ელექტრული დენი წრეში ყოველთვის ვლინდება მისი ზოგიერთი მოქმედებით. ეს შეიძლება იყოს როგორც მუშაობა გარკვეულ დატვირთვაში, ასევე დენის თანმხლები მოქმედება. ამრიგად, დენის მოქმედებით შეიძლება ვიმსჯელოთ მის არსებობაზე ან არარსებობაზე მოცემულ წრეში: თუ დატვირთვა მუშაობს, არის დენი. თუ ტიპიური მიმდინარეობასთან დაკავშირებული ფენომენი შეინიშნება, წრეში არის დენი და ა.შ.

ზოგადად, ელექტრულ დენს შეუძლია გამოიწვიოს სხვადასხვა მოქმედებები: თერმული, ქიმიური, მაგნიტური (ელექტრომაგნიტური), მსუბუქი ან მექანიკური და სხვადასხვა სახის დენის მოქმედება ხშირად ჩნდება ერთდროულად. მიმდინარეობის ეს ფენომენები და მოქმედებები განხილული იქნება ამ სტატიაში.

ელექტრული დენის თერმული ეფექტი

როდესაც პირდაპირი ან ალტერნატიული დენი გადის გამტარში, გამტარი თბება. ასეთი გათბობის გამტარები სხვადასხვა პირობებში და გამოყენებაში შეიძლება იყოს: ლითონები, ელექტროლიტები, პლაზმა, ლითონის დნობები, ნახევარგამტარები, ნახევარმეტალები.

უმარტივეს შემთხვევაში, თუ, ვთქვათ, ელექტრული დენი გაივლის ნიქრომულ მავთულს, მაშინ ის გაცხელდება. ეს ფენომენი გამოიყენება გამათბობელ მოწყობილობებში: ელექტრო ქვაბებში, ქვაბებში, გამათბობლებში, ელექტრო ღუმელებში და ა. მიმდინარეობის.

მიკროსქემის განყოფილებაში გამოთავისუფლებული სითბოს რაოდენობა დამოკიდებულია ამ მონაკვეთზე დაყენებულ ძაბვაზე, დენის სიდიდეზე და მისი დინების დროზე ().

მიკროსქემის მონაკვეთისთვის ომის კანონის გარდაქმნით შესაძლებელია სითბოს რაოდენობის გამოსათვლელად ძაბვის ან დენის გამოყენება, მაგრამ მაშინ აუცილებელია მიკროსქემის წინააღმდეგობის ცოდნა, რადგან სწორედ ის ზღუდავს დენს და იწვევს ფაქტობრივად, გათბობა. ან, სქემში არსებული დენისა და ძაბვის ცოდნით, თქვენ ასევე შეგიძლიათ მარტივად იპოვოთ გამოთავისუფლებული სითბოს რაოდენობა.

ელექტრული დენის ქიმიური მოქმედება

იონების შემცველი ელექტროლიტები, პირდაპირი ელექტრული დენის გავლენის ქვეშ - ეს არის დენის ქიმიური ეფექტი. ნეგატიური იონები (ანიონები) ელექტროლიზის დროს იზიდავს დადებით ელექტროდს (ანოდი), ხოლო დადებითი იონები (კათიონები) - უარყოფით ელექტროდს (კათოდი). ანუ ელექტროლიტში შემავალი ნივთიერებები, ელექტროლიზის პროცესში, გამოიყოფა დენის წყაროს ელექტროდებზე.

მაგალითად, წყვილი ელექტროდი ჩაეფლო გარკვეული მჟავას, ტუტეს ან მარილის ხსნარში და როდესაც ელექტრული დენი გადის წრედში, ერთ ელექტროდზე იქმნება დადებითი მუხტი, მეორეზე კი - უარყოფითი. ხსნარში შემავალი იონები იწყებენ ელექტროდზე საპირისპირო მუხტის დეპონირებას.

მაგალითად, სპილენძის სულფატის (CuSO4) ელექტროლიზის დროს, სპილენძის კათიონები Cu2+ დადებითი მუხტით გადადიან უარყოფითად დამუხტულ კათოდში, სადაც ისინი იღებენ დაკარგული მუხტს და ხდებიან სპილენძის ნეიტრალური ატომები, დასახლდებიან ელექტროდის ზედაპირზე. ჰიდროქსილის ჯგუფი -OH დათმობს ელექტრონებს ანოდზე და შედეგად გამოიყოფა ჟანგბადი. დადებითად დამუხტული H+ წყალბადის კათიონები და უარყოფითად დამუხტული SO42- ანიონები დარჩება ხსნარში.

ელექტრული დენის ქიმიური მოქმედება გამოიყენება მრეწველობაში, მაგალითად, წყლის მის შემადგენელ ნაწილებად (წყალბადის და ჟანგბადის) დასაშლელად. ასევე, ელექტროლიზი საშუალებას გაძლევთ მიიღოთ ზოგიერთი ლითონი მათი სუფთა სახით. ელექტროლიზის დახმარებით ზედაპირზე იფარება გარკვეული ლითონის თხელი ფენა (ნიკელი, ქრომი) - ეს და ა.შ.

1832 წელს მაიკლ ფარადეიმ აღმოაჩინა, რომ ელექტროდზე გამოთავისუფლებული ნივთიერების m მასა პირდაპირპროპორციულია ელექტრული მუხტის q, რომელიც გაიარა ელექტროლიტში. თუ პირდაპირი დენი I გადის ელექტროლიტში t დროის განმავლობაში, მაშინ მოქმედებს ფარადეის ელექტროლიზის პირველი კანონი:

აქ პროპორციულობის კოეფიციენტს k ეწოდება ნივთიერების ელექტროქიმიური ეკვივალენტი. ის რიცხობრივად უდრის ელექტროლიტში ერთი ელექტრული მუხტის გავლისას გამოთავისუფლებული ნივთიერების მასას და დამოკიდებულია ნივთიერების ქიმიურ ბუნებაზე.

ნებისმიერ გამტარში (მყარი, თხევადი ან აირისებრი) ელექტრული დენის არსებობისას გამტარის ირგვლივ შეინიშნება მაგნიტური ველი, ანუ დენის გამტარი იძენს მაგნიტურ თვისებებს.

ასე რომ, თუ მაგნიტი მიყვანილია გამტართან, რომლის მეშვეობითაც მიედინება დენი, მაგალითად, მაგნიტური კომპასის ნემსის სახით, მაშინ ისარი გადაიქცევა გამტარზე პერპენდიკულარულად, ხოლო თუ გამტარი დახვეულია რკინის ბირთვზე და პირდაპირ დენი გადის გამტარში, ბირთვი გახდება ელექტრომაგნიტი.

1820 წელს ოერსტედმა აღმოაჩინა დენის მაგნიტური ეფექტი მაგნიტურ ნემსზე და ამპერმა დაადგინა გამტარების მაგნიტური ურთიერთქმედების რაოდენობრივი კანონები დენთან.

მაგნიტური ველი ყოველთვის წარმოიქმნება დენით, ანუ ელექტრული მუხტების გადაადგილებით, კერძოდ დამუხტული ნაწილაკებით (ელექტრონები, იონები). საპირისპიროდ მიმართული დენები ერთმანეთს უკუაგდებენ, ცალმხრივი დენები იზიდავს ერთმანეთს.

ასეთი მექანიკური ურთიერთქმედება ხდება დენების მაგნიტური ველების ურთიერთქმედების გამო, ანუ ეს არის, პირველ რიგში, მაგნიტური ურთიერთქმედება და მხოლოდ ამის შემდეგ მექანიკური. ამრიგად, დენების მაგნიტური ურთიერთქმედება პირველადია.

1831 წელს ფარადეიმ დაადგინა, რომ ცვალებადი მაგნიტური ველი ერთი წრედან წარმოქმნის დენს სხვა წრეში: წარმოქმნილი ემფ პროპორციულია მაგნიტური ნაკადის ცვლილების სიჩქარის. ლოგიკურია, რომ ეს არის დენების მაგნიტური მოქმედება, რომელიც გამოიყენება დღემდე ყველა ტრანსფორმატორში და არა მხოლოდ ელექტრომაგნიტებში (მაგალითად, სამრეწველოებში).

უმარტივესი ფორმით, ელექტრული დენის მანათობელი ეფექტი შეიძლება შეინიშნოს ინკანდესენტურ ნათურაში, რომლის სპირალი თბება მასში გამავალი დენით თეთრ სითბომდე და ასხივებს სინათლეს.

ინკანდესენტური ნათურისთვის სინათლის ენერგია შეადგენს მიწოდებული ელექტროენერგიის დაახლოებით 5%-ს, რომლის დარჩენილი 95% გარდაიქმნება სითბოდ.

ფლუორესცენტური ნათურები უფრო ეფექტურად გარდაქმნის მიმდინარე ენერგიას სინათლედ - ელექტროენერგიის 20%-მდე გარდაიქმნება ხილულ შუქად ფოსფორის წყალობით, რომელიც იღებს ვერცხლისწყლის ორთქლის ელექტრული გამონადენის ან ინერტული გაზისგან, როგორიცაა ნეონი.

ელექტრული დენის მანათობელი ეფექტი უფრო ეფექტურად რეალიზდება სინათლის გამოსხივების დიოდებში. როდესაც ელექტრული დენი გადის p-n შეერთებაზე წინა მიმართულებით, მუხტის მატარებლები - ელექტრონები და ხვრელები - რეკომბინირებულია ფოტონების გამოსხივებასთან (ელექტრონების ერთი ენერგეტიკული დონიდან მეორეზე გადასვლის გამო).

სინათლის საუკეთესო ემიტერები არიან პირდაპირი უფსკრული ნახევარგამტარები (ანუ ისინი, რომლებიც იძლევიან პირდაპირი ოპტიკური ზოლიდან ზოლზე გადასვლის საშუალებას), როგორიცაა GaAs, InP, ZnSe ან CdTe. ნახევარგამტარების შემადგენლობის შეცვლით, შესაძლებელია LED-ების შექმნა ყველა შესაძლო ტალღის სიგრძისთვის ულტრაიისფერიდან (GaN) შუა ინფრაწითელამდე (PbS). LED-ის, როგორც სინათლის წყაროს ეფექტურობა საშუალოდ 50%-ს აღწევს.

როგორც ზემოთ აღინიშნა, თითოეული გამტარი, რომლის მეშვეობითაც ელექტრული დენი მიედინება, იქმნება მის გარშემო. მაგნიტური მოქმედებები გარდაიქმნება მოძრაობად, მაგალითად, ელექტროძრავებში, მაგნიტურ ამწევ მოწყობილობებში, მაგნიტურ სარქველებში, რელეებში და ა.შ.

ერთი დენის მექანიკური მოქმედება მეორეზე აღწერს ამპერის კანონს. ეს კანონი პირველად ჩამოყალიბდა ანდრე მარი ამპერის მიერ 1820 წელს პირდაპირი დენის მიმართ. აქედან გამომდინარეობს, რომ პარალელური დირიჟორები ელექტრული დენებით, რომლებიც მიედინება ერთი მიმართულებით, იზიდავენ და საპირისპირო მიმართულებებით იგერიებენ.

ამპერის კანონს ასევე უწოდებენ კანონს, რომელიც განსაზღვრავს ძალას, რომლითაც მაგნიტური ველი მოქმედებს დენის გამტარის მცირე სეგმენტზე. ძალა, რომლითაც მაგნიტური ველი მოქმედებს გამტარ ელემენტზე მაგნიტურ ველში დენით, პირდაპირპროპორციულია გამტარში არსებული დენისა და გამტარის სიგრძის ელემენტისა და მაგნიტური ინდუქციის ვექტორული პროდუქტის.

იგი ემყარება ამ პრინციპს, სადაც როტორი ასრულებს ჩარჩოს როლს დენით, რომელიც ორიენტირებულია სტატორის გარე მაგნიტურ ველზე ბრუნვით M.