Wat is elektrische stroom?

Wanneer we de uitdrukking "elektrische stroom" uitspreken, bedoelen we meestal de meest uiteenlopende manifestaties van elektriciteit. De stroom vloeit door de draden van hoogspanningsleidingen, de stroom draait de starter en laadt de batterij in onze auto op, bliksem tijdens een onweer is ook elektrische stroom.

Elektrolyse, elektrisch lassen, vonken van statische elektriciteit op een kam, stroom vloeit in een spiraal van een gloeilamp, en zelfs in een kleine zakflitslicht stroomt een kleine stroom door een LED. Vanzelfsprekend is ons hart, dat ook een kleine elektrische stroom genereert, vooral merkbaar tijdens de doorloop van de ECG-procedure.

In de natuurkunde is het gebruikelijk om elektrische stroom te noemen geordende beweging van geladen deeltjes en, in principe, van alle ladingsdragers. Een elektron dat zich rond een atoomkern beweegt, is ook een stroom. En een geladen ebonietstaf zal, als je hem in je hand houdt en van links naar rechts beweegt, ook een stroombron worden: er is een lading die niet gelijk is aan nul en hij beweegt.

Fysieke analogieën tussen de waterstroom in een watervoorzieningssysteem en elektrische stroom: Bedrading en leidingen

DC stroom:

De stroom vloeit door de draden van huishoudelijke apparaten die worden gevoed door een stopcontact - elektronen bewegen 50 keer per seconde heen en weer - dit wordt genoemd wisselstroom.

Hoogfrequente signalen in elektronische apparaten zijn sindsdien ook een elektrische stroom elektronen en gaten (positieve ladingsdragers) bewegen binnen het circuit.

Elke elektrische stroom geeft aanleiding tot zijn bestaan. magnetisch veld. Rond de geleider met stroom is deze noodzakelijkerwijs aanwezig. Er is geen magnetisch veld zonder stroom en geen stroom zonder magnetisch veld.

Zelfs als er geen magnetisch veld rond de stroom is, betekent dit alleen dat de magnetische velden van de twee stromen op het moment van observatie wederzijds worden gecompenseerd, zoals in de tweedraads draad van een waterkoker - de alternerende stromen op elk moment in tegenovergestelde richtingen worden gericht en parallel aan elkaar stromen - hun magnetische velden zijn vriend neutraliseren. Dit wordt het principe van superpositie van magnetische velden genoemd.

In de praktijk vereist het bestaan ​​van een elektrische stroom de aanwezigheid van een elektrisch veld, potentiaal of wervel. Zeer zelden bewegen ladingen op een puur mechanische manier (zoals in de generator van de graaff - geëlektrificeerde rubberen band).

Van De Graaff Generator:

In een elektrisch veld ervaart een geladen deeltje de werking van een elektrische kracht, die stroombron wordt genoemd EMF - elektromotorische kracht. EMF wordt gemeten in volt, evenals de spanning tussen twee punten van een elektrisch circuit. Hoe groter de spanning die op de consument wordt toegepast, hoe groter de elektrische stroom die deze spanning kan veroorzaken.

Een wisselspanning genereert een wisselstroom in de geleider waarop deze wordt aangelegd, omdat het elektrische veld dat wordt aangelegd op de ladingsdragers ook in dit geval zal afwisselen. Constante spanning - een voorwaarde voor het bestaan ​​van een constante stroom in de geleider.

Hoogfrequente spanning (honderdduizenden keren per seconde van richting veranderen) draagt ​​ook bij aan wisselstroom in de geleiders, maar hoe hoger de frequentie, hoe minder ladingsdragers deelnemen aan het creëren van stroom in de dikte van de geleider, omdat het elektrische veld dat op geladen deeltjes werkt dichter naar het oppervlak wordt verplaatst en het blijkt dat de stroom niet in de geleider vloeit, maar langs het oppervlak. Dit wordt het huideffect genoemd.

Een elektrische stroom kan bestaan ​​in vacuüm, in geleiders, in elektrolyten, in halfgeleiders en zelfs in diëlektrica (voorspanningsstroom).Toegegeven, er kunnen geen gelijkstroom diëlektrica zijn, omdat de ladingen daarin niet de mogelijkheid hebben om vrij te bewegen, maar alleen binnen de intramoleculaire afstand van hun oorspronkelijke positie kunnen bewegen onder invloed van een aangelegd elektrisch veld.

Echte elektrische stroom impliceert altijd de mogelijkheid van vrij verkeer van elektrische ladingen onder invloed van een elektrisch veld.

Het concept van "elektrische stroom" werd geïntroduceerd door de Italiaanse natuurkundige Alessandro Volta. Elektrische stroom, of, volgens zijn versie, 'elektrische vloeistof' stroomde in een gesloten circuit dat de extreme cirkels van de voltaïsche kolom met een metalen geleider verbond.

Votlt Pillar (1800) was het eerste niet-elektrostatische type elektriciteit (constante stroombron), dat bestond uit afwisselende koper- en zinkcirkels gescheiden door stoffen voeringen bevochtigd met aangezuurd water of zuur.

Het bestaan ​​van een constant hoog potentieel op een voltpool was voor die tijd een volledig nieuw fenomeen. Het was de eerste chemische bron van elektriciteit, waarvan het potentieel constant was in de tijd en geen elektrificatiemethoden nodig had voor de vernieuwing ervan.

De voltaïsche pool, bestaande uit een groot aantal cirkels, had aan de uiteinden een vrij hoog potentieel, dat niet alleen kon worden gedetecteerd door meetinstrumenten (in het bijzonder door een elektroscoop), maar ook door de extreme cirkels met handen aan te raken. Tegelijkertijd werd een sterke elektrische schok gevoeld, vanaf een Leyden-blik.

De ontdekking van Volta verspreidde zich zeer snel in de natuurkunde en werd het onderwerp van verder onderzoek. In 1800 ontdekten natuurkundigen die een voltaïsche kolom gebruikten het elektrochemische effect van stroom, en in het bijzonder ontleding onder invloed van een waterstroom in zuurstof en waterstof. experimenten met galvanische cellen toegestaan ​​om, naast chemische, andere nieuwe eigenschappen van de stroom te detecteren, inclusief de thermische en magnetische effecten.

De Franse natuurkundige A. M. Ampère wijdde een aantal van zijn werken aan de studie van de relatie tussen elektrische stroom en magnetisme. Hij ontdekte dat twee geleiders met huidige wederzijdse invloed ervaren - aantrekking of afstoting, afhankelijk van de stromingsrichting daarin. Met zijn werken legde hij de basis voor elektrodynamica.

Hij stelde de term "elektrische stroom" voor en introduceerde het concept van zijn richting samenvallend met de beweging van positieve elektriciteit. Ter ere van A. M. Ampere wordt een meeteenheid voor elektrische stroom genoemd. Ampere is een van de zeven basiseenheden van het SI-systeem.

Elektrische stroom heeft een aantal eigenschappen die in veel praktische gevallen effectief kunnen worden gebruikt. Dergelijke eigenschappen omvatten de transformatie door eenvoudige technische middelen van de energie van elektrische stroom in de energie van andere soorten (thermisch, licht, mechanisch, chemisch) en de mogelijkheid om het over lange afstanden over te dragen, de voortplantingssnelheid.

Interessante feiten:

Waar stroomt elektrische stroom?

Waarom onder hoogspanningsleidingen

Welke stroom is gevaarlijker, directer of alternerend?

Wat is een dynamomachine. De eerste DC-generatoren

Peltier-effect: het magische effect van elektrische stroom