Kas yra elektros srovė?

Kai tariame frazę „elektros srovė“, mes paprastai turime omenyje pačius įvairiausius elektros reiškinius. Srovė teka aukštos įtampos elektros linijų laidais, srovė suka starterį ir įkrauna mūsų automobilio akumuliatorių, žaibas taip pat yra perkūnija elektros srovė.

Elektrolizė, elektrinis suvirinimas, statinės elektros kibirkštys ant šukų, srovė teka kaitrinės lempos spirale, ir net mažame kišeniniame žibintuvėlyje maža srovė teka per LED. Nereikia nė sakyti, kad mūsų širdis, kuri taip pat sukuria mažą elektros srovę, yra ypač pastebima praeinant EKG procedūrą.

Fizikoje įprasta vadinti elektros srove nurodytas įkrautų dalelių ir iš principo bet kokių krovinių nešėjų judėjimas. Elektronas, judantis aplink atominį branduolį, taip pat yra srovė. Įkrautas ebonito lazdelė, jei laikysite ją rankoje ir judinsite iš vienos pusės į kitą, taip pat taps srovės šaltiniu: yra krūvis, kuris nėra lygus nuliui, ir jis juda.

Fizinės analogijos tarp vandens srauto vandentiekio sistemoje ir elektros srovės: Laidai ir vamzdynai

Nuolatinė srovė:

Srovė teka per buitinių prietaisų laidus, kuriuos maitina sieninis lizdas - elektronai juda pirmyn ir atgal 50 kartų per sekundę - tai vadinama kintama srovė.

Aukšto dažnio signalai elektroninių prietaisų viduje taip pat yra elektros srovė, nes elektronai ir skylės (teigiamo krūvio nešėjai) juda grandinės viduje.

Bet kokia elektros srovė sukelia jos egzistavimą. magnetinis laukas. Aplink laidininką su srove būtinai yra. Nėra magnetinio lauko be srovės ir nėra srovės be magnetinio lauko.

Net jei aplink srovę nėra magnetinio lauko, tai reiškia tik tai, kad dviejų srovių magnetiniai laukai stebėjimo metu yra kompensuoti tarpusavyje, kaip ir bet kurio elektrinio virdulio dvigubame laide - kintamosios srovės kiekvieną akimirką nukreipiamos priešingomis kryptimis ir teka lygiagrečiai viena kitai - jų magnetiniai laukai yra. draugas neutralizuoti. Tai vadinama magnetinių laukų superpozicijos principu.

Praktiškai elektros srovei egzistuoti reikalingas elektrinis laukas, potencialas ar sūkurys. Labai retai krūviai juda grynai mechaniniu būdu (pvz., generatoriuje van de graaff - elektrifikuota gumos juosta).

Van De Graaff generatorius:

Elektriniame lauke įkrauta dalelė patiria elektrinės jėgos, vadinamos srovės šaltiniu, veikimą EML - elektromotorinė jėga. EML matuojamas voltais, kaip ir įtampa tarp dviejų elektros grandinės taškų. Kuo didesnė įtampa vartotojui, tuo didesnę elektros srovę ši įtampa gali sukelti.

Kintamoji įtampa generuoja kintamąją srovę laidininke, kuriai ji taikoma, nes šiuo atveju kintamasis bus ir įkrovos nešikliams pritaikytas elektrinis laukas. Pastovi įtampa - nuolatinės srovės buvimo laidininke sąlyga.

Aukšto dažnio įtampa (keičiant jos kryptį šimtus tūkstančių kartų per sekundę) taip pat prisideda prie laidininkų kintamosios srovės, tačiau kuo didesnis dažnis, tuo mažiau įkrovos nešėjų dalyvauja kuriant srovę laidininko storyje, nes elektrinis laukas, veikiantis įkrautas daleles, yra paslinktas arčiau paviršiaus, ir paaiškėja. kad srovė teka ne laidininku, o išilgai jo paviršiaus. Tai vadinama odos efektu.

Elektros srovė gali egzistuoti vakuume, laidininkuose, elektrolituose, puslaidininkiuose ir netgi dielektrikuose (įtampa).Tiesa, nuolatinės srovės dielektrikų negali būti, nes juose esantys krūviai neturi galimybės laisvai judėti, bet gali judėti tik vidinio molekulės atstumu nuo pradinės padėties veikdami pritaikytą elektrinį lauką.

Tikroji elektros srovė visada reiškia laisvą elektros krūvių judėjimą veikiant elektriniam laukui.

„Elektros srovės“ sąvoką įvedė italų fizikas Alessandro Volta. Elektros srovė, arba, pagal jos versiją, "elektros skystis" tekėjo uždaroje grandinėje, jungiančioje kraštinius voltinės kolonėlės apskritimus su metaliniu laidininku.

Votlt stulpas (1800 m.) Buvo pirmasis neelektrostatinis elektros energijos tipas (nuolatinės srovės šaltinis), kurį sudarė kintami vario ir cinko apskritimai, atskirti audinio pamušalu, sudrėkintu parūgštintu vandeniu arba rūgštimi.

Nuolatinis didelis potencialo buvimas voltų poliuje buvo to meto visiškai naujas reiškinys. Tai buvo pirmasis cheminis elektros energijos šaltinis, kurio potencialas buvo pastovus laike ir jam atnaujinti nereikėjo jokių elektrifikavimo būdų.

Voltinis polius, sudarytas iš daugybės apskritimų, galuose turėjo gana didelį potencialą, kurį buvo galima aptikti ne tik matuojant prietaisus (ypač - elektroskopu), bet ir rankomis paliečiant kraštutinius apskritimus. Tuo pačiu metu buvo jaučiamas stiprus elektros smūgis, kaip iš Leyden skardinės.

Voltos atradimas labai greitai pasklido fizikoje, tapo tolimesnių tyrimų objektu. 1800 m. Fizikai, naudodami voltatinę koloną, atrado elektrocheminį srovės poveikį, ypač skilimą veikiant vandens srovei į deguonį ir vandenilį. Patirtys su galvaninėmis celėmis Be cheminių, leista aptikti ir kitas naujas srovės savybes, įskaitant jos šiluminį ir magnetinį poveikį.

Prancūzų fizikas A. M. Ampère'as nemažai savo darbų skyrė elektros srovės ir magnetizmo santykio tyrimui. Jis nustatė, kad du laidininkai, turintys dabartinę patirtį, turi abipusę įtaką - trauką ar atstūmimą, atsižvelgiant į juose esančių srovių kryptį. Savo darbais jis padėjo elektrodinamikos pagrindus.

Jis pasiūlė terminą „elektros srovė“ ir pristatė jo krypties, sutampančios su teigiamos elektros energijos judėjimu, sąvoką. A. M. Ampere garbei įvardijamas elektros srovės matavimo vienetas. „Ampere“ yra vienas iš septynių pagrindinių SI sistemos vienetų.

Elektros srovė turi nemažai savybių, kurias galima efektyviai panaudoti daugeliu praktinių atvejų. Tokios savybės apima elektros srovės energijos pavertimą paprastomis techninėmis priemonėmis į kitų rūšių energiją (šiluminę, šviesos, mechaninę, cheminę) ir galimybę ją perduoti dideliais atstumais, sklidimo greitį.

Įdomūs faktai:

Kur teka elektros srovė?

Kodėl po elektros linijomis

Kuri srovė yra pavojingesnė, tiesioginė ar kintama?

Kas yra dinamo mašina. Pirmieji nuolatinės srovės generatoriai

Peltier efektas: stebuklingas elektros srovės poveikis