Çfarë është rryma elektrike? Natyra e energjisë elektrike. Jeta dhe rryma elektrike

Kur një person mësoi të krijonte dhe përdorte një rrymë elektrike, cilësia e jetës së tij u rrit në mënyrë dramatike. Tani rëndësia e energjisë elektrike vazhdon të rritet çdo vit. Në mënyrë që të mësoni të kuptoni çështje më komplekse që lidhen me energjinë elektrike, së pari duhet të kuptoni se çfarë është rryma elektrike.

Jpg?.jpg 600w

shkarkimi elektrik

Çfarë është aktuale

Përkufizimi i rrymës elektrike është përfaqësimi i saj në formën e një rryme të drejtuar të grimcave bartëse lëvizëse, të ngarkuara pozitivisht ose negativisht. Transportuesit e tarifave mund të jenë:

• elektronet me ngarkesë negative që lëvizin në metale;
• jonet në lëngje ose gaze;
• vrimat e ngarkuara pozitivisht nga elektronet që lëvizin në gjysmëpërçuesit.

Data-lazy-type="image" data-src="http://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/02/2-7-600x315.jpg?.jpg 600w, https://elquanta. en/wp-content/uploads/2018/02/2-7.jpg 610w" sizes="(max-width: 600px) 100vw, 600px">

Rryma elektrike në një përcjellës

Ajo që është rryma përcaktohet nga prania e një fushe elektrike. Pa të, një rrjedhë e drejtuar e grimcave të ngarkuara nuk do të lindë.

Koncepti i rrymës elektrikedo të ishte i paplotë pa renditur manifestimet e tij:

1. Çdo rrymë elektrike shoqërohet nga një fushë magnetike;
2. Përçuesit nxehen ndërsa kalojnë;
3. Elektrolitet ndryshojnë përbërjen kimike.

Përçuesit dhe gjysmëpërçuesit

Rryma elektrike mund të ekzistojë vetëm në një medium përçues, por natyra e rrjedhës së saj është e ndryshme:

1. Në përçuesit metalikë, ka elektrone të lirë që fillojnë të lëvizin nën ndikimin e një fushe elektrike. Kur temperatura rritet, rritet edhe rezistenca e përcjellësve, pasi nxehtësia rrit lëvizjen e atomeve në mënyrë kaotike, gjë që ndërhyn me elektronet e lira;
2. Në një mjedis të lëngët të formuar nga elektrolitet, fusha elektrike e shfaqur shkakton procesin e disociimit - formimin e kationeve dhe anioneve, të cilat lëvizin drejt poleve pozitive dhe negative (elektrodave) në varësi të shenjës së ngarkesës. Ngrohja e elektrolitit çon në një ulje të rezistencës për shkak të dekompozimit më aktiv të molekulave;

Data-lazy-type="image" data-src="http://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/02/3-7-600x358.jpg?.jpg 600w, https://elquanta. ru/wp-content/uploads/2018/02/3-7-768x458..jpg 800w" sizes="(max-width: 600px) 100vw, 600px">

Rryma elektrike në elektrolite

E rëndësishme! Elektroliti mund të jetë i ngurtë, por natyra e rrjedhës së rrymës në të është identike me lëngun.

1. Mjeti i gaztë karakterizohet gjithashtu nga prania e joneve që vijnë në lëvizje. Formohet plazma. Rrezatimi gjithashtu krijon elektrone të lira që marrin pjesë në lëvizjen e drejtuar;
2. Kur krijohet një rrymë elektrike në vakum, elektronet e lëshuara në elektrodën negative lëvizin drejt pozitives;
3. Në gjysmëpërçuesit, ka elektrone të lira që thyejnë lidhjet nga ngrohja. Në vendet e tyre janë vrima që kanë një ngarkesë me një shenjë plus. Vrimat dhe elektronet janë në gjendje të krijojnë lëvizje të drejtuar.

Mediat jopërçuese quhen dielektrike.

E rëndësishme! Drejtimi i rrymës korrespondon me drejtimin e lëvizjes së grimcave bartëse të ngarkesës me një shenjë plus.

Lloji i rrymës

1. Konstante. Karakterizohet nga një vlerë sasiore konstante e rrymës dhe drejtimit;
2. E ndryshueshme. Me kalimin e kohës, ndryshon periodikisht karakteristikat e tij. Ndahet në disa varietete, në varësi të parametrit që ndryshohet. Kryesisht, vlera sasiore e rrymës dhe drejtimi i saj ndryshojnë përgjatë një sinusoidi;
3. Rryma vorbullore. Ndodhin kur fluksi magnetik pëson ndryshime. Formoni qarqe të mbyllura pa lëvizur midis poleve. Rrymat vorbull shkaktojnë gjenerim intensiv të nxehtësisë, si rezultat, humbjet rriten. Në bërthamat e mbështjelljeve elektromagnetike, ato janë të kufizuara duke përdorur një dizajn të pllakave të veçanta të izoluara në vend të një të ngurtë.

Data-lazy-type="image" data-src="http://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/02/4-6-600x450.jpg?.jpg 600w, https://elquanta. en/wp-content/uploads/2018/02/4-6.jpg 640w" sizes="(max-width: 600px) 100vw, 600px">

Rryma vorbull në bërthamë

Karakteristikat e qarkut elektrik

1. Forca aktuale. Kjo është një matje sasiore e ngarkesës që kalon në njësinë e kohës mbi seksionin kryq të përçuesve. Ngarkesat maten në kulonë (C), njësia e kohës është e dyta. Fuqia aktuale është C / s. Raporti që rezulton u quajt amper (A), në të cilin matet vlera sasiore e rrymës. Pajisja matëse është një ampermetër i lidhur në seri me qarkun e lidhjeve elektrike;
2. Fuqia. Rryma elektrike në përcjellës duhet të kapërcejë rezistencën e mediumit. Puna e shpenzuar për ta kapërcyer atë gjatë një periudhe të caktuar kohore do të jetë fuqi. Në këtë rast, ndodh shndërrimi i energjisë elektrike në lloje të tjera të energjisë - puna kryhet. Fuqia varet nga fuqia e rrymës, tensionit. Produkti i tyre do të përcaktojë fuqinë aktive. Kur shumëzohet me një kohë tjetër, fitohet konsumi i energjisë - çfarë tregon njehsori. Fuqia mund të matet në voltamper (VA, kVA, mVA) ose në vat (W, kW, mW);
3. Tensioni. Një nga tre karakteristikat më të rëndësishme. Që rryma të rrjedhë, është e nevojshme të krijohet një ndryshim potencial midis dy pikave të një qarku të mbyllur të lidhjeve elektrike. Tensioni karakterizohet nga puna e prodhuar nga fusha elektrike gjatë lëvizjes së një transportuesi të vetëm të ngarkesës. Sipas formulës, njësia e tensionit është J/C, e cila korrespondon me një volt (V). Pajisja matëse është një voltmetër, i lidhur paralelisht;
4. Rezistenca. Karakterizon aftësinë e përcjellësve për të kaluar rrymë elektrike. Përcaktohet nga materiali i përcjellësit, gjatësia dhe sipërfaqja e seksionit të tij. Matja është në Ohm (Ohm).

Ligjet për rrymën elektrike

Qarqet elektrike llogariten duke përdorur tre ligje kryesore:

1. Ligji i Ohmit. U hulumtua dhe u formulua nga një fizikan gjerman në fillim të shekullit të 19-të për rrymën e vazhduar, pastaj u aplikua edhe për rrymën alternative. Ai vendos marrëdhënien midis rrymës, tensionit dhe rezistencës. Në bazë të ligjit të Ohm-it, llogaritet pothuajse çdo qark elektrik. Formula bazë: I \u003d U / R, ose forca aktuale është në proporcion të drejtpërdrejtë me tensionin dhe anasjelltas me rezistencën;

Data-lazy-type="image" data-src="http://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/02/5-7-600x450.jpg?.jpg 600w, https://elquanta. ru/wp-content/uploads/2018/02/5-7-768x576..jpg 800w" sizes="(max-width: 600px) 100vw, 600px">

Ligji i Ohmit për një seksion zinxhir

1. Ligji i Faradeit. I referohet induksionit elektromagnetik. Shfaqja e rrymave induktive në përcjellës shkaktohet nga ndikimi i një fluksi magnetik që ndryshon me kalimin e kohës për shkak të induksionit të një EMF (forca elektromotore) në një qark të mbyllur. Moduli i induktuar emf, i matur në volt, është proporcional me shpejtësinë në të cilën ndryshon fluksi magnetik. Falë ligjit të induksionit, gjeneratorët që prodhojnë energji elektrike punojnë;
2. Ligji Joule-Lenz. Është e rëndësishme kur llogaritet ngrohja e përçuesve, e cila përdoret për projektimin dhe prodhimin e ngrohjes, pajisjeve të ndriçimit dhe pajisjeve të tjera elektrike. Ligji ju lejon të përcaktoni sasinë e nxehtësisë së lëshuar gjatë kalimit të një rryme elektrike:

ku I është forca e rrymës rrjedhëse, R është rezistenca, t është koha.

Energjia elektrike në atmosferë

Një fushë elektrike mund të ekzistojë në atmosferë, ndodhin procese jonizimi. Megjithëse natyra e shfaqjes së tyre nuk është plotësisht e qartë, ekzistojnë hipoteza të ndryshme shpjeguese. Më i popullarizuari është një kondensator, si një analog për përfaqësimin e energjisë elektrike në atmosferë. Pllakat e saj mund të shënojnë sipërfaqen e tokës dhe jonosferën, midis së cilës qarkullon një dielektrik - ajri.

Llojet e elektricitetit atmosferik:

1. stuhitë. Rrufeja me një shkëlqim të dukshëm dhe bubullima. Tensioni i rrufesë arrin qindra miliona volt me ​​një fuqi aktuale prej 500,000 A;

Data-lazy-type="image" data-src="http://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/02/6-5-600x399.jpg?.jpg 600w, https://elquanta. ru/wp-content/uploads/2018/02/6-5-210x140..jpg 721w" sizes="(max-width: 600px) 100vw, 600px">

rrufetë

1. Zjarret e Shën Elmos. Shkarkimi korona i elektricitetit të gjeneruar rreth telave, direkëve;
2. Rrufeja e topit. Shkarkimi në formën e një topi, duke lëvizur nëpër ajër;
3. Dritat Polare. Shkëlqimi shumëngjyrësh i jonosferës së tokës nën ndikimin e grimcave të ngarkuara që depërtojnë nga hapësira.

Aplikimi i energjisë elektrike

Një person përdor vetitë e dobishme të rrymës elektrike në të gjitha fushat e jetës:

• ndriçimi;
• transmetimi i sinjalit: telefon, radio, televizion, telegraf;
• transporti elektrik: trena, makina elektrike, tramvaje, trolejbusë;
• krijimi i një mikroklime të rehatshme: ngrohje dhe ajër të kondicionuar;
• Pajisje mjekësore;
• përdorim shtëpiak: pajisje elektrike;
• kompjuterë dhe pajisje mobile;
• industria: vegla makinerish dhe pajisje;
• elektroliza: marrja e aluminit, zinkut, magnezit dhe substancave të tjera.

Data-lazy-type="image" data-src="http://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/02/7-3-600x388.jpg?.jpg 600w, https://elquanta. ru/wp-content/uploads/2018/02/7-3-768x496..jpg 823w" sizes="(max-width: 600px) 100vw, 600px">

Aplikimi i energjisë elektrike

Rreziku elektrik

Kontakti i drejtpërdrejtë me rrymën elektrike pa pajisje mbrojtëse është vdekjeprurës për njerëzit. Disa lloje ndikimesh janë të mundshme:

• djegie termike;
• ndarja elektrolitike e gjakut dhe limfës me një ndryshim në përbërjen e saj;
• Kontraksionet konvulsive të muskujve mund të provokojnë fibrilacion kardiak deri në ndalimin e plotë të tij, të prishin funksionimin e sistemit të frymëmarrjes.

E rëndësishme! Rryma e ndjerë nga një person fillon nga një vlerë prej 1 mA, nëse vlera aktuale është 25 mA, ndryshime serioze negative në trup janë të mundshme.

Karakteristika më e rëndësishme e rrymës elektrike është se ajo mund të bëjë punë të dobishme për një person: të ndezë një shtëpi, të lajë dhe të thajë rrobat, të gatuajë darkë, të ngrohë shtëpinë. Tani një vend të rëndësishëm zë përdorimi i tij në transmetimin e informacionit, megjithëse kjo nuk kërkon një konsum të madh të energjisë elektrike.

Video

Çdo rrymë shfaqet vetëm në prani të një burimi me grimca të ngarkuara të lira. Kjo për faktin se nuk ka substanca në vakum, duke përfshirë ngarkesat elektrike. Prandaj, vakuumi konsiderohet më i miri. Që të bëhet i mundur kalimi i një rryme elektrike a, është e nevojshme të sigurohet prania e një numri të mjaftueshëm ngarkesash falas. Në këtë artikull do të shohim se çfarë përbën një rrymë elektrike në vakum.

Si mund të shfaqet rryma elektrike në vakum

Për të krijuar një rrymë elektrike të plotë në një vakum, është e nevojshme të përdoret një fenomen i tillë fizik si emetimi termionik. Ai bazohet në vetinë e një substance të caktuar për të lëshuar elektrone të lira kur nxehet. Elektrone të tilla që dalin nga një trup i ndezur quhen termoelektrone, dhe i gjithë trupi quhet emetues.

Emetimi termionik qëndron në themel të funksionimit të pajisjeve vakum, të njohura më mirë si tuba vakum. Dizajni më i thjeshtë përmban dy elektroda. Një prej tyre është katoda, e cila është një spirale, materiali i së cilës është molibden ose tungsten. Është ai që nxehet nga një om rrymë elektrike. Elektroda e dytë quhet anodë. Është në gjendje të ftohtë, duke kryer detyrën e mbledhjes së elektroneve termionike. Si rregull, anoda bëhet në formën e një cilindri, dhe një katodë e nxehtë vendoset brenda saj.

Zbatimi i rrymës në vakum

Në shekullin e kaluar, tubat e vakumit luajtën një rol kryesor në elektronikë. Dhe, megjithëse ato janë zëvendësuar prej kohësh me pajisje gjysmëpërçuese, parimi i funksionimit të këtyre pajisjeve përdoret në tubat e rrezeve katodike. Ky parim përdoret në punimet e saldimit dhe shkrirjes në vakum dhe zona të tjera.

Kështu, një nga varietetet e rrymës a është një rrjedhë elektroni që rrjedh në vakum. Kur katoda nxehet, një fushë elektrike shfaqet midis saj dhe anodës. Është kjo që u jep elektroneve një drejtim dhe shpejtësi të caktuar. Sipas këtij parimi, funksionon një llambë elektronike me dy elektroda (diodë), e cila përdoret gjerësisht në radio inxhinieri dhe elektronikë.

Pajisja moderne është një cilindër prej qelqi ose metali, nga i cili më parë është nxjerrë ajri. Dy elektroda, një katodë dhe një anodë, janë ngjitur brenda këtij cilindri. Për të përmirësuar karakteristikat teknike, janë instaluar rrjete shtesë, me ndihmën e të cilave rritet fluksi i elektroneve.

". Sot dua të prek një temë të tillë si rryma elektrike. Çfarë është ajo? Le të përpiqemi të kujtojmë kurrikulën e shkollës.

Rryma elektrike është lëvizja e urdhëruar e grimcave të ngarkuara në një përcjellës.

Nëse ju kujtohet, në mënyrë që grimcat e ngarkuara të lëvizin, (lind një rrymë elektrike) ju duhet të krijoni një fushë elektrike. Për të krijuar një fushë elektrike, mund të kryeni eksperimente të tilla elementare si fërkimi i një doreze plastike në lesh dhe për ca kohë do të tërheqë objekte të lehta. Trupat e aftë për të tërhequr objekte pas fërkimit quhen të elektrizuar. Mund të themi se trupi në këtë gjendje ka ngarkesa elektrike, dhe vetë trupat quhen të ngarkuar. Nga kurrikula e shkollës, ne e dimë se të gjithë trupat përbëhen nga grimca të vogla (molekula). Një molekulë është një grimcë e një substance që mund të ndahet nga një trup dhe do të ketë të gjitha vetitë e natyrshme në këtë trup. Molekulat e trupave kompleksë formohen nga kombinime të ndryshme të atomeve të trupave të thjeshtë. Për shembull, një molekulë uji përbëhet nga dy të thjeshta: një atom oksigjeni dhe një atom hidrogjeni.

Atomet, neutronet, protonet dhe elektronet - cilat janë ato?

Nga ana tjetër, një atom përbëhet nga një bërthamë dhe që rrotullohet rreth saj elektronet. Çdo elektron në një atom ka një ngarkesë të vogël elektrike. Për shembull, një atom hidrogjeni përbëhet nga një bërthamë e një elektroni që rrotullohet rreth tij. Bërthama e një atomi përbëhet, nga ana tjetër, nga protone dhe neutrone. Bërthama e një atomi, nga ana tjetër, ka një ngarkesë elektrike. Protonet që përbëjnë bërthamën kanë të njëjtat ngarkesa elektrike dhe elektrone. Por protonet, ndryshe nga elektronet, janë joaktive, por masa e tyre është shumë herë më e madhe se masa e një elektroni. Neutroni i grimcave, i cili është pjesë e atomit, nuk ka ngarkesë elektrike, është neutral. Elektronet që rrotullohen rreth bërthamës së një atomi dhe protonet që përbëjnë bërthamën janë bartës të ngarkesave elektrike të barabarta. Midis elektronit dhe protonit ekziston gjithmonë një forcë tërheqëse reciproke, dhe midis vetë elektroneve dhe midis protoneve, forca e zmbrapsjes së ndërsjellë. Për shkak të kësaj, elektroni ka një ngarkesë elektrike negative, dhe protoni pozitiv. Nga kjo mund të konkludojmë se ekzistojnë 2 lloje të energjisë elektrike: pozitive dhe negative. Prania e grimcave të ngarkuara në mënyrë të barabartë në një atom çon në faktin se midis bërthamës së atomit të ngarkuar pozitivisht dhe elektroneve që rrotullohen rreth tij, ekzistojnë forca të tërheqjes së ndërsjellë që e mbajnë atomin së bashku. Atomet ndryshojnë nga njëri-tjetri në numrin e neutroneve dhe protoneve në bërthama, prandaj ngarkesa pozitive e bërthamave të atomeve të substancave të ndryshme nuk është e njëjtë. Në atomet e substancave të ndryshme, numri i elektroneve rrotulluese nuk është i njëjtë dhe përcaktohet nga ngarkesa pozitive e bërthamës. Atomet e disa substancave janë të lidhura fort me bërthamën, ndërsa në të tjera kjo lidhje mund të jetë shumë më e dobët. Kjo shpjegon forcat e ndryshme të trupave. Teli i çelikut është shumë më i fortë se teli i bakrit, që do të thotë se grimcat e çelikut tërhiqen më fort nga njëra-tjetra sesa grimcat e bakrit. Tërheqja midis molekulave është veçanërisht e dukshme kur ato janë afër njëra-tjetrës. Shembulli më i mrekullueshëm është se dy pika uji bashkohen në një me kontakt.

Ngarkesa elektrike

Në atom për çdo substancë, numri i elektroneve që rrotullohen rreth bërthamës është i barabartë me numrin e protoneve që gjenden në bërthamë. Ngarkesa elektrike e një elektroni dhe një protoni janë të barabarta në madhësi, që do të thotë se ngarkesa negative e elektroneve është e barabartë me ngarkesën pozitive të bërthamës. Këto ngarkesa balancojnë njëra-tjetrën, dhe atomi mbetet neutral. Në një atom, elektronet krijojnë një shtresë elektronike rreth bërthamës. Predha elektronike dhe bërthama e një atomi janë në lëvizje të vazhdueshme osciluese. Kur atomet lëvizin, ato përplasen me njëri-tjetrin dhe një ose më shumë elektrone fluturojnë prej tyre. Atomi pushon së qeni neutral dhe bëhet i ngarkuar pozitivisht. Meqenëse ngarkesa e saj pozitive është bërë më negative (lidhja e dobët midis elektronit dhe bërthamës - metali dhe qymyri). Në trupat e tjerë (dru dhe qelq), predhat elektronike nuk janë të thyera. Pas shkëputjes nga atomet, elektronet e lira lëvizin rastësisht dhe mund të kapen nga atome të tjera. Procesi i shfaqjes dhe zhdukjes në trup është i vazhdueshëm. Me rritjen e temperaturës, shpejtësia e lëvizjes vibruese të atomeve rritet, përplasjet bëhen më të shpeshta, bëhen më të forta, rritet numri i elektroneve të lira. Sidoqoftë, trupi mbetet elektrikisht neutral, pasi numri i elektroneve dhe protoneve në trup nuk ndryshon. Nëse një sasi e caktuar e elektroneve të lira hiqet nga trupi, atëherë ngarkesa pozitive bëhet më e madhe se ngarkesa totale. Trupi do të jetë i ngarkuar pozitivisht dhe anasjelltas. Nëse në trup krijohet mungesa e elektroneve, atëherë ngarkohet shtesë. Nëse teprica është negative. Sa më e madhe kjo mangësi apo tepricë, aq më e madhe është ngarkesa elektrike. Në rastin e parë (grimcat më të ngarkuara pozitivisht), trupat quhen përçues (metale, tretësira ujore të kripërave dhe acideve), dhe në rastin e dytë (mungesa e elektroneve, grimcat e ngarkuara negativisht) dielektrikë ose izolues (qelibar, kuarc, ebonit). Për ekzistencën e vazhdueshme të një rryme elektrike, është e nevojshme të ruhet vazhdimisht një ndryshim potencial në përcjellës.

Epo, ky është një kurs i vogël i fizikës ka mbaruar. Unë mendoj se ju, me ndihmën time, kujtuat programin shkollor për klasën e 7-të, dhe ne do të analizojmë se cili është ndryshimi i mundshëm në artikullin tim të ardhshëm. Derisa të takohemi përsëri në faqet e faqes.

Çfarë quhet forca aktuale? Kjo pyetje u ngrit më shumë se një ose dy herë në procesin e diskutimit të çështjeve të ndryshme. Prandaj, vendosëm të merremi me të në mënyrë më të detajuar dhe do të përpiqemi ta bëjmë atë gjuhën më të arritshme pa një numër të madh formulash dhe termash të pakuptueshëm.

Pra, çfarë quhet rrymë elektrike? Kjo është një rrjedhë e drejtuar e grimcave të ngarkuara. Por çfarë janë këto grimca, pse po lëvizin papritur dhe ku? Kjo nuk është shumë e qartë. Pra, le ta shohim këtë çështje në më shumë detaje.

• Le të fillojmë me pyetjen për grimcat e ngarkuara, të cilat, në fakt, janë bartës të rrymës elektrike. Ato janë të ndryshme në substanca të ndryshme. Për shembull, çfarë është një rrymë elektrike në metale? Këto janë elektrone. Në gaze, elektrone dhe jone; në gjysmëpërçues - vrima; dhe në elektrolite, këto janë katione dhe anione.

• Këto grimca kanë një ngarkesë të caktuar. Mund të jetë pozitive ose negative. Përkufizimi i ngarkesës pozitive dhe negative jepet me kusht. Grimcat me të njëjtën ngarkesë sprapsin njëra-tjetrën, ndërsa grimcat me ngarkesa të kundërta tërhiqen.

• Bazuar në këtë, rezulton logjike që lëvizja të ndodhë nga poli pozitiv në atë negativ. Dhe sa më shumë grimca të ngarkuara të ketë në një pol të ngarkuar, aq më shumë prej tyre do të lëvizin në pol me një shenjë tjetër.
• Por kjo është e gjitha teori e thellë, kështu që le të marrim një shembull konkret. Le të themi se kemi një prizë në të cilën nuk janë lidhur asnjë pajisje. A ka rrymë atje?
• Për t'iu përgjigjur kësaj pyetjeje, duhet të dimë se çfarë është tensioni dhe rryma. Për ta bërë më të qartë, le ta shohim këtë duke përdorur shembullin e një tubi me ujë. E thënë thjesht, tubi është teli ynë. Seksioni kryq i këtij tubi është tensioni i rrjetit elektrik, dhe shpejtësia e rrjedhës është rryma jonë elektrike.
• Ne kthehemi në prizën tonë. Nëse vizatojmë një analogji me një tub, atëherë një prizë pa pajisje elektrike të lidhura me të është një tub i mbyllur nga një valvul. Domethënë nuk ka energji elektrike.

• Por aty ka tension. Dhe nëse në tub, në mënyrë që të shfaqet rrjedha, është e nevojshme të hapet valvula, atëherë për të krijuar një rrymë elektrike në përcjellës, është e nevojshme të lidhni ngarkesën. Kjo mund të bëhet duke futur spinën në një prizë.
• Sigurisht, kjo është një paraqitje shumë e thjeshtuar e pyetjes dhe disa profesionistë do të më gjejnë gabime dhe do të më vënë në dukje pasaktësi. Por jep një ide se çfarë quhet rrymë elektrike.

Rryma direkte dhe alternative

Pyetja tjetër që ne propozojmë të kuptojmë është: çfarë është rryma alternative dhe rryma direkte. Në fund të fundit, shumë nuk i kuptojnë saktë këto koncepte.

Një rrymë konstante është një rrymë që nuk ndryshon madhësinë dhe drejtimin e saj me kalimin e kohës. Shumë shpesh, një rrymë pulsuese quhet gjithashtu një konstante, por le të flasim për gjithçka në rregull.

• Rryma e drejtpërdrejtë karakterizohet nga fakti se i njëjti numër ngarkesash elektrike zëvendësojnë vazhdimisht njëra-tjetrën në të njëjtin drejtim. Drejtimi është nga një pol në tjetrin.
• Rezulton se përcjellësi ka gjithmonë një ngarkesë pozitive ose negative. Dhe me kalimin e kohës është e pandryshuar.

Shënim! Gjatë përcaktimit të drejtimit të rrymës DC, mund të ketë mospërputhje. Nëse rryma formohet nga lëvizja e grimcave të ngarkuara pozitivisht, atëherë drejtimi i saj korrespondon me lëvizjen e grimcave. Nëse rryma formohet nga lëvizja e grimcave të ngarkuara negativisht, atëherë drejtimi i saj konsiderohet i kundërt me lëvizjen e grimcave.

• Por nën konceptin se çfarë është rryma direkte, shpesh përmendet edhe e ashtuquajtura rrymë pulsuese. Ai ndryshon nga konstantja vetëm në atë që vlera e tij ndryshon me kalimin e kohës, por në të njëjtën kohë nuk ndryshon shenjën e tij.
• Le të themi se kemi një rrymë prej 5A. Për rrymën direkte, kjo vlerë do të jetë e pandryshuar gjatë gjithë periudhës kohore. Për një rrymë pulsuese, në një periudhë kohore do të jetë 5, në një tjetër 4 dhe në të tretën 4.5. Por në të njëjtën kohë, në asnjë rast nuk zvogëlohet nën zero dhe nuk ndryshon shenjën e tij.

• Kjo rrymë valëzuese është shumë e zakonshme kur konvertohet AC në DC.Është kjo rrymë pulsuese që prodhon inverteri juaj ose ura diodike në elektronikë.
• Një nga avantazhet kryesore të rrymës direkte është se mund të ruhet. Ju mund ta bëni këtë me duart tuaja, duke përdorur bateri ose kondensatorë.

Rryma alternative

Për të kuptuar se çfarë është një rrymë alternative, duhet të imagjinojmë një sinusoid. Është kjo kurbë e sheshtë që karakterizon më së miri ndryshimin e rrymës direkte dhe është standardi.

Shënim! Ju mund të shihni qartë se çfarë janë rryma alternative dhe direkte, duke përdorur shembullin e një llambë të zakonshme. Kjo është veçanërisht e dukshme në llambat me diodë me cilësi të ulët, por nëse shikoni nga afër, mund ta shihni edhe në një llambë të zakonshme inkandeshente. Kur funksionojnë me rrymë të drejtpërdrejtë, ato digjen me një dritë të qëndrueshme, dhe kur punojnë me rrymë alternative, ato dridhen pak.

Çfarë është fuqia dhe dendësia e rrymës?

Epo, ne zbuluam se çfarë është rryma direkte dhe çfarë është rryma alternative. Por ndoshta keni ende shumë pyetje. Ne do të përpiqemi t'i shqyrtojmë ato në këtë pjesë të artikullit tonë.

Nga kjo video mund të mësoni më shumë se çfarë është fuqia.

• Dhe e para nga këto pyetje do të jetë: sa është voltazhi i një rryme elektrike? Tensioni është diferenca potenciale midis dy pikave.

• Menjëherë lind pyetja, cili është potenciali? Tani profesionistët do të më gjejnë përsëri gabime, por le ta themi kështu: kjo është një tepricë e grimcave të ngarkuara. Kjo do të thotë, ka një pikë në të cilën ka një tepricë të grimcave të ngarkuara - dhe ka një pikë të dytë ku këto grimca të ngarkuara janë ose pak a shumë. Ky ndryshim quhet tension. Ajo matet në volt (V).

• Si shembull, merrni një prizë të rregullt. Të gjithë ju ndoshta e dini se tensioni i tij është 220 V. Ne kemi dy tela në prizë dhe një tension prej 220 V do të thotë që potenciali i një teli është më i madh se potenciali i telit të dytë vetëm për këto 220 V.
• Ne kemi nevojë për një kuptim të konceptit të tensionit në mënyrë që të kuptojmë se cila është fuqia e një rryme elektrike. Edhe pse nga pikëpamja profesionale, kjo deklaratë nuk është plotësisht e vërtetë. Rryma elektrike nuk ka fuqi, por është derivat i saj.

• Për të kuptuar këtë pikë, le të kthehemi te analogjia jonë e tubave të ujit. Siç e mbani mend, seksioni kryq i këtij tubi është voltazhi, dhe shkalla e rrjedhës në tub është rryma. Pra: fuqia është sasia e ujit që rrjedh nëpër këtë tub.
• Është logjike të supozohet se me seksione të barabarta kryq, domethënë tensione, sa më e fortë të jetë rrjedha, domethënë rryma elektrike, aq më e madhe është rrjedha e ujit për të lëvizur nëpër tub. Prandaj, aq më shumë energji do t'i transferohet konsumatorit.
• Por nëse, në analogji me ujin, ne mund të transferojmë një sasi të përcaktuar rreptësisht të ujit përmes një tubi të një seksioni të caktuar, pasi uji nuk ngjesh, atëherë gjithçka nuk është kështu me rrymën elektrike. Nëpërmjet çdo përcjellësi, teorikisht mund të transmetojmë çdo rrymë. Por në praktikë, një përcjellës i një seksion kryq të vogël me një densitet të lartë të rrymës thjesht do të digjet.

• Në këtë drejtim, ne duhet të kuptojmë se çfarë është dendësia e rrymës. Përafërsisht, ky është numri i elektroneve që lëvizin nëpër një seksion të caktuar të përcjellësit për njësi të kohës.
• Ky numër duhet të jetë optimal. Në fund të fundit, nëse marrim një përcjellës me seksion kryq të madh dhe transmetojmë një rrymë të vogël përmes tij, atëherë çmimi i një instalimi të tillë elektrik do të jetë i lartë. Në të njëjtën kohë, nëse marrim një përcjellës të një seksion kryq të vogël, atëherë për shkak të densitetit të lartë të rrymës ai do të mbinxehet dhe do të digjet shpejt.
• Në këtë drejtim, PUE ka një seksion përkatës që ju lejon të zgjidhni përçuesit bazuar në densitetin e rrymës ekonomike.

• Por përsëri te koncepti se çfarë është fuqia aktuale? Siç e kuptuam nga analogjia jonë, me të njëjtin seksion tubi, fuqia e transmetuar varet vetëm nga forca aktuale. Por nëse seksioni kryq i tubit tonë rritet, domethënë rritet voltazhi, në këtë rast, në të njëjtat vlera të shpejtësisë së rrjedhës, do të transmetohen vëllime krejtësisht të ndryshme uji. E njëjta gjë është e vërtetë në elektrike.

• Sa më i lartë të jetë tensioni, aq më pak rrymë nevojitet për të transferuar të njëjtën fuqi. Kjo është arsyeja pse linjat e tensionit të lartë përdoren për të transmetuar fuqi të lartë në distanca të gjata.

Në fund të fundit, një linjë me një seksion kryq teli prej 120 mm 2 për një tension prej 330 kV është në gjendje të transmetojë shumë herë më shumë energji në krahasim me një linjë të të njëjtit seksion kryq, por me një tension prej 35 kV. Edhe pse ajo që quhet forca aktuale, ato do të jenë të njëjta.

Metodat e transmetimit të rrymës elektrike

Çfarë është rryma dhe tensioni ne kuptuam. Është koha për të kuptuar se si të shpërndahet rryma elektrike. Kjo do t'ju lejojë të ndiheni më të sigurt në trajtimin e pajisjeve elektrike në të ardhmen.

Siç kemi thënë tashmë, rryma mund të jetë e ndryshueshme dhe konstante. Në industri dhe në prizat tuaja, përdoret rryma alternative. Është më e zakonshme pasi është më e lehtë të lidhet me tela. Fakti është se ndryshimi i tensionit DC është mjaft i vështirë dhe i shtrenjtë, dhe mund të ndryshoni tensionin AC duke përdorur transformatorë të zakonshëm.

Shënim! Asnjë transformator AC nuk do të funksionojë në DC. Meqenëse vetitë që ai përdor janë të natyrshme vetëm në rrymën alternative.

• Por kjo nuk do të thotë aspak që rryma direkte nuk përdoret askund. Ajo ka një veçori tjetër të dobishme që nuk është e natyrshme në një ndryshore. Mund të grumbullohet dhe ruhet.
• Në këtë drejtim, rryma e vazhdueshme përdoret në të gjitha pajisjet elektrike portative, në transportin hekurudhor, si dhe në disa objekte industriale ku është e nevojshme të ruhet funksionaliteti edhe pas një ndërprerjeje të plotë të energjisë.

• Bateritë janë mënyra më e zakonshme për të ruajtur energjinë elektrike. Ata kanë veti të veçanta kimike që u lejojnë atyre të grumbullohen dhe më pas, nëse është e nevojshme, të lëshojnë rrymë të drejtpërdrejtë.
• Çdo bateri ka një sasi rreptësisht të kufizuar të energjisë së ruajtur. Quhet kapaciteti i baterisë, dhe pjesërisht përcaktohet nga rryma e fillimit të baterisë.
• Cila është rryma e nisjes së një baterie? Kjo është sasia e energjisë që bateria mund të japë në momentin fillestar të lidhjes së ngarkesës. Fakti është se, në varësi të vetive fizike dhe kimike, bateritë ndryshojnë në mënyrën se si lëshojnë energjinë e akumuluar.

• Disa mund të japin menjëherë dhe shumë. Për shkak të kësaj, ata, natyrisht, u shkarkuan shpejt. Dhe e dyta jep një kohë të gjatë, por pak. Përveç kësaj, një aspekt i rëndësishëm i baterisë është aftësia për të ruajtur tensionin.
• Fakti është se, siç thonë udhëzimet, për disa bateri, ndërsa kapaciteti kthehet, tensioni i tyre gjithashtu zvogëlohet gradualisht. Dhe bateritë e tjera janë në gjendje të japin pothuajse të gjithë kapacitetin me të njëjtin tension. Bazuar në këto veti bazë, këto ambiente magazinimi janë përzgjedhur për energjinë elektrike.
• Për transmetimin e rrymës së drejtpërdrejtë, në të gjitha rastet, përdoren dy tela. Ky është një tel pozitiv dhe negativ. E kuqe dhe blu.

Rryma alternative

Por me rrymë alternative, gjithçka është shumë më e ndërlikuar. Mund të transmetohet me një, dy, tre ose katër tela. Për ta shpjeguar këtë, duhet të merremi me pyetjen: çfarë është rryma trefazore?

• Rryma alternative gjenerohet nga një gjenerator. Zakonisht pothuajse të gjithë kanë një strukturë trefazore. Kjo do të thotë që gjeneratori ka tre dalje dhe secila prej këtyre daljeve prodhon një rrymë elektrike që ndryshon nga ato të mëparshme me një kënd prej 120⁰.

• Për ta kuptuar këtë, le të kujtojmë sinusoidin tonë, i cili është një model për përshkrimin e rrymës alternative dhe sipas ligjeve të së cilës ndryshon. Le të marrim tre faza - "A", "B" dhe "C", dhe të marrim një pikë të caktuar në kohë. Në këtë pikë, vala sinusale e fazës "A" është në pikën zero, vala sinusale e fazës "B" është në pikën ekstreme pozitive dhe vala sinusale e fazës "C" është në pikën ekstreme negative.
• Çdo njësi pasuese e kohës, rryma alternative në këto faza do të ndryshojë, por në mënyrë sinkrone. Kjo do të thotë, pas një kohe të caktuar, në fazën "A" do të ketë një maksimum negativ. Në fazën "B" do të ketë zero, dhe në fazën "C" - një maksimum pozitiv. Dhe pas një kohe, ata do të ndryshojnë përsëri.

• Si rezultat, rezulton se secila prej këtyre fazave ka potencialin e vet, i cili është i ndryshëm nga potenciali i fazës fqinje. Prandaj, mes tyre duhet të ketë diçka që nuk përçon rrymën elektrike.
• Ky ndryshim potencial midis dy fazave quhet tension i linjës. Përveç kësaj, ata kanë një ndryshim potencial në lidhje me tokën - ky tension quhet fazë.
• Dhe kështu, nëse voltazhi i linjës midis këtyre fazave është 380 V, atëherë tensioni i fazës është 220 V. Ai ndryshon nga një vlerë në √3. Ky rregull është gjithmonë i vlefshëm për çdo tension.

• Bazuar në këtë, nëse kemi nevojë për një tension prej 220 V, atëherë mund të marrim një tel njëfazor dhe një tel që është i lidhur fort me tokën. Dhe ne marrim një rrjet njëfazor 220V. Nëse kemi nevojë për një rrjet 380 V, atëherë mund të marrim vetëm 2 faza dhe të lidhim një lloj pajisje ngrohëse si në video.

Por në shumicën e rasteve përdoren të tre fazat. Të gjithë konsumatorët e fuqishëm janë të lidhur në një rrjet trefazor.

konkluzioni

Çfarë është rryma e induksionit, rryma kondenciale, rryma fillestare, rryma pa ngarkesë, rrymat e sekuencës negative, rrymat endacake dhe shumë më tepër, thjesht nuk mund të shqyrtojmë në një artikull.

Në fund të fundit, çështja e rrymës elektrike është mjaft voluminoze dhe është krijuar një shkencë e tërë e inxhinierisë elektrike për ta shqyrtuar atë. Por me të vërtetë shpresojmë se kemi qenë në gjendje t'i shpjegojmë aspektet kryesore të kësaj çështje në një gjuhë të arritshme, dhe tani rryma elektrike nuk do të jetë diçka e tmerrshme dhe e pakuptueshme për ju.

Para së gjithash, ia vlen të zbuloni se çfarë përbën një rrymë elektrike. Rryma elektrike është lëvizja e urdhëruar e grimcave të ngarkuara në një përcjellës. Që ajo të lindë, fillimisht duhet të krijohet një fushë elektrike, nën ndikimin e së cilës grimcat e ngarkuara të lartpërmendura do të fillojnë të lëvizin.

Informacioni i parë për energjinë elektrike, i cili u shfaq shumë shekuj më parë, lidhej me "ngarkesat" elektrike të marra nga fërkimi. Tashmë në kohët e lashta, njerëzit e dinin se qelibar, i veshur në lesh, fiton aftësinë për të tërhequr objekte të lehta. Por vetëm në fund të shekullit të 16-të, mjeku anglez Gilbert studioi në detaje këtë fenomen dhe zbuloi se shumë substanca të tjera kanë saktësisht të njëjtat veti. Trupat e aftë, si qelibar, pas fërkimit për të tërhequr objekte të lehta, ai i quajti të elektrizuar. Kjo fjalë rrjedh nga elektroni grek - "qelibar". Aktualisht, ne themi se ka ngarkesa elektrike mbi trupat në këtë gjendje, dhe vetë trupat quhen "të ngarkuar".

Ngarkesat elektrike lindin gjithmonë kur substanca të ndryshme janë në kontakt të ngushtë. Nëse trupat janë të ngurtë, atëherë kontakti i tyre i ngushtë parandalohet nga zgjatjet mikroskopike dhe parregullsitë që ekzistojnë në sipërfaqen e tyre. Duke i shtrydhur trupat e tillë dhe duke i fërkuar së bashku, ne bashkojmë sipërfaqet e tyre, të cilat pa presion do të preknin vetëm në disa pika. Në disa trupa, ngarkesat elektrike mund të lëvizin lirshëm ndërmjet pjesëve të ndryshme, ndërsa në të tjera kjo nuk është e mundur. Në rastin e parë, trupat quhen "përçues", dhe në të dytën - "dielektrikë, ose izolues". Përçuesit janë të gjitha metalet, tretësirat ujore të kripërave dhe acideve, etj. Shembuj të izolatorëve janë qelibar, kuarci, eboniti dhe të gjithë gazrat që janë në kushte normale.

Sidoqoftë, duhet të theksohet se ndarja e trupave në përçues dhe dielektrikë është shumë arbitrare. Të gjitha substancat përçojnë energjinë elektrike në një masë më të madhe ose më të vogël. Ngarkesat elektrike janë pozitive ose negative. Kjo lloj rryme nuk do të zgjasë shumë, sepse trupi i elektrizuar do të mbarojë. Për ekzistencën e vazhdueshme të një rryme elektrike në një përcjellës, është e nevojshme të ruhet një fushë elektrike. Për këto qëllime, përdoren burime të rrymës elektrike. Rasti më i thjeshtë i shfaqjes së një rryme elektrike është kur njëri skaj i telit lidhet me një trup të elektrizuar, dhe tjetri me tokën.

Qarqet elektrike që furnizonin me rrymë llambat dhe motorët elektrikë nuk u shfaqën vetëm pas shpikjes së baterive, e cila daton rreth vitit 1800. Pas kësaj, zhvillimi i doktrinës së energjisë elektrike shkoi aq shpejt sa në më pak se një shekull ajo u bë jo vetëm një pjesë e fizikës, por formoi bazën e një qytetërimi të ri elektrik.

Sasitë kryesore të rrymës elektrike

Sasia e energjisë elektrike dhe forca aktuale. Efektet e rrymës elektrike mund të jenë të forta ose të dobëta. Fuqia e rrymës elektrike varet nga sasia e ngarkesës që rrjedh nëpër qark në një njësi të caktuar kohe. Sa më shumë elektrone të lëvizin nga një pol i burimit në tjetrin, aq më e madhe është ngarkesa totale e bartur nga elektronet. Kjo ngarkesë totale quhet sasia e energjisë elektrike që kalon nëpër përcjellës.

Sasia e energjisë elektrike varet, në veçanti, nga efekti kimik i rrymës elektrike, d.m.th., sa më e madhe ngarkesa e kaluar përmes tretësirës së elektrolitit, aq më shumë substanca do të vendoset në katodë dhe anodë. Në këtë drejtim, sasia e energjisë elektrike mund të llogaritet duke peshuar masën e substancës së depozituar në elektrodë dhe duke ditur masën dhe ngarkesën e një joni të kësaj lënde.

Fuqia aktuale është një sasi që është e barabartë me raportin e ngarkesës elektrike që ka kaluar nëpër seksionin kryq të përcjellësit me kohën e rrjedhjes së tij. Njësia e ngarkesës është kulomb (C), koha matet në sekonda (s). Në këtë rast, njësia e fuqisë aktuale shprehet në C/s. Kjo njësi quhet amper (A). Për të matur fuqinë e rrymës në një qark, përdoret një pajisje matës elektrike e quajtur ampermetër. Për përfshirje në qark, ampermetri është i pajisur me dy terminale. Është përfshirë në qark në seri.

tensionit elektrik. Ne tashmë e dimë se rryma elektrike është një lëvizje e urdhëruar e grimcave të ngarkuara - elektroneve. Kjo lëvizje krijohet me ndihmën e një fushe elektrike, e cila kryen një sasi të caktuar pune. Ky fenomen quhet puna e një rryme elektrike. Për të lëvizur më shumë ngarkesë përmes një qarku elektrik në 1 sekondë, fusha elektrike duhet të bëjë më shumë punë. Bazuar në këtë, rezulton se puna e një rryme elektrike duhet të varet nga forca e rrymës. Por ka një vlerë tjetër nga e cila varet puna e rrymës. Kjo vlerë quhet tension.

Tensioni është raporti i punës së rrymës në një seksion të caktuar të qarkut elektrik me ngarkesën që rrjedh nëpër të njëjtin seksion të qarkut. Puna aktuale matet në joule (J), ngarkesa matet në varëse (C). Në këtë drejtim, njësia e matjes së tensionit do të jetë 1 J/C. Kjo njësi quhet volt (V).

Në mënyrë që një tension të shfaqet në një qark elektrik, nevojitet një burim rrymë. Kur qarku është i hapur, ka tension vetëm në terminalet e burimit aktual. Nëse ky burim i rrymës përfshihet në qark, tensioni do të shfaqet gjithashtu në seksione të caktuara të qarkut. Në këtë drejtim, do të ketë gjithashtu një rrymë në qark. Kjo do të thotë, shkurtimisht mund të themi sa vijon: nëse nuk ka tension në qark, nuk ka rrymë. Për të matur tensionin, përdoret një pajisje matëse elektrike e quajtur voltmetër. Në pamjen e tij, ai i ngjan ampermetrit të përmendur më parë, me ndryshimin e vetëm që shkronja V është në shkallën e voltmetrit (në vend të A në ampermetrin). Voltmetri ka dy terminale, me ndihmën e të cilave lidhet paralelisht me qarkun elektrik.

Rezistenca elektrike. Pas lidhjes së të gjitha llojeve të përçuesve dhe një ampermetër në një qark elektrik, mund të vëreni se kur përdorni përçues të ndryshëm, ampermetri jep lexime të ndryshme, domethënë, në këtë rast, forca aktuale e disponueshme në qarkun elektrik është e ndryshme. Ky fenomen mund të shpjegohet me faktin se përçues të ndryshëm kanë rezistencë elektrike të ndryshme, që është një sasi fizike. Për nder të fizikanit gjerman, ajo u emërua Ohm. Si rregull, në fizikë përdoren njësi më të mëdha: kilohm, megaohm, etj. Rezistenca e përcjellësit zakonisht shënohet me shkronjën R, gjatësia e përcjellësit është L, sipërfaqja e prerjes tërthore është S. Në këtë rast, rezistenca mund të jetë shkruar si formulë:

R = R * L/S

ku koeficienti p quhet rezistencë. Ky koeficient shpreh rezistencën e një përcjellësi 1 m të gjatë me sipërfaqe tërthore të barabartë me 1 m2. Rezistenca shprehet në Ohm x m. Meqenëse telat, si rregull, kanë një seksion kryq mjaft të vogël, zonat e tyre zakonisht shprehen në milimetra katrorë. Në këtë rast, njësia e rezistencës do të jetë Ohm x mm2/m. Në tabelën e mëposhtme. 1 tregon rezistencën e disa materialeve.

Sipas tabelës. 1, bëhet e qartë se bakri ka rezistencën më të vogël elektrike, dhe aliazhi i metaleve ka më të madhin. Përveç kësaj, dielektrikët (izoluesit) kanë rezistencë të lartë.

Kapaciteti elektrik. Ne tashmë e dimë se dy përçues të izoluar nga njëri-tjetri mund të grumbullojnë ngarkesa elektrike. Ky fenomen karakterizohet nga një sasi fizike, e cila quhet kapaciteti elektrik. Kapaciteti elektrik i dy përcjellësve nuk është gjë tjetër veçse raporti i ngarkesës së njërit prej tyre me ndryshimin potencial midis këtij përcjellësi dhe atij fqinj. Sa më i ulët të jetë voltazhi kur përcjellësit marrin një ngarkesë, aq më i madh është kapaciteti i tyre. Faradi (F) merret si njësi e kapacitetit elektrik. Në praktikë, përdoren fraksione të kësaj njësie: mikrofarad (µF) dhe pikofarad (pF).

Nëse merrni dy përcjellës të izoluar nga njëri-tjetri, vendosini në një distancë të vogël nga njëri-tjetri, merrni një kondensator. Kapaciteti i një kondensatori varet nga trashësia e pllakave të tij dhe trashësia e dielektrikut dhe përshkueshmëria e tij. Duke zvogëluar trashësinë e dielektrikut midis pllakave të kondensatorit, është e mundur të rritet shumë kapaciteti i këtij të fundit. Në të gjithë kondensatorët, përveç kapacitetit të tyre, duhet të tregohet edhe tensioni për të cilin janë projektuar këto pajisje.

Puna dhe fuqia e rrymës elektrike. Nga sa më sipër, është e qartë se rryma elektrike kryen një sasi të caktuar pune. Kur lidhen motorët elektrikë, rryma elektrike bën të funksionojnë të gjitha llojet e pajisjeve, lëviz trenat përgjatë shinave, ndriçon rrugët, ngroh shtëpinë dhe gjithashtu prodhon një efekt kimik, pra lejon elektrolizën etj. Mund të themi se puna e rrymës në një seksion të caktuar të qarkut është e barabartë me rrymën e produktit, tensionin dhe kohën gjatë së cilës është kryer puna. Puna matet në xhaul, voltazhi në volt, rryma në amper dhe koha në sekonda. Në këtë drejtim, 1 J = 1V x 1A x 1s. Nga kjo rezulton se për të matur punën e një rryme elektrike, duhet të përdoren tre pajisje njëherësh: një ampermetër, një voltmetër dhe një orë. Por kjo është e rëndë dhe joefikase. Prandaj, zakonisht, puna e rrymës elektrike matet me matës elektrikë. Pajisja e kësaj pajisjeje përmban të gjitha pajisjet e mësipërme.

Fuqia e një rryme elektrike është e barabartë me raportin e punës së rrymës me kohën gjatë së cilës është kryer. Fuqia shënohet me shkronjën "P" dhe shprehet në vat (W). Në praktikë përdoren kilovat, megavat, hektovat etj.. Për të matur fuqinë e qarkut duhet marrë një vatmetër. Puna elektrike shprehet në kilovat-orë (kWh).

Ligjet themelore të rrymës elektrike

Ligji i Ohmit. Tensioni dhe rryma konsiderohen karakteristikat më të përshtatshme të qarqeve elektrike. Një nga veçoritë kryesore të përdorimit të energjisë elektrike është transportimi i shpejtë i energjisë nga një vend në tjetrin dhe transferimi i saj te konsumatori në formën e dëshiruar. Produkti i diferencës së potencialit dhe fuqisë aktuale jep fuqi, d.m.th., sasinë e energjisë së lëshuar në qark për njësi të kohës. Siç u përmend më lart, për të matur fuqinë në një qark elektrik, do të duheshin 3 pajisje. A është e mundur të bëhet me një dhe të llogaritet fuqia nga leximet e tij dhe disa karakteristika të qarkut, siç është rezistenca e tij? Shumë njerëzve u pëlqeu kjo ide, e konsideruan të frytshme.

Pra, cila është rezistenca e një teli ose një qarku në tërësi? A ka një tel, si tubat e ujit ose tubat në një sistem vakum, një veti konstante që mund të quhet rezistencë? Për shembull, në tubacione, raporti i diferencës së presionit që krijon rrjedhën e ndarë me shpejtësinë e rrjedhës është zakonisht një karakteristikë konstante e tubit. Në të njëjtën mënyrë, rrjedha e nxehtësisë në një tel i nënshtrohet një marrëdhënieje të thjeshtë, e cila përfshin ndryshimin e temperaturës, zonën e prerjes tërthore të telit dhe gjatësinë e tij. Zbulimi i një marrëdhënieje të tillë për qarqet elektrike ishte rezultat i një kërkimi të suksesshëm.

Në vitet 1820, mësuesi gjerman i shkollës Georg Ohm ishte i pari që filloi të kërkonte raportin e mësipërm. Para së gjithash, ai aspiroi famë dhe famë, gjë që do t'i lejonte atij të jepte mësim në universitet. Kjo ishte arsyeja e vetme që ai zgjodhi një fushë studimi që ofronte avantazhe të veçanta.

Om ishte djali i një bravandreqës, ndaj dinte të vizatonte tela metalike me trashësi të ndryshme, të cilat i duheshin për eksperimente. Meqenëse në ato ditë ishte e pamundur të blinte një tel të përshtatshëm, Om e bëri atë me duart e tij. Gjatë eksperimenteve, ai provoi gjatësi të ndryshme, trashësi të ndryshme, metale të ndryshme dhe madje edhe temperatura të ndryshme. Të gjithë këta faktorë ai ndryshonte me radhë. Në kohën e Ohm-it, bateritë ishin ende të dobëta, duke dhënë një rrymë me madhësi të ndryshueshme. Në këtë drejtim, studiuesi përdori një termoelement si gjenerator, kryqëzimi i nxehtë i të cilit u vendos në një flakë. Përveç kësaj, ai përdori një ampermetër të papërpunuar magnetik dhe mati diferencat potenciale (Ohm i quajti ato "tensione") duke ndryshuar temperaturën ose numrin e kryqëzimeve termike.

Doktrina e qarqeve elektrike sapo ka marrë zhvillimin e saj. Pas shpikjes së baterive rreth vitit 1800, ajo filloi të zhvillohej shumë më shpejt. U projektuan dhe u prodhuan pajisje të ndryshme (shpesh me dorë), u zbuluan ligje të reja, u shfaqën koncepte dhe terma etj. E gjithë kjo çoi në një kuptim më të thellë të fenomeneve dhe faktorëve elektrikë.

Përditësimi i njohurive për energjinë elektrike, nga njëra anë, shkaktoi shfaqjen e një fushe të re të fizikës, nga ana tjetër, ishte baza për zhvillimin e shpejtë të inxhinierisë elektrike, d.m.th., bateritë, gjeneratorët, sistemet e furnizimit me energji elektrike për ndriçimin dhe makinën elektrike, u shpikën furrat elektrike, motorët elektrikë etj., të tjera.

Zbulimet e Ohm ishin të një rëndësie të madhe si për zhvillimin e teorisë së energjisë elektrike ashtu edhe për zhvillimin e inxhinierisë elektrike të aplikuar. Ata e bënë të lehtë parashikimin e vetive të qarqeve elektrike për rrymë direkte, dhe më vonë për rrymë alternative. Në 1826 Ohm botoi një libër në të cilin ai përshkruan përfundimet teorike dhe rezultatet eksperimentale. Por shpresat e tij nuk u justifikuan, libri u prit me tallje. Kjo ndodhi sepse metoda e eksperimentimit të përafërt dukej pak tërheqëse në një epokë kur shumë njerëz e donin filozofinë.

Omu nuk kishte zgjidhje tjetër veçse të linte detyrën e tij si mësues. Ai nuk arriti një takim në universitet për të njëjtën arsye. Për 6 vjet, shkencëtari jetoi në varfëri, pa besim në të ardhmen, duke përjetuar një ndjenjë zhgënjimi të hidhur.

Por gradualisht veprat e tij fituan famë së pari jashtë Gjermanisë. Om respektohej jashtë vendit, u përdorën kërkimet e tij. Në këtë drejtim, bashkatdhetarët u detyruan ta njohin atë në atdheun e tyre. Në vitin 1849 ai mori gradën profesor në Universitetin e Mynihut.

Ohm zbuloi një ligj të thjeshtë që vendos një marrëdhënie midis rrymës dhe tensionit për një copë teli (për një pjesë të qarkut, për të gjithë qarkun). Përveç kësaj, ai vendosi rregulla që ju lejojnë të përcaktoni se çfarë do të ndryshojë nëse merrni një tel me madhësi të ndryshme. Ligji i Ohm-it formulohet si më poshtë: forca aktuale në një seksion të qarkut është drejtpërdrejt proporcionale me tensionin në këtë seksion dhe në përpjesëtim të kundërt me rezistencën e seksionit.

Ligji Joule-Lenz. Rryma elektrike në çdo pjesë të qarkut kryen një punë të caktuar. Për shembull, le të marrim një pjesë të qarkut, midis skajeve të të cilit ka një tension (U). Sipas përcaktimit të tensionit elektrik, puna e bërë gjatë lëvizjes së një njësie ngarkese ndërmjet dy pikave është e barabartë me U. Nëse forca aktuale në një seksion të caktuar të qarkut është i, atëherë ngarkesa do të kalojë në kohën t, dhe për këtë arsye puna e rrymës elektrike në këtë seksion do të jetë:

A = Njësia

Kjo shprehje vlen për rrymën e drejtpërdrejtë në çdo rast, për çdo seksion të qarkut, i cili mund të përmbajë përçues, motorë elektrikë, etj. Fuqia aktuale, pra puna për njësi të kohës, është e barabartë me:

P \u003d A / t \u003d Ui

Kjo formulë përdoret në sistemin SI për të përcaktuar njësinë e tensionit.

Le të supozojmë se seksioni i qarkut është një përcjellës fiks. Në këtë rast, e gjithë puna do të kthehet në nxehtësi, e cila do të lëshohet në këtë përcjellës. Nëse përcjellësi është homogjen dhe i bindet ligjit të Ohmit (ky përfshin të gjitha metalet dhe elektrolitet), atëherë:

U=ir

ku r është rezistenca e përcjellësit. Në këtë rast:

A = rt2i

Ky ligj u nxor fillimisht në mënyrë empirike nga E. Lenz dhe, pavarësisht nga ai, nga Joule.

Duhet theksuar se ngrohja e përçuesve gjen aplikime të shumta në inxhinieri. Më të zakonshmet dhe më të rëndësishmet midis tyre janë llambat inkandeshente.

Ligji i induksionit elektromagnetik. Në gjysmën e parë të shekullit të 19-të, fizikani anglez M. Faraday zbuloi fenomenin e induksionit magnetik. Ky fakt, pasi u bë pronë e shumë studiuesve, i dha një shtysë të fuqishme zhvillimit të inxhinierisë elektrike dhe radio.

Gjatë eksperimenteve, Faraday zbuloi se kur numri i linjave të induksionit magnetik që depërtojnë në një sipërfaqe të kufizuar nga një lak i mbyllur ndryshon, një rrymë elektrike lind në të. Kjo është baza e ndoshta ligjit më të rëndësishëm të fizikës - ligjit të induksionit elektromagnetik. Rryma që ndodh në qark quhet induktive. Për shkak të faktit se rryma elektrike ndodh në qark vetëm në rastin e forcave të jashtme që veprojnë në ngarkesa të lira, atëherë me një ndryshim të fluksit magnetik që kalon mbi sipërfaqen e një qarku të mbyllur, të njëjtat forca të jashtme shfaqen në të. Veprimi i forcave të jashtme në fizikë quhet forca elektromotore ose EMF e induksionit.

Induksioni elektromagnetik shfaqet edhe në përçuesit e hapur. Në rastin kur përcjellësi kalon linjat e fushës magnetike, në skajet e tij shfaqet një tension. Arsyeja për shfaqjen e një tensioni të tillë është EMF e induksionit. Nëse fluksi magnetik që kalon nëpër qarkun e mbyllur nuk ndryshon, rryma induktive nuk shfaqet.

Duke përdorur konceptin e "EMF të induksionit", mund të flitet për ligjin e induksionit elektromagnetik, d.m.th., EMF e induksionit në një lak të mbyllur është i barabartë në vlerë absolute me shkallën e ndryshimit të fluksit magnetik përmes sipërfaqes së kufizuar nga lak.

Rregulli i Lenz-it. Siç e dimë tashmë, një rrymë induktive ndodh në përcjellës. Në varësi të kushteve të paraqitjes së saj, ajo ka një drejtim të ndryshëm. Me këtë rast, fizikani rus Lenz formuloi rregullin e mëposhtëm: rryma e induksionit që ndodh në një qark të mbyllur ka gjithmonë një drejtim të tillë që fusha magnetike që krijon nuk lejon që fluksi magnetik të ndryshojë. E gjithë kjo shkakton shfaqjen e një rryme induksioni.

Rryma e induksionit, si çdo tjetër, ka energji. Kjo do të thotë se në rast të një rryme induksioni, shfaqet energjia elektrike. Sipas ligjit të ruajtjes dhe transformimit të energjisë, energjia e lartpërmendur mund të lindë vetëm për shkak të sasisë së energjisë së një lloji tjetër të energjisë. Kështu, rregulli i Lenz-it korrespondon plotësisht me ligjin e ruajtjes dhe transformimit të energjisë.

Përveç induksionit, i ashtuquajturi vetë-induksion mund të shfaqet në spirale. Thelbi i saj është si më poshtë. Nëse një rrymë shfaqet në spirale ose forca e saj ndryshon, atëherë shfaqet një fushë magnetike që ndryshon. Dhe nëse fluksi magnetik që kalon përmes spirales ndryshon, atëherë në të lind një forcë elektromotore, e cila quhet EMF e vetë-induksionit.

Sipas rregullit të Lenz-it, EMF e vetë-induksionit kur qarku është i mbyllur ndërhyn në fuqinë aktuale dhe nuk e lejon atë të rritet. Kur qarku EMF është i fikur, vetë-induksioni zvogëlon fuqinë aktuale. Në rastin kur forca aktuale në spirale arrin një vlerë të caktuar, fusha magnetike ndalon së ndryshuari dhe EMF vetë-induksion bëhet zero.