Kas ir elektriskā strāva? Elektriskās strāvas pastāvēšanas nosacījumi: raksturlielumi un darbības

2024 Autors: Howard Calhoun | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-17 10:35

Elektriskā strāva ir kustībā esošs elektrisks lādiņš. Tas var izpausties kā pēkšņa statiskās elektrības izlāde, piemēram, zibens. Vai arī tas varētu būt kontrolēts process ģeneratoros, akumulatoros, saules baterijās vai kurināmā elementos. Šodien mēs apsvērsim pašu "elektriskās strāvas" jēdzienu un elektriskās strāvas pastāvēšanas nosacījumus.

Elektroenerģija

Lielākā daļa mūsu izmantotās elektroenerģijas tiek piegādāta maiņstrāvas veidā no elektrotīkla. To rada ģeneratori, kas darbojas saskaņā ar Faradeja indukcijas likumu, kura dēļ mainīgs magnētiskais lauks var inducēt elektrisko strāvu vadītājā.

Ģeneratoriem ir rotējošas vadu spoles, kas iet cauri magnētiskajiem laukiemrotācija. Spolēm griežoties, tās atveras un aizveras attiecībā pret magnētisko lauku un rada elektrisko strāvu, kas maina virzienu ar katru pagriezienu. Strāva iet cauri pilnam ciklam uz priekšu un atpakaļ 60 reizes sekundē.

Ģeneratorus var darbināt ar tvaika turbīnām, kuras silda ar oglēm, dabasgāzi, eļļu vai kodolreaktoru. No ģeneratora strāva iet caur virkni transformatoru, kur palielinās tās spriegums. Vadu diametrs nosaka strāvas daudzumu un stiprumu, ko tie var pārvadāt, nepārkarstot un netērējot enerģiju, un spriegumu ierobežo tikai tas, cik labi vadi ir izolēti no zemes.

Interesanti atzīmēt, ka strāvu nes tikai viens vads, nevis divi. Tās abas puses ir apzīmētas kā pozitīvas un negatīvas. Tomēr, tā kā maiņstrāvas polaritāte mainās 60 reizes sekundē, tām ir citi nosaukumi - karstie (maģistrāles elektropārvades līnijas) un iezemēti (iet pazemē, lai pabeigtu ķēdi).

Kāpēc mums vajadzīga elektrība?

Elektroenerģiju var izmantot daudzos veidos: ar to var izgaismot jūsu māju, izmazgāt un izžāvēt drēbes, pacelt garāžas durvis, uzvārīt ūdeni tējkannā un izmantot citus sadzīves priekšmetus, kas padara mūsu dzīvi daudz vieglāku. Tomēr arvien svarīgāka kļūst strāvas spēja pārraidīt informāciju.

Pieslēdzoties internetam, dators izmanto tikai nelielu daļu no elektriskās strāvas, bet tas ir kaut kas, bez kā mūsdienu cilvēksnevar iedomāties savu dzīvi.

Elektriskās strāvas jēdziens

Tāpat kā upes plūsma, ūdens molekulu plūsma, elektriskā strāva ir lādētu daļiņu plūsma. Kas to izraisa, un kāpēc tas vienmēr nenotiek vienā virzienā? Par ko jūs domājat, kad dzirdat vārdu plūsma? Varbūt tā būs upe. Tā ir laba asociācija, jo tāpēc elektriskā strāva ieguva savu nosaukumu. Tas ir ļoti līdzīgs ūdens plūsmai, tikai tā vietā, lai ūdens molekulas pārvietotos pa kanālu, lādētas daļiņas pārvietojas pa vadītāju.

Starp nosacījumiem, kas nepieciešami elektriskās strāvas pastāvēšanai, ir priekšmets, kas paredz elektronu klātbūtni. Vadošā materiāla atomos ir daudzas no šīm brīvi lādētajām daļiņām, kas peld ap un starp atomiem. Viņu kustība ir nejauša, tāpēc nav plūsmas nevienā virzienā. Kas nepieciešams, lai pastāvētu elektriskā strāva?

Elektriskās strāvas pastāvēšanas nosacījumi ietver sprieguma esamību. Pieliekot to vadītājam, visi brīvie elektroni pārvietosies vienā virzienā, radot strāvu.

Interesanti par elektrisko strāvu

Interesants ir tas, ka tad, kad elektriskā enerģija tiek pārraidīta caur vadītāju ar gaismas ātrumu, paši elektroni kustas daudz lēnāk. Patiesībā, ja jūs nesteidzīgi staigātu blakus vadošam vadam, jūsu ātrums būtu 100 reizes lielāks nekāelektroni kustas. Tas ir saistīts ar faktu, ka viņiem nav jāmēro milzīgi attālumi, lai nodotu enerģiju viens otram.

Tišā un maiņstrāva

Šodien plaši tiek izmantoti divi dažādi strāvas veidi - tiešā un maiņstrāva. Pirmajā elektroni pārvietojas vienā virzienā, no "negatīvās" puses uz "pozitīvo". Maiņstrāva spiež elektronus uz priekšu un atpakaļ, mainot plūsmas virzienu vairākas reizes sekundē.

Ģeneratori, ko spēkstacijās izmanto elektroenerģijas ražošanai, ir paredzēti maiņstrāvas ražošanai. Jūs droši vien nekad neesat pamanījis, ka gaisma jūsu mājā patiesībā mirgo, mainoties strāvas virzienam, taču tas notiek pārāk ātri, lai acis to atpazītu.

Kādi ir tiešās elektriskās strāvas pastāvēšanas nosacījumi? Kāpēc mums ir vajadzīgi abi veidi un kurš ir labāks? Tie ir labi jautājumi. Fakts, ka mēs joprojām izmantojam abus strāvas veidus, liecina, ka tie abi kalpo noteiktiem mērķiem. Jau 19. gadsimtā bija skaidrs, ka efektīva jaudas pārvade lielos attālumos starp elektrostaciju un māju ir iespējama tikai pie ļoti augsta sprieguma. Bet problēma bija tā, ka patiešām augsta sprieguma sūtīšana bija ārkārtīgi bīstama cilvēkiem.

Šīs problēmas risinājums bija samazināt stresu ārpus mājas, pirms to nosūta iekšā. Līdz mūsdienām tiešā elektriskā strāva tiek izmantota, lai pārraidītu lieluattālums, galvenokārt pateicoties tā spējai viegli pārvērsties citos spriegumos.

Kā darbojas elektriskā strāva

Elektriskās strāvas pastāvēšanas nosacījumi ietver lādētu daļiņu klātbūtni, vadītāju un spriegumu. Daudzi zinātnieki ir pētījuši elektrību un atklājuši, ka ir divi tās veidi: statiskā un strāva.

Tā ir otrā, kurai ir milzīga nozīme jebkura cilvēka ikdienā, jo tā ir elektriskā strāva, kas iet caur ķēdi. Mēs to izmantojam katru dienu, lai nodrošinātu enerģiju mūsu mājām un citiem.

Kas ir elektriskā strāva?

Kad elektriskie lādiņi cirkulē ķēdē no vienas vietas uz otru, rodas elektriskā strāva. Elektriskās strāvas pastāvēšanas nosacījumi papildus lādētām daļiņām ietver arī vadītāja klātbūtni. Visbiežāk tas ir vads. Tās ķēde ir slēgta ķēde, kurā strāva plūst no strāvas avota. Kad ķēde ir atvērta, viņš nevar pabeigt braucienu. Piemēram, kad gaisma jūsu istabā ir izslēgta, ķēde ir atvērta, bet, kad ķēde ir aizvērta, gaisma ir ieslēgta.

Pašreizējā jauda

Elektriskās strāvas pastāvēšanas nosacījumus vadītājā lielā mērā ietekmē tāds sprieguma raksturlielums kā jauda. Tas parāda, cik daudz jaudas tiek izmantots noteiktā laika periodā.

Ir daudz dažādu vienību, ko var izmantotšīs īpašības izpausmes. Tomēr elektrisko jaudu gandrīz mēra vatos. Viens vats ir vienāds ar vienu džoulu sekundē.

Elektriskais lādiņš kustībā

Kādi ir elektriskās strāvas pastāvēšanas nosacījumi? Tas var izpausties kā pēkšņa statiskās elektrības izlāde, piemēram, zibens vai dzirkstele no berzes ar vilnas audumu. Tomēr biežāk, kad mēs runājam par elektrisko strāvu, mēs domājam vairāk kontrolētu elektrības veidu, kas liek gaismām un ierīcēm darboties. Lielāko daļu elektriskā lādiņa nes negatīvie elektroni un pozitīvie protoni atomā. Tomēr pēdējie galvenokārt ir imobilizēti atomu kodolos, tāpēc lādiņa pārnešanu no vienas vietas uz otru veic elektroni.

Elektroni vadošā materiālā, piemēram, metālā, lielākoties var brīvi pārvietoties no viena atoma uz otru pa to vadītspējas joslām, kas ir augstāko elektronu orbītas. Pietiekams elektromotora spēks vai spriegums rada lādiņa nelīdzsvarotību, kas var izraisīt elektronu pārvietošanos pa vadītāju kā elektrisko strāvu.

Ja velkam analoģiju ar ūdeni, tad ņemam, piemēram, cauruli. Atverot vārstu vienā galā, lai ūdens iekļūtu caurulē, mums nav jāgaida, līdz šis ūdens nonāks līdz pat caurules galam. Mēs iegūstam ūdeni otrā galā gandrīz uzreiz, jo ienākošais ūdens spiež ūdeni, kas jau ir caurulē. Tas notiek, ja vadā ir elektriskā strāva.

Elektriskā strāva: nosacījumi elektriskās strāvas pastāvēšanai

Elektrisko strāvu parasti uzskata par elektronu plūsmu. Kad abi akumulatora gali ir savienoti viens ar otru ar metāla stiepli, šī uzlādētā masa plūst caur vadu no viena akumulatora gala (elektroda vai pola) uz pretējo. Tātad, nosauksim nosacījumus elektriskās strāvas pastāvēšanai:

1. Uzlādētas daļiņas.
2. Explorer.
3. Sprieguma avots.

Tomēr ne viss ir tik vienkārši. Kādi nosacījumi ir nepieciešami elektriskās strāvas pastāvēšanai? Uz šo jautājumu var sniegt sīkāku atbildi, aplūkojot šādus raksturlielumus:

• Potenciālu starpība (spriegums). Tas ir viens no priekšnoteikumiem. Starp 2 punktiem ir jābūt potenciālu starpībai, kas nozīmē, ka atgrūšanas spēkam, ko vienā vietā rada uzlādētas daļiņas, jābūt lielākam par to spēku citā punktā. Sprieguma avoti, kā likums, dabā nav sastopami, un elektroni vidē tiek sadalīti diezgan vienmērīgi. Tomēr zinātniekiem izdevās izgudrot noteikta veida ierīces, kurās šīs uzlādētās daļiņas var uzkrāties, tādējādi radot ļoti nepieciešamo spriegumu (piemēram, akumulatoros).
• Elektriskā pretestība (vadītājs). Šis ir otrs svarīgais nosacījums, kas nepieciešams elektriskās strāvas pastāvēšanai. Tas ir ceļš, pa kuru pārvietojas uzlādētas daļiņas. Tikai tie materiāli, kas ļauj elektroniem brīvi pārvietoties, darbojas kā vadītāji. Tie paši plkstkuriem šīs spējas nav, sauc par izolatoriem. Piemēram, metāla stieple būs lielisks vadītājs, savukārt tā gumijas apvalks būs lielisks izolators.

Rūpīgi izpētījuši elektriskās strāvas rašanās un pastāvēšanas apstākļus, cilvēki spēja pieradināt šo spēcīgo un bīstamo elementu un virzīt to cilvēces labā.