevodnikih, atomi močno upirajo ali motijo ​​gibanje nabitih delcev. To je analogno trenju vode v cevi, ko prehaja skozi to.

Tako je napetost podobna tlaku, tokovnemu toku in hidravlični odpornosti na električni upor.

Ustvarjanje neposrednega toka

Čeprav se statična elektrika lahko izprazni skozi kovinsko žico, ni vir neposrednega toka. So baterije in generatorji.

V baterijah se kemijske reakcije uporabljajo za generiranje električne energije iz DC. Na primer, avtomobilska baterija je sestavljena iz svinčenih plošč, postavljen v raztopini žveplove kisline. Ko se plošče nabirajo iz električnega omrežja ali generatorja avtomobila, se kemično spremenijo in zadržijo polnjenje. Ta DC vir se nato lahko uporabi za pogon avtorovih žarometov itd. Problem je, da je žveplova kislina zelo acrid in nevarno.

Druga baterija je lahko izdelana neodvisno od limone. Ne zahteva polnjenja, ampak je odvisna od kislinske reakcije različnih kovin. Najboljši sta baker in cink. Lahko uporabite bakreno žico ali kovanec. Kot različna elektroda se lahko uporabi pocinkan žebelj. Tudi železo bo delovalo, vendar ne tako dobro. Dovolj je, da držite bakreno žico in pocinkan žebelj v normalno limono in merite napetost med njimi z voltmetrom. Nekateri ljudje s to baterijo so celo uspeli osvetliti sijalko.

Zanesljivo vir je generator, ki je izdelan iz žične rane med severnim in južnim polom magneta.

Tako je konstanten električni tok neprekinjeno premikanje elektronov od negativnega v pozitivno polovico prevodnika, kot je kovinska žica. Veriga je potrebna za prehod polnjenih delcev. V njej je smer tokovnega toka v nasprotju s pretokom elektronov. Za vezje so značilne takšne količine kot napetost, tok in odpornost. Viri neposrednega toka so akumulatorji in generatorji.

Električna vezja

Električno vezje enosmernega toka je sestavljeno iz vira, katerega poli so povezani s povezovalnimi vodniki sprejemniki v zaprti zanki. To je predpogoj za prehod toka. Verige so lahko zaporedne, vzporedne ali kombinirane.

Če vzamete vir neposrednega toka, na primer baterijo, in ga povežite pozitivno in negativnopole žice do bremena, na primer žarnica, potem se tvori električni tokokrog. Z drugimi besedami, elektrika teče od enega kontakta akumulatorja do drugega. Po zaporedju z žarnico lahko namestite stikalo, ki bo, če bo potrebno, uravnavalo napajanje stalnega električnega toka.

DC napajalniki

Za vezje potrebujete vir napajanja. Običajno uporablja baterijo ali baterijo. Drug vir energije je DC generator. Poleg tega je mogoče preko usmernika prenesti izmenični tok. Standardni adapter, ki se uporablja z nekaterimi prenosnimi napravami (na primer pametnimi telefoni), pretvori 220 V Ljubljani AC na DC 5 V.

Vodniki

Žice in tovori morajo voditi električno energijo. Baker ali aluminij so dobri vodniki in imajo nizko upornost. Volframova žarilna nitka v žarnici z žarilno nitko vodi tok, vendar ima veliko upornost, kar povzroča njo ogrevana in ogrevana.

Serijska in vzporedna povezava

V Ljubljani električna vezja Več naprav, kot so žarnice, lahko priključite v eno vrstico med pozitivnim in negativnim polom baterije. Ta povezava se imenuje serijski. Eden od težav s tem dogovoru je, da če ena žarnica zgori, deluje kot stikalo in prekine celotno vezje.

Sprejemniki lahko tudi vzporedno priključite, tako da se, če se izklopi katera koli žarnica, vezje ne bo odzračilo. Vzporedno vezje se uporablja ne samo v Božično drevo venci - električna napeljava v domovih se izvaja tudi vzporedno. Zato je mogoče osvetlitev in naprave samostojno vklopiti in izklopiti.

Ohmov zakon

Zakoni neposrednega električnega toka vključujejo zakon Ohma, ki je najbolj osnovna formula za električna vezja. Po njegovem mnenju je tok, ki poteka skozi vodnik, sorazmeren s potencialno razliko pri njega. Zakon je bil prvič oblikovan leta 1827 Nemški fizik George Ohm, ko je raziskal prevodnost kovin. Ohmov zakon najbolje opisuje enostavna DC električna vezja. Čeprav se uporablja tudi za izmenični tok, je treba v tem primeru upoštevati druge možne spremenljivke. Odnos med tokovno, napetostjo in upornostjo omogoča izračun ene fizikalne količine, če so znane vrednosti drugih dveh.

Ohmov zakon prikazuje razmerje med napetostjo, tokovi in ​​odpornostjo v preprostem električnem tokokrogu. V najpreprostejši obliki je zapisana z enačbo U = I × R. Tukaj je U napetost v voltih, I je tok v amperih in R je upor v ohmih. Tako, če sta I in R znana, lahko izračunamo U. Po potrebi lahko formulo spremenimo z algebrnimi metodami. Na primer, če znanih U in R in je treba najti I, potem je enačba I = U / R. Or, če pri čemer sta U in I in je potrebno izračunati R, potem se uporabi izraz R = U / I.

Pomembnost Ohmovega zakona je, da če je znana vrednost dveh spremenljivk v enačbi, potem lahko določimo tretjo. Vsaka od teh fizičnih veličin se lahko meri z voltmetrom. Večina voltmetrov ali multimetrov meri U, I, R stalnih in izmeničnih tokov.

Izračun U, I, R

Električna napetost enosmernega toka pri znanem toku in odpornosti lahko najdemo s formulo U = I × R. Na primer, če je I = 0,2 A in R = 1000 Ohm, nato U = 0,2 A * 1000 Ohm = 200 V.

Če je znane napetosti in odpornosti, se lahko tok izračuna z uporabo enačbe I = V / R. Na primer, če U = 110 V Ljubljani in R = 22000 Ohm, potem sem = 110 V Ljubljani / 22000 Ohm = 0,005 A.

Če sta znana napetost in tok, potem je R = V / I. Če je V = 220 V Ljubljani in I = 5 A, potem R = 220 V Ljubljani / 5 A = 44 Ohm.

Na ta način, Ohmov zakon prikazuje razmerje med napetostjo, tokovi in ​​odpornostjo v preprostem električnem tokokrogu. Uporablja se lahko za vezja neposrednega in izmeničnega toka.

DC moč

Polnjenje, ki se giblje v vezju (če ni superprevodnik) porabi energijo. To lahko povzroči, da se motor segreva ali zavrti. Električna energija je hitrost, s katero se električna energija pretvori v drugo obliko, kot je mehanska energija, toplota ali svetloba. To je enako produktu toka in napetosti: P = U × I. Merjeno v vatih. Na primer, če je U = 220 V Ljubljani in I = 0,5 A, potem P = 220 V Ljubljani * 0,5 A = 110 W.