A feszültség, az ellenállás, az áram és az energia a fő elektromos mennyiség

Az elektrotechnikában nincs értelme egyszerűen „elektromosságot” mondani. Itt mindig meg kell határozni, hogy pontosan mit tárgyalnak. A kondenzátor elektromos töltését, a konnektorban levő feszültséget, a vezetékeken átáramló áramot, vagy például azt az energiát értjük, amelyet egy lakásunk villamos fogyasztásmérője sebzett egy hónap alatt.

Mindenesetre nincs olyan mennyiség, mint a villamos energia, van egy „villamosenergia-mennyiség”, helyesen nevezett elektromos töltés, amelyet medálokban mérnek. Ez egy elektromos töltés - mozog a vezetékek mentén, felhalmozódik a kondenzátor lemezein, időszakosan jelen van a kimenet kivezetésein (minimum - a fázisvezetéken), áram formájában mozog, amikor az elektromos hálózat munkát végez. A fő elektromos mennyiségek valamilyen módon kapcsolódnak a töltéshez. Ma ezekről az értékekről fogunk beszélni.

feszültség

Az U feszültséget az áramkör két pontja között kell mérni. Annak érdekében, hogy egy stabil váltakozó vagy állandó feszültség kezdjen megjelenni egy zárt áramkörben, olyan áramforrásra van szükség, amely biztosítja, hogy ez a feszültség az áramkör végén fennmaradjon. Ez a forrás EMF forrásként fog szolgálni - az elektromotoros erő, amelyet - mint a feszültséget - voltokban mérnek.

Ha egy ilyen forrást egy zárt áramkörhöz csatlakoztatnak, akkor egyrészt feszültség van a forrás kivezetései között, azaz az áramkör végén, másrészt ezen áramkör minden szakaszának végén, ha azt feltételesen részekre osztják.

Az áramkör adott szakaszára ható elektromos feszültség minden egyes pillanatban eltérő lehet, mint az előző pillanatban, ha az áramkört egy változó EMF forrás hajtja, vagy ugyanazt az értéket, ha állandó EMF forrásról van szó, és az áramkört, egy egyenáramú áramkör.

Az egyenáramú áramkör végén lévő feszültség hasonló a hegy oldalán levő magassági különbséghez, és a töltés ezekben a körülmények között olyan, mint a víz magasságra emelt víz, csak az elektromos mező vonatkozásában ezt a különbséget (elektromos) potenciálkülönbségnek nevezzük, mivel nincs szó gravitációs mezőről.

A két pont közötti potenciális különbség 1 volt, ha az 1 medál töltését egyik pontból a másikba kell mozgatni, akkor ehhez 1 joule mennyiségben kell dolgozni. A volt is megegyezik az elektromos feszültséggel, amely 1 amper egyenáramot okoz az elektromos áramkörben 1 watt teljesítmény mellett, de később még nagyobb.

jelenlegi

Ha egy áramkör (vezető) szakaszának végén van elektromos feszültség, vagyis amikor különbség van az elektromos potenciálban, ez azt jelenti, hogy egy elektromos mező működik a vezetőben (a vizsgált szakasz hossza mentén). Az elektromos mező erőteljesen hat a töltött részecskékre.

Például a fémekben a szabad elektronok negatív töltésű hordozók, és transzlációs mozgásba kerülhetnek, ha hirtelen egy külső elektromos mezőben találják magukat, amelynek forrása ebben az esetben az EMF forrás. Amikor az elektronok egy elektromos mező hatására mozgnak, mozgó töltéssé, azaz I elektromos árammá válnak.

A töltés mennyiségét coulombs-ban mérik, és az áram jellemzi a töltés mozgásának sebességét a vezető keresztmetszetén keresztül (időegység). Ha egy medál elektromos töltése egy másodpercen át halad át a vezető keresztmetszetén, akkor a vezetőben az áram 1 amper. A vízzel analóg módon - minél több víz másodpercenként halad át a csőszakaszon - annál nagyobb az áram.

ellenállás

Elektromos feszültség hatására a töltés áthalad a vezető keresztmetszetén, áramot képezve, de akadálytalanul nem mozog. Mivel kezdtünk fontolóra venni egy fémvezetőt, folytatjuk vele.

Az elektromos mező hatására mozgó vezető elektronjai akadályokba ütköznek a vezető belsejében - a kristályrács atomjain, valamint egymáson, az elektronok mozgásának kaotikus (hő) komponense és az atomi rezgések miatt.

Ezek az akadályok egyfajta ellenállást biztosítanak, lelassítják az elektronokat, csökkentik az áramot ahhoz képest, hogy mennyire fejlődhetne, ha nem lennének ilyen akadályok. De a valódi vezetőkben (áramkörökben) ez az R ellenállás mindig van.

Ezt az értéket elektromos ellenállásnak nevezik az elektrotechnikában. Az elektromos ellenállást ohmban mérik. Egy Ohm megegyezik egy elektromos áramkör egy szakaszának elektromos ellenállásával, amelynek végei között 1 volt feszültséggel 1 amper egyenáram áramlik.

Minél nagyobb az ellenállás, amely egy adott vezetőt jellemzi, annál kisebb az áram ugyanazon a feszültségnél a vezető végén. Ezt a függőséget az elektromos áramkör szakaszának Ohm-törvényének nevezik: az áramkör egy szakaszában az áram nagysága egyenesen arányos a szakasz végén levő feszültséggel és fordítottan arányos az áramkör adott szakaszának elektromos ellenállásával.

teljesítmény

Az elektromos áramkörről, a feszültségről, az ellenállásról és az árakról beszélve az alapvető elektromos mennyiségek témáját a P elektromos energiával kapcsolatos történéssel véget vethetjük. Amikor áramot létesítünk, és az áramkörben feszültség hatására tovább áramlik, az EMF forrás elvégzi az áramkör A munkáját.

Valójában a munkát egy elektromos mező hajtja végre egy elektromos töltésen, amely ezen a területen mozog. A tökéletes munka mennyisége attól a lehetséges különbségtől függ, amelyet a töltés leküzdött, és e töltés mértékétől. Minél gyorsabban végezték el a munkát, annál nagyobb a folyamat hatalma.

Áram esetén általában a forrást, amely a munkát végezte, valamint a fogyasztó (áramkör) teljesítményéről beszélünk. A hasznos munkára fordított villamos energiát wattban kell mérni. Bármilyen típusú energiára, nem csak az elektromos energiára, az 1 watt az az energia, amelynél 1 joule munkát végeznek el egy másodperc alatt.