Ev · elektrik güvenliği · Giriş, elektrik akımının temel büyüklükleri - elektrik akımı. Elektrik akımının temel miktarları. Şema, açıklama

Giriş, elektrik akımının temel büyüklükleri - elektrik akımı. Elektrik akımının temel miktarları. Şema, açıklama

Elektrik akımının temel miktarları

Elektrik miktarı ve akım. Hareketler elektrik akımı güçlü veya zayıf olabilir. Elektrik akımının gücü, belirli bir zaman biriminde devreden geçen yük miktarına bağlıdır.

Kaynağın bir kutbundan diğerine ne kadar çok elektron taşınırsa, elektronların aktardığı toplam yük de o kadar büyük olur. Bu net yüke bir iletkenden geçen elektrik miktarı denir.

Özellikle, elektrik akımının kimyasal etkisi elektrik miktarına bağlıdır; yani elektrolit çözeltisinden geçen yük ne kadar büyük olursa, katot ve anotta o kadar fazla madde birikecektir. Bu bakımdan elektrot üzerinde biriken maddenin kütlesi tartılarak ve bu maddenin bir iyonunun kütlesi ve yükü bilinerek elektrik miktarı hesaplanabilir.

Akım gücü, iletkenin kesitinden geçen elektrik yükünün akış zamanına oranına eşit bir miktardır. Yükün birimi coulomb'dur (C), zaman saniye (ler) cinsinden ölçülür. Bu durumda akımın birimi C/s cinsinden ifade edilir. Bu birime amper (A) denir.

Bir devredeki akımı ölçmek için ampermetre adı verilen elektriksel bir ölçüm cihazı kullanılır. Devreye dahil edilmesi için ampermetre iki terminalle donatılmıştır. Devreye seri olarak bağlanır.

elektrik voltajı . Elektrik akımının yüklü parçacıkların (elektronların) düzenli hareketi olduğunu zaten biliyoruz. Bu harekettir. belirli miktarda iş yapan bir elektrik alanı kullanılarak yaratılır. Bu olaya elektrik akımının işi denir.

Daha büyük bir yükü taşımak için elektrik devresi 1 saniyede, Elektrik alanıçok iş yapmalıdır. Buna dayanarak, elektrik akımının çalışmasının akımın gücüne bağlı olması gerektiği ortaya çıktı. Ancak akımın çalışmasının bağlı olduğu bir değer daha var. Bu miktara voltaj denir.

Gerilim, bir elektrik devresinin belirli bir bölümündeki akımın yaptığı işin, devrenin aynı bölümünden akan yüke oranıdır. Mevcut iş joule (J), yük ise coulomb (C) cinsinden ölçülür. Bu kapsamda gerilim ölçü birimi 1 J/C olacaktır. Bu birime volt (V) adı verildi.

Bir elektrik devresinde voltajın oluşabilmesi için bir akım kaynağına ihtiyaç vardır. Devre açıkken gerilim yalnızca akım kaynağının terminallerinde mevcuttur. Bu akım kaynağı devreye dahil edilirse, devrenin ayrı bölümlerinde de gerilim ortaya çıkacaktır.

Bu bakımdan devrede bir akım görünecektir. Yani kısaca şunu söyleyebiliriz: Devrede gerilim yoksa akım da yoktur.

Gerilimi ölçmek için voltmetre adı verilen elektrikli bir ölçüm cihazı kullanılır. onun için dış görünüş daha önce bahsedilen ampermetreye benzemektedir, tek farkı voltmetre skalasında (ampermetrede A yerine) V harfinin yazılmasıdır. Voltmetrenin elektrik devresine paralel olarak bağlandığı iki terminali vardır.

Elektrik direnci. Elektrik devresine çeşitli iletkenleri ve bir ampermetreyi bağladıktan sonra, farklı iletkenler kullanıldığında ampermetrenin farklı okumalar verdiğini fark edebilirsiniz; bu durumda, elektrik devresinde mevcut olan akım gücü farklıdır.

Bu olgu farklı iletkenlerin farklı özelliklere sahip olmasıyla açıklanabilir. elektrik direnci temsil eden fiziksel miktar. Alman fizikçinin onuruna Ohm adı verildi. Kural olarak fizikte daha büyük birimler kullanılır: kilo-ohm, mega-ohm, vb.

Bir iletkenin direnci genellikle R harfiyle gösterilir, iletkenin uzunluğu L ve kesit alanı S'dir. Bu durumda direnç bir formül olarak yazılabilir:

p katsayısına direnç denir. Bu katsayı, 1 m uzunluğunda ve kesit alanı 1 m2 olan bir iletkenin direncini ifade eder. Direnç Ohm x m cinsinden ifade edilir.

Teller genellikle oldukça küçük bir kesite sahip olduğundan, alanları genellikle milimetre kare cinsinden ifade edilir. Bu durumda özdirencin birimi Ohm x mm 2 /m olacaktır. Aşağıdaki tabloda. Şekil 1'de bazı malzemelerin dirençleri gösterilmektedir.

Tabloya göre. Şekil 1'de bakırın en düşük elektriksel dirence sahip olduğu ve metal alaşımının en yüksek olduğu açıkça görülüyor. Ayrıca dielektrikler (yalıtkanlar) yüksek dirence sahiptir.

Elektrik kapasitesi. Birbirinden izole edilmiş iki iletkenin birikebileceğini zaten biliyoruz. elektrik ücretleri. Bu fenomen, adı verilen fiziksel bir miktarla karakterize edilir. elektrik kapasitesi.

İki iletkenin elektriksel kapasitansı, bunlardan birinin yükünün bu iletken ile komşusu arasındaki potansiyel farkına oranından başka bir şey değildir. İletkenler yük aldığında voltaj ne kadar düşük olursa kapasiteleri de o kadar büyük olur. Bir birim için elektriksel kapasite farad'ı (F) alın. Pratikte bu birimin kesirleri kullanılır: mikrofarad (μF) ve pikofarad (pF).

Birbirinden izole edilmiş iki iletkeni alıp birbirlerinden kısa bir mesafeye yerleştirirseniz bir kapasitör elde edersiniz.

Bir kapasitörün kapasitansı, plakalarının kalınlığına, dielektrik kalınlığına ve geçirgenliğine bağlıdır. Kapasitörün plakaları arasındaki dielektrik kalınlığının azaltılmasıyla, kapasitörün kapasitansı önemli ölçüde artırılabilir.

Tüm kapasitörlerde kapasitelerine ek olarak bu cihazların tasarlandığı voltaj da belirtilmelidir.

Tablo 1. Bazı malzemelerin elektriksel direnci

Elektrik akımının işi ve gücü. Yukarıdan elektrik akımının bir miktar iş yaptığı açıktır. Elektrik motorları bağlandığında elektrik akımı her türlü ekipmanı çalıştırır, trenleri raylar boyunca hareket ettirir, sokakları aydınlatır, evleri ısıtır ve ayrıca elektrik üretir. Kimyasal maruz kalma, yani elektrolize vb. izin verir.

Devrenin belirli bir bölümündeki akımın işinin, işin yapıldığı sürenin, voltajın ve zamanın çarpımına eşit olduğunu söyleyebiliriz. İş joule cinsinden, voltaj volt cinsinden, akım amper cinsinden, süre ise saniye cinsinden ölçülür. Bu bakımdan 1 J = 1 V x 1 A x 1 s. Bundan, elektrik akımının çalışmasını ölçmek için aynı anda üç aletin kullanılması gerektiği ortaya çıktı: bir ampermetre, bir voltmetre ve bir saat. Ancak bu hantal ve etkisizdir. Bu nedenle genellikle elektrik akımının işi ölçülür. elektrik sayaçları. Bu cihaz yukarıdaki cihazların tümünü içerir.

Elektrik akımının gücü, akımın işinin yapıldığı zamana oranına eşittir. Güç "P" harfiyle gösterilir ve watt (W) cinsinden ifade edilir. Pratikte kilowatt, megawatt, hektowatt vb. Kullanılır.Devrenin gücünü ölçmek için bir wattmetre almanız gerekir. Elektrik mühendisleri akımın işini kilovatsaat (kWh) cinsinden ifade ederler.

Bugünkü toplantımızda modern uygarlığın ayrılmaz bir parçası haline gelen elektriği konuşacağız. Elektrik enerjisi hayatımızın her alanına girmiştir. Ve her evde varlık Ev aletleri Elektrik akımını kullanmak o kadar doğal ve hayatın ayrılmaz bir parçası ki, bunu hafife alıyoruz.

Böylece okuyucularımızın dikkatine elektrik akımı ile ilgili temel bilgiler sunulmaktadır.

Elektrik akımı nedir

Elektrik akımı anlamına gelir yüklü parçacıkların yönlendirilmiş hareketi. Yeterli miktarda serbest yük içeren maddelere iletken denir. Ve kablolarla birbirine bağlanan tüm cihazların toplamına elektrik devresi denir.

İÇİNDE Gündelik Yaşam metal iletkenlerden geçen elektriği kullanıyoruz.İçlerindeki yük taşıyıcıları serbest elektronlardır.


Genellikle atomlar arasında rastgele hareket ederler, ancak elektrik alanı onları belirli bir yönde hareket etmeye zorlar.

Bu nasıl oluyor?

Bir devredeki elektronların akışı, devreden düşen suyun akışına benzetilebilir. yüksek seviye düşük. Elektrik devrelerinde seviyenin rolü potansiyel tarafından oynanır.

Devrede akımın akması için uçlarında sabit bir potansiyel farkının korunması gerekir. Gerilim.

Genellikle U harfiyle gösterilir ve volt (B) cinsinden ölçülür.

Uygulanan voltaj nedeniyle devrede elektronlara yönlendirilmiş bir hareket sağlayan bir elektrik alanı oluşturulur. Gerilim ne kadar yüksek olursa, elektrik alanı da o kadar güçlü olur ve dolayısıyla yönsel olarak hareket eden elektronların akışının yoğunluğu da artar.


Elektrik akımının yayılma hızı, elektrik alanının devrede oluştuğu hıza, yani 300.000 km/s'ye eşittir, ancak elektronların hızı ancak saniyede yalnızca birkaç mm'ye ulaşır.

Genel olarak akımın büyük potansiyele sahip bir noktadan, yani (+)'dan, daha düşük potansiyele sahip bir noktaya, yani (-)'ye aktığı kabul edilir. Devredeki voltaj, pil gibi bir akım kaynağı tarafından korunur. Sonundaki (+) işareti elektron eksikliği, (-) işareti ise fazlalığı anlamına gelir, çünkü elektronlar tam olarak negatif yükün taşıyıcılarıdır. Akım kaynağının bulunduğu devre kapanır kapanmaz elektronlar fazla oldukları yerden akım kaynağının pozitif kutbuna doğru hücum ederler. Yolları kablolardan, tüketicilerden geçiyor. ölçüm aletleri ve diğer devre elemanları.

Akımın yönünün elektronların yönünün tersi olduğuna dikkat edin.

Basitçe, bilim adamlarının anlaşmasıyla akımın yönü, metallerdeki akımın doğası belirlenmeden önce belirlendi.

Elektrik akımını karakterize eden bazı büyüklükler

Mevcut güç. Bir iletkenin kesitinden 1 saniyede geçen elektrik yüküne akım kuvveti denir. I harfi onu belirtmek için kullanılır ve amper (A) cinsinden ölçülür.

Rezistans. Bilmeniz gereken bir sonraki miktar dirençtir. Yönlü hareket eden elektronların iyonlarla çarpışması nedeniyle ortaya çıkar. kristal kafes. Bu tür çarpışmalar sonucunda elektronlar enerjilerinin bir kısmını iyonlara aktarırlar. kinetik enerji. Sonuç olarak iletken ısınır ve akım gücü azalır. Direnç R harfi ile sembolize edilir ve ohm (ohm) cinsinden ölçülür.

Metal bir iletkenin direnci ne kadar büyük olursa iletken o kadar uzun olur ve daha küçük alan onun kesiti. Telin aynı uzunluğu ve çapı ile gümüş, bakır, altın ve alüminyumdan yapılmış iletkenler en az dirence sahiptir. Açık nedenlerden dolayı pratikte alüminyum ve bakırdan yapılmış teller kullanılmaktadır.

Güç. Elektrik devreleri için hesaplamalar yaparken bazen güç tüketimini (P) belirlemek gerekir.

Bunu yapmak için devreden akan akımın voltajla çarpılması gerekir.

Gücün birimi watt'tır (W).

Doğru ve alternatif akım

Çeşitli pil ve akümülatörlerin sağladığı akım sabittir. Bu, böyle bir devredeki akım gücünün yalnızca büyüklük olarak değiştirilebileceği anlamına gelir. Farklı yollar direnci ve yönü değişmeden kalır.

Ancak Çoğu elektrikli cihaz tüketiyor alternatif akım, yani büyüklüğü ve yönü belirli bir yasaya göre sürekli değişen bir akımdır.


Enerji santrallerinde üretiliyor ve daha sonra yüksek gerilim hatları aracılığıyla evlerimize ve işyerlerimize ulaşıyor.

Çoğu ülkede akımın tersine çevrilmesinin frekansı 50 Hz'dir, yani saniyede 50 kez meydana gelir. Bu durumda akım şiddeti her seferinde kademeli olarak artar, maksimuma ulaşır ve ardından 0'a düşer. Daha sonra bu işlem akımın ters yönünde tekrarlanır.

ABD'de tüm cihazlar 60 Hz frekansında çalışmaktadır. Japonya'da ilginç bir durum gelişti. Orada, ülkenin üçte biri 60 Hz frekanslı alternatif akım, geri kalanı ise 50 Hz kullanıyor.

Dikkat - elektrik

Elektrikli cihazların kullanımı sırasında ve yıldırım çarpması nedeniyle elektrik çarpması meydana gelebilir, çünkü İnsan vücudu iyi bir akım iletkenidir. Elektrik yaralanmaları genellikle yerde bulunan bir kabloya basılması veya gevşek elektrik kablolarının ellerinizle itilmesi nedeniyle oluşur.

36 V'un üzerindeki voltajın insanlar için tehlikeli olduğu kabul edilir. Bir kişinin vücudundan yalnızca 0,05 A'lık bir akım geçerse, istemsiz kas kasılmasına neden olabilir, bu da kişinin kendisini lezyon kaynağından bağımsız olarak ayırmasına izin vermez. 0,1 A'lık bir akım öldürücüdür.


Alternatif akım, insanlar üzerinde daha güçlü bir etkiye sahip olduğundan daha da tehlikelidir. Bu dostumuz ve yardımcımız bazı durumlarda acımasız bir düşmana dönüşerek nefes almada ve kalp fonksiyonlarında problemlere, hatta tamamen kalp durmasına kadar varan sorunlara neden olabilir. Vücutta ciddi yanıklar şeklinde korkunç izler bırakır.

Mağdura nasıl yardım edilir? Her şeyden önce, hasar kaynağını kapatın. Ve sonra ilk yardım sağlamaya özen gösterin.

Elektrikle tanışıklığımız sona eriyor. “Elektrikli silahlara” sahip deniz canlıları hakkında da birkaç söz ekleyelim. Bunlar bazı balık türleri, yılan balığı ve vatozdur. Bunlardan en tehlikelisi yılan balığıdır.


3 metreden daha az bir mesafede yüzmemelisiniz. Darbesi ölümcül değil ama bilinç kaybolabilir.

Bu mesaj işinize yaradıysa sizi görmekten mutluluk duyarım

giriiş

elektromanyetik indüksiyon devre akımı

Elektriğe ilişkin ilk bilgi, yüzyıllar önce sürtünme yoluyla üretilen elektrik “yükleri” ile ilgiliydi. Zaten eski zamanlarda insanlar, yünle ovulan kehribarın hafif nesneleri çekme yeteneği kazandığını biliyorlardı. Ancak ancak 16. yüzyılın sonunda İngiliz doktor Gilbert bu fenomeni ayrıntılı olarak inceledi ve diğer birçok maddenin tamamen aynı özelliklere sahip olduğunu keşfetti. Kehribar gibi sürtündükten sonra hafif nesneleri çekebilen cisimlere elektrikli denir. Bu kelime Yunanca elektron - "amber" kelimesinden türetilmiştir. Şu anda bu durumdaki cisimlerin elektrik yükleri olduğunu söylüyoruz ve bu cisimlerin kendilerine de "yüklü" deniyor.

Farklı maddeler yakın temasa geçtiğinde her zaman elektrik yükleri ortaya çıkar. Gövdeler sağlamsa, yüzeylerinde bulunan mikroskobik çıkıntılar ve düzensizlikler nedeniyle yakın temasları engellenir. Bu cisimleri sıkıştırıp birbirine sürterek, basınç olmadan sadece birkaç noktada temas edecek yüzeyleri bir araya getiriyoruz. Bazı cisimlerde elektrik yükleri farklı parçalar arasında serbestçe hareket edebilir, ancak bazılarında bu imkansızdır. İlk durumda, gövdelere “iletkenler”, ikincisinde ise “dielektrikler veya yalıtkanlar” denir. İletkenlerin tamamı metaller, tuzların ve asitlerin sulu çözeltileri vb.'dir. Yalıtkanların örnekleri amber, kuvars, ebonit ve normal koşullar altında bulunan tüm gazlardır.

Bununla birlikte, gövdelerin iletkenlere ve dielektriklere bölünmesinin çok keyfi olduğu unutulmamalıdır. Bütün maddeler elektriği az ya da çok iletir. Elektrik yükleri pozitif ve negatiftir. Bu tür bir akım uzun sürmeyecek çünkü elektrikli gövdenin şarjı bitecek. Bir iletkende elektrik akımının devam etmesi için elektrik alanının korunması gerekir. Bu amaçlar için elektrik akımı kaynakları kullanılır. Elektrik akımının ortaya çıkmasının en basit durumu, telin bir ucunun elektrikli bir gövdeye, diğer ucunun toprağa bağlanmasıdır.

Ampullere ve elektrik motorlarına akım sağlayan elektrik devreleri, tarihi 1800'lü yıllara dayanan pillerin icadına kadar ortaya çıkmamıştı. Bundan sonra elektrik doktrininin gelişimi o kadar hızlı ilerledi ki, bir asırdan kısa bir süre içinde sadece fiziğin bir parçası olmakla kalmadı, aynı zamanda yeni bir elektrik medeniyetinin temelini oluşturdu.

> Elektrik akımının temel miktarları

Elektrik miktarı ve akım gücü. Elektrik akımının etkileri güçlü veya zayıf olabilir. Elektrik akımının gücü, belirli bir zaman biriminde devreden geçen yük miktarına bağlıdır. Kaynağın bir kutbundan diğerine ne kadar çok elektron taşınırsa, elektronların aktardığı toplam yük de o kadar büyük olur. Bu net yüke bir iletkenden geçen elektrik miktarı denir.

Özellikle elektrik akımının kimyasal etkisi elektrik miktarına bağlıdır; Elektrolit çözeltisinden ne kadar çok yük geçerse, katot ve anotta o kadar çok madde birikecektir. Bu bakımdan elektrot üzerinde biriken maddenin kütlesi tartılarak ve bu maddenin bir iyonunun kütlesi ve yükü bilinerek elektrik miktarı hesaplanabilir.

Akım gücü, iletkenin kesitinden geçen elektrik yükünün akış zamanına oranına eşit bir miktardır. Yükün birimi coulomb'tur (C), zaman saniye (ler) cinsinden ölçülür. Bu durumda akımın birimi C/s cinsinden ifade edilir. Bu birime amper (A) denir. Bir devredeki akımı ölçmek için ampermetre adı verilen elektriksel bir ölçüm cihazı kullanılır. Devreye dahil edilmesi için ampermetre iki terminalle donatılmıştır. Devreye seri olarak bağlanır.

Elektrik voltajı. Elektrik akımının yüklü parçacıkların (elektronların) düzenli hareketi olduğunu zaten biliyoruz. Bu hareket, belirli miktarda iş yapan bir elektrik alanı kullanılarak yaratılır. Bu olaya elektrik akımının işi denir. Bir elektrik devresinde 1 saniyede daha fazla yükün hareket etmesi için elektrik alanının daha fazla iş yapması gerekir. Buna dayanarak, elektrik akımının çalışmasının akımın gücüne bağlı olması gerektiği ortaya çıktı. Ancak akımın çalışmasının bağlı olduğu bir değer daha var. Bu miktara voltaj denir.

Gerilim, bir elektrik devresinin belirli bir bölümündeki akımın yaptığı işin, devrenin aynı bölümünden akan yüke oranıdır. Mevcut iş joule (J), yük ise coulomb (C) cinsinden ölçülür. Bu bağlamda gerilimin ölçü birimi 1 J/C olacaktır. Bu birime volt (V) adı verildi.

Bir elektrik devresinde voltajın oluşabilmesi için bir akım kaynağına ihtiyaç vardır. Devre açıkken gerilim yalnızca akım kaynağının terminallerinde mevcuttur. Bu akım kaynağı devreye dahil edilirse, devrenin ayrı bölümlerinde de gerilim ortaya çıkacaktır. Bu bakımdan devrede bir akım görünecektir. Yani kısaca şunu söyleyebiliriz: Devrede gerilim yoksa akım da yoktur. Gerilimi ölçmek için voltmetre adı verilen elektrikli bir ölçüm cihazı kullanılır. Görünüm olarak daha önce bahsedilen ampermetreye benzemektedir, tek farkı voltmetre ölçeğinde (ampermetrede A yerine) V harfinin yazılmasıdır. Voltmetrenin elektrik devresine paralel olarak bağlandığı iki terminali vardır.

Elektrik direnci. Elektrik devresine çeşitli iletkenleri ve bir ampermetreyi bağladıktan sonra, farklı iletkenler kullanıldığında ampermetrenin farklı okumalar verdiğini fark edebilirsiniz; bu durumda elektrik devresindeki mevcut akım gücü farklıdır. Bu olgu, farklı iletkenlerin fiziksel bir nicelik olan farklı elektrik direncine sahip olmasıyla açıklanabilir. Alman fizikçinin onuruna Ohm adı verildi. Kural olarak, fizikte daha büyük birimler kullanılır: kilo-ohm, mega-ohm, vb. Bir iletkenin direnci genellikle R harfi ile gösterilir, iletkenin uzunluğu L ve kesit alanı S'dir. Bu durumda direnç aşağıdaki formülle yazılabilir:

p katsayısına direnç denir. Bu katsayı, 1 m uzunluğunda ve kesit alanı 1 m2'ye eşit olan bir iletkenin direncini ifade eder. Özgül direnç Ohm x m cinsinden ifade edilir Teller kural olarak oldukça küçük bir kesite sahip olduğundan, alanları genellikle milimetre kare cinsinden ifade edilir. Bu durumda ünite direnç Ohm x mm2/m olacaktır.

Tabloya göre. Şekil 1'de bakırın en düşük elektriksel dirence sahip olduğu ve metal alaşımının en yüksek olduğu açıkça görülüyor. Ayrıca dielektrikler (yalıtkanlar) yüksek dirence sahiptir.

Elektrik kapasitesi. Birbirinden izole edilmiş iki iletkenin elektrik yüklerini biriktirebileceğini zaten biliyoruz. Bu fenomen, elektriksel kapasitans adı verilen fiziksel bir miktarla karakterize edilir. İki iletkenin elektriksel kapasitansı, bunlardan birinin yükünün bu iletken ile komşusu arasındaki potansiyel farkına oranından başka bir şey değildir. İletkenler yük aldığında voltaj ne kadar düşük olursa kapasiteleri de o kadar büyük olur. Elektriksel kapasitans birimi faraddır (F). Pratikte bu birimin kesirleri kullanılır: mikrofarad (μF) ve pikofarad (pF).

Birbirinden izole edilmiş iki iletkeni alıp birbirlerinden kısa bir mesafeye yerleştirirseniz bir kapasitör elde edersiniz. Bir kapasitörün kapasitansı, plakalarının kalınlığına, dielektrik kalınlığına ve geçirgenliğine bağlıdır. Kapasitörün plakaları arasındaki dielektrik kalınlığının azaltılmasıyla, kapasitörün kapasitansı önemli ölçüde artırılabilir. Tüm kapasitörlerde kapasitelerine ek olarak bu cihazların tasarlandığı voltaj da belirtilmelidir.

Elektrik akımının işi ve gücü. Yukarıdan elektrik akımının bir miktar iş yaptığı açıktır. Elektrik motorları bağlandığında, elektrik akımı her türlü ekipmanı çalıştırır, trenleri raylar boyunca hareket ettirir, sokakları aydınlatır, evi ısıtır ve aynı zamanda kimyasal bir etki de yaratır; elektrolize vb. izin verir. Devrenin belirli bir bölümündeki akımın işinin, işin yapıldığı sürenin, voltajın ve zamanın çarpımına eşit olduğunu söyleyebiliriz. İş joule cinsinden, voltaj volt cinsinden, akım amper cinsinden, süre ise saniye cinsinden ölçülür. Bu bakımdan 1 J = 1B x 1A x 1 s. Bundan, bir elektrik akımının çalışmasını ölçmek için aynı anda üç cihazın kullanılması gerektiği ortaya çıktı: bir ampermetre, bir voltmetre ve bir saat. Ancak bu hantal ve etkisizdir. Bu nedenle genellikle elektrik akımının işi elektrik sayaçları ile ölçülür. Bu cihaz yukarıdaki cihazların tümünü içerir.

Bir elektrik akımının gücü, akımın yaptığı işin yapıldığı zamana oranına eşittir. Güç “P” harfiyle gösterilir ve watt (W) cinsinden ifade edilir. Pratikte kilowatt, megawatt, hektowatt vb. Kullanılır.Devrenin gücünü ölçmek için bir wattmetre almanız gerekir. Elektrik mühendisleri akımın işini kilovatsaat (kWh) cinsinden ifade ederler.

Özellikler

Tarihsel olarak, akımın yönünün iletkendeki pozitif yüklerin hareket yönü ile çakıştığı kabul edilmektedir. Bu durumda, eğer akım taşıyıcıları yalnızca negatif yüklü parçacıklar ise (örneğin, bir metaldeki elektronlar), o zaman akımın yönü, yüklü parçacıkların hareket yönünün tersidir. .

İletkenlerdeki parçacıkların yönlendirilmiş hareketinin hızı, iletkenin malzemesine, parçacıkların kütlesine ve yüküne bağlıdır. ortam sıcaklığı uygulanan potansiyel fark ışık hızından çok daha azdır. 1 saniyede iletken içindeki elektronlar düzenli bir hareketle 0,1 mm'den daha az hareket ederler. Buna rağmen gerçek elektrik akımının yayılma hızı ışık hızına (elektromanyetik dalga cephesinin yayılma hızı) eşittir. Yani elektronların voltaj değişiminden sonra hareket hızlarını değiştirdikleri yer, elektromanyetik salınımların yayılma hızıyla birlikte hareket eder.

Elektrik akımının temel miktarları

Elektrik miktarı ve akım. Elektrik akımının etkileri güçlü veya zayıf olabilir. Elektrik akımının gücü, belirli bir zaman biriminde devreden geçen yük miktarına bağlıdır. Kaynağın bir kutbundan diğerine ne kadar çok elektron taşınırsa, elektronların aktardığı toplam yük de o kadar büyük olur. Bu net yüke bir iletkenden geçen elektrik miktarı denir.

Özellikle, elektrik akımının kimyasal etkisi elektrik miktarına bağlıdır; yani elektrolit çözeltisinden geçen yük ne kadar büyük olursa, katot ve anotta o kadar fazla madde birikecektir. Bu bakımdan elektrot üzerinde biriken maddenin kütlesi tartılarak ve bu maddenin bir iyonunun kütlesi ve yükü bilinerek elektrik miktarı hesaplanabilir.

Akım gücü, iletkenin kesitinden geçen elektrik yükünün akış zamanına oranına eşit bir miktardır. Yükün birimi coulomb'tur (C), zaman saniye (ler) cinsinden ölçülür. Bu durumda akımın birimi C/s cinsinden ifade edilir. Bu birime amper (A) denir. Bir devredeki akımı ölçmek için ampermetre adı verilen elektriksel bir ölçüm cihazı kullanılır. Devreye dahil edilmesi için ampermetre iki terminalle donatılmıştır. Devreye seri olarak bağlanır.

elektrik voltajı. Elektrik akımının yüklü parçacıkların (elektronların) düzenli hareketi olduğunu zaten biliyoruz. Bu hareket, belirli miktarda iş yapan bir elektrik alanı kullanılarak yaratılır. Bu olaya elektrik akımının işi denir. Bir elektrik devresinde 1 saniyede daha fazla yükün hareket etmesi için elektrik alanının daha fazla iş yapması gerekir. Buna dayanarak, elektrik akımının çalışmasının akımın gücüne bağlı olması gerektiği ortaya çıktı. Ancak akımın çalışmasının bağlı olduğu bir değer daha var. Bu miktara voltaj denir.

Gerilim, bir elektrik devresinin belirli bir bölümündeki akımın yaptığı işin, devrenin aynı bölümünden akan yüke oranıdır. Mevcut iş joule (J), yük ise coulomb (C) cinsinden ölçülür. Bu kapsamda gerilim ölçü birimi 1 J/C olacaktır. Bu birime volt (V) adı verildi.

Bir elektrik devresinde voltajın oluşabilmesi için bir akım kaynağına ihtiyaç vardır. Devre açıkken gerilim yalnızca akım kaynağının terminallerinde mevcuttur. Bu akım kaynağı devreye dahil edilirse, devrenin ayrı bölümlerinde de gerilim ortaya çıkacaktır. Bu bakımdan devrede bir akım görünecektir. Yani kısaca şunu söyleyebiliriz: Devrede gerilim yoksa akım da yoktur. Gerilimi ölçmek için voltmetre adı verilen elektrikli bir ölçüm cihazı kullanılır. Görünüm olarak daha önce bahsedilen ampermetreye benzemektedir, tek farkı voltmetre ölçeğinde (ampermetrede A yerine) V harfinin yazılmasıdır. Voltmetrenin elektrik devresine paralel olarak bağlandığı iki terminali vardır.

Elektrik direnci. Elektrik devresine çeşitli iletkenleri ve bir ampermetreyi bağladıktan sonra, farklı iletkenler kullanıldığında ampermetrenin farklı okumalar verdiğini fark edebilirsiniz; bu durumda, elektrik devresinde mevcut olan akım gücü farklıdır. Bu olgu, farklı iletkenlerin fiziksel bir nicelik olan farklı elektrik direncine sahip olmasıyla açıklanabilir. Alman fizikçinin onuruna Ohm adı verildi. Kural olarak, fizikte daha büyük birimler kullanılır: kilo-ohm, mega-ohm, vb. Bir iletkenin direnci genellikle R harfi ile gösterilir, iletkenin uzunluğu L ve kesit alanı S'dir. Bu durumda direnç aşağıdaki formülle yazılabilir:

p katsayısına direnç denir. Bu katsayı, 1 m uzunluğunda ve kesit alanı 1 m2 olan bir iletkenin direncini ifade eder. Özgül direnç Ohm x m cinsinden ifade edilir Teller kural olarak oldukça küçük bir kesite sahip olduğundan, alanları genellikle milimetre kare cinsinden ifade edilir. Bu durumda özdirencin birimi Ohm x mm2/m olacaktır. Aşağıdaki tabloda. Şekil 1'de bazı malzemelerin dirençleri gösterilmektedir.

Elektrik miktarı ve akım. Elektrik akımının gücü, belirli bir zaman biriminde devreden geçen yük miktarına bağlıdır. Kaynağın bir kutbundan diğerine ne kadar çok elektron taşınırsa, elektronların aktardığı toplam yük de o kadar büyük olur. Bu net yüke bir iletkenden geçen elektrik miktarı denir.

Akım gücü, iletkenin kesitinden geçen elektrik yükünün akış zamanına oranına eşit bir miktardır. Yükün birimi coulomb'dur (C), zaman saniye (ler) cinsinden ölçülür. Bu durumda akımın birimi C/s cinsinden ifade edilir. Bu birime amper (A) denir. Bir devredeki akımı ölçmek için ampermetre adı verilen elektriksel bir ölçüm cihazı kullanılır.

elektrik voltajı. Gerilim, bir elektrik devresinin belirli bir bölümündeki akımın yaptığı işin, devrenin aynı bölümünden akan yüke oranıdır. Mevcut iş joule (J), yük ise coulomb (C) cinsinden ölçülür. Bu kapsamda gerilim ölçü birimi 1 J/C olacaktır. Bu birime volt (V) adı verildi.

Elektrik direnci. Farklı iletkenler kullanıldığında elektrik devresindeki mevcut akım gücü farklıdır. Farklı iletkenler, fiziksel bir miktar olan farklı elektrik direncine sahiptir. Bir iletkenin direnci genellikle R harfiyle gösterilir, iletkenin uzunluğu L ve kesit alanı S'dir. Bu durumda direnç bir formül olarak yazılabilir:

p katsayısına direnç denir. Bu katsayı, 1 m uzunluğunda ve kesit alanı 1 m2 olan bir iletkenin direncini ifade eder. Özgül direnç Ohm x m cinsinden ifade edilir Teller kural olarak oldukça küçük bir kesite sahip olduğundan, alanları genellikle milimetre kare cinsinden ifade edilir. Bu durumda özdirencin birimi Ohm x mm2/m olacaktır.

Elektrik kapasitesi. İki iletkenin elektriksel kapasitansı, bunlardan birinin yükünün bu iletken ile komşusu arasındaki potansiyel farkına oranından başka bir şey değildir. İletkenler yük aldığında voltaj ne kadar düşük olursa kapasiteleri de o kadar büyük olur. Elektriksel kapasitans birimi faraddır (F). Pratikte bu birimin kesirleri kullanılır: mikrofarad (μF) ve pikofarad (pF).

Elektrik akımının işi ve gücü.İş joule cinsinden, voltaj volt cinsinden, akım amper cinsinden, süre ise saniye cinsinden ölçülür. Bu bakımdan 1 J = 1B x 1A x 1s. Bundan, bir elektrik akımının çalışmasını ölçmek için aynı anda üç cihazın kullanılması gerektiği ortaya çıktı: bir ampermetre, bir voltmetre ve bir saat.

Bir elektrik akımının gücü, akımın yaptığı işin yapıldığı zamana oranına eşittir. Güç “P” harfiyle gösterilir ve watt (W) cinsinden ifade edilir. Pratikte kilowatt, megawatt, hektowatt vb. Kullanılır.Devrenin gücünü ölçmek için bir wattmetre almanız gerekir. Elektrik mühendisleri akımın işini kilovatsaat (kWh) cinsinden ifade ederler.

Bir manyetik alan- hareket durumlarına bakılmaksızın, hareketli elektrik yüklerine ve manyetik momentli cisimlere etki eden bir kuvvet alanı, elektriğin manyetik bileşeni manyetik alan

Yüklü parçacıkların akımı ve/veya atomlardaki elektronların manyetik momentleri (ve diğer parçacıkların manyetik momentleri, ancak daha az ölçüde) (kalıcı mıknatıslar) tarafından bir manyetik alan oluşturulabilir.

Ayrıca zamanla değişen bir elektrik alanının varlığında da ortaya çıkar.

Manyetik alanın ana güç özelliği manyetik indüksiyon vektörü (manyetik alan indüksiyon vektörü). Matematiksel açıdan - manyetik alanın fiziksel kavramını tanımlayan ve belirten vektör alanı. Kısaca belirtmek gerekirse, manyetik indüksiyon vektörüne genellikle manyetik alan adı verilir (her ne kadar bu muhtemelen terimin en katı kullanımı olmasa da).

Manyetik alanın bir diğer temel özelliği (manyetik indüksiyona alternatif ve onunla yakından ilişkili, fiziksel değer olarak neredeyse ona eşit) vektör potansiyeli .

Manyetik alan, hareketli yüklü parçacıklar veya manyetik momentli cisimler arasında etkileşimin meydana geldiği özel bir madde türü olarak adlandırılabilir.

Manyetik alanlar gereklidir (bağlamda özel teori görelilik) elektrik alanlarının varlığının bir sonucudur.

Birlikte manyetik ve Elektrik alanı tezahürleri özellikle ışık ve diğer tüm elektromanyetik dalgalar olan bir elektromanyetik alan oluşturur.

Bir iletkenden geçen elektrik akımı (I), iletkenin etrafında bir manyetik alan (B) oluşturur.

  • Kuantum alan teorisi açısından manyetik etkileşim şu şekildedir: özel durum elektromanyetik etkileşim, temel kütlesiz bir bozon - bir foton (elektromanyetik alanın kuantum uyarımı olarak temsil edilebilen bir parçacık), genellikle (örneğin, tüm statik alan durumlarında) - sanal tarafından gerçekleştirilir.

Manyetik alan enerjisi

Manyetik alan enerji yoğunluğundaki artış şuna eşittir:

H- manyetik alan kuvveti,

B- manyetik indüksiyon

Doğrusal tensör yaklaşımında, manyetik geçirgenlik bir tensördür (bunu belirtiyoruz) ve bir vektörün bununla çarpımı tensör (matris) çarpımıdır:

Veya bileşenlerde .

Bu yaklaşımdaki enerji yoğunluğu şuna eşittir:

Manyetik geçirgenlik tensörünün bileşenleri,

Bir matris ile temsil edilen bir tensör, ters matris manyetik geçirgenlik tensörü,