Segera setelah kita mulai mempelajari fisika dalam kurikulum sekolah, segera para guru mulai memberi tahu kita bahwa ada perbedaan yang sangat besar antara arus dan tegangan, dan kita akan membutuhkan pengetahuannya di kemudian hari. Namun, sekarang bahkan orang dewasa pun seringkali tidak dapat membedakan antara kedua konsep tersebut. Tetapi setiap orang perlu mengetahui perbedaan ini, karena kita berurusan dengan arus dan tegangan dalam kehidupan sehari-hari, misalnya menyalakan TV atau pengisi daya telepon ke stopkontak.

Definisi

saat ini Proses ini disebut ketika, di bawah pengaruh medan listrik, gerakan teratur partikel bermuatan dimulai. Partikel dapat menjadi berbagai elemen, semuanya tergantung pada kasus tertentu. Jika kita berbicara tentang konduktor, maka partikel dalam situasi ini adalah elektron. Mempelajari listrik, orang mulai memahami bahwa kemungkinan arus memungkinkan untuk menggunakannya di berbagai bidang, termasuk kedokteran. Bagaimanapun, muatan listrik membantu menyadarkan pasien, memulihkan fungsi jantung. Selain itu, saat ini digunakan dalam pengobatan penyakit kompleks seperti epilepsi atau penyakit Parkinson. Dalam kehidupan sehari-hari, itu tidak tergantikan, karena dengan bantuannya lampu menyala di apartemen dan rumah kami, peralatan listrik berfungsi.

Tegangan- konsepnya jauh lebih kompleks daripada saat ini. Muatan positif tunggal bergerak dari titik yang berbeda: dari potensial rendah ke potensial tinggi. Dan tegangan adalah energi yang dikeluarkan untuk gerakan ini. Untuk memudahkan pemahaman, contoh sering diberikan dengan aliran air antara dua bank: arus adalah aliran air itu sendiri, dan tegangan menunjukkan perbedaan level di dua bank. Dengan demikian, alirannya akan sampai levelnya sama.

perbedaan

Mungkin, perbedaan utama antara arus dan tegangan sudah bisa dilihat dari definisi. Tetapi untuk kenyamanan, kami akan memberikan dua perbedaan utama antara konsep yang dipertimbangkan dengan deskripsi yang lebih rinci:

1. Arus adalah jumlah listrik, sedangkan tegangan adalah ukuran energi potensial. Dengan kata lain, kedua konsep ini sangat bergantung satu sama lain, tetapi pada saat yang sama mereka sangat berbeda. I (arus) = U (tegangan) / R (resistensi). Ini adalah rumus utama yang dengannya Anda dapat menghitung ketergantungan arus pada tegangan. Resistansi dipengaruhi oleh sejumlah faktor, termasuk bahan dari mana konduktor dibuat, suhu, dan kondisi lingkungan.
2. Perbedaannya adalah dalam menerima. Dampak pada muatan listrik di berbagai perangkat (misalnya, baterai atau generator) menciptakan tegangan. Dan arus diperoleh dengan menerapkan tegangan antara titik-titik rangkaian.

Ketidakmampuan untuk melihat arus listrik dan aliran muatan dengan mata kepala sendiri selalu menjadi masalah bagi mereka yang mencoba memahami konsep dasar kelistrikan. Dua komponen utama penelitian, arus dan tegangan, umumnya disalahpahami oleh mereka yang mencoba memahami topik. Artikel ini akan membantu Anda memahami perbedaan di antara keduanya.

Konsep dasar listrik berkisar pada satu komponen atom, elektron. Atom yang tidak stabil memiliki kekurangan atau kelebihan elektron pada pita valensinya. Elektron ekstra dari satu atom yang tidak stabil cenderung ke pita valensi atom dengan defisit elektron.

Dengan bantuan sumber elektrokimia eksternal, dimungkinkan untuk menciptakan pergerakan elektron. Setiap dua terminal dapat digunakan untuk menghubungkan sumber muatan ini dan membuat dua kontak satu positif dan satu negatif.

Perbedaan potensial antara dua titik tersebut, yang satu bertindak sebagai sumber dan yang lain sebagai penerima elektron, disebut tegangan. Satuan tegangan adalah volt, dan simbolnya adalah " V".

Aliran elektron dalam konduktor menyebabkan arus. Arah arus mengalir dari kutub positif ke kutub negatif. Tetapi muatan listrik, yaitu elektron, sebenarnya bergerak dari potensial negatif ke positif sumber. Besarnya muatan listrik yang mengalir melalui suatu satuan luas penampang suatu penghantar disebut kuat arus. Kekuatan arus diukur dalam ampere, dan memiliki simbol " SAYA".

Pemutus sirkuit

Sekering digunakan dalam rangkaian listrik dan pekerjaan listrik untuk memutus aliran arus berlebih melalui komponennya. Produsen sekering listrik menunjukkan karakteristik menggunakan dua parameter - tegangan dan arus. Kriteria pemilihan sekering tergantung pada tegangan pengenal sirkit di mana ia akan beroperasi.

Karakteristik arus sekering tidak tergantung pada jenis arus yang mengalir melaluinya - AC atau DC. Itu hanya tergantung pada besarnya arus pada saat melelehkan kawat yang melebur. Meskipun ketebalan kawat dan jenis kawat logam yang digunakan merupakan faktor yang berhubungan langsung dengan kinerja peralatan saat ini. Ini karena panas yang dihasilkan oleh kawat peleburan adalah fungsi kuadrat arus yang mengalir melalui konduktor dikalikan dengan resistansi dan waktu aliran arus.

Pengaruh baterai pada arus dan tegangan

Akumulator (baterai) umumnya dinilai berdasarkan jumlah arus (amp) yang dapat mereka suplai terus menerus selama satu jam. Oleh karena itu, karakteristik baterai ditunjukkan dalam ampere-jam. Masa pakai baterai tergantung pada beban yang terhubung melaluinya. Beban berat cenderung mempersingkat masa pakai baterai, sedangkan beban ringan meningkatkan masa pakai baterai.

Jika baterai dihubungkan secara seri dalam rangkaian listrik, jaringan catu daya, tegangan dalam rangkaian akan meningkat, dan arus dalam rangkaian akan tetap pada tingkat yang sama.

Sambungan paralel sumber tegangan digunakan untuk menaikkan arus tanpa menaikkan tegangan.

Analogi aliran air

Pertimbangkan dua tangki yang dihubungkan oleh tabung transparan, air di dalamnya dijaga pada ketinggian yang sama dari tanah. Tidak ada aliran air di dalam tabung.

Sekarang, jika kita mengubah posisi salah satu tangki untuk menciptakan perbedaan potensial, kita akan melihat bahwa air mengalir melalui tabung dari wadah dengan potensi yang lebih tinggi ke wadah dengan potensi yang lebih rendah. Alih-alih mengubah ketinggian air, kita juga dapat menggunakan pompa air untuk tujuan yang sama. Katup dapat digunakan untuk mengontrol jumlah air yang mengalir dalam pipa dari satu reservoir ke reservoir lainnya.

Sebuah analogi dapat ditarik antara situasi ini dan rangkaian listrik sederhana. Pompa air digunakan untuk menekan air di sungai, sebut saja "tegangan". Air berperilaku seperti elektron bermuatan. Aliran air dianalogikan dengan pergerakan elektron, dan jumlah air yang mengalir melalui satu unit luas penampang pipa dianalogikan dengan "arus". Tangki potensial yang lebih tinggi adalah "sumber daya" dan jumlah air yang dikandungnya adalah "kapasitas akumulator". Derek apa pun yang dipasang di sepanjang pipa dapat dianggap sebagai "beban". pekerjaan instalasi listrik

Pertanyaan bodoh, katamu? Tidak semuanya. Pengalaman menunjukkan bahwa tidak banyak orang yang bisa menjawabnya dengan benar. Bahasa tersebut juga menimbulkan kebingungan tertentu: dalam ungkapan "sumber 12 V tersedia untuk dijual", artinya terdistorsi. Sebenarnya, dalam hal ini, tentu saja, yang kami maksud adalah sumber tegangan, bukan sumber arus, karena arus tidak diukur dalam volt, tetapi tidak lazim untuk mengatakannya. Hal yang paling benar untuk dikatakan adalah "catu daya DC 12 volt", tetapi Anda juga dapat menulis "catu daya \u003d 12V" di mana simbol "=" menunjukkan bahwa ini adalah tegangan DC, bukan AC. Namun, dalam buku ini kita juga terkadang "melakukan kesalahan" - bahasa adalah bahasa.

Untuk memahami semua ini, pertama-tama kita mengingat definisi ketat dari buku teks (menghafalnya adalah latihan yang sangat berguna!). Jadi, arus, lebih tepatnya, nilainya, adalah jumlah muatan listrik yang mengalir melalui penampang konduktor per satuan waktu: / = Qlt. Satuan arus disebut "ampere", dan dimensinya dalam sistem SI adalah coulomb per detik, pengetahuan tentang fakta ini akan berguna bagi kita nanti.

Definisi tegangan terlihat jauh lebih membingungkan - nilai tegangan adalah perbedaan potensial listrik antara dua titik dalam ruang. Itu diukur dalam volt, dan dimensi unit pengukuran ini adalah joule per liontin, yaitu, U - EIQ. Mengapa demikian mudah dipahami, setelah mempelajari arti definisi yang ketat dari besaran tegangan: 1 volt adalah perbedaan potensial di mana pergerakan muatan 1 coulomb membutuhkan pengeluaran energi yang sama dengan 1 joule .

Semua ini dapat dibayangkan dengan jelas dengan membandingkan konduktor dengan pipa tempat air mengalir. Dengan perbandingan seperti itu, arus dapat dibayangkan sebagai jumlah (aliran) air yang mengalir per detik (ini adalah analogi yang cukup akurat), dan tegangan dapat dibayangkan sebagai perbedaan tekanan pada saluran masuk dan keluar pipa. Paling sering, pipa berakhir dengan katup terbuka, sehingga tekanan keluar sama dengan tekanan atmosfer, dan dapat diambil sebagai nol. Demikian pula, di sirkuit listrik, ada kabel umum (atau "bus umum" - bahasa sehari-hari untuk singkatnya sering disebut "tanah", meskipun ini tidak akurat - kami akan kembali ke masalah ini nanti), potensi yang diambil sebagai nol dan relatif terhadap mana semua tegangan dalam rangkaian dibacakan. Biasanya (tetapi tidak selalu!) Terminal negatif dari catu daya utama rangkaian diambil sebagai kabel biasa.

Jadi, kembali ke pertanyaan yang dirumuskan dalam judul: jadi apa perbedaan antara arus dan tegangan? Jawaban yang benar akan terdengar seperti ini: arus adalah jumlah listrik, dan tegangan adalah ukuran energi potensialnya. Seorang lawan bicara yang tidak berpengalaman dalam fisika, tentu saja, akan mulai menggelengkan kepalanya, mencoba memahami, dan kemudian penjelasan seperti itu dapat diberikan. Bayangkan sebuah batu jatuh. Jika kecil (jumlah listriknya kecil), tetapi jatuh dari tempat yang tinggi (tegangan tinggi), maka dapat menyebabkan kemalangan sebanyak batu besar (listrik banyak), tetapi jatuh dari ketinggian rendah (rendah tegangan).

Pertanyaan itu mungkin tampak konyol pada pandangan pertama. Pengalaman menunjukkan bahwa tidak banyak orang yang bisa menjawabnya dengan benar. Bahasa menimbulkan kebingungan tertentu: dalam ekspresi seperti ini - "ada sumber arus searah 6 volt yang dijual" artinya terdistorsi. Faktanya, dalam hal ini, tentu saja, sumber tegangan diasumsikan, dan bukan sumber arus, karena tidak ada yang mengukur arus dalam volt, tetapi Anda tidak dapat mengatakannya. Akan lebih akurat untuk mengatakan - "catu daya DC 6 volt", dan Anda juga dapat menulis "catu daya = 6 V" maka simbol "=" akan memberi tahu kami bahwa ini adalah tegangan langsung, dan tidak ada variabel kasus. Namun, bahkan di sini kita terkadang bisa "membuat kesalahan" - bahasa adalah bahasa.

Untuk memahami semua ini, mari kita mengingat definisi yang tepat dari buku referensi (menghafalnya sangat berguna). Jadi, arus, atau lebih tepatnya, nilainya, adalah jumlah muatan yang melewati bagian konduktor per satuan waktu: I = Qlt. Satuan arus disebut "ampere" dan dimensinya adalah coulomb per detik. Mengetahui fakta ini akan berguna bagi kita nantinya. Dimana cerita dengan tegangan akan lebih membingungkan - nilai tegangan adalah perbedaan potensial antara dua titik materi. Itu diukur dalam volt, dan satuan ukurannya adalah joule.
pada sebuah liontin. Mengapa demikian mudah dipahami ketika Anda mempelajari definisi tegangan yang tepat: 1 volt adalah perbedaan potensial di mana pergerakan muatan 1 coulomb akan membutuhkan pengeluaran energi, yang akan sama dengan 1 joule .

Semua ini dapat dibayangkan dengan sempurna dengan membandingkan konduktor dan pipa tempat air mengalir. Dengan menggunakan perbandingan seperti itu, kita melihat bahwa besarnya arus dapat dengan mudah dibayangkan sebagai jumlah air yang mengalir per detik (ini adalah analogi yang luar biasa dalam akurasinya), sedangkan tegangan seperti perbedaan tekanan di outlet dan inlet dari pipa kami. Biasanya pipa berakhir dengan saluran pembuangan terbuka, sehingga tekanan keluar akan sama dengan tekanan atmosfer dan dapat diambil sebagai tingkat referensi. Dengan cara yang sama, di sirkuit listrik ada kabel umum (atau "bus umum" - singkatnya disebut "tanah", meskipun ini tidak benar, potensinya dianggap nol, dan relatif terhadap semua tegangan di dalamnya. rangkaian diukur Biasanya (tetapi tidak selalu! ) terminal negatif dari catu daya utama rangkaian diambil sebagai kabel biasa.

Jadi, kembali ke pertanyaan bagaimana membedakan arus dari tegangan? Akan benar untuk mengatakan ini: arus adalah jumlah listrik, dan tegangan adalah ukuran energi potensial. Seseorang yang tidak mengerti fisika, tentu saja, akan mulai menggelengkan kepalanya, mencoba memahami, kemudian Anda akan menambahkan: bayangkan sebuah batu yang jatuh. Jika batu kecil (listrik rendah) tetapi jatuh dari ketinggian (tegangan tinggi), maka dapat menimbulkan dampak sekuat batu besar (listrik banyak) jatuh dari ketinggian sederhana (tegangan rendah).

Faktanya, contoh dengan batu itu indah, tetapi tidak akurat - pipa dengan air yang mengalir mencerminkan prosesnya jauh lebih akurat. Perlu Anda ketahui bahwa tegangan dan arus biasanya saling berhubungan. (Saya menggunakan kata "biasanya" karena dalam beberapa kasus - sumber tegangan atau arus - mereka mencoba untuk menghilangkan koneksi ini, bahkan jika mereka tidak pernah berhasil sepenuhnya.) Ya, ya, jika Anda kembali ke contoh dengan air di dalam pipa , mudah untuk mendapatkan ide, karena dengan meningkatnya tekanan dalam pipa (tegangan) jumlah air yang mengalir (arus) meningkat. Dengan kata lain, mengapa kita harus menggunakan pompa? Lebih sulit untuk membayangkan dengan tepat hubungan terbalik - bagaimana arus dapat mempengaruhi tegangan. Untuk melakukan ini, Anda perlu memahami esensi dari perlawanan.

Pada paruh pertama abad kesembilan belas, fisikawan tidak tahu bagaimana mengkarakterisasi ketergantungan arus pada tegangan. Ini adalah penjelasan sederhana. Cobalah untuk mencari tahu secara eksperimental seperti apa ketergantungan ini.

Hanya berkat bakat Georg Ohm, dimungkinkan untuk melihat sifat sebenarnya dari perlawanan di balik semua semak belukar dan rintangan. Artinya, untuk menyimpulkan bahwa ketergantungan arus pada tegangan dapat dijelaskan dengan rumus: I \u003d U / R. Nilai resistansi R tergantung pada bahan dari mana konduktor dibuat dan pada kondisi eksternal di lingkungan, terutama pada suhu.

Arus adalah pergerakan elektron yang terarah (partikel bermuatan). Itu terjadi jika ada perbedaan potensial dalam rangkaian, yaitu, di satu sisi konduktor arus listrik, kelebihan partikel bermuatan, dan di sisi lain, kekurangannya. Beda potensial yang memungkinkan arus listrik mengalir melalui penghantar adalah tegangan. Tanpa tegangan, tidak akan ada arus listrik.

Dalam fisika, hubungan ini dinyatakan dengan rumus I \u003d U / R, di mana I adalah kekuatan arus dalam konduktor, U adalah tegangan di ujung rangkaian listrik ini, dan R adalah resistansi rangkaian ini. Semakin tinggi tegangan dalam rangkaian, semakin banyak partikel bermuatan yang akan melewatinya dan sebaliknya.

Arus dan tegangan adalah parameter kuantitatif yang digunakan dalam rangkaian listrik. Paling sering, nilai-nilai ini berubah seiring waktu, jika tidak, operasi sirkuit listrik tidak akan berguna.

Tegangan

Secara konvensional, tegangan ditunjukkan oleh huruf kamu. Usaha yang dilakukan untuk memindahkan satu unit muatan dari titik potensial rendah ke titik potensial tinggi adalah tegangan antara dua titik ini. Dengan kata lain, ini adalah energi yang dilepaskan setelah transisi unit muatan dari potensial tinggi ke potensial kecil.

Tegangan juga bisa disebut perbedaan potensial, serta gaya gerak listrik. Parameter ini diukur dalam volt. Untuk memindahkan muatan 1 coulomb antara dua titik yang bertegangan 1 volt, Anda perlu melakukan usaha 1 joule. Coulomb mengukur muatan listrik. 1 liontin sama dengan muatan 6x10 18 elektron.

Tegangan dibagi menjadi beberapa jenis, tergantung jenis arusnya.

• Tekanan konstan . Itu hadir di sirkuit elektrostatik dan sirkuit DC.
• tegangan AC . Jenis tegangan ini tersedia di sirkuit dengan arus sinusoidal dan arus bolak-balik. Dalam kasus arus sinusoidal, karakteristik tegangan seperti:
  amplitudo fluktuasi tegangan adalah deviasi maksimumnya dari sumbu x;
  tegangan instan, yang dinyatakan pada titik waktu tertentu;
  tegangan operasi, ditentukan oleh kerja aktif dari setengah siklus pertama;
  tegangan sedang diperbaiki, ditentukan oleh modulus tegangan yang disearahkan untuk satu periode harmonik.

Saat mentransmisikan listrik melalui saluran udara, susunan penyangga dan dimensinya tergantung pada besarnya tegangan yang diberikan. Tegangan antar fasa disebut tegangan saluran , dan tegangan antara ground dan masing-masing fase adalah tegangan fase . Aturan ini berlaku untuk semua jenis saluran udara. Di Rusia, di jaringan listrik rumah tangga, standarnya adalah tegangan tiga fase dengan tegangan linier 380 volt, dan nilai tegangan fase 220 volt.

Listrik

Arus dalam suatu rangkaian listrik adalah kecepatan elektron pada suatu titik tertentu, diukur dalam ampere, dan ditunjukkan pada diagram dengan huruf " Saya". Unit turunan dari ampere juga digunakan dengan awalan yang sesuai mili-, mikro-, nano, dll. Arus sebesar 1 ampere dihasilkan dengan menggerakkan satu unit muatan sebesar 1 coulomb dalam 1 detik.

Secara konvensional, dianggap bahwa arus mengalir dalam arah dari potensial positif ke negatif. Namun, dari perjalanan fisika diketahui bahwa elektron bergerak dengan arah yang berlawanan.

Perlu Anda ketahui bahwa tegangan diukur antara 2 titik pada rangkaian, dan arus mengalir melalui satu titik tertentu pada rangkaian, atau melalui elemennya. Karena itu, jika seseorang menggunakan ungkapan "tegangan dalam hambatan", maka ini tidak benar dan buta huruf. Tetapi seringkali kita berbicara tentang tegangan pada titik tertentu dalam rangkaian. Ini mengacu pada tegangan antara ground dan titik ini.

Tegangan terbentuk dari dampak muatan listrik di generator dan perangkat lain. Arus dihasilkan dengan menerapkan tegangan ke dua titik dalam suatu rangkaian.

Untuk memahami apa itu arus dan tegangan, akan lebih tepat untuk digunakan. Di atasnya Anda dapat melihat arus dan tegangan, yang mengubah nilainya seiring waktu. Dalam praktiknya, elemen-elemen rangkaian listrik dihubungkan oleh konduktor. Pada titik-titik tertentu, elemen rangkaian memiliki nilai tegangan sendiri.

Arus dan tegangan mematuhi aturan:

• Jumlah arus yang masuk ke titik tersebut sama dengan jumlah arus yang keluar dari titik tersebut (aturan kekekalan muatan). Aturan seperti itu adalah hukum Kirchhoff untuk arus. Titik masuk dan keluar arus dalam hal ini disebut node. Konsekuensi dari hukum ini adalah pernyataan berikut: dalam rangkaian listrik seri sekelompok elemen, arus untuk semua titik adalah sama.
• Dalam rangkaian paralel elemen, tegangan di semua elemen adalah sama. Dengan kata lain, jumlah penurunan tegangan dalam rangkaian tertutup adalah nol. Hukum Kirchhoff ini berlaku untuk tegangan.
• Usaha yang dilakukan per satuan waktu oleh rangkaian (daya) dinyatakan sebagai berikut: P \u003d U * I. Daya diukur dalam watt. 1 joule usaha yang dilakukan dalam 1 sekon sama dengan 1 watt. Daya didistribusikan dalam bentuk panas, dihabiskan untuk pekerjaan mekanis (dalam motor listrik), diubah menjadi radiasi dari berbagai jenis, terakumulasi dalam tangki atau baterai. Saat merancang sistem kelistrikan yang kompleks, salah satu tantangannya adalah beban termal sistem.

Karakteristik arus listrik

Prasyarat adanya arus dalam suatu rangkaian listrik adalah rangkaian tertutup. Jika sirkuit putus, maka arus berhenti.

Segala sesuatu dalam teknik elektro bekerja berdasarkan prinsip ini. Mereka memutus sirkuit listrik dengan kontak mekanis yang bergerak, dan ini menghentikan aliran arus, mematikan perangkat.

Dalam industri energi, arus listrik terjadi di dalam penghantar arus, yang dibuat dalam bentuk ban, dan bagian lain yang menghantarkan arus.

Ada juga cara lain untuk membuat arus internal di:

• Cairan dan gas karena pergerakan ion bermuatan.
• Vakum, gas dan udara menggunakan emisi termionik.
• karena pergerakan pembawa muatan.

Syarat terjadinya arus listrik

• Konduktor pemanas (bukan superkonduktor).
• Aplikasi untuk mengisi pembawa beda potensial.
• Reaksi kimia dengan pelepasan zat baru.
• Pengaruh medan magnet pada penghantar.

Bentuk gelombang saat ini

• Garis lurus.
• Gelombang sinus harmonik variabel.
• Berliku-liku yang terlihat seperti gelombang sinus, tetapi memiliki sudut yang tajam (terkadang sudutnya dapat dihaluskan).
• Bentuk berdenyut satu arah, dengan amplitudo yang berfluktuasi dari nol ke nilai terbesar menurut hukum tertentu.

Jenis pekerjaan arus listrik

• Cahaya yang dipancarkan oleh perangkat penerangan.
• Menghasilkan panas dengan elemen pemanas.
• Pekerjaan mekanis (rotasi motor listrik, aksi perangkat listrik lainnya).
• Penciptaan radiasi elektromagnetik.

Fenomena negatif yang disebabkan oleh arus listrik

• Kontak yang terlalu panas dan bagian pembawa arus.
• Terjadinya arus eddy di inti perangkat listrik.
• Radiasi elektromagnetik ke lingkungan luar.

Pencipta perangkat listrik dan berbagai sirkuit saat mendesain harus mempertimbangkan sifat-sifat arus listrik di atas dalam desain mereka. Misalnya, efek berbahaya dari arus eddy di motor listrik, transformator dan generator dikurangi dengan mencampur inti yang digunakan untuk mengirimkan fluks magnet. Pencampuran inti adalah pembuatannya bukan dari sepotong logam, tetapi dari satu set pelat tipis terpisah dari baja listrik khusus.

Tetapi, di sisi lain, arus eddy digunakan untuk mengoperasikan oven microwave, oven, yang beroperasi berdasarkan prinsip induksi magnetik. Oleh karena itu, kita dapat mengatakan bahwa arus eddy tidak hanya berbahaya, tetapi juga bermanfaat.

Arus bolak-balik dengan sinyal dalam bentuk sinusoidal dapat bervariasi dalam frekuensi osilasi per satuan waktu. Di negara kita, frekuensi arus industri perangkat listrik adalah standar, dan sama dengan 50 hertz. Di beberapa negara, frekuensi saat ini adalah 60 hertz.

Untuk berbagai keperluan dalam teknik elektro dan teknik radio, nilai frekuensi lain digunakan:

• Sinyal frekuensi rendah dengan frekuensi arus yang lebih rendah.
• Sinyal frekuensi tinggi, yang jauh lebih tinggi daripada frekuensi penggunaan industri saat ini.

Diyakini bahwa arus listrik terjadi ketika elektron bergerak di dalam konduktor, sehingga disebut arus konduksi. Tetapi ada jenis lain dari arus listrik, yang disebut konveksi. Itu terjadi ketika makrobodi bermuatan bergerak, misalnya, tetesan air hujan.

Arus listrik dalam logam

Pergerakan elektron di bawah pengaruh gaya konstan pada mereka dibandingkan dengan penerjun payung yang turun ke tanah. Dalam dua kasus ini, gerakan seragam terjadi. Gaya gravitasi bekerja pada penerjun payung, dan gaya hambatan udara menentangnya. Gaya medan listrik bekerja pada pergerakan elektron, dan ion-ion kisi kristal menahan pergerakan ini. Kecepatan rata-rata elektron mencapai nilai konstan, seperti halnya kecepatan skydiver.

Dalam konduktor logam, kecepatan satu elektron adalah 0,1 mm per detik, dan kecepatan arus listrik sekitar 300.000 km per detik. Ini karena arus listrik hanya mengalir di mana tegangan diterapkan pada partikel bermuatan. Oleh karena itu, laju aliran arus yang tinggi tercapai.

Ketika memindahkan elektron dalam kisi kristal, ada keteraturan berikut. Elektron tidak bertabrakan dengan semua ion yang datang, tetapi hanya dengan sepersepuluh dari mereka. Ini dijelaskan oleh hukum mekanika kuantum, yang dapat disederhanakan sebagai berikut.

Pergerakan elektron terhalang oleh ion besar yang melawan. Ini terutama terlihat ketika logam dipanaskan, ketika ion berat "berayun", bertambah besar ukurannya dan mengurangi konduktivitas listrik kisi kristal konduktor. Oleh karena itu, ketika logam dipanaskan, resistansinya selalu meningkat. Dengan penurunan suhu, konduktivitas listrik meningkat. Dengan mengurangi suhu logam menjadi nol mutlak, efek superkonduktivitas dapat dicapai.

Apa itu tegangan dan arus?

Hari ini kita akan berbicara tentang konsep paling dasar dari kekuatan arus, tegangan, tanpa pemahaman umum yang tidak mungkin untuk membangun perangkat listrik apa pun.

Jadi apa itu ketegangan?

Sederhananya tegangan- beda potensial antara dua titik dalam rangkaian listrik, diukur dalam volt. Perlu dicatat bahwa tegangan selalu diukur antara dua titik! Artinya, ketika mereka mengatakan bahwa tegangan pada kaki pengontrol adalah 3 Volt, itu berarti bahwa beda potensial antara kaki pengontrol dan tanah adalah sama 3 Volt.

Bumi (Massa, Nol) adalah titik dalam rangkaian listrik dengan potensi 0 Volt. Namun, perlu dicatat bahwa tegangan tidak selalu diukur relatif terhadap ground. Misalnya, dengan mengukur tegangan antara dua terminal pengontrol, kita akan mendapatkan perbedaan potensial listrik dari titik-titik rangkaian ini. Artinya, jika ada 3 Volt pada satu kaki (Artinya, titik ini memiliki potensi 3 Volt relatif terhadap tanah), dan pada 5 Volt kedua (Sekali lagi, potensial relatif terhadap tanah), kita akan mendapatkan nilai tegangan sama dengan 2 volt, yang sama dengan beda potensial antara titik 5 dan 3 Volta.

Dari konsep tegangan mengikuti konsep selanjutnya - arus listrik. Dari pelajaran fisika umum, kita ingat bahwa Arus listrik adalah gerakan terarah dari partikel bermuatan di sepanjang konduktor, diukur dalam ampere. Partikel bermuatan bergerak karena perbedaan potensial antara titik-titik. Secara umum diterima bahwa arus mengalir dari titik dengan muatan besar ke titik dengan muatan lebih kecil. Artinya, tegangan (perbedaan potensial) yang menciptakan kondisi untuk aliran arus. Dengan tidak adanya tegangan, arus tidak mungkin, yaitu, tidak ada arus antara titik-titik dengan potensi yang sama.

Dalam perjalanannya, arus menemui hambatan dalam bentuk hambatan, yang mencegah alirannya. Resistansi diukur dalam ohm. Kita akan membicarakannya lebih lanjut di pelajaran berikutnya. Namun, hubungan berikut telah lama diturunkan antara arus, tegangan dan resistansi:

Dimana I - Arus dalam Amps, U - Tegangan dalam Volt, R - Resistansi dalam Ohm.

Hubungan ini disebut hukum Ohm. Kesimpulan berikut dari hukum Ohm juga valid:

Jika Anda masih memiliki pertanyaan, tanyakan di komentar. Hanya berkat pertanyaan Anda Kami akan dapat meningkatkan materi yang disajikan di situs ini!

Itu saja, dalam pelajaran berikutnya kita akan berbicara tentang perlawanan.

Setiap penyalinan, reproduksi, kutipan materi, atau bagiannya, hanya diperbolehkan dengan persetujuan tertulis dari administrasi MKPROG .RU. Menyalin, mengutip, memperbanyak secara ilegal dapat dihukum oleh hukum!