Katram cilvēkam ir abstrakts elektriskās strāvas jēdziens. Elektroierīcei enerģijas avots ir sava veida gaisa avots jebkuram elpojošam organismam. Bet šajos salīdzinājumos izpratne par parādības būtību ir ierobežota, un būtību dziļāk izprot tikai speciālisti.
Skolas mācību programmā katrs apmeklē fizikas kursu, kurā aprakstīti elektrības pamatjēdzieni un likumi. Sausa, zinātniska pieeja neizraisa interesi par bērniem, tāpēc lielākajai daļai pieaugušo nav ne mazākās nojausmas, kas ir elektriskā strāva, kāpēc tā rodas, kā tai ir mērvienība vai kā jebkas var pārvietoties pa nekustīgiem metāla vadiem, un pat liek elektriskajām ierīcēm darboties.
Vienkāršos vārdos par elektrisko strāvu
Skolas fizikas mācību grāmatas standarta definīcija kodolīgi raksturo elektriskās strāvas fenomenu. Bet atklāti sakot, jūs to varat pilnībā saprast, ja šo tēmu studējat daudz dziļāk. Galu galā informācija tiek pasniegta citā valodā - zinātniskajā valodā. Fiziskas parādības būtību ir daudz vieglāk izprast, ja visu aprakstāt pazīstamā valodā, kas ir saprotama jebkuram cilvēkam. Piemēram, strāva metālā.
Būtu jāsāk ar to, ka viss, ko mēs uzskatām par cietu un nekustīgu, ir tikai mūsu skatījumā. Metāla gabals, kas atrodas uz zemes, ir monolīts nekustīgs ķermenis cilvēka izpratnē. Lai iegūtu analoģiju, iedomājieties mūsu planētu kosmosā, skatoties uz to no Marsa virsmas. Liekas, ka zeme ir vesels, nekustīgs ķermenis. Ja tuvosimies tās virsmai, kļūs acīmredzams, ka tas nav monolīts matērijas gabals, bet gan pastāvīga kustība: ūdens, gāzes, dzīvās lietas, litosfēras plāksnes - tas viss pārvietojas bez apstājas, lai gan tas nav redzams no tālienes.
Atgriezīsimies pie sava metāla gabala, kas atrodas uz zemes. Tas ir nekustīgs, jo mēs uz to skatāmies kā uz monolītu priekšmetu. Atomu līmenī tas sastāv no pastāvīgi kustīgiem minūtes elementiem. Tie ir atšķirīgi, taču starp visiem mūs interesē elektroni, kas metālos rada elektromagnētisko lauku, kas ģenerē tādu pašu strāvu. Vārds "strāva" jāsaprot burtiski, jo, kad elementi ar elektrisko lādiņu pārvietojas, tas ir, "plūst" no viena uzlādēta objekta uz otru, rodas "elektriskā strāva".
Saprotot pamatjēdzienus, mēs varam iegūt vispārīgu definīciju:
Lai precīzāk izprastu būtību, jums ir jāiedziļinās detaļās un jāsaņem atbildes uz vairākiem pamatjautājumiem.
Atbildes uz galvenajiem jautājumiem par elektrisko strāvu
Pēc definīcijas formulēšanas rodas vairāki loģiski jautājumi.
- Kas liek pašreizējai "plūsmai", tas ir, pārvietoties?
- Ja mazākie metāla elementi pastāvīgi pārvietojas, tad kāpēc tas nav deformēts?
- Ja kaut kas plūst no viena objekta uz otru, vai mainās šo objektu masa?
Atbilde uz pirmo jautājumu ir vienkārša. Ūdenim plūstot no augsta punkta uz zemu, elektroni plūdīs no ķermeņa ar lielu lādiņu uz ķermeni ar zemu, ievērojot fizikas likumus. Un “lādiņš” (vai potenciāls) ir elektronu skaits ķermenī, un, jo vairāk tādu ir, jo augstāks lādiņš.Ja notiek kontakts starp diviem ķermeņiem ar atšķirīgu lādiņu, elektroni no vairāk uzlādēta ķermeņa ieplūdīs mazāk uzlādētos. Tātad būs strāva, kas beigsies, kad abu kontaktpersonu maksas izlīdzināsies.
Lai saprastu, kāpēc vads nemaina struktūru, neskatoties uz to, ka tajā pastāvīgi notiek kustība, jums tas jāiedomājas lielas mājas formā, kurā cilvēki dzīvo. Mājas lielums nemainīsies, cik cilvēku tajā ienāks un iziet, kā arī pārvietosies iekšā. Šajā gadījumā cilvēks ir metāla elektronu analogs - tas pārvietojas brīvi un tam nav īpašas masas, salīdzinot ar visu ēku.
Ja elektroni pārvietojas no viena ķermeņa uz otru - kāpēc nemainās ķermeņu masa? Fakts ir tāds, ka elektronu svars ir tik mazs, ka pat tad, ja no ķermeņa noņemsit visus elektronus, tā masa nemainīsies.
Kas ir strāvas vienība
Elektriskās strāvas "aprēķināšanai" tiek izmantotas dažādas mērvienības, mēs analizēsim trīs galvenās:
- Strāvas stiprums.
- Spriegums.
- Pretestība
Ja mēģināt vienkāršos vārdos aprakstīt pašreizējās stiprības jēdzienu, vislabāk ir iedomāties automašīnu plūsmu, kas iet caur tuneli. Automašīnas ir elektroni, un tunelis ir vads. Jo vairāk automašīnu vienā mirklī iziet cauri tuneļa šķērsgriezumam, jo lielāks ir strāvas stiprums, ko mēra ar ierīci ar nosaukumu “ampermetrs” ampēros (A), un formulās to apzīmē ar burtu (I).
Spriegums ir relatīva vērtība, kas izsaka to ķermeņu lādiņu starpību, starp kuriem plūst strāva. Ja vienam objektam ir ļoti liela uzlāde, bet otram - ļoti zems, tad starp tiem būs augsts spriegums, lai izmērītu, kurš voltmetrs un vienība sauc par V (V). Ar burtu (U) identificētajās formulās.
Pretestība raksturo vadītāja, nosacīti vara stieples, spēju iziet noteiktu strāvas daudzumu caur sevi, tas ir, elektroniem. Pretestības vadītājs rada siltumu, iztērējot daļu no caur to izejošās strāvas enerģijas, tādējādi pazeminot tā izturību. Pretestību aprēķina omos (omos), un formulās izmanto burtu (R).
Strāvas raksturlielumu aprēķināšanas formulas
Izmantojot trīs fiziskos lielumus, ir iespējams aprēķināt strāvas raksturlielumus, izmantojot Ohma likumu. To izsaka ar formulu:
I = U / R
Kur I ir strāvas stiprums, U ir spriegums ķēdē, R ir pretestība.
No formulas mēs redzam, ka strāvas stiprumu aprēķina, sprieguma vērtību dalot ar pretestības vērtību. Tāpēc mums ir likuma redakcija:
Matemātiski no šīs formulas var aprēķināt citus komponentus.
Pretestība
R = U / I
Spriegums:
U = I * R
Ir svarīgi atzīmēt, ka formula ir derīga tikai noteiktam ķēdes posmam. Pilnīgai, slēgtai shēmai, kā arī citiem īpašiem gadījumiem, ir arī citi Ohmas likumi.
Strāvas ietekme uz dažādiem materiāliem un dzīvām lietām
Dažādi ķīmiskie elementi strāvas ietekmē izturas atšķirīgi. Daži supravadītāji neiztur elektronus, kas pārvietojas caur tiem, neradot ķīmiskas reakcijas. Metālus ar pārmērīgu stresu viņiem var iznīcināt, izkausēt. Dielektriķi, kas neiztur strāvu, ar to nemaz nedarbojas un tādējādi aizsargā vidi no tā. Šo parādību cilvēki veiksmīgi izmanto vadu izolācijā ar gumiju.
Dzīvajiem organismiem strāva ir neviennozīmīga parādība. Viņam ir gan labvēlīga, gan destruktīva ietekme. Cilvēki jau sen ir izmantojuši kontrolētas izlādes medicīniskiem nolūkiem: no vieglām izlādēm, kas stimulē smadzeņu darbību, līdz spēcīgiem elektriskās strāvas triecieniem, kas var izraisīt apstājušos sirdi un atgriezt cilvēku dzīvē. Spēcīga izdalīšanās var izraisīt nopietnas veselības problēmas, apdegumus, audu nāvi un pat tūlītēju nāvi. Strādājot ar elektriskajām ierīcēm, jāievēro drošības noteikumi.
Dabā var atrast daudzas parādības, kurās galvenā loma ir elektrībai: sākot no dziļūdens radījumiem (elektriskām rampām), kas var satricināt, līdz zibens negaisa laikā. Cilvēks jau sen ir apguvis šo dabisko spēku un prasmīgi to izmanto, pateicoties kuram darbojas visa mūsdienu elektronika.
Notiek ielāde ...Jāatceras, ka dabas parādības var būt gan noderīgas, gan kaitīgas cilvēkiem. Mācības no skolas sola un tālākizglītība palīdz cilvēkiem saprātīgi izmantot pasaules parādības sabiedrības labā.
