Elektricitet Fysik: beslutsamhet, erfarenhet, enhet

Elektricitet Fysik - är något som drabbar var och en av oss. I denna artikel kommer vi att titta på de grundläggande begreppen i samband med det.

Vad är elektricitet? För den oinvigde personen är förknippad med en blixt eller energiförsörjning TV och tvättmaskin. Han vet att användningen av en elektrisk elektricitet. Vad kan han säga? Om vårt beroende av el för att bli påmind kraftledningar. Någon kan citera flera andra exempel.

Men på grund av elektricitet finns många andra, mindre uppenbara, men vardagliga företeelser. Med alla av dem introducerar vi fysik. El (uppgifter, definitioner och formler) vi börjar studera på skolan. Och vi lär oss en hel del intressanta saker. Det visar sig, att slå hjärtat, rinnande idrottsman, sovande barn och flytande fisk - allt generera elektrisk energi.

Elektroner och protoner

Vi definierar de grundläggande begreppen. Ur synpunkten på den vetenskapsman, el fysik associerad med rörelsen av elektroner och andra laddade partiklar till olika substanser. Därför den vetenskapliga förståelsen av naturen av fenomenet av intresse för oss beror på kunskapsnivån om atomer och deras ingående subatomära partiklar. Nyckeln till denna förståelse är små elektroner. Atomer av vilken substans som helst som innefattar en eller flera elektroner som rör sig i olika banor runt kärnan, precis som planet banor runt solen. Typiskt är antalet elektroner i en atom är lika med antalet protoner i kärnan. Emellertid kan protoner, som är avsevärt tyngre än elektroner betraktas som om de som anges på centrum av atomen. Denna extremt förenklad modell av atomen är tillräckligt för att förklara grunderna i sådana fenomen som el fysik.

Vad du behöver veta? De elektroner och protoner har samma största elektrisk laddning (men med motsatt tecken), så att de dras till varandra. ansvarar för proton är positiv och elektron - negativa. Atom med elektron är större än eller mindre än vanligt, som kallas jon. Om atomen är inte tillräckligt, kallas det en positiv jon. Om det innehåller ett överskott av dem, det kallas en negativ jon.

När elektronerna lämnar atom som förvärvar en viss positiv laddning. Elektron saknar dess motsats - en proton eller rör sig till en annan atom, eller återvänder till den föregående.

Varför elektroner lämnar atomen?

Detta beror på flera orsaker. Det vanligaste är det faktum att under impulsen av ljus eller någon extern elektron i en atom i rörelse elektron kan matas ut från dess bana. Värme gör atomerna att oscillera snabbare. Detta innebär att elektronerna kan emitteras från dess atom. I kemiska reaktioner, de också flytta från atom till atom.

Ett bra exempel på förhållandet mellan kemisk och elektrisk aktivitet i musklerna ger oss. Deras fibrer kontrakt när en elektrisk signal från nervsystemet. Elektrisk ström stimulerar de kemiska reaktionerna. De leder också till en minskning i muskel. Externa elektriska signaler används ofta för att på konstgjord väg stimulera muskelaktivitet.

konduktivitet

I vissa ämnen elektroner under inverkan av ett yttre elektriskt fält rör sig mer fritt än i andra. De säger att dessa material har god ledningsförmåga. De kallas ledare. Dessa inkluderar de flesta metaller, heta gaser och vissa vätskor. Air, gummi och olja, polyeten och glas inte leda elektricitet. De kallas isolatorer och används för isolering av goda ledare. Ideal isolatorer (absolut inte leder ström) existerar inte. Under vissa förhållanden, kan elektroner avlägsnas från vilken som helst atom. Vanligtvis, men dessa förhållanden är så svåra att åstadkomma det ur praktisk synvinkel, kan en sådan substans anses vara icke-ledande.

Att bekanta sig med en vetenskap som fysiken (avsnitt "Electricity"), får vi veta att det finns en särskild grupp av ämnen. It halvledare. De beter sig delvis som en dielektrisk, dels - som ledare. Dessa inkluderar, i synnerhet, innefattar: germanium, kisel, och kopparoxid. På grund av dess egenskaper hos halvledare finner många användningsområden. Till exempel, kan det vara en elektrisk ventil: som cykeldäckventilen den möjliggör laddningarna rör sig i endast en riktning. Sådana enheter kallas likriktare. De används i miniatyr radiomottagare och stora kraftverk för att konvertera växelström till likström.

Värme är en kaotisk form av rörelse av molekyler eller atomer och temperatur - mått på intensiteten av rörelsen (vid de flesta metaller nedåtrörelse av elektrontemperaturen blir lösare). Detta innebär att motståndet mot den fria rörligheten för elektroner minskar med minskande temperatur. Med andra ord, ledningsförmågan hos de ökar metall.

supraledning

I vissa ämnen vid mycket låga temperaturer, för att strömningsmotståndet av elektroner helt försvinner och elektronerna börjar flytta det fortsätter på obestämd tid. Detta fenomen kallas supraledning. Vid en temperatur några grader över absoluta nollpunkten (- 273 ° C) är det som observerats i metaller, såsom tenn, bly, aluminium och niob.

Van De Graaff generator

Läroplanen innehåller en mängd experiment med elektricitet. Det mozhestvo generatorer arter, varav vi vill utveckla. Van de Graaff accelerator används för att erhålla super spänning. Om ett föremål innehållande ett överskott av positiva joner, för att uttrycka in i behållaren, därefter på den inre ytan av den senare kommer att vara elektroner, och på utsidan - samma mängd av positiva joner. Om nu röra insidan av det laddade föremålet, då det kommer att passera alla fria elektroner. På utsidan av positiva laddningar kvar.

I Van De Graaff positiva joner från källan matas till ett transportband som sträcker sig inuti en metallsfär. Tejp ansluten till den inre ytan av sfären medelst en ledare i form av åsen. Elektronerna strömmar från den inre ytan av sfären. På den yttre sidan därav visas positiva joner. Effekten kan förstärkas genom användning av två generatorer.

elektrisk ström

I skolan fysik den innehåller naturligtvis en sådan sak som en elektrisk ström. Vad är det? Den elektriska strömmen på grund av att rörelsen av elektriska laddningar. När den elektriska lampan ansluten till batteriet, är på, flyter ström längs tråden från en pol hos batteriet till lampan, därefter genom dess hår, vilket får den att glöda, och returnerar tillbaka till den andra tråden till den andra polen hos batteriet. Om du slår på strömbrytaren öppnar kretsen - aktuella trafik stannar och slocknar.

Rörelsen av elektroner

Ström i de flesta fall är en ordnad rörelse av elektronerna i metallen tjänar som ledaren. Alla ledare och vissa andra ämnen förekommer alltid någon random deras rörelse, även om den nuvarande inte flödar. Elektronerna i ämnet kan vara relativt fritt, eller starkt bundet. Bra ledare har fria elektroner kan röra sig. Men i dåliga ledare eller isolatorer, majoriteten av dessa partiklar är tillräckligt fast förbundna med de atomer som hindrar deras rörelse.

Ibland naturligt eller artificiellt skapade i ledar rörelse av elektroner i en viss riktning. Detta flöde anropas och elektrisk stöt. Den mäts i ampere (A). Strömbärare kan också tjäna som joner (i gaser eller lösningar) och en "hål" (en brist på elektroner i vissa typer av halvledare. Nya beter sig som positivt laddade bärare av den elektriska strömmen. För att tvinga elektronerna att röra sig i en eller annan riktning, krävs en kraft. I naturen, dess källa kan vara: exponering för solljus, magnetiska effekter och kemiska reaktioner Vissa av dem används för att producera elektrisk ström Vanligtvis för detta ändamål är: .. generator med användning av magnetiska effekter, och elementet (batteri), vars effekt beror på kemiska reaktioner. Båda enheterna, vilket skapar en elektromotorisk kraft (EMF) orsakar elektroner att röra sig i en riktning längs kedjan. Storleken av emk mäts i volt (V). Dessa är de grundläggande enheter av effektmätning.

Storleken av EMF och ström är sammankopplade såsom tryck och flöde i vätskan. Vattenledningar är alltid fylld med vatten under ett visst tryck, men vattnet börjar flyta endast när ventilen öppnas.

På liknande sätt, den elektriska kretsen kan vara ansluten till en källa för elektromotorisk kraft, men den nuvarande däri inte flyter så länge som inte fastställas bana längs vilken elektroner kan röra sig. De kan vara till exempel en elektrisk lampa eller dammsugare, omkopplaren här spelar rollen av en kran "som producerar" ström.

Förhållandet mellan ström och spänning

Som spänningen ökar och den nuvarande tillväxten i kretsen. Studera fysik naturligtvis vet vi att elektriska kretsar består av flera olika delar: vanligtvis byta ledningar och apparater - konsument av el. De är alla förbundna med varandra, åstadkomma motstånd mot elektrisk ström, som (om man antar temperaturen konstant) förändras inte med tiden, men för var och en av dem är olika för dessa komponenter. Därför, om samma spänning läggs på lampan och till järnet, kommer flödet av elektroner i var och en av anordningarna vara olika på grund av deras olika motstånd. Följaktligen, är den ström som flyter genom en viss kretsdelen bestäms inte bara spänning, men motståndet hos ledarna och enheter.

Ohms lag

Den elektriska resistansen mäts i ohm (ohm) i sådan vetenskap som fysik. Elektricitet (Formel definitioner experiment) - brett ämne. Vi kommer inte att visa komplicerade formler. För det första bekantskap med ämnet nog har sagts ovan. Men det är en formel värt att ta. Det är en kick. För någon ledare eller system av ledare och anordningar förhållandet mellan spänningen, ström, motstånd ges av: spänning = ström x motstånd. Detta är ett matematiskt uttryck av Ohms lag, uppkallat efter Georg Ohm (1787-1854 gg.), Som är den första att fastställa sambandet mellan dessa tre parametrar.

Elektricitet Fysik - en mycket intressant vetenskapsgren. Vi har övervägt bara de grundläggande begreppen i samband med det. Du vet vad el är, hur det bildas. Vi hoppas att denna information är användbar för dig.