Sähkö Physics: määritys, kokemus, yksikkö

Sähkö fysiikka - on jotain joka kohtaamat jokainen meistä. Tässä artikkelissa me tarkastelemme peruskäsitteet liittyvät siihen.

Mikä on sähkö? Vihkiytymättömille henkilö liittyy salama tai energiahuollon TV ja pesukone. Hän tietää, että käytön, sähkö. Mitä muuta hän tietää? Meidän riippuvuus sähköstä muistutuksen voimalinjoja. Joku voi mainita useita muita esimerkkejä.

Kuitenkin, koska sähkön monia muita, vähemmän ilmeinen, mutta arjen ilmiöitä. Ne kaikki esittelemme fysiikkaa. Sähkö (tehtävät, määritelmät ja kaavat) alamme opiskella koulussa. Ja opimme paljon mielenkiintoisia asioita. On käynyt ilmi, sykkivä sydän, juokseva urheilija, nukkuminen lapsi ja kelluvat kala - kaikki sähköenergian.

Elektronit ja protonit

Määrittelemme peruskäsitteet. Näkökulmasta tiedemies, sähkö fysiikan liittyy liikkeen elektronien ja muiden varattujen hiukkasten erilaisiin aineisiin. Siksi tieteellistä tietoa ilmiön luonteesta kiinnostaa meitä riippuu tasosta tietoa atomien ja niiden muodostamien atomia pienemmät hiukkaset. Avain tähän ymmärtäminen on pieni elektroneja. Atomia minkä tahansa aineen, joka käsittää yhden tai useamman elektronin liikkuvat eri ratoja ytimen ympärille, kuten maapallon kiertoradan auringon ympäri. Tyypillisesti, elektronien lukumäärä atomissa on yhtä suuri kuin protonien lukumäärä tumassa. Kuitenkin, protonit, on huomattavasti raskaampi kuin elektroneja voidaan pitää, jos esitetty keskellä atomin. Tämä erittäin yksinkertaistetun atomin riitä selittämään perusasiat kaltaisten ilmiöiden sähkön fysiikkaa.

Mitä muuta tarvitset tietää? Elektronit ja protonit on sama suurin sähkövaraus (mutta vastakkaista merkkiä), niin että ne vetävät toisiaan puoleensa. vastaa protonin on positiivinen ja elektronin - negatiivinen. Atomilla, jolla elektroni on suurempi kuin tai vähemmän kuin tavallisesti, kutsutaan ioni. Jos atomi ei riitä, sitä kutsutaan positiivinen ioni. Jos se sisältää ylimäärin niistä, sitä kutsutaan negatiivinen ioni.

Kun elektronit jättää atomin, joka hankkii jotkut positiivinen varaus. Elektroni vailla sen vastapäätä - protoni tai siirtyy toiseen atomiin, tai palata edelliseen.

Miksi elektronit lähtee atomin?

Tämä johtuu useista syistä. Yleisin on se, että alle impulssin valon tai ulkoisen elektronin atomin liikkuvan elektronin voidaan pudottaa sen kiertoradalla. Lämpö aikaansaa atomit värähtelemään nopeammin. Tämä tarkoittaa sitä, että elektronit voidaan emittoida sen atomin. Kemiallisissa reaktioissa, ne myös siirtyvät atomin atomi.

Hyvä esimerkki suhteesta kemiallisten ja sähköistä toimintaa lihaksia antaa meille. Niiden kuitujen sopimus, kun sähköinen signaali hermostoon. Sähkövirta stimuloi kemiallisia reaktioita. Ne johtavat myös vähentää lihaksen. Ulkoiset sähköiset signaalit käytetään usein keinotekoisesti stimuloida lihasten toimintaa.

johtokyky

Joissakin aineita elektronit vaikutuksen alaisena ulkoisen sähkökentän liikkuu vapaammin kuin toisissa. He sanovat, että tällaisten materiaalien on hyvä johtavuus. Niitä kutsutaan johtimia. Nämä ovat useimmat metallit, kuumien kaasujen ja joitakin nesteitä. Ilmaa, kumi ja öljystä, polyeteeni ja lasi eivät johda sähköä. Niitä kutsutaan eristeet ja niitä käytetään eristystä hyviä johtimia. Ihanteellinen eristeet (ehdottomasti ei johtamiseksi) ei ole olemassa. Tietyissä olosuhteissa, elektronit voidaan poistaa minkä tahansa atomin. Tavallisesti, kuitenkin, nämä olosuhteet ovat niin vaikea toteuttaa, että käytännölliseltä kannalta, tällainen aine voidaan pitää ei-johtava.

Perehtyminen tieteen fysiikan (osio "Sähkö"), me opimme, että on olemassa erityinen aineryhmän. Se puolijohteet. Ne käyttäytyvät osittain eristeenä, ja osittain - kuten johtimia. Näitä ovat, erityisesti, ovat: germanium, pii, ja kuparioksidia. Koska sen ominaisuudet puolijohteiden löytää monia käyttötarkoituksia. Esimerkiksi, se voi olla sähköinen venttiili: kuten polkupyörän renkaan venttiili se mahdollistaa maksujen siirtää vain yhteen suuntaan. Tällaisia laitteita kutsutaan tasasuuntaajat. Niitä käytetään pienoiskoossa radiovastaanottimet, ja suurissa voimalaitoksissa muuntaa AC DC.

Lämpö on kaoottinen liikkeen muoto molekyylien tai atomien ja lämpötila - toimenpide intensiteetin liikkeen (korkeintaan metallit alaspäin suuntautuvan liikkeen elektronin lämpötilan tulee löysempi). Tämä tarkoittaa sitä, että vastus vapaan liikkuvuuden elektronien pienenee lämpötilan laskiessa. Toisin sanoen, johtavuus metalli kasvaa.

suprajohtavuus

Joissakin aineiden hyvin matalissa lämpötiloissa, virtausvastus elektronien katoaa kokonaan ja elektronit alkavat liikkua se jatkaa loputtomiin. Tätä ilmiötä kutsutaan suprajohtavuus. Lämpötilassa muutaman asteen absoluuttisen nollapisteen yläpuolella (- 273 ° C), se on havaittu metalleja, kuten tinaa, lyijyä, alumiinia ja niobiumia.

Van de Graaff generaattori

Opetussuunnitelma sisältää erilaisia kokeiluja sähkön. Siellä mozhestvo generaattorit lajia, joista haluamme kehittää. Van de Graaff kiihdytintä käytetään saada superkorkeapaine- jännite. Jos esine, joka sisältää ylimäärin positiivisia ioneja, laittaa säiliöön, sitten sisäpintaan jälkimmäisen on elektroneja, ja ulkopuolella - sama määrä positiivisia ioneja. Jos nyt koskettaa sisäpintaa varatun kohteen, niin se siirtää kaikki vapaat elektronit. Ulkopuolella positiivisten varausten säilyvät.

Van De Graaff positiiviset ionit lähteestä syötetään kuljetinhihnalle, joka ulottuu sisällä metalli pallo. Nauha on liitetty sisäpintaan alalla johtimella muodossa harjanteen. Elektronit virtaavat sisäpinnasta alalla. Ulkosivulla sen näyttää positiivisia ioneja. Vaikutusta voidaan tehostaa käyttämällä kaksi generaattoria.

sähkövirta

Koulussa fysiikka toki kuuluu sellainen asia kuin sähkövirta. Mikä se on? Sähkövirta liikkumisesta johtuen sähkövarausten. Kun sähkölamppu kytketty akkuun, on päällä, virta kulkee pitkin viiran yhdeltä napaan lampun, sitten läpi sen hiukset, aiheuttaa se hehku, ja palaa takaisin toisen viiran toiseen napaan. Jos sytyttämisestä avaa virtapiirin - nykyisen liikenteen pysähtyy ja sammuu.

Liikkeen elektronien

Nykyinen useimmissa tapauksissa on tilattu liikkeen elektronien metalli toimii kapellimestari. Kaikki johtimet ja eräät muutkin aineet aina esiintyä joitakin satunnaisia niiden liikkumista, vaikka virta ei kulje. Elektronit aine voi olla suhteellisen vapaa, tai voimakkaasti sitoutunut. Hyvä johtimet ovat vapaita elektroneja voi liikkua. Mutta huono johtimia tai eristimiä, suurin osa näistä hiukkasista on riittävän lujasti liitetty niiden atomien kanssa, joka estää niiden liikkeen.

Joskus luonnon tai keinotekoisesti luotu johtimen liikkeen elektronien tiettyyn suuntaan. Tämä virtaus on nimeltään ja sähköiskun. Se mitataan ampeereina (A). Nykyinen kantajat voivat myös toimia ioneja (kaasujen tai liuokset) ja "reikä" (puute elektronien tietyntyyppisten puolijohteiden. Viimeaikaiset käyttäytyvät kuten positiivisesti varautunut kantajia sähkövirran. Voit pakottaa elektronit liikkumaan suuntaan tai toiseen, vaaditaan voima. Luonnossa sen lähde voi olla: auringonvaloa, magneettiset vaikutukset ja kemialliset reaktiot Osa niistä käytetään tuottamaan sähkövirran Yleensä tähän tarkoitukseen ovat: .. generaattori käyttäen magneettisia vaikutuksia, ja elementti (akku), jonka vaikutus johtuu kemiallisia reaktioita. Molemmat laitteet, luo sähkömotorisen voiman (EMF) aiheuttaa elektronien liikkua yhteen suuntaan pitkin ketjua. suuruutta EMF mitataan volttia (V). Nämä ovat perusyksiköitä tehon mittaus.

Suuruus EMF ja nykyinen on kytketty toisiinsa paineen ja virtauksen nesteessä. Vesiputkia on aina täynnä vettä alle tietyn paineen, mutta vesi alkaa virrata vain silloin, kun venttiili avataan.

Vastaavasti, virtapiiri voi olla yhdistetty lähteeseen sähkömotorinen voima, mutta nykyinen siinä ei virtaa niin kauan kuin ei luotava polku, jota pitkin elektronit voivat liikkua. Ne voivat olla, esimerkiksi, sähkölamppu tai imuri, kytkin tässä roolissa nosturin "joka tuottaa" nykyinen.

Suhde virran ja jännitteen välillä

Kun jännite kasvaa ja nykyinen kasvu piirin. Opiskelu fysiikan Tietenkin me tiedämme, että virtapiirit on koostuu useasta eri osasta: yleensä kytkin johdot ja laitteisto - sähkön kuluttaja. Ne ovat kaikki kytketty yhteen, antaa resistenssin sähkövirtaa, joka (olettaen lämpötila vakio) ei muutu ajan myötä, mutta jokainen niistä on erilainen näiden komponenttien. Näin ollen, jos sama jännite kytketään lampun ja rauta, virtaus elektronien kuhunkin laitteeseen tulee olemaan erilainen, koska niiden eri vastuksen. Näin ollen, läpi kulkeva virta tietyn piirin osa ei ratkaise ainoastaan jännite, mutta vastus johtimien ja laitteita.

Ohmin laki

Sähkövastus mitataan ohmia (Ohm) niin, tieteen, kuten fysiikka. Sähkö (kaava määritelmät kokeet) - laaja aihe. Emme näytä monimutkaisia kaavoja. Ensimmäistä tuttavuus kanssa aihe on puhuttu tarpeeksi yllä. Kuitenkin, kaava on syytä tuoda. Se on helppoa. Mitään johdinta tai järjestelmän johtimien ja laitteiden välinen suhde jännitteen, virran ja vastuksen on: jännite = virta x vastus. Tämä on matemaattinen ilmaus Ohmin laki, nimetty kunniaksi Georg Ohm (1787-1854 gg.), Joka on ensimmäinen luoda suhde näiden kolmen parametrin.

Sähkö Physics - erittäin mielenkiintoinen tieteenala. Olemme harkinneet vain peruskäsitteet liittyvät siihen. Tiedätkö mitä sähkö on, miten se on muodostunut. Toivottavasti tämä tieto on sinulle hyötyä.