Ar įmanoma įsivaizduoti savo gyvenimą beelektros energijos? Šiuolaikinis žmogus yra glaudžiai apsuptas buitinių prietaisų, kurie padeda gyvenime. Mes nebegalime įsivaizduoti savęs ir savo gyvenimo be protingų namų pagalbininkų.
Technologijoje jie vis dažniau pereina prie elektros energijos naudojimo. Net transportas palaipsniui perkeliamas į elektrinius variklius, o tai leidžia sumažinti didelę žalą gamtai.
Šiandien bandysime atsakyti į šiuos klausimus:
Elektros studijos aušros metu jis buvo gautas.vienos kūno trinties prieš kitą. Didesnį krūvį galima gauti per griaustinį, naudojant natūralų iškrovimą - žaibas. Žinoma, kad šis metodas kainuoja M. Lomonosovo studento - Richterio gyvenimą.
Mokestis pats yra sunkus ir neracionalus naudoti. Būtina pasiekti jo judėjimo kryptį - elektros srovę. Dabartinės savybės:
Jie naudojami kasdieniame gyvenime ir technologijoje. Manoma, kad būtina srovės egzistavimo sąlyga yra srovės šaltinio, nemokamų elektros įkrovimų ir uždaro laidininko buvimas.
1792 m. Garsus italų fizikas, fiziologasir išradėjas Alessandro Volta domisi tautietis Luigi Galvani atradimais apie dabartinių gyvūnų organų impulsų pobūdį. Ilgalaikis varlių kojų elgesio stebėjimas, pritvirtintas prie metalinių kabliukų, leido jam daryti išvadą, kad elektros šaltinis nėra gyvas organizmas, bet skirtingų metalų kontaktas. Ši aplinkybė prisideda prie elektros energijos srauto ir nervinių galūnių reakcijos - tik srovės fiziologinis poveikis.
Unikalus atradimas leido sukurti pirmąpastovaus srovės šaltinio pasaulį, vadinamą „Voltaic pole“. Įvairūs metalai (Volta teigė, kad jie turėtų būti pašalinami vienas nuo kito cheminių elementų serijoje) padengiami skystu „antros rūšies laidininku“ mirkyto popieriaus.
Šis prietaisas tapo pirmuoju pastovios įtampos šaltiniu. Elektros įtampos matavimo vienetas pailgino Alessandro Volta vardą.
Pagrindinis elektros grandinės elementas - šaltinissrovė. Jo tikslas yra sukurti elektrinį lauką, kurio veikimu laisvai įkraunamos dalelės (elektronai, jonai) patektų į judėjimo kryptį. Sukaupti mokesčiai už atskirus šaltinio elementus (jie vadinami poliais) turi skirtingus ženklus. Pats mokestis yra perskirstomas šaltinio viduje, kai veikia neelektrinės jėgos (mechaninės, cheminės, magnetinės, šiluminės ir pan.). Elektros laukas, kurį sukuria stulpai už dabartinio šaltinio, veikia įkrovos judėjimą uždarame laidininke. Alessandro Volta kalbėjo apie tai, kad reikia sukurti uždarą grandinę, kad būtų sukurta nuolatinė srovė.
Nuo šaltinių pagal jėgasneelektrinis krūvio judėjimo pobūdis, galima teigti, kad šios jėgos daro darbą. Paskambinkime jiems trečiosios šalies. Išorinių jėgų darbo įkrovos metu srovės šaltinio viduje santykis su įkrovos dydžiu vadinamas elektromechanine jėga.
Šio santykio matematinis įrašas:
kur E yra elektromotorinė jėga (EMF), Ag Ar išorinių jėgų darbas, q yra išorinių jėgų šaltinyje nešamas krūvis.
EMF apibūdina šaltinio gebėjimą sukurti srovę, tačiau pagrindine šaltinio charakteristika kartais laikoma elektros įtampa (potencialų skirtumas).
Lauko darbo, nukreipiančio laidininko krūvį, ir įkrovos dydžio santykis vadinamas elektros įtampa.
Norėdami jį nustatyti, jums reikia lauko darbo kiekiopadalijus iš mokesčio sumos. Tegu A yra srovės šaltinio elektrinio lauko atliktas darbas krūviui q perkelti. U yra elektros įtampa. Matematinis atitinkamos formulės žymėjimas:
Kaip ir bet kuris fizinis dydis, stresasMatavimo vienetas. Kaip matuojama įtampa? Pirmosios pasaulyje nuolatinės srovės šaltinio išradėjo Alessandro Volta vardu šiai vertei buvo suteiktas atskiras matavimo vienetas. Tarptautinėje sistemoje įtampa matuojama voltais (V).
1 V įtampa yra elektrinio lauko įtampa, atliekanti 1 J darbą judant 1 C krūviui.
Pagrindiniuose SI sistemos vienetuose elektros įtampos matavimo vienetas:
Kodėl nepakanka, apibūdinant srovę, pristatytisrovės stiprumo samprata? Atlikime minties eksperimentą. Paimkite dvi skirtingas lempas: įprastą buitinę lemputę ir žibintuvėlį. Prijungę juos prie skirtingų srovės šaltinių (miesto tinklo ir akumuliatoriaus), galite gauti lygiai tą pačią dabartinę vertę. Tuo pačiu metu buitinė lempa suteikia daugiau šviesos, tai yra, srovės darbas joje yra daug didesnis.
Skirtingi energijos šaltiniai turi skirtingą įtampą. Todėl ši vertė yra ypač reikalinga.
Suprasti fizinę elektrinės prasmęįtampa kyla iš įdomios analogijos. Bendraujančiuose induose skystis teka iš vamzdžio į vamzdį, jei juose yra slėgio skirtumas. Skysčio srautas sustoja, kai slėgis yra vienodas.
Jei skysčio srovė lyginama su elektrinio krūvio srautu, tada slėgio skirtumas tarp skysčio kolonų atlieka tą patį vaidmenį kaip ir potencialus srovės šaltinio skirtumas.
Nors procesai vyksta dabartinio šaltinio viduje,lydėdamas krūvio perskirstymą poliuose, jis sugeba laidininke sukurti srovę. Elektros srovės įtampa matuojama voltais, slėgio skirtumas turi matavimo vienetą - paskalą.
Elektros srovė, periodiškai keičianti jąkryptis vadinama kintama. Jį sukuria kintamos įtampos šaltinis. Dažniausiai tai yra generatorius. Pabandykime patikslinti: kokia yra kintamosios srovės įtampa?
Pats dabartinės kartos principas grindžiamas reiškiniuelektromagnetinė indukcija. Uždaros kilpos sukimasis magnetiniame lauke lemia laidininko potencialo skirtumo atsiradimą. Įtampa matuojama voltais ir kintančios srovės atveju.
Ar galima teigti, kad įtampa nesikeičia?Akivaizdu, kad pasikeitus kampui tarp kontūro plokštumos ir jo normalumo, susidaręs įtempis laikui bėgant keičiasi. Jo vertė išauga nuo nulio iki tam tikros didžiausios vertės, tada vėl nukrenta iki nulio. Apie konkrečią vertę nereikia kalbėti. Įveskite vadinamąją r.m.s. įtampos vertę:
Elektrinis įtampos matavimo prietaisas -voltmetras. Jos veikimo principas pagrįstas grandinės sąveika su srove ir nuolatinio magneto magnetiniu lauku. Yra žinoma, kad grandinė su srove sukasi magnetiniame lauke. Atsižvelgiant į srovės kiekį grandinėje, sukimosi kampas keičiasi.
Jei prie kontūro pritvirtinsite rodyklę, tada jisnukrypsta nuo nulio, kai srovė teka grandine (dažniausiai ritė). Atsižvelgiant į tai, kokia įtampa matuojama, kalibruojama prietaiso skalė. Galima naudoti dalinius ir daugiklius.
Esant mažoms vertėms, įtampa matuojama milivoltais arba mikrovoltais. Priešingai, aukštos įtampos tinkluose naudojami daugybiniai vienetai.
Bet kuris voltmetras yra prijungtas lygiagrečiai su tuograndinės dalis, kurioje matuojama įtampa. Pagrindinė prietaiso grandinės savybė gali būti vadinama dideliu ominiu atsparumu. Voltmetras, nesvarbu, kokia įtampa matuojama, neturėtų turėti įtakos grandinės srovei. Per jį praeina maža srovė, kuri neturi didelės įtakos pagrindinei vertei.
Fizinis prietaisas | Įtampa jo kontaktuose, V. |
Volt stulpelis | 1,1 |
Žibintuvėlio baterija | 1,5 |
Šarminė baterija | 1,25 |
Rūgšti baterija | 2 |
Miesto tinklas | 220 |
Aukštos įtampos elektros linijos | 500 000 |
Tarp debesų perkūnijoje | Iki 100 000 000 |
Norint efektyviai naudoti voltmetrą, verta išmokti jį naudoti. Smalsiam eksperimentuotojui gali būti patarta kreiptis į mokyklos mokytojus.
Fizikos kabinetuose yra laboratoriniai ir parodomieji prietaisai įtampai matuoti.
Bet kokį voltmetrą reikia naudoti atsargiai, laikantis paprastų taisyklių:
Elektros smūgis žmonėms gali būti nesaugus. Mažesnė nei 24 V įtampa laikoma nekenksminga.
Srovės veikimas esant miesto tinklo įtampai (220 V) yra gana pastebimas. Palietus plikus kontaktus, įvyksta didelis „šokas“.
Perkūno metu įtampa per žmogaus kūną praleidžia tokią didelę srovę, kad gali būti mirtina. Jūs neturėtumėte rizikuoti savo gyvybe ir sveikata.
