Ელექტროენერგიის ფიზიკა: განსაზღვრა, გამოცდილება, ერთეული

ელექტროენერგიის ფიზიკა - არის რაღაც, რომელიც წინაშე თითოეული ჩვენგანი. ამ სტატიაში ჩვენ შევხედოთ ძირითადი ცნებები ასოცირდება იგი.

რა არის ელექტროენერგია? იყიდება uninitiated პირი უკავშირდება ფლეშ განათებით და ენერგომომარაგების ტელევიზორი და სარეცხი მანქანა. მან იცის, რომ გამოყენების ელექტრო ელექტროენერგია. რა შეიძლება მან გითხრათ? მომხმარებლის დამოკიდებულების ელექტროენერგიის შევახსენოთ ელექტროგადამცემი ხაზები. ვიღაცამ შეიძლება მოვიყვანოთ რამდენიმე სხვა მაგალითები.

თუმცა, იმის გამო ელექტროენერგიის ბევრი სხვა, ნაკლებად თვალსაჩინო, მაგრამ ყოველდღიურ მოვლენებზე. ყველა მათგანი ჩვენ წარმოგიდგინოთ ფიზიკა. ელექტროენერგიის (ამოცანები, განმარტებები და ფორმულები) ჩვენ ვიწყებთ სწავლობენ სკოლაში. და ჩვენ ვისწავლოთ ბევრი საინტერესო რამ. გამოდის, ცემა გულში, გაშვებული სპორტსმენი, მძინარე ბავშვი და მცურავი თევზი - ყველა გენერირება ელექტრო ენერგია.

ელექტრონები და პროტონები

ჩვენ განსაზღვრავს ძირითადი ცნებები. თვალსაზრისით მეცნიერი, ელექტროენერგიის ფიზიკის უკავშირდება მოძრაობა ელექტრონების და სხვა დამუხტული ნაწილაკების სხვადასხვა ნივთიერებები. აქედან გამომდინარე, სამეცნიერო გაგება ბუნების მოვლენაა ჩვენთვის საინტერესო დამოკიდებულია დონეზე ცოდნა ატომები და მათი შემადგენელი subatomic ნაწილაკები. გასაღები ამ გაგებით არის პატარა ელექტრონები. ატომები ნებისმიერი ნივთიერება, რომელიც მოიცავს ერთი ან მეტი ელექტრონები მოძრაობს სხვადასხვა ორბიტაზე გარშემო ძირითადი, ისევე, როგორც პლანეტის ორბიტაზე მზის გარშემო. როგორც წესი, ნომერი ელექტრონები ატომის არის ტოლი რაოდენობის პროტონებისა წელს ბირთვს. თუმცა, პროტონები, რომ მნიშვნელოვნად მძიმე ვიდრე ელექტრონი შეიძლება ჩაითვალოს, თუ დადგენილი ცენტრში ატომი. ეს ძალიან გამარტივებული მოდელი ატომის არის საკმარისი ახსნას საფუძვლებს ასეთი მოვლენები, როგორც ელექტროენერგიის ფიზიკა.

რა უნდა ვიცოდეთ? ელექტრონები და პროტონები აქვს იგივე უდიდესი ელექტრული მუხტი (მაგრამ საპირისპირო ნიშანი), ისე, რომ ისინი იზიდავს ერთმანეთს. პასუხისმგებელი პროტონული არის დადებითი და electron - ნეგატიური. Atom მქონე ელექტრონული მეტია ან ნაკლებია, ვიდრე ჩვეულებრივი, მოუწოდა იონის. იმ შემთხვევაში, თუ atom არ არის საკმარისი, მას უწოდებენ დადებითი ion. თუ იგი შეიცავს ჭარბი მათ, მას უწოდებენ უარყოფითი იონის.

როცა ელექტრონი დატოვება atom რომ იძენს დადებითი მუხტი. Electron მოკლებულია მისი საპირისპირო - პროტონული და გადადის სხვა atom, ან დაბრუნების წინა.

რატომ ელექტრონები ტოვებს atom?

ეს არის რამდენიმე მიზეზის გამო. ყველაზე გავრცელებული არის ის ფაქტი, რომ იმპულსი მსუბუქი ან გარე ელექტრონი ატომის მოძრავი ელექტრონების შეიძლება ejected მისი ორბიტაზე. Heat იწვევს ატომები ოსცილაციაა სწრაფად. ეს იმას ნიშნავს, რომ ელექტრონები შეიძლება ემიტირებული მისი atom. ქიმიური რეაქცია, მათ ასევე გადაადგილება ატომი ატომი.

კარგი მაგალითია ურთიერთობა ქიმიური და ელექტრო საქმიანობის კუნთების მოგვცეს. მათი ბოჭკოები კონტრაქტი, როდესაც ელექტრო სიგნალი ნერვული სისტემა. ელექტრო მიმდინარე სტიმულს ქიმიური რეაქცია. მათ ასევე გამოიწვიოს შემცირება კუნთების. გარე ელექტრო სიგნალები ხშირად გამოიყენება ხელოვნურად სტიმულირება კუნთების საქმიანობაში.

გამტარობის

ზოგიერთ ნივთიერებების ელექტრონები ზემოქმედების ქვეშ გარე ელექტრო სფეროში გადადის უფრო თავისუფლად, ვიდრე სხვები. ისინი აცხადებენ, რომ ასეთი მასალები აქვს კარგი გამტარობის. ისინი მოუწოდა დირიჟორები. ესენია ყველაზე ლითონები, ცხელი აირები და ზოგიერთი სითხეში. Air, რეზინის და ზეთი, პოლიეთილენის და მინის არ აწარმოოს ელექტროენერგია. ისინი მოუწოდა იზოლატორები და გამოიყენება იზოლაცია კარგი დირიჟორები. იდეალური იზოლატორები (სრულიად არ ატარებს მიმდინარე) არ არსებობს. გარკვეულ პირობებში, ელექტრონებს შეუძლიათ ამოღებულ იქნას ნებისმიერი ატომი. როგორც წესი, თუმცა, ამ პირობებში ძალიან რთულია მიზნის მისაღწევად, რომ პრაქტიკული თვალსაზრისით, ასეთი ნივთიერება შეიძლება ჩაითვალოს არასამთავრობო გამტარ.

გაცნობა მეცნიერების, როგორც ფიზიკის (სექცია "ელექტროენერგიის") ვიგებთ, რომ არსებობს სპეციალური ჯგუფის ნივთიერებები. ეს ნახევარგამტარები. ისინი იქცევიან ნაწილობრივ, როგორც დიელექტრიკული და ნაწილობრივ - როგორც დირიჟორები. ესენია, კერძოდ, მოიცავს: გერმანიუმი, სილიკონი და სპილენძის ოქსიდი. იმის გამო, რომ მისი თვისებები semiconductors აღმოაჩენს ბევრი მიზნებისათვის. მაგალითად, ეს შეიძლება იყოს ელექტრო სარქველი: როგორც კატავი საბურავი სარქველი ეს საშუალებას ბრალდებით გადაადგილება მხოლოდ ერთი მიმართულებით. ასეთი მოწყობილობები ეწოდება rectifiers. ისინი გამოიყენება მინიატურული რადიომიმღები, და დიდი ჰესების გარდაქმნას AC to DC.

სითბოს არის არეული სახით მოძრაობა მოლეკულების და ატომების და ტემპერატურა - ღონისძიება ინტენსივობის მოძრაობა (at ყველაზე ლითონები დაღმავალი მოძრაობა ელექტრონის ტემპერატურა ხდება looser). ეს ნიშნავს, რომ წინააღმდეგობის გაწევა თავისუფალი გადაადგილების ელექტრონები ამცირებს მცირდება ტემპერატურა. სხვა სიტყვებით, გამტარობის ლითონის იზრდება.

ზეგამტარობის

ზოგიერთ ნივთიერებების ძალიან დაბალი ტემპერატურა, წინააღმდეგობის გაწევა ელექტრონების ნაკადი მთლიანად ქრება და ელექტრონები დაიწყოს მოძრავი ეს გრძელდება განუსაზღვრელი ვადით. ეს მოვლენა ეწოდება ზეგამტარობის. ტემპერატურა რამდენიმე გრადუსი ზემოთ აბსოლუტური ნულოვანი (- 273 ° C), რომ შეინიშნება ლითონები, როგორიცაა კალის, ტყვიის, ალუმინის და ნიობიუმის.

ვან დე Graaff გენერატორი

სასწავლო პროგრამა მოიცავს სხვადასხვა ექსპერიმენტი ელექტროენერგია. არსებობს mozhestvo გენერატორების სახეობა, რომელთაგან ერთ-ერთი, ჩვენ გვინდა გაგაცნოთ. ვან დე Graaff ამაჩქარებლის გამოიყენება მოპოვება ზემაღალი ძაბვის. თუ ობიექტს, რომელიც შეიცავს ჭარბი დადებითი იონების, ამოქმედებული კონტეინერი, მერე შიგნით ზედაპირზე უკანასკნელი იქნება ელექტრონები და გარეთ - იგივე რაოდენობის დადებითი იონების. თუ ახლა შეეხოთ შიდა ზედაპირზე ბრალი ობიექტი, მაშინ იგი გაივლის ყველა თავისუფალ ელექტრონებს. On გარეთ დადებითი ბრალდებით რჩება.

ვან დე Graaff დადებითი იონების წყარო იბეგრება კონვეიერის ქამარი გაგრძელების შიგნით ლითონის სფერო. Tape უკავშირდება შიდა ზედაპირზე სფეროში დირიჟორ სახით ქედი. ელექტრონები შემოვა შიდა ზედაპირზე სფეროში. გარე მხარეს მისი, დადებითი იონების. ეფექტი შეიძლება გაუმჯობესებულია გამოყენებით ორი გენერატორები.

დენის

სკოლაში ფიზიკის, რა თქმა უნდა, იგი მოიცავს ასეთი რამ, როგორც ელექტრო მიმდინარე. რა არის ეს? დენის გამო შუამდგომლობა ელექტრო ბრალდებით. როდესაც ელექტრო ნათურა დაკავშირებული ბატარეის, ჩართული, მიმდინარე ნაკადების გასწვრივ მავთულხლართების ერთი ბოძზე ბატარეის ნათურა, მაშინ მისი თმა, რამაც მას დიზელის და ბრუნდება უკან, მეორე მავთულის მეორე ბოძზე ბატარეის. თუ თქვენ ჩართოთ შეცვლა გაიხსნება circuit - მიმდინარე საგზაო ჩერდება და სინათლის გადის.

ელექტრონები მოძრაობენ

აქტუალური უმეტეს შემთხვევაში არის შეკვეთილი შუამდგომლობა ელექტრონები რკინის ემსახურება როგორც დირიჟორი. ყველა დირიჟორები და სხვა ნივთიერებები ყოველთვის მოხდეს შემთხვევითი მათი გადაადგილება, მაშინაც კი, თუ მიმდინარე არ შემოვა. ელექტრონები ნივთიერება შეიძლება იყოს შედარებით თავისუფალია, ან მკაცრად დაკავშირებული. კარგი დირიჟორები აქვს თავისუფალ ელექტრონებს შეუძლიათ გადაადგილება. მაგრამ ცუდი დირიჟორები და იზოლატორები, უმრავლესობა ამ ნაწილაკების საკმარისად მყარად არის დაკავშირებული ატომები, რომელიც ხელს უშლის მათი გადაადგილება.

ზოგჯერ ბუნებრივი და ხელოვნური დირიჟორი ელექტრონები მოძრაობენ გარკვეული მიმართულებით. ეს ნაკადი ეწოდება და ელექტრო შოკი. ეს არის იზომება amperes (A). აქტუალური მატარებლები შეიძლება ასევე ემსახურება როგორც იონების (in აირები ან გადაწყვეტილებები) და "ხვრელი" (ნაკლებობა ელექტრონების გარკვეული სახის ნახევარგამტარები. ბოლო მოიქცევა, როგორც დადებითად დამუხტული მატარებლები დენის. აიძულოს ელექტრონები გადაადგილება ერთი მიმართულებით ან სხვა, საჭიროა ძალა. ბუნებაში, მისი წყარო შეიძლება იყოს: ზემოქმედების მზის, მაგნიტური მოვლენები და ქიმიური რეაქციების ზოგიერთი მათგანი გამოიყენება წარმოების დენის როგორც წესი, ამ მიზნით: .. გენერატორი მაგნიტური მოვლენები, და ელემენტი (ბატარეა), ეფექტი, რომელიც გამოწვეულია ქიმიური რეაქცია. ორივე მოწყობილობები, შექმნა electromotive ძალა (EMF) მიზეზი ელექტრონებს გადაადგილება ერთი მიმართულებით გასწვრივ ჯაჭვი. სიდიდე EMF იზომება ვოლტი (V). ეს არის ძირითადი ერთეული ძალა გაზომვა.

მასშტაბები EMF და მიმდინარე ერთმანეთთან, როგორც ზეწოლა და ნაკადის თხევადი. წყლის მილები ყოველთვის ივსება წყლით ზეწოლის ქვეშ იმყოფება, მაგრამ წყალი იწყებს შემოვა მხოლოდ მაშინ, როდესაც სარქველი გაიხსნა.

ანალოგიურად, ელექტრო ჩართვა შეიძლება იყოს დაკავშირებული წყარო electromotive ძალა, მაგრამ მიმდინარე მასში არ შემოვა, სანამ არ შეიქმნება გზაზე ერთად, რომელიც ელექტრონებს შეუძლიათ გადაადგილება. ეს შეიძლება იყოს, მაგალითად, ელექტრო ნათურა ან მტვერსასრუტი, გადართვის აქ უკრავს როლი ამწე ", რომელიც აწარმოებს" მიმდინარე.

თანაფარდობა მიმდინარე და ძაბვის

ძაბვის იზრდება და მიმდინარე ზრდის ჩართვა. სწავლა ფიზიკა რა თქმა უნდა, ჩვენ ვიცით, რომ ელექტრო სქემები, რომლებიც შედგება რამდენიმე სხვადასხვა განყოფილებები: როგორც წესი, გადართოთ მავთული და აპარატურა - სამომხმარებლო ელექტროენერგია. ისინი ყველა დაკავშირებული ერთად, წინააღმდეგობის გაწევა დენის, რომელიც (ვთქვათ, ტემპერატურის მუდმივი) არ იცვლება დრო, მაგრამ თითოეული მათგანი განსხვავებულია ამ კომპონენტს. ამიტომ, თუ იგივე ძაბვის მიმართა ნათურა და რკინის, ნაკადი ელექტრონები თითოეული მოწყობილობა იქნება სხვადასხვა, რადგან მათი სხვადასხვა წინააღმდეგობა. შესაბამისად, მიმდინარე მიედინება კონკრეტული სქემის ნაწილი განისაზღვრება არა მხოლოდ ძაბვის, მაგრამ წინააღმდეგობის დირიჟორები და მოწყობილობები.

Ohm კანონი

ელექტრო წინააღმდეგობის იზომება ohms (ohm) ასეთ მეცნიერების, როგორიცაა ფიზიკა. ელექტროენერგიის (ფორმულა განმარტებები ექსპერიმენტი) - ფართო თემას. ჩვენ არ ჩანს რთული ფორმულები. პირველი გაცნობა საგანი საკმარისი ითქვა ზემოთ. თუმცა, ფორმულა ღირს მოუტანს. ეს არის ვადამდელი. ნებისმიერი დირიჟორი ან სისტემის დირიჟორები და მოწყობილობები შორის ურთიერთობა ძაბვის, მიმდინარე და წინააღმდეგობის მოცემულია მიერ: ძაბვის = მიმდინარე x წინააღმდეგობა. ეს არის მათემატიკური გამოხატულება Ohm კანონი, პატივსაცემად Georg Ohm (1787-1854 gg.), რომელიც არის პირველი დამყარება შორის ურთიერთობა ამ სამი პარამეტრები.

ელექტროენერგიის ფიზიკა - ძალიან საინტერესო ფილიალი მეცნიერება. ჩვენ შევეხეთ მხოლოდ ძირითადი ცნებები ასოცირდება იგი. თქვენ იცით, რა ელექტროენერგიის, როგორ იქმნება. ჩვენ იმედი გვაქვს, რომ ეს ინფორმაცია სასარგებლო თქვენ.