Mi az elektromos áram? Az elektromos áram létezésének feltételei: jellemzők és hatások

2024 Szerző: Howard Calhoun | [email protected]. Utoljára módosítva: 2023-12-17 10:30

Az elektromos áram mozgásban lévő elektromos töltés. Ez történhet statikus elektromosság hirtelen kisüléseként, például villámlás formájában. Vagy lehet irányított folyamat generátorokban, akkumulátorokban, napelemekben vagy üzemanyagcellákban. Ma az "elektromos áram" fogalmát és az elektromos áram létezésének feltételeit fogjuk megvizsgálni.

Elektromos energia

Az általunk használt villamos energia nagy része váltóáram formájában érkezik az elektromos hálózatból. Faraday indukciós törvénye szerint működő generátorok hozzák létre, amelyek miatt a változó mágneses tér elektromos áramot indukálhat a vezetőben.

A generátorok forgó huz altekercsei vannak, amelyek áthaladnak a mágneses mezőkönforgás. Ahogy a tekercsek forognak, kinyílnak és záródnak a mágneses térhez képest, és olyan elektromos áramot hoznak létre, amely minden fordulattal irányt változtat. Az áram egy teljes cikluson megy keresztül előre és hátra másodpercenként 60-szor.

A generátorokat szénnel, földgázzal, olajjal vagy atomreaktorral fűtött gőzturbinákkal lehet meghajtani. A generátorból az áram egy sor transzformátoron halad át, ahol a feszültsége megnő. A vezetékek átmérője határozza meg az áram nagyságát és erősségét, amelyet túlmelegedés és energiapazarlás nélkül képesek továbbítani, a feszültséget pedig csak az korlátozza, hogy a vezetékek mennyire vannak szigetelve a földtől.

Érdekes megjegyezni, hogy az áramot csak egy vezeték viszi, nem kettő. Két oldala pozitív és negatív. Mivel azonban a váltakozó áram polaritása másodpercenként 60-szor változik, más nevük is van - forró (törzsvezeték) és földelt (föld alatt halad át az áramkör befejezéséhez).

Miért van szükségünk áramra?

Az elektromosságnak számos felhasználási lehetősége van: kivilágíthatja otthonát, kimoshatja és száríthatja a ruháit, felemelheti a garázsajtót, vizet forralhat egy vízforralóban, és más háztartási cikkeket is elláthat, amelyek sokkal könnyebbé teszik az életünket. Az áram információátviteli képessége azonban egyre fontosabbá válik.

Az internethez való csatlakozáskor a számítógép az elektromos áramnak csak egy kis részét használja fel, de ez az, ami nélkül a modern embernem tudja elképzelni az életét.

Az elektromos áram fogalma

A folyóhoz hasonlóan a vízmolekulák áramlásához az elektromos áram is töltött részecskék áramlása. Mi okozza, és miért nem megy mindig ugyanabba az irányba? Amikor meghallod a flow szót, mire gondolsz? Talán folyó lesz. Jó asszociáció, mert ezért kapta a nevét az elektromos áram. Nagyon hasonlít a víz áramlásához, csak a csatorna mentén mozgó vízmolekulák helyett a töltött részecskék a vezető mentén mozognak.

Az elektromos áram létezéséhez szükséges feltételek között van egy tétel, amely elektronok jelenlétét biztosítja. A vezető anyagban lévő atomok sok ilyen szabad töltésű részecskét tartalmaznak, amelyek az atomok körül és között lebegnek. Mozgásuk véletlenszerű, így nincs áramlás egyik irányban sem. Mi kell az elektromos áram létezéséhez?

Az elektromos áram létezésének feltételei közé tartozik a feszültség jelenléte. Ha egy vezetőre alkalmazzuk, az összes szabad elektron ugyanabba az irányba mozog, és áramot hoz létre.

Kíváncsi az elektromos áramra

Az az érdekes, hogy amikor az elektromos energia fénysebességgel halad át egy vezetőn, maguk az elektronok is sokkal lassabban mozognak. Valójában, ha kényelmesen sétálna egy vezető vezeték mellett, a sebessége 100-szor nagyobb lenne, mintaz elektronok mozognak. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy nem kell hatalmas távolságokat megtenniük ahhoz, hogy energiát adjanak át egymásnak.

Közvetlen és váltóáram

Ma két különböző típusú áramot széles körben használnak – az egyenáramot és a váltakozó áramot. Az elsőben az elektronok egy irányba mozognak, a "negatív" oldalról a "pozitív" oldalra. A váltakozó áram ide-oda löki az elektronokat, és másodpercenként többször változtatja az áramlás irányát.

Az erőművekben villamosenergia-termelésre használt generátorokat váltakozó áram előállítására tervezték. Valószínűleg soha nem vetted észre, hogy a fény a házadban valójában villog, ahogy az áram iránya megváltozik, de ez túl gyorsan történik ahhoz, hogy a szem felismerje.

Milyen feltételei vannak az egyenáram létezésének? Miért van szükségünk mindkét típusra, és melyik a jobb? Ezek jó kérdések. Az a tény, hogy továbbra is mindkét típusú áramot használjuk, arra utal, hogy mindkettő meghatározott célokat szolgál. Már a 19. században világos volt, hogy az erőmű és a ház között nagy távolságra történő hatékony energiaátvitel csak nagyon nagy feszültség mellett lehetséges. De a probléma az volt, hogy az igazán nagy feszültség küldése rendkívül veszélyes az emberekre.

A probléma megoldása az volt, hogy csökkentjük a stresszt az otthonon kívül, mielőtt beküldjük. A mai napig egyenáramot használnak nagyok átviteléretávolság, főként annak köszönhetően, hogy könnyen képes más feszültségekre konvertálni.

Hogyan működik az elektromos áram

Az elektromos áram létezésének feltételei közé tartozik a töltött részecskék, a vezető és a feszültség jelenléte. Sok tudós tanulmányozta az elektromosságot, és megállapította, hogy ennek két típusa van: statikus és áram.

Ez a második, amely óriási szerepet játszik minden ember mindennapi életében, mivel ez egy elektromos áram, amely áthalad az áramkörön. Naponta használjuk otthonunk áramellátására és egyebekre.

Mi az elektromos áram?

Amikor elektromos töltések keringenek az áramkörben egyik helyről a másikra, elektromos áram keletkezik. Az elektromos áram létezésének feltételei közé tartozik a töltött részecskék mellett a vezető jelenléte. Leggyakrabban egy vezeték. Áramköre zárt áramkör, amelyben áramforrásból áram folyik. Ha az áramkör nyitva van, nem tudja befejezni az utat. Például, ha a világítás ki van kapcsolva a szobában, az áramkör nyitva van, de ha az áramkör zárva van, a lámpa ég.

Jelenlegi teljesítmény

A vezetőben lévő elektromos áram létezésének feltételeit nagymértékben befolyásolja egy olyan feszültségjellemző, mint a teljesítmény. Ez annak mértéke, hogy mennyi energiát használnak fel egy adott időszak alatt.

Sok különböző egység használhatóennek a tulajdonságnak a kifejezései. Az elektromos teljesítményt azonban szinte wattban mérik. Egy watt egy joule másodpercenként.

Elektromos töltés mozgásban

Milyen feltételei vannak az elektromos áram létezésének? A statikus elektromosság hirtelen kisülése, például villámlás vagy gyapjúszövet súrlódásából eredő szikra formájában jelentkezhet. Gyakrabban azonban, amikor elektromos áramról beszélünk, az elektromosság egy szabályozottabb formáját értjük alatta, amely működésbe hozza a lámpákat és a készülékeket. Az elektromos töltés nagy részét az atomon belüli negatív elektronok és pozitív protonok hordozzák. Ez utóbbiak azonban többnyire az atommagok belsejében vannak rögzítve, így a töltés egyik helyről a másikra történő átvitelét az elektronok végzik.

Egy vezető anyagban, például fémben lévő elektronok nagyrészt szabadon mozoghatnak egyik atomról a másikra a vezetési sávjuk mentén, amelyek a magasabb elektronpályák. Elegendő elektromotoros erő vagy feszültség töltési kiegyensúlyozatlanságot hoz létre, ami miatt az elektronok elektromos áramként mozoghatnak a vezetőn keresztül.

Ha a vízzel vonunk analógiát, akkor vegyünk például egy csövet. Amikor kinyitunk egy szelepet az egyik végén, hogy a víz bejusson a csőbe, akkor nem kell megvárnunk, hogy a víz egészen a cső végéig haladjon. A másik végén szinte azonnal vizet kapunk, mert a beáramló víz kinyomja a már a csőben lévő vizet. Ez történik, ha elektromos áram van a vezetékben.

Elektromos áram: az elektromos áram létezésének feltételei

Az elektromos áramot általában elektronok áramlásának tekintik. Ha az akkumulátor két végét fémhuzallal összekötjük, ez a feltöltött tömeg a vezetéken keresztül áramlik az akkumulátor egyik végétől (elektródától vagy pólusától) a másik végébe. Tehát nevezzük meg az elektromos áram létezésének feltételeit:

1. Töltött részecskék.
2. Explorer.
3. Feszültségforrás.

Azonban nem minden olyan egyszerű. Milyen feltételek szükségesek az elektromos áram létezéséhez? Erre a kérdésre a következő jellemzők alapján részletesebben is megválaszolható:

• Potenciálkülönbség (feszültség). Ez az egyik előfeltétel. A 2 pont között potenciálkülönbségnek kell lennie, ami azt jelenti, hogy az egyik helyen töltött részecskék által keltett taszító erőnek nagyobbnak kell lennie, mint egy másik pontban. A feszültségforrások általában nem fordulnak elő a természetben, és az elektronok meglehetősen egyenletesen oszlanak el a környezetben. Mindazonáltal a tudósoknak sikerült feltalálniuk bizonyos típusú eszközöket, amelyekben ezek a feltöltött részecskék felhalmozódhatnak, ezáltal létrehozva a nagyon szükséges feszültséget (például az akkumulátorokban).
• Elektromos ellenállás (vezető). Ez a második fontos feltétel, amely szükséges az elektromos áram létezéséhez. Ez az az út, amelyen a töltött részecskék haladnak. Csak azok az anyagok működnek vezetőként, amelyek lehetővé teszik az elektronok szabad mozgását. Ugyanazok aamelyek nem rendelkeznek ezzel a képességgel, szigetelőknek nevezzük. Például egy fémhuzal kiváló vezető, míg a gumiburkolata kiváló szigetelő.

Az elektromos áram keletkezésének és létezésének körülményeinek gondos tanulmányozása után az emberek képesek voltak megszelídíteni ezt az erős és veszélyes elemet, és az emberiség javára irányítani.