Est-il possible d'imaginer votre vie sansélectricité? L'homme moderne s'est entouré densément d'appareils électroménagers qui aident à la vie. Nous ne pouvons plus nous imaginer nous-mêmes et nos vies sans aides ménagères intelligentes.
En technologie, ils se tournent de plus en plus vers l'utilisation de l'électricité. Même le transport est progressivement transféré aux moteurs électriques, ce qui contribue à réduire les dommages importants à la nature.
Aujourd'hui, nous allons essayer de répondre aux questions suivantes:
A l'aube de l'étude de l'électricité, il a été reçufrottement d'un corps contre un autre. Une plus grande quantité de charge pourrait être obtenue pendant un orage, en utilisant une décharge naturelle - la foudre. On sait que cette méthode a coûté la vie à un étudiant de M.V. Lomonosov - Richter.
La charge elle-même est difficile et irrationnelle à utiliser. Il est nécessaire d'obtenir son mouvement directionnel - courant électrique. Propriétés actuelles:
Ils sont utilisés dans la vie quotidienne et la technologie. Une condition nécessaire à l'existence d'un courant est considérée comme la présence d'une source de courant, de charges électriques libres et d'un conducteur fermé.
En 1792, un célèbre physicien italien, physiologisteet l'inventeur Alessandro Volta s'est intéressé aux découvertes du compatriote Luigi Galvani sur la nature des impulsions actuelles dans les organes animaux. L'observation prolongée du comportement des cuisses de grenouilles attachées aux crochets métalliques lui a permis de conclure que la source d'électricité n'est pas un organisme vivant, mais le contact de métaux différents. C'est ce fait qui contribue au flux d'électricité, et la réaction des terminaisons nerveuses n'est que l'effet physiologique du courant.
Une découverte unique a conduit à la création du premierle monde d'une source de courant continu, appelée le pôle Volta. Des métaux différents (Volta a fait valoir qu'ils devraient être séparés les uns des autres dans une série d'éléments chimiques) sont posés avec du papier imprégné d'un «conducteur de deuxième type» liquide.
Cet appareil est devenu la première source de tension constante. L'unité de mesure de tension a immortalisé le nom d'Alessandro Volta.
L'élément principal du circuit électrique est la sourcecourant. Son but est de créer un champ électrique, sous l'influence duquel des particules chargées libres (électrons, ions) viennent en mouvement directionnel. Les charges accumulées sur les éléments individuels de la source (ils sont appelés pôles) ont des signes différents. La charge elle-même est redistribuée à l'intérieur de la source sous l'influence de forces de nature non électrique (mécanique, chimique, magnétique, thermique, etc.). Le champ électrique créé par les pôles à l'extérieur de la source de courant fait le travail de déplacement de la charge dans un conducteur fermé. Alessandro Volta a évoqué la nécessité d'un circuit fermé pour créer du courant continu.
Parce que dans les sources sous l'action des forcesde nature non électrique, une charge se déplace, ce qui signifie que l'on peut soutenir que ces forces font le travail. Appelons-les tiers. Le rapport entre le travail des forces externes sur le transfert de charge à l'intérieur de la source de courant et l'ampleur de la charge est appelé force électromotrice.
L'enregistrement mathématique de cette relation:
où E est la force électromotrice (FEM), Ast - travail des forces externes, q - charge transférée par les forces externes dans la source.
Les CEM caractérisent la capacité d'une source à créer du courant, mais parfois la principale caractéristique d'une source est la tension électrique (différence de potentiel).
Le rapport du travail de terrain sur le mouvement de la charge dans le conducteur à l'amplitude de la charge est appelé tension électrique.
Pour le déterminer, vous avez besoin de l'ampleur du champdivisé par le montant des frais. Soit A le travail effectué par le champ électrique de la source de courant pour déplacer la charge q. U est la tension électrique. Enregistrement mathématique de la formule correspondante:
Comme toute quantité physique, le stress aunité de mesure. Quelle est la tension mesurée? Du nom de l'inventeur de la première source de courant continu au monde, Alessandro Volta, cette valeur a reçu sa propre unité de mesure. Dans un système international, la tension est mesurée en volts (V).
Une tension de 1 V est considérée comme la tension d'un champ électrique effectuant un travail de 1 J pour déplacer une charge de 1 C.
Dans les unités de base du système SI, l'unité de mesure de tension:
Pourquoi ne suffit-il pas, caractérisant le courant, d'introduirele concept de force actuelle? Faisons une expérience de pensée. Prenons deux lampes différentes: une lampe domestique ordinaire et une lampe de poche. Lorsque vous les connectez à différentes sources de courant (réseau de la ville et batterie), vous pouvez obtenir exactement la même valeur actuelle. Dans le même temps, une lampe domestique donne plus de lumière, c'est-à-dire que le courant qu'elle contient est beaucoup plus.
Différentes sources de courant ont des tensions différentes. Par conséquent, cette valeur est extrêmement nécessaire.
Comprendre la signification physique de l'électricitéla tension vient quand vous plongez dans une analogie intéressante. Dans les récipients communicants, le fluide s'écoule d'un tube à l'autre s'il y a une différence de pression entre eux. Le débit de fluide s'arrête en cas de pression égale.
Si le courant de fluide est comparé au flux d'une charge électrique, alors la différence de pression des colonnes de liquide joue le même rôle que la différence de potentiel dans la source de courant.
Alors que les processus se déroulent à l'intérieur de la source actuelle,accompagnant la redistribution des charges aux pôles, il est capable de créer un courant dans le conducteur. La tension du courant électrique est mesurée en volts, la différence de pression a une unité de mesure - pascal.
Le courant électrique change périodiquementla direction est appelée une variable. Il est créé par une source de tension alternative. Le plus souvent, c'est un générateur. Essayons d'expliquer: dans quoi la tension alternative est-elle mesurée?
Le principe de la génération actuelle lui-même est basé sur le phénomèneinduction électromagnétique. La rotation de la boucle fermée dans un champ magnétique conduit à l'apparition d'une différence de potentiel dans le conducteur. La tension est mesurée en volts et en cas de changement de courant.
Est-il possible de dire que la tension ne change pas?Il est évident qu'en raison d'un changement d'angle entre le plan du contour et la normale à celui-ci, la tension générée change avec le temps. Sa valeur passe de zéro à une certaine valeur maximale, puis retombe à zéro. Il n'est pas nécessaire de parler d'un certain montant. Entrez la valeur de tension dite efficace:
L'appareil de mesure de la tension électrique -voltmètre. Le principe de son fonctionnement est basé sur l'interaction du circuit avec le courant et le champ magnétique d'un aimant permanent. On sait qu'un circuit à courant tourne dans un champ magnétique. En fonction de l'amplitude du courant dans le circuit, l'angle de rotation change.
Si une flèche est attachée au contour, elles'écarte de zéro lorsque le courant circule dans le circuit (généralement une bobine). En fonction de la tension mesurée, modifiez l'échelle de l'appareil. Peut-être l'utilisation de valeurs fractionnaires et multiples.
Dans le cas de valeurs faibles, la tension est mesurée en millivolts ou microvolts. Au contraire, dans les réseaux haute tension, utilisez plusieurs unités.
Tout voltmètre est connecté en parallèle avecla partie du circuit où la tension est mesurée. La principale propriété du circuit de l'appareil peut être appelée résistance ohmique élevée. Un voltmètre, quelle que soit la tension mesurée, ne doit pas affecter l'ampérage du circuit. Un petit courant le traverse, ce qui n'affecte pas significativement la valeur principale.
Dispositif physique | Tension à ses contacts, V |
Pôle Volt | 1,1 |
Batterie de lampe de poche | 1,5 |
Pile alcaline | 1,25 |
Batterie acide | 2 |
Réseau de la ville | 220 |
Lignes électriques haute tension | 500 000 |
Entre les nuages dans un orage | Jusqu'à 100 000 000 |
Pour utiliser efficacement le voltmètre, vous devez apprendre à l'utiliser. Un expérimentateur curieux peut être conseillé de contacter les enseignants.
Les salles de classe de physique sont équipées de laboratoire et d'appareils de démonstration pour mesurer les tensions.
Utilisez n'importe quel voltmètre avec prudence, en observant des règles simples:
Un courant électrique peut être dangereux pour l'homme. Une tension inférieure à 24 V est considérée comme inoffensive.
L'effet du courant sous la tension du réseau de la ville (220 V) est assez perceptible. Toucher les contacts exposés s'accompagne d'un «choc électrique» important.
La tension pendant un orage fait passer un courant si élevé dans le corps d'une personne qu'elle la menace d'une issue fatale. Ne risquez pas votre vie et votre santé.
