Electricitat Física: determinació, experiència, unitat

Electricitat física - és una cosa amb el que s'enfronten cada un de nosaltres. En aquest article anem a veure els conceptes bàsics associats amb ella.

Què és l'electricitat? Per a la persona no iniciats s'associa amb un raig de llum o energia TV de subministrament i rentadora. Se sap que l'ús de l'electricitat elèctrica. Què més pot dir? Sobre la nostra dependència de l'electricitat que se li recordi les línies elèctriques. Algú pot citar altres exemples.

No obstant això, a causa de l'electricitat són molts altres, menys evidents, però tots els dies fenòmens. Amb tots ells s'introdueix la física. Electricitat (tasques, definicions i fórmules) que comencen a estudiar a l'escola. I aprenem moltes coses interessants. Resulta que, el cor palpitant, corrent atleta, nen dormint i peixos flotants - tota la generació d'energia elèctrica.

Els electrons i protons

Definim els conceptes bàsics. Des del punt de vista del científic, la física d'electricitat associats amb el moviment dels electrons i altres partícules carregades en diverses substàncies. Per tant, la comprensió científica de la naturalesa del fenomen d'interès per a nosaltres, depèn del nivell de coneixement sobre els àtoms i les seves partícules subatòmiques constituents. La clau d'aquesta entesa és diminuts electrons. Els àtoms de qualsevol substància que comprèn un o més electrons en moviment en diferents òrbites al voltant del nucli, igual que el planeta orbita al voltant del sol. Típicament, el nombre d'electrons en un àtom és igual al nombre de protons en el nucli. No obstant això, els protons, sent considerablement més pesat que els electrons poden ser considerats com si s'estableix en el centre de l'àtom. Aquest model extremadament simplificada de l'àtom és suficient per explicar els fonaments de fenòmens com ara la física de l'electricitat.

Què més necessita saber? Els electrons i els protons tenen la mateixa major càrrega elèctrica (però de signe oposat), de manera que se senten atrets l'un a l'altre. càrrega del protó és positiu i l'electró - negatiu. Àtom que té d'electrons és major o menys del que és habitual d'ions, anomenat. Si l'àtom no és suficient, es diu un ió positiu. Si conté un excés d'ells, se li diu un ió negatiu.

Quan els electrons surten de l'àtom que adquireix certa càrrega positiva. Electrons desproveït del seu oposat - un protó o es mou a un altre àtom, o tornar a l'anterior.

Per què els electrons deixa l'àtom?

Això es deu a diverses raons. El més comú és el fet que, sota l'impuls de la llum o qualsevol extern d'electrons en un electró àtom de moviment pot ser expulsat de la seva òrbita. La calor fa que els àtoms oscil·len més ràpid. Això significa que els electrons poden ser emesos des de la seva àtom. En les reaccions químiques, que també es mouen d'àtom a àtom.

Un bon exemple de la relació de l'activitat química i elèctrica dels músculs ens donen. La seva fibres es contrauen quan un senyal elèctric des del sistema nerviós. El corrent elèctric estimula les reaccions químiques. Ells també condueixen a una reducció en el múscul. senyals elèctriques externes s'utilitzen sovint per estimular artificialment l'activitat muscular.

conductivitat

En alguns electrons substàncies sota la influència d'un camp elèctric extern es mou amb més llibertat que en altres. Es diu que aquests materials tenen una bona conductivitat. Són anomenats conductors. Aquests inclouen la majoria dels metalls, gasos calents i alguns líquids. Aire, cautxú i oli, polietilè i vidre no condueixen l'electricitat. Ells es diuen aïllants i s'utilitzen per a l'aïllament dels bons conductors. no existeix aïlladors ideal (absolutament no conductores de corrent). Sota certes condicions, els electrons poden ser retirats de qualsevol àtom. En general, però, aquestes condicions són tan difícil d'aconseguir que des d'un punt de vista pràctic, una substància d'aquest tipus pot ser considerat com no conductor.

Se amb la ciència com la física (secció "Electricitat"), veiem que hi ha un grup especial de substàncies. It semiconductors. Es comporten en part com un dielèctric, i en part - com a conductors. Aquests inclouen, en particular, inclouen: germani, silici i òxid de coure. A causa de les seves propietats de semiconductors troba molts usos. Per exemple, pot ser una vàlvula elèctrica: com a vàlvula de pneumàtic de la bicicleta permet que les càrregues es mouen en una sola direcció. Aquests dispositius es diuen rectificadors. S'utilitzen en els receptors de ràdio en miniatura i grans plantes d'energia per convertir AC a DC.

La calor és una forma caòtica de moviment de molècules o àtoms i temperatura - mesura de la intensitat del moviment (en la majoria dels metalls moviment cap avall de la temperatura dels electrons es converteix en més fluix). Això vol dir que la resistència a la lliure circulació d'electrons disminueix en disminuir la temperatura. En altres paraules, la conductivitat dels augments de metall.

superconductivitat

En algunes substàncies a temperatures molt baixes, la resistència al flux d'electrons desapareix per complet i els electrons comencen a moure continua indefinidament. Aquest fenomen s'anomena superconductivitat. A una temperatura d'uns pocs graus per sobre del zero absolut (- 273 ° C) s'observa en metalls tals com estany, plom, alumini, i niobi.

generador de Van de Graaff

El pla d'estudis inclou una varietat d'experiments amb l'electricitat. Hi ha mozhestvo generadors espècies, una de les quals ens agradaria donar més detalls. L'accelerador de Van De Graaff s'utilitza per obtenir la tensió superhigh. Si un objecte que conté un excés d'ions positius, per posar al recipient, a continuació, a la superfície interior d'aquest últim serà electrons, ia l'exterior - la mateixa quantitat d'ions positius. Si ara toqui la superfície interior de l'objecte carregat, llavors serà passar tots els electrons lliures. A l'exterior de les càrregues positives romandre.

Al Van De Graaff ions positius de la font s'apliquen a una cinta transportadora que s'estén dins d'una esfera de metall. Cinta connectada a la superfície interior de l'esfera per un conductor en forma de la cresta. Els electrons flueixen des de la superfície interior de l'esfera. A la banda exterior de la mateixa apareixerà ions positius. L'efecte es pot millorar mitjançant l'ús de dos generadors.

corrent elèctric

En la física de l'escola de golf que inclou una cosa tal com un corrent elèctric. Què és? El corrent elèctric a causa del moviment de les càrregues elèctriques. Quan la llum elèctric connectat a la bateria, està encès, el corrent flueix al llarg del filferro d'un pol de la bateria a la llum, a continuació, a través del seu pèl, fent que s'il·lumina, i retorna de nou a la segona filferro a l'altre pol de la bateria. Si encén l'interruptor s'obrirà el circuit - trànsit actual s'atura i la llum s'apaga.

El moviment dels electrons

Actual en la majoria dels casos és un moviment ordenat dels electrons en el metall que serveix com el conductor. Tots els conductors i algunes altres substàncies sempre es produeixen alguns a l'atzar el seu moviment, fins i tot si el corrent no flueix. Els electrons en la substància poden ser relativament lliure, o fortament unit. Bons conductors tenen electrons lliures capaços de moure. Però en mals conductors o aïllants, la majoria d'aquestes partícules és prou fermament connectat amb els àtoms que impedeix el seu moviment.

A vegades o natural artificialment creat en el moviment del conductor d'electrons en una direcció determinada. Aquest flux es diu i descàrregues elèctriques. Es mesura en amperes (A). portadors de corrent també poden servir com ions (en els gasos o solucions) i un "forat" (a falta d'electrons en certs tipus de semiconductors. recents portadors carregats comportar-se com positiva del corrent elèctric. per obligar els electrons a moure en una direcció o una altra, es requereix una força. En la naturalesa, el seu origen pot ser: l'exposició a la llum solar, els efectes magnètics i les reaccions químiques Alguns d'ells s'utilitzen per produir corrent elèctric en general, per fer-ho són: .. generador d'ús dels efectes magnètics, i element (bateria), l'efecte de que es deu a les reaccions químiques. Tots dos dispositius, creant una força electromotriu (EMF) causa que els electrons es mouen en una direcció al llarg de la cadena. La magnitud de la força electromotriu es mesura en volts (V). Aquestes són les unitats bàsiques de mesura de potència.

La magnitud de l'EMF i el corrent estan interconnectats com pressió i el flux en el líquid. Les canonades d'aigua sempre s'omplen amb aigua sota una certa pressió, però l'aigua comença a fluir només quan s'obre la vàlvula.

De la mateixa manera, el circuit elèctric pot estar connectat a una font de força electromotriu, però l'actual en el seu interior no flueix sempre que no s'estableixi el camí al llarg de la qual els electrons poden moure. Poden ser, per exemple, un llum o l'aspiradora elèctrica, l'interruptor aquí juga el paper d'una grua, "que produeix" actual.

La relació entre el corrent i el voltatge

Com la tensió augmenta i el creixement corrent en el circuit. L'estudi de la física per descomptat, sabem que els circuits elèctrics que contenen diverses seccions diferents: en general canvia els cables i aparells - consumidor d'electricitat. Tots ells estan connectats junts, proporcionar resistència al corrent elèctric, que (suposant constant la temperatura) no canvia amb el temps, però per a cada un d'ells és diferent per a aquests components. Per tant, si el mateix voltatge és aplicat a la llum i al ferro, el flux d'electrons en cada un dels dispositius serà diferent a causa de la seva diferent resistència. En conseqüència, el corrent que flueix a través d'una part de circuit particular es determina no només la tensió, però la resistència dels conductors i dispositius.

Llei d'Ohm

La resistència elèctrica es mesura en ohms (ohm) en tals ciència com la física. Electricitat (definicions fórmula experiments) - tema ampli. No anem a mostrar fórmules complexes. Per al primer contacte amb la suficient matèria que s'ha dit anteriorment. No obstant això, una fórmula que val la pena portar. És un petar. Per a qualsevol conductor o sistema de conductors i dispositius relació entre la tensió, el corrent i la resistència ve donada per: voltatge = corrent de resistència x. Es tracta d'una expressió matemàtica de la llei d'Ohm, anomenat així en honor de Georg Ohm (1787-1854 gg.), Que és el primer a establir la relació entre aquests tres paràmetres.

Electricitat Física - una branca molt interessant de la ciència. Hem considerat només els conceptes bàsics associats amb ella. Vostè sap què és l'electricitat, com es forma. Esperem que aquesta informació és útil per a vostè.