ნებისმიერი დენი ჩნდება მხოლოდ თავისუფალი დამუხტული ნაწილაკების მქონე წყაროს თანდასწრებით. ეს გამოწვეულია იმით, რომ ვაკუუმში არ არის ნივთიერებები, მათ შორის ელექტრული მუხტები. ამიტომ ვაკუუმი საუკეთესოდ ითვლება. იმისათვის, რომ შესაძლებელი გახდეს ელექტრული დენის გავლა a, აუცილებელია უზრუნველყოფილი იყოს საკმარისი რაოდენობის უფასო მუხტების არსებობა. ამ სტატიაში განვიხილავთ რას წარმოადგენს ელექტრული დენი ვაკუუმში.

როგორ შეიძლება გამოჩნდეს ელექტრული დენი ვაკუუმში

ვაკუუმში სრულფასოვანი ელექტრული დენის შესაქმნელად აუცილებელია ისეთი ფიზიკური ფენომენის გამოყენება, როგორიცაა თერმიონული ემისია. იგი დაფუძნებულია გარკვეული ნივთიერების თვისებაზე, გაცხელებისას ასხივოს თავისუფალი ელექტრონები. ასეთ ელექტრონებს, რომლებიც წარმოიქმნება გახურებული სხეულიდან, ეწოდება თერმოელექტრონები, ხოლო მთელ სხეულს - ემიტერი.

თერმიონული ემისია საფუძვლად უდევს ვაკუუმური მოწყობილობების მუშაობას, უფრო ცნობილი როგორც ვაკუუმური მილები. უმარტივესი დიზაინი შეიცავს ორ ელექტროდს. ერთ-ერთი მათგანია კათოდი, რომელიც არის სპირალი, რომლის მასალაა მოლიბდენი ან ვოლფრამი. სწორედ ის თბება ელექტრული დენის ომით. მეორე ელექტროდს ანოდი ეწოდება. ის ცივ მდგომარეობაშია, ასრულებს თერმიონული ელექტრონების შეგროვების დავალებას. როგორც წესი, ანოდი მზადდება ცილინდრის სახით, მის შიგნით კი მოთავსებულია გახურებული კათოდი.

დენის გამოყენება ვაკუუმში

გასულ საუკუნეში ელექტრონიკაში წამყვანი როლი ითამაშა ვაკუუმური მილები. და, მიუხედავად იმისა, რომ ისინი დიდი ხანია შეიცვალა ნახევარგამტარული მოწყობილობებით, ამ მოწყობილობების მუშაობის პრინციპი გამოიყენება კათოდური სხივების მილებში. ეს პრინციპი გამოიყენება შედუღებისა და დნობის სამუშაოებში ვაკუუმში და სხვა ადგილებში.

ამრიგად, a დენის ერთ-ერთი სახეობა არის ელექტრონის ნაკადი, რომელიც მიედინება ვაკუუმში. როდესაც კათოდი თბება, მასსა და ანოდს შორის ჩნდება ელექტრული ველი. სწორედ ეს აძლევს ელექტრონებს გარკვეულ მიმართულებას და სიჩქარეს. ამ პრინციპის მიხედვით მუშაობს ელექტრონული ნათურა ორი ელექტროდით (დიოდით), რომელიც ფართოდ გამოიყენება რადიოინჟინერიასა და ელექტრონიკაში.

თანამედროვე მოწყობილობა არის მინისა ან ლითონისგან დამზადებული ცილინდრი, საიდანაც ადრე ამოტუმბვა ჰაერი. ორი ელექტროდი, კათოდი და ანოდი, შედუღებულია ამ ცილინდრის შიგნით. ტექნიკური მახასიათებლების გასაუმჯობესებლად დამონტაჟებულია დამატებითი ბადეები, რომელთა დახმარებით იზრდება ელექტრონების ნაკადი.

როდესაც ადამიანმა ელექტრული დენის შექმნა და გამოყენება ისწავლა, მისი ცხოვრების ხარისხი მკვეთრად გაიზარდა. ახლა ელექტროენერგიის მნიშვნელობა ყოველწლიურად იზრდება. იმისათვის, რომ ისწავლოთ ელექტროენერგიასთან დაკავშირებული უფრო რთული საკითხების გაგება, ჯერ უნდა გესმოდეთ რა არის ელექტრული დენი.

Jpg?.jpg 600w

ელექტრული გამონადენი

რა არის აქტუალური

ელექტრული დენის განმარტება არის მისი წარმოდგენა მოძრავი ნაწილაკების მატარებლების მიმართული ნაკადის სახით, დადებითად ან უარყოფითად დამუხტული. გადასახადის მატარებლები შეიძლება იყოს:

• მეტალებში მოძრავი უარყოფითად დამუხტული ელექტრონები;
• იონები სითხეებში ან აირებში;
• დადებითად დამუხტული ხვრელები ნახევარგამტარებში მოძრავი ელექტრონებისგან.

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">

ელექტრული დენი დირიჟორში

რა არის დენი, განისაზღვრება ელექტრული ველის არსებობით. ამის გარეშე დამუხტული ნაწილაკების მიმართული ნაკადი არ წარმოიქმნება.

ელექტრული დენის კონცეფციაარასრული იქნებოდა მისი გამოვლინებების ჩამოთვლის გარეშე:

1. ნებისმიერ ელექტრო დენს თან ახლავს მაგნიტური ველი;
2. გამტარები თბება გავლისას;
3. ელექტროლიტები ცვლის ქიმიურ შემადგენლობას.

გამტარები და ნახევარგამტარები

ელექტრული დენი შეიძლება არსებობდეს მხოლოდ გამტარ გარემოში, მაგრამ მისი ნაკადის ბუნება განსხვავებულია:

1. მეტალის გამტარებში არის თავისუფალი ელექტრონები, რომლებიც იწყებენ მოძრაობას ელექტრული ველის გავლენის ქვეშ. ტემპერატურის მატებისას იმატებს გამტარების წინააღმდეგობაც, ვინაიდან სიცხე ზრდის ატომების მოძრაობას ქაოტურად, რაც ხელს უშლის თავისუფალ ელექტრონებს;
2. ელექტროლიტების მიერ წარმოქმნილ თხევად გარემოში წარმოქმნილი ელექტრული ველი იწვევს დისოციაციის პროცესს - კათიონებისა და ანიონების წარმოქმნას, რომლებიც მუხტის ნიშნის მიხედვით მოძრაობენ დადებითი და უარყოფითი პოლუსებისკენ (ელექტროდები). ელექტროლიტის გათბობა იწვევს წინააღმდეგობის შემცირებას მოლეკულების უფრო აქტიური დაშლის გამო;

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">

ელექტრული დენი ელექტროლიტებში

Მნიშვნელოვანი!ელექტროლიტი შეიძლება იყოს მყარი, მაგრამ მასში მიმდინარე დინების ბუნება სითხის იდენტურია.

1. აირისებრ გარემოს ასევე ახასიათებს მოძრაობაში მოხვედრილი იონების არსებობა. იქმნება პლაზმა. გამოსხივება ასევე წარმოშობს თავისუფალ ელექტრონებს, რომლებიც მონაწილეობენ მიმართულ მოძრაობაში;
2. ვაკუუმში ელექტრული დენის შექმნისას, უარყოფით ელექტროდზე გამოთავისუფლებული ელექტრონები დადებითისკენ მოძრაობენ;
3. ნახევარგამტარებში არის თავისუფალი ელექტრონები, რომლებიც არღვევენ კავშირებს გათბობისგან. მათ ადგილებზე არის ხვრელები, რომლებსაც აქვთ მუხტი პლუსის ნიშნით. ხვრელებს და ელექტრონებს შეუძლიათ მიმართული მოძრაობის შექმნა.

არაგამტარ მედიას უწოდებენ დიელექტრიკულს.

Მნიშვნელოვანი!დენის მიმართულება შეესაბამება მუხტის მატარებელი ნაწილაკების მოძრაობის მიმართულებას პლუს ნიშნით.

დენის ტიპი

1. მუდმივი. ახასიათებს დენის და მიმართულების მუდმივი რაოდენობრივი მნიშვნელობით;
2. ცვლადი. დროთა განმავლობაში, პერიოდულად იცვლება მისი მახასიათებლები. იგი დაყოფილია რამდენიმე ჯიშად, რაც დამოკიდებულია შეცვლილი პარამეტრის მიხედვით. უპირატესად, დენის რაოდენობრივი მნიშვნელობა და მისი მიმართულება იცვლება სინუსოიდის გასწვრივ;
3. მორევის დინებები. ეს ხდება მაშინ, როდესაც მაგნიტური ნაკადი განიცდის ცვლილებებს. შექმენით დახურული სქემები ბოძებს შორის გადაადგილების გარეშე. მორევის დენები იწვევს ინტენსიურ სითბოს წარმოქმნას, რის შედეგადაც იზრდება დანაკარგები. ელექტრომაგნიტური ხვეულების ბირთვებში ისინი შემოიფარგლება მყარის ნაცვლად ცალკე იზოლირებული ფირფიტების დიზაინის გამოყენებით.

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">

მორევის დინებები ბირთვში

ელექტრული წრედის მახასიათებლები

1. მიმდინარე სიძლიერე. ეს არის მუხტის რაოდენობრივი გაზომვა, რომელიც გადადის დროებით ერთეულში გამტარების ჯვარედინი მონაკვეთზე. მუხტები იზომება კულონებში (C), დროის ერთეული არის მეორე. მიმდინარე სიძლიერე არის C/s. მიღებულ თანაფარდობას ეწოდა ამპერი (A), რომელშიც იზომება დენის რაოდენობრივი მნიშვნელობა. საზომი მოწყობილობა არის ამპერმეტრი, რომელიც სერიულად არის დაკავშირებული ელექტრული შეერთებების წრედთან;
2. Ძალა. დირიჟორში ელექტრული დენი უნდა გადალახოს საშუალების წინააღმდეგობა. გარკვეული პერიოდის განმავლობაში მის დასაძლევად დახარჯული სამუშაო ძალა იქნება. ამ შემთხვევაში ელექტროენერგიის სხვა სახის ენერგიად გარდაქმნა - სამუშაოები შესრულებულია. სიმძლავრე დამოკიდებულია დენის სიძლიერეზე, ძაბვაზე. მათი პროდუქტი განსაზღვრავს აქტიურ სიმძლავრეს. სხვა დროზე გამრავლებისას მიიღება ენერგიის მოხმარება - რასაც მრიცხველი აჩვენებს. სიმძლავრე შეიძლება გაიზომოს ვოლტამპერებში (VA, kVA, mVA) ან ვატებში (W, kW, mW);
3. Ვოლტაჟი. სამი ყველაზე მნიშვნელოვანი მახასიათებლიდან ერთ-ერთი. დენის გადინებისთვის აუცილებელია ელექტრული კავშირების დახურული წრის ორ წერტილს შორის პოტენციური სხვაობის შექმნა. ძაბვას ახასიათებს ელექტრული ველის მიერ წარმოებული სამუშაო ერთი მუხტის მატარებლის მოძრაობისას. ფორმულის მიხედვით, ძაბვის ერთეულია J/C, რომელიც შეესაბამება ვოლტს (V). საზომი მოწყობილობა არის ვოლტმეტრი, რომელიც დაკავშირებულია პარალელურად;
4. წინააღმდეგობა. იგი ახასიათებს გამტარების უნარს ელექტრული დენის გავლისას. იგი განისაზღვრება გამტარი მასალის, მისი მონაკვეთის სიგრძისა და ფართობის მიხედვით. გაზომვა არის ohms (Ohm).

ელექტრული დენის კანონები

ელექტრული სქემები გამოითვლება სამი ძირითადი კანონის გამოყენებით:

1. ომის კანონი. იგი გამოიკვლია და ჩამოაყალიბა გერმანელმა ფიზიკოსმა მე-19 საუკუნის დასაწყისში პირდაპირი დენისთვის, შემდეგ გამოიყენეს ალტერნატიულ დენზეც. ის ადგენს კავშირს დენს, ძაბვასა და წინააღმდეგობას შორის. ოჰმის კანონის საფუძველზე გამოითვლება თითქმის ნებისმიერი ელექტრული წრე. ძირითადი ფორმულა: I \u003d U / R, ან დენის სიძლიერე პირდაპირპროპორციულია ძაბვისა და საპირისპირო წინააღმდეგობის მიმართ;

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">

ომის კანონი წრედის მონაკვეთისთვის

1. ფარადეის კანონი. ეხება ელექტრომაგნიტურ ინდუქციას. დირიჟორებში ინდუქციური დენების გამოჩენა გამოწვეულია მაგნიტური ნაკადის გავლენით, რომელიც დროთა განმავლობაში იცვლება დახურულ წრეში EMF-ის (ელექტრომოძრავი ძალის) ინდუქციის გამო. ინდუცირებული emf მოდული, რომელიც იზომება ვოლტებში, პროპორციულია მაგნიტური ნაკადის ცვლილების სიჩქარისა. ინდუქციის კანონის წყალობით, გენერატორები, რომლებიც წარმოქმნიან ელექტროენერგიას, მუშაობენ;
2. ჯოულ-ლენცის კანონი. მნიშვნელოვანია გამტარების გათბობის გაანგარიშებისას, რომელიც გამოიყენება გათბობის, განათების მოწყობილობების და სხვა ელექტრო მოწყობილობების დიზაინისა და წარმოებისთვის. კანონი საშუალებას გაძლევთ განსაზღვროთ ელექტრული დენის გავლისას გამოთავისუფლებული სითბოს რაოდენობა:

სადაც I არის დინების სიძლიერე, R არის წინააღმდეგობა, t არის დრო.

ელექტროენერგია ატმოსფეროში

ატმოსფეროში შეიძლება არსებობდეს ელექტრული ველი, ხდება იონიზაციის პროცესები. მიუხედავად იმისა, რომ მათი წარმოშობის ბუნება ბოლომდე არ არის ნათელი, არსებობს სხვადასხვა ახსნა-განმარტებითი ჰიპოთეზა. ყველაზე პოპულარულია კონდენსატორი, როგორც ატმოსფეროში ელექტროენერგიის წარმოდგენის ანალოგი. მის ფირფიტებს შეუძლიათ მონიშნონ დედამიწის ზედაპირი და იონოსფერო, რომელთა შორის ცირკულირებს დიელექტრიკი - ჰაერი.

ატმოსფერული ელექტროენერგიის სახეები:

1. ჭექა-ქუხილი. ელვა თვალსაჩინო ბზინვარებით და ჭექა-ქუხილი. ელვისებური ძაბვა აღწევს ასობით მილიონ ვოლტს 500000 ა დენის სიმძლავრის დროს;

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">

ელვისებური ჭანჭიკები

1. წმინდა ელმოს ხანძრები. სადენების, ანძების ირგვლივ წარმოქმნილი ელექტროენერგიის კორონა გამონადენი;
2. ცეცხლოვანი ბურთი. გამონადენი ბურთის სახით, ჰაერში მოძრავი;
3. პოლარული შუქები. დედამიწის იონოსფეროს მრავალფეროვანი ნათება კოსმოსიდან შეღწევადი დამუხტული ნაწილაკების გავლენის ქვეშ.

ელექტროენერგიის გამოყენება

ადამიანი იყენებს ელექტრული დენის სასარგებლო თვისებებს ცხოვრების ყველა სფეროში:

• განათება;
• სიგნალის გადაცემა: ტელეფონი, რადიო, ტელევიზია, ტელეგრაფი;
• ელექტრო ტრანსპორტი: მატარებლები, ელექტრო მანქანები, ტრამვაი, ტროლეიბუსები;
• კომფორტული მიკროკლიმატის შექმნა: გათბობა და კონდიცირება;
• სამედიცინო აღჭურვილობა;
• საყოფაცხოვრებო მოხმარება: ელექტრო ტექნიკა;
• კომპიუტერები და მობილური მოწყობილობები;
• მრეწველობა: ჩარხები და აღჭურვილობა;
• ელექტროლიზი: ალუმინის, თუთიის, მაგნიუმის და სხვა ნივთიერებების მიღება.

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">

ელექტროენერგიის გამოყენება

ელექტრული საფრთხე

დამცავი აღჭურვილობის გარეშე ელექტრო დენთან პირდაპირი კონტაქტი სასიკვდილოა ადამიანისთვის. შესაძლებელია რამდენიმე სახის გავლენა:

• თერმული დამწვრობა;
• სისხლისა და ლიმფის ელექტროლიტური გაყოფა მისი შემადგენლობის ცვლილებით;
• კუნთების კრუნჩხვითი შეკუმშვამ შეიძლება გამოიწვიოს გულის ფიბრილაცია მის სრულ გაჩერებამდე, დაარღვიოს სასუნთქი სისტემის ფუნქციონირება.

Მნიშვნელოვანი!ადამიანის მიერ განცდილი დენი იწყება 1 mA მნიშვნელობიდან, თუ დენი არის 25 mA, შესაძლებელია ორგანიზმში სერიოზული უარყოფითი ცვლილებები.

ელექტრული დენის ყველაზე მნიშვნელოვანი მახასიათებელია ის, რომ მას შეუძლია გააკეთოს ადამიანისთვის სასარგებლო სამუშაო: სახლის განათება, ტანსაცმლის გარეცხვა და გაშრობა, სადილის მომზადება, სახლის გაცხელება. ახლა მნიშვნელოვანი ადგილი უკავია მის გამოყენებას ინფორმაციის გადაცემაში, თუმცა ეს არ საჭიროებს ელექტროენერგიის დიდ მოხმარებას.

ვიდეო

დამუხტვა მოძრაობაში. მას შეუძლია მიიღოს სტატიკური ელექტროენერგიის უეცარი გამონადენი, როგორიცაა ელვა. ან ეს შეიძლება იყოს კონტროლირებადი პროცესი გენერატორებში, ბატარეებში, მზის ან საწვავის უჯრედებში. დღეს ჩვენ განვიხილავთ თავად "ელექტრული დენის" კონცეფციას და ელექტრული დენის არსებობის პირობებს.

ელექტრო ენერგია

ელექტროენერგიის უმეტესი ნაწილი, რომელსაც ჩვენ ვიყენებთ, მოდის ალტერნატიული დენის სახით ელექტრო ქსელიდან. იგი შექმნილია გენერატორების მიერ, რომლებიც მუშაობენ ფარადეის ინდუქციის კანონის მიხედვით, რის გამოც ცვალებადმა მაგნიტურ ველს შეუძლია გამოიწვიოს ელექტრული დენი დირიჟორში.

გენერატორებს აქვთ მავთულის მბრუნავი ხვეულები, რომლებიც გადის მაგნიტურ ველებში ტრიალის დროს. როდესაც ხვეულები ბრუნავენ, ისინი იხსნება და იხურება მაგნიტური ველის მიმართ და ქმნიან ელექტრულ დენს, რომელიც იცვლის მიმართულებას ყოველი შემობრუნებისას. დენი გადის სრულ ციკლს წინ და უკან 60 ჯერ წამში.

გენერატორები შეიძლება იკვებებოდეს ორთქლის ტურბინებით, რომლებიც თბება ნახშირით, ბუნებრივი აირით, ნავთობით ან ბირთვული რეაქტორით. გენერატორიდან დენი გადის ტრანსფორმატორების სერიას, სადაც იზრდება მისი ძაბვა. მავთულის დიამეტრი განსაზღვრავს დენის რაოდენობას და სიძლიერეს, რომელიც მათ შეუძლიათ გადაიტანონ გადახურებისა და ენერგიის დახარჯვის გარეშე, ხოლო ძაბვა შემოიფარგლება მხოლოდ იმით, თუ რამდენად კარგად არის ხაზები იზოლირებული მიწიდან.

საინტერესოა აღინიშნოს, რომ დენი გადის მხოლოდ ერთი მავთულის და არა ორი. მისი ორი მხარე განისაზღვრება როგორც დადებითი და უარყოფითი. თუმცა, ვინაიდან ალტერნატიული დენის პოლარობა იცვლება 60-ჯერ წამში, მათ აქვთ სხვა სახელები - ცხელი (მთავარი ელექტროგადამცემი ხაზები) და დამიწებული (მიწისქვეშეთში გავლა მიკროსქემის დასასრულებლად).

რატომ არის საჭირო ელექტროენერგია?

ელექტროენერგიას მრავალი გამოყენება აქვს: მას შეუძლია გაანათოს თქვენი სახლი, გარეცხოს და გაამშრალოს თქვენი ტანსაცმელი, აწიოს ავტოფარეხის კარი, ადუღოს წყალი ქვაბში და სხვა საყოფაცხოვრებო ნივთები, რაც ჩვენს ცხოვრებას ასე აადვილებს. თუმცა, ინფორმაციის გადაცემის დენის უნარი სულ უფრო მნიშვნელოვანი ხდება.

ინტერნეტთან დაკავშირებისას კომპიუტერი იყენებს ელექტრო დენის მხოლოდ მცირე ნაწილს, მაგრამ ეს არის ის, რის გარეშეც თანამედროვე ადამიანი ვერ წარმოიდგენს თავის ცხოვრებას.

ელექტრული დენის კონცეფცია

მდინარის დინების, წყლის მოლეკულების ნაკადის მსგავსად, ელექტრული დენი არის დამუხტული ნაწილაკების ნაკადი. რა იწვევს მას და რატომ არ მიდის ყოველთვის ერთი და იგივე მიმართულებით? როდესაც გესმით სიტყვა ნაკადი, რაზე ფიქრობთ? ალბათ მდინარე იქნება. ეს კარგი ასოციაციაა, რადგან სწორედ ამიტომ მიიღო ელექტრული დენის სახელი. ის ძალიან ჰგავს წყლის დინებას, მხოლოდ იმის ნაცვლად, რომ წყლის მოლეკულები არხის გასწვრივ მოძრაობენ, დამუხტული ნაწილაკები მოძრაობენ გამტარის გასწვრივ.

ელექტრული დენის არსებობისთვის აუცილებელ პირობებს შორის არის ელემენტი, რომელიც უზრუნველყოფს ელექტრონების არსებობას. გამტარ მასალაში ატომებს აქვთ მრავალი თავისუფალი დამუხტული ნაწილაკი, რომლებიც ცურავს ატომებს შორის და გარშემო. მათი მოძრაობა შემთხვევითია, ამიტომ ნაკადი არ არის მოცემული მიმართულებით. რა არის საჭირო ელექტრული დენის არსებობისთვის?

ელექტრული დენის არსებობის პირობები მოიცავს ძაბვის არსებობას. როდესაც იგი გამოიყენება გამტარზე, ყველა თავისუფალი ელექტრონი მოძრაობს იმავე მიმართულებით, რაც ქმნის დენს.

აინტერესებს ელექტრო დენი

საინტერესოა, რომ როდესაც ელექტრო ენერგია გამტარის მეშვეობით სინათლის სიჩქარით გადაიცემა, თავად ელექტრონები გაცილებით ნელა მოძრაობენ. სინამდვილეში, თუ მშვიდად იარეთ გამტარ მავთულთან, თქვენი სიჩქარე 100-ჯერ უფრო სწრაფი იქნებოდა, ვიდრე ელექტრონები მოძრაობენ. ეს გამოწვეულია იმით, რომ მათ არ სჭირდებათ უზარმაზარი მანძილების გავლა ერთმანეთისთვის ენერგიის გადასაცემად.

პირდაპირი და ალტერნატიული დენი

დღეს ფართოდ გამოიყენება დენის ორი განსხვავებული ტიპი - პირდაპირი და ალტერნატიული. პირველში ელექტრონები მოძრაობენ ერთი მიმართულებით, „უარყოფითი“ მხრიდან „დადებით“ მხარეს. ალტერნატიული დენი უბიძგებს ელექტრონებს წინ და უკან, ცვლის დინების მიმართულებას წამში რამდენჯერმე.

ელექტროსადგურებში ელექტროენერგიის წარმოებისთვის გამოყენებული გენერატორები შექმნილია ალტერნატიული დენის წარმოებისთვის. თქვენ ალბათ ვერასდროს შეგიმჩნევიათ, რომ თქვენს სახლში სინათლე რეალურად ციმციმებს მიმდინარე მიმართულების ცვლილებისას, მაგრამ ეს ძალიან სწრაფად ხდება, რომ თვალებმა ამოიცნონ.

რა პირობებია პირდაპირი ელექტრული დენის არსებობისთვის? რატომ გვჭირდება ორივე ტიპი და რომელია უკეთესი? ეს კარგი კითხვებია. ის ფაქტი, რომ ჩვენ კვლავ ვიყენებთ დინების ორივე ტიპს, ვარაუდობს, რომ ორივე ემსახურება კონკრეტულ მიზნებს. ჯერ კიდევ მე-19 საუკუნეში ცხადი იყო, რომ ელექტროსადგურსა და სახლს შორის დიდ დისტანციებზე ენერგიის ეფექტური გადაცემა მხოლოდ ძალიან მაღალი ძაბვის დროს იყო შესაძლებელი. მაგრამ პრობლემა ის იყო, რომ მართლაც მაღალი ძაბვის გაგზავნა უკიდურესად საშიში იყო ხალხისთვის.

ამ პრობლემის გადაწყვეტა იყო სტრესის შემცირება სახლის გარეთ, სანამ სახლში გაგზავნით. დღემდე, მუდმივი დენი გამოიყენება შორ მანძილზე გადაცემისთვის, ძირითადად სხვა ძაბვაზე ადვილად გადაყვანის უნარის გამო.

როგორ მუშაობს ელექტრული დენი

ელექტრული დენის არსებობის პირობები მოიცავს დამუხტული ნაწილაკების, გამტარის და ძაბვის არსებობას. ბევრმა მეცნიერმა შეისწავლა ელექტროენერგია და დაადგინა, რომ არსებობს მისი ორი ტიპი: სტატიკური და მიმდინარე.

ეს არის მეორე, რომელიც უზარმაზარ როლს თამაშობს ნებისმიერი ადამიანის ყოველდღიურ ცხოვრებაში, რადგან ეს არის ელექტრული დენი, რომელიც გადის წრედში. ჩვენ მას ყოველდღიურად ვიყენებთ ჩვენი სახლების კვებისათვის და სხვა.

რა არის ელექტრო დენი?

როდესაც ელექტრული მუხტები ტრიალებს წრეში ერთი ადგილიდან მეორეზე, წარმოიქმნება ელექტრული დენი. ელექტრული დენის არსებობის პირობები მოიცავს, დამუხტული ნაწილაკების გარდა, გამტარის არსებობას. ყველაზე ხშირად ეს არის მავთული. მისი წრე არის დახურული წრე, რომელშიც დენი მიედინება დენის წყაროდან. როდესაც წრე ღიაა, მას არ შეუძლია დაასრულოს მოგზაურობა. მაგალითად, როდესაც თქვენს ოთახში შუქი გამორთულია, წრე ღიაა, მაგრამ როდესაც წრე დახურულია, შუქი ჩართულია.

მიმდინარე სიმძლავრე

გამტარში ელექტრული დენის არსებობის პირობებზე დიდ გავლენას ახდენს ისეთი ძაბვის მახასიათებელი, როგორიცაა სიმძლავრე. ეს არის საზომი, თუ რამდენი ენერგია იხარჯება მოცემულ პერიოდში.

არსებობს მრავალი განსხვავებული ერთეული, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას ამ მახასიათებლის გამოსახატავად. თუმცა, ელექტრო სიმძლავრე თითქმის იზომება ვატებში. ერთი ვატი უდრის ერთ ჯოულს წამში.

ელექტრული მუხტი მოძრაობაში

რა პირობებია ელექტრული დენის არსებობისთვის? მას შეუძლია მიიღოს სტატიკური ელექტროენერგიის უეცარი გამონადენი, როგორიცაა ელვა ან ნაპერწკალი შალის ქსოვილთან ხახუნისგან. თუმცა, უფრო ხშირად, როდესაც ვსაუბრობთ ელექტრულ დენზე, ვგულისხმობთ ელექტროენერგიის უფრო კონტროლირებად ფორმას, რომელიც ააქტიურებს განათებებს და მოწყობილობებს. ელექტრული მუხტის უმეტესი ნაწილი ატარებს ატომში არსებულ უარყოფით ელექტრონებსა და პოზიტიურ პროტონებს. თუმცა, ეს უკანასკნელი უმეტესად იმობილირდება ატომის ბირთვებში, ამიტომ მუხტის გადაცემის სამუშაოები ერთი ადგილიდან მეორეზე ხდება ელექტრონების მიერ.

ელექტრონები გამტარ მასალაში, როგორიცაა ლითონი, დიდწილად თავისუფლად შეუძლიათ გადაადგილდნენ ერთი ატომიდან მეორეზე მათი გამტარობის ზოლებით, რაც უფრო მაღალი ელექტრონის ორბიტაა. საკმარისი ელექტრომოძრავი ძალა ან ძაბვა ქმნის მუხტის დისბალანსს, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს ელექტრონების გადაადგილება გამტარში ელექტრული დენის სახით.

თუ წყალთან ანალოგიას დავხატავთ, მაშინ ავიღოთ, მაგალითად, მილი. როდესაც ჩვენ ვხსნით სარქველს ერთ ბოლოზე, რათა წყალი შევიდეს მილში, არ უნდა დაველოდოთ ამ წყალს მილის ბოლომდე. ჩვენ ვიღებთ წყალს მეორე ბოლოდან თითქმის მყისიერად, რადგან შემომავალი წყალი უბიძგებს წყალს, რომელიც უკვე არის მილში. ასე ხდება მავთულში ელექტრული დენის შემთხვევაში.

ელექტრული დენი: ელექტრული დენის არსებობის პირობები

ელექტრული დენი ჩვეულებრივ განიხილება, როგორც ელექტრონების ნაკადი. როდესაც ბატარეის ორი ბოლო ერთმანეთთან არის დაკავშირებული ლითონის მავთულით, ეს დამუხტული მასა მავთულში გადის ბატარეის ერთი ბოლოდან (ელექტროდი ან პოლუსი) საპირისპირო მიმართულებით. ასე რომ, მოდით ვუწოდოთ პირობები ელექტრული დენის არსებობისთვის:

1. დამუხტული ნაწილაკები.
2. დირიჟორი.
3. ძაბვის წყარო.

თუმცა, ყველაფერი ასე მარტივი არ არის. რა პირობებია საჭირო ელექტრული დენის არსებობისთვის? ამ კითხვაზე უფრო დეტალური პასუხის გაცემა შესაძლებელია შემდეგი მახასიათებლების გათვალისწინებით:

• პოტენციური განსხვავება (ძაბვა).ეს ერთ-ერთი წინაპირობაა. 2 წერტილს შორის უნდა არსებობდეს პოტენციური განსხვავება, რაც იმას ნიშნავს, რომ მოგერიების ძალა, რომელიც იქმნება დამუხტული ნაწილაკების მიერ ერთ ადგილას, უნდა იყოს უფრო დიდი ვიდრე მათი ძალა სხვა წერტილში. ძაბვის წყაროები, როგორც წესი, ბუნებაში არ გვხვდება და ელექტრონები საკმაოდ თანაბრად ნაწილდება გარემოში. მიუხედავად ამისა, მეცნიერებმა მოახერხეს გარკვეული ტიპის მოწყობილობების გამოგონება, სადაც ეს დამუხტული ნაწილაკები შეიძლება დაგროვდეს, რითაც შექმნეს ძალიან საჭირო ძაბვა (მაგალითად, ბატარეებში).
• ელექტრული წინააღმდეგობა (გამტარი).ეს არის მეორე მნიშვნელოვანი პირობა, რომელიც აუცილებელია ელექტრული დენის არსებობისთვის. ეს არის გზა, რომლითაც დატვირთული ნაწილაკები მოძრაობენ. გამტარებად მოქმედებს მხოლოდ ის მასალები, რომლებიც ელექტრონებს თავისუფლად გადაადგილების საშუალებას აძლევს. ვისაც ეს უნარი არ გააჩნია, იზოლატორებს უწოდებენ. მაგალითად, ლითონის მავთული იქნება შესანიშნავი გამტარი, ხოლო მისი რეზინის გარსი იქნება შესანიშნავი იზოლატორი.

ელექტრული დენის გაჩენისა და არსებობის პირობების გულდასმით შესწავლის შემდეგ, ადამიანებმა შეძლეს ამ მძლავრი და საშიში ელემენტის მოთვინიერება და კაცობრიობის სასარგებლოდ წარმართვა.

ეს არის გარკვეული დამუხტული ნაწილაკების მოწესრიგებული მოძრაობა. ელექტროენერგიის სრული პოტენციალის კომპეტენტურად გამოსაყენებლად, აუცილებელია ნათლად გვესმოდეს მოწყობილობის ყველა პრინციპი და ელექტრული დენის ფუნქციონირება. ასე რომ, მოდით გაერკვნენ, რა არის სამუშაო და მიმდინარე სიმძლავრე.

საიდან მოდის ელექტრული დენი?

მიუხედავად კითხვის აშკარა სიმარტივისა, ცოტას შეუძლია მასზე გასაგები პასუხის გაცემა. რა თქმა უნდა, დღესდღეობით, როდესაც ტექნოლოგია წარმოუდგენელი სიჩქარით ვითარდება, ადამიანი განსაკუთრებით არ ფიქრობს ისეთ ელემენტარულ საკითხებზე, როგორიცაა ელექტრული დენის მუშაობის პრინციპი. საიდან მოდის ელექტროენერგია? რა თქმა უნდა, ბევრი უპასუხებს "კარგი, ბუდედან, რა თქმა უნდა" ან უბრალოდ იჩეჩავს მხრებს. იმავდროულად, ძალიან მნიშვნელოვანია იმის გაგება, თუ როგორ მუშაობს მიმდინარე. ეს უნდა იცოდნენ არა მხოლოდ მეცნიერებმა, არამედ იმ ადამიანებმაც, რომლებიც არანაირად არ არიან დაკავშირებული მეცნიერებათა სამყაროსთან, მათი ზოგადი მრავალმხრივი განვითარებისთვის. მაგრამ მიმდინარე ოპერაციის პრინციპის სწორად გამოყენება ყველასთვის არ არის.

ასე რომ, ჯერ უნდა გესმოდეთ, რომ ელექტროენერგია არსაიდან არ წარმოიქმნება: მას აწარმოებენ სპეციალური გენერატორები, რომლებიც განლაგებულია სხვადასხვა ელექტროსადგურებში. ტურბინების პირების ბრუნვის მუშაობის წყალობით, ნახშირით ან ზეთით წყლის გაცხელების შედეგად მიღებული ორთქლი წარმოქმნის ენერგიას, რომელიც შემდგომში გარდაიქმნება ელექტროენერგიად გენერატორის დახმარებით. გენერატორი ძალიან მარტივია: მოწყობილობის ცენტრში არის უზარმაზარი და ძალიან ძლიერი მაგნიტი, რომელიც იწვევს ელექტრული მუხტების მოძრაობას სპილენძის მავთულების გასწვრივ.

როგორ აღწევს ელექტროენერგია ჩვენს სახლებში?

ენერგიის (თერმული ან ბირთვული) დახმარებით გარკვეული რაოდენობის ელექტრული დენის მიღების შემდეგ, ის შეიძლება მიეწოდოს ადამიანებს. ელექტროენერგიის ასეთი მიწოდება მუშაობს შემდეგნაირად: იმისათვის, რომ ელექტროენერგია წარმატებით მიაღწიოს ყველა ბინას და საწარმოს, ის უნდა იყოს „გადასხმული“. და ამისათვის თქვენ უნდა გაზარდოთ ძალა, რომელიც ამას გააკეთებს. მას უწოდებენ ელექტრული დენის ძაბვას. მოქმედების პრინციპი ასეთია: დენი გადის ტრანსფორმატორში, რაც ზრდის მის ძაბვას. გარდა ამისა, ელექტრული დენი მიედინება მიწისქვეშ ან სიმაღლეზე დამონტაჟებულ კაბელებში (რადგან ძაბვა ზოგჯერ აღწევს 10000 ვოლტს, რაც სასიკვდილოა ადამიანისთვის). როდესაც დენი მიაღწევს დანიშნულებას, მან კვლავ უნდა გაიაროს ტრანსფორმატორი, რომელიც ახლა შეამცირებს მის ძაბვას. შემდეგ ის მავთულხლართებით გადის მრავალბინიან შენობებში ან სხვა შენობებში დამონტაჟებულ ფარებში.

სადენებით გადატანილი ელექტროენერგია შეიძლება გამოყენებულ იქნას სოკეტების სისტემის წყალობით, მათთან საყოფაცხოვრებო ტექნიკის დამაკავშირებელი. კედლებში გატარებულია დამატებითი მავთულები, რომლებშიც ელექტრო დენი მიედინება და მისი წყალობით მუშაობს განათება და სახლის ყველა ტექნიკა.

რა არის მიმდინარე სამუშაო?

ენერგია, რომელსაც ელექტრული დენი თავისთავად ატარებს, დროთა განმავლობაში გარდაიქმნება სინათლედ ან სითბოდ. მაგალითად, როცა ნათურას ვანთებთ, ენერგიის ელექტრული ფორმა გარდაიქმნება სინათლედ.

ხელმისაწვდომ ენაზე საუბრისას, დენის მუშაობა არის მოქმედება, რომელსაც თავად ელექტროენერგია აწარმოებს. უფრო მეტიც, ის ძალიან მარტივად შეიძლება გამოითვალოს ფორმულით. ენერგიის შენარჩუნების კანონის საფუძველზე შეგვიძლია დავასკვნათ, რომ ელექტროენერგია არ გამქრალა, ის მთლიანად ან ნაწილობრივ გადაიქცა სხვა ფორმაში, ხოლო გარკვეული რაოდენობის სითბოს გამოყოფს. ეს სითბო არის დენის მუშაობა, როდესაც ის გადის გამტარში და ათბობს მას (თბოგაცვლა ხდება). ასე გამოიყურება Joule-Lenz-ის ფორმულა: A \u003d Q \u003d U * I * t (მუშაობა უდრის სითბოს რაოდენობას ან მიმდინარე სიმძლავრის ნამრავლს და დროს, რომლის დროსაც იგი გადიოდა გამტარში).

რას ნიშნავს პირდაპირი დენი?

ელექტრული დენი ორი ტიპისაა: ალტერნატიული და პირდაპირი. ისინი განსხვავდებიან იმით, რომ ეს უკანასკნელი მიმართულებას არ იცვლის, აქვს ორი დამჭერი (დადებითი „+“ და უარყოფითი „-“) და მოძრაობას ყოველთვის „+“-დან იწყებს. და ალტერნატიულ დენს აქვს ორი ტერმინალი - ფაზა და ნულოვანი. გამტარის ბოლოს ერთი ფაზის არსებობის გამო მას ასევე ერთფაზას უწოდებენ.

ერთფაზიანი ალტერნატიული და პირდაპირი ელექტრული დენის მოწყობილობის პრინციპები სრულიად განსხვავებულია: პირდაპირიგან განსხვავებით, ალტერნატიული დენი ცვლის როგორც მიმართულებას (წარმოქმნის ნაკადს როგორც ფაზიდან ნულისკენ, ასევე ნულიდან ფაზისკენ), ასევე მის სიდიდეს. . ასე, მაგალითად, ალტერნატიული დენი პერიოდულად ცვლის მისი მუხტის მნიშვნელობას. გამოდის, რომ 50 ჰც სიხშირით (50 რხევა წამში) ელექტრონები მოძრაობის მიმართულებას ზუსტად 100-ჯერ ცვლიან.

სად გამოიყენება პირდაპირი დენი?

პირდაპირ ელექტრო დენს აქვს გარკვეული მახასიათებლები. იმის გამო, რომ იგი მკაცრად მიედინება ერთი მიმართულებით, უფრო რთულია მისი გარდაქმნა. პირდაპირი დენის წყაროდ შეიძლება ჩაითვალოს შემდეგი ელემენტები:

• ბატარეები (როგორც ტუტე, ასევე მჟავა);
• ჩვეულებრივი ბატარეები, რომლებიც გამოიყენება მცირე ტექნიკაში;
• ასევე სხვადასხვა მოწყობილობები, როგორიცაა კონვერტორები.

DC ოპერაცია

რა არის მისი ძირითადი მახასიათებლები? ეს არის სამუშაო და მიმდინარე ძალა და ორივე ეს კონცეფცია ძალიან მჭიდროდ არის დაკავშირებული ერთმანეთთან. სიმძლავრე ნიშნავს მუშაობის სიჩქარეს დროის ერთეულზე (1 წამში). ჯოულ-ლენცის კანონის მიხედვით, მივიღებთ, რომ პირდაპირი ელექტრული დენის მუშაობა ტოლია თავად დენის სიძლიერის ნამრავლის, ძაბვისა და დროის განმავლობაში, რომლის დროსაც დასრულდა ელექტრული ველის მუშაობა მუხტების გადასატანად. დირიჟორი.

ასე გამოიყურება დენის მუშაობის პოვნის ფორმულა დირიჟორებში ოჰმის წინააღმდეგობის კანონის გათვალისწინებით: A \u003d I 2 * R * t (მუშაობა უდრის დენის სიძლიერის კვადრატს გამრავლებული მნიშვნელობაზე გამტარის წინააღმდეგობის და კიდევ ერთხელ გამრავლებული დროის სიდიდეზე, რომლისთვისაც შესრულდა სამუშაო).

დენი და ძაბვა არის რაოდენობრივი პარამეტრები, რომლებიც გამოიყენება ელექტრულ სქემებში. ყველაზე ხშირად, ეს მნიშვნელობები დროთა განმავლობაში იცვლება, წინააღმდეგ შემთხვევაში ელექტრული წრედის მუშაობას აზრი არ ექნება.

Ვოლტაჟი

პირობითად, ძაბვა მითითებულია ასოებით U. მუხტის ერთეულის დაბალი პოტენციალის წერტილიდან მაღალი პოტენციალის წერტილამდე გადასატანად შესრულებული სამუშაო არის ძაბვა ამ ორ წერტილს შორის. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ეს არის ენერგია, რომელიც გამოიყოფა მუხტის ერთეულის მაღალი პოტენციალიდან მცირეზე გადასვლის შემდეგ.

ძაბვას ასევე შეიძლება ეწოდოს პოტენციური განსხვავება, ისევე როგორც ელექტრომოძრავი ძალა. ეს პარამეტრი იზომება ვოლტებში. 1 კულონი დამუხტვის გადასატანად ორ წერტილს შორის, რომლებსაც აქვთ ძაბვა 1 ვოლტი, საჭიროა 1 ჯოული სამუშაოს შესრულება. კულონი ზომავს ელექტრო მუხტს. 1 გულსაკიდი უდრის 6x10 18 ელექტრონის მუხტს.

ძაბვა იყოფა რამდენიმე ტიპად, რაც დამოკიდებულია დენის ტიპებზე.

• მუდმივი წნევა . ის იმყოფება ელექტროსტატიკურ სქემებში და DC სქემებში.
• AC ძაბვა . ამ ტიპის ძაბვა ხელმისაწვდომია სქემებში სინუსოიდური და ალტერნატიული დენებისაგან. სინუსოიდური დენის შემთხვევაში, ძაბვის მახასიათებლები, როგორიცაა:
  ძაბვის მერყეობის ამპლიტუდაარის მისი მაქსიმალური გადახრა x ღერძიდან;
  მყისიერი ძაბვა, რომელიც გამოიხატება დროის გარკვეულ მომენტში;
  სამუშაო ძაბვა, განისაზღვრება 1-ლი ნახევარციკლის აქტიური მუშაობით;
  საშუალო გამოსწორებული ძაბვა, განისაზღვრება გამოსწორებული ძაბვის მოდულით ერთი ჰარმონიული პერიოდისთვის.

ელექტროენერგიის საჰაერო ხაზების საშუალებით გადაცემისას, საყრდენების მოწყობა და მათი ზომები დამოკიდებულია გამოყენებული ძაბვის სიდიდეზე. ფაზებს შორის ძაბვას ე.წ ხაზის ძაბვა , და ძაბვა მიწასა და თითოეულ ფაზას შორის არის ფაზის ძაბვა . ეს წესი ვრცელდება ყველა ტიპის საჰაერო ხაზებზე. რუსეთში, საყოფაცხოვრებო ელექტრო ქსელებში, სტანდარტი არის სამფაზიანი ძაბვა ხაზოვანი ძაბვით 380 ვოლტი და ფაზის ძაბვის მნიშვნელობა 220 ვოლტი.

Ელექტროობა

დენი ელექტრულ წრეში არის ელექტრონების სიჩქარე გარკვეულ წერტილში, რომელიც იზომება ამპერებში და დიაგრამებზე მითითებულია ასოებით " მე". ამპერის წარმოებული ერთეულები ასევე გამოიყენება შესაბამისი პრეფიქსებით მილი-, მიკრო-, ნანო და ა.შ. 1 ამპერის დენი წარმოიქმნება 1 კულონის მუხტის ერთეულის 1 წამში გადაადგილებით.

პირობითად მიჩნეულია, რომ დენი მიედინება დადებითი პოტენციალის მიმართულებით უარყოფითი პოტენციალისკენ. თუმცა, ფიზიკის კურსიდან ცნობილია, რომ ელექტრონი მოძრაობს საპირისპირო მიმართულებით.

თქვენ უნდა იცოდეთ, რომ ძაბვა იზომება წრედზე 2 წერტილს შორის და დენი მიედინება მიკროსქემის ერთ კონკრეტულ წერტილში, ან მის ელემენტში. ამიტომ, თუ ვინმე იყენებს გამოთქმას "ძაბვა წინააღმდეგობაში", მაშინ ეს არასწორი და გაუნათლებელია. მაგრამ ხშირად ჩვენ ვსაუბრობთ ძაბვაზე მიკროსქემის გარკვეულ წერტილში. ეს ეხება ძაბვას მიწასა და ამ წერტილს შორის.

ძაბვა წარმოიქმნება გენერატორებსა და სხვა მოწყობილობებში ელექტრო მუხტებზე ზემოქმედებისგან. დენი წარმოიქმნება წრედის ორ წერტილზე ძაბვის გამოყენებით.

იმის გასაგებად, თუ რა არის დენი და ძაბვა, უფრო სწორი იქნება მისი გამოყენება. მასზე შეგიძლიათ იხილოთ დენი და ძაბვა, რომლებიც დროთა განმავლობაში ცვლის მათ მნიშვნელობებს. პრაქტიკაში, ელექტრული წრედის ელემენტები დაკავშირებულია დირიჟორებით. გარკვეულ წერტილებში მიკროსქემის ელემენტებს აქვთ საკუთარი ძაბვის მნიშვნელობა.

დენი და ძაბვა ემორჩილება წესებს:

• წერტილში შემავალი დენების ჯამი უდრის წერტილიდან გამოსულ დენების ჯამს (მუხტის შენარჩუნების წესი). ასეთი წესია კირჩჰოფის კანონი მიმდინარეობისთვის. დენის შესვლისა და გასვლის წერტილს ამ შემთხვევაში კვანძი ეწოდება. ამ კანონის შედეგია შემდეგი განცხადება: ელემენტების ჯგუფის სერიულ ელექტრულ წრეში, დენი ყველა წერტილისთვის ერთნაირია.
• ელემენტების პარალელურ წრეში ძაბვა ყველა ელემენტზე ერთნაირია. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, დახურულ წრეში ძაბვის ვარდნის ჯამი არის ნული. კირჩჰოფის ეს კანონი ეხება სტრესებს.
• წრეზე (ძალა) დროის ერთეულზე შესრულებული სამუშაო გამოიხატება შემდეგნაირად: P \u003d U * I. სიმძლავრე იზომება ვატებში. 1 წამში შესრულებული სამუშაოს 1 ჯოული უდრის 1 ვატს. სიმძლავრე ნაწილდება სითბოს სახით, იხარჯება მექანიკურ სამუშაოებზე (ელექტროძრავებში), გარდაიქმნება სხვადასხვა ტიპის გამოსხივებად და გროვდება ავზებში ან ბატარეებში. რთული ელექტრული სისტემების დაპროექტებისას, ერთ-ერთი გამოწვევაა სისტემის თერმული დატვირთვა.

ელექტრული დენის მახასიათებელი

ელექტრულ წრეში დენის არსებობის წინაპირობაა დახურული წრე. თუ წრე წყდება, მაშინ დენი ჩერდება.

ელექტროტექნიკაში ყველაფერი ამ პრინციპით მუშაობს. ისინი არღვევენ ელექტრულ წრეს მოძრავი მექანიკური კონტაქტებით და ეს აჩერებს დენის ნაკადს, გამორთავს მოწყობილობას.

ენერგეტიკულ ინდუსტრიაში ელექტრული დენი ჩნდება დენის გამტარებლების შიგნით, რომლებიც დამზადებულია საბურავების სახით და სხვა ნაწილები, რომლებიც ატარებენ დენს.

ასევე არსებობს შიდა დენის შექმნის სხვა გზები:

• სითხეები და აირები დამუხტული იონების მოძრაობის გამო.
• ვაკუუმი, გაზი და ჰაერი თერმიონული ემისიის გამოყენებით.
• მუხტის მატარებლების მოძრაობის გამო.

ელექტრული დენის წარმოქმნის პირობები

• გათბობის გამტარები (არა ზეგამტარები).
• განაცხადი პოტენციური სხვაობის დამუხტვის მატარებლებზე.
• ქიმიური რეაქცია ახალი ნივთიერებების გამოყოფით.
• მაგნიტური ველის გავლენა გამტარზე.

მიმდინარე ტალღის ფორმები

• Სწორი ხაზი.
• ცვლადი ჰარმონიული სინუსური ტალღა.
• მეანდრი, რომელიც ჰგავს სინუსურ ტალღას, მაგრამ აქვს მკვეთრი კუთხეები (ზოგჯერ შეიძლება კუთხეების გათლილობა).
• ერთი მიმართულების პულსირებადი ფორმა, ამპლიტუდით, რომელიც მერყეობს ნულიდან უდიდეს მნიშვნელობამდე გარკვეული კანონის მიხედვით.

ელექტრული დენის მუშაობის სახეები

• განათების მოწყობილობების მიერ გამოსხივებული შუქი.
• სითბოს გამომუშავება გათბობის ელემენტებით.
• მექანიკური სამუშაოები (ელექტროძრავების ბრუნვა, სხვა ელექტრო მოწყობილობების მოქმედება).
• ელექტრომაგნიტური გამოსხივების შექმნა.

ელექტრული დენით გამოწვეული უარყოფითი მოვლენები

• კონტაქტებისა და დენის მატარებელი ნაწილების გადახურება.
• ელექტრული მოწყობილობების ბირთვებში მორევის დენების გაჩენა.
• ელექტრომაგნიტური გამოსხივება გარე გარემოში.

ელექტრული მოწყობილობების და სხვადასხვა სქემების შემქმნელებმა დიზაინის დროს უნდა გაითვალისწინონ ელექტრული დენის ზემოაღნიშნული თვისებები თავიანთ დიზაინში. მაგალითად, ელექტროძრავებში, ტრანსფორმატორებსა და გენერატორებში მორევის დენების მავნე მოქმედება მცირდება მაგნიტური ნაკადების გადასაცემად გამოყენებული ბირთვების შერევით. ბირთვის შერევა არის მისი დამზადება არა ერთი ლითონისგან, არამედ სპეციალური ელექტრო ფოლადის ცალკეული თხელი ფირფიტებისგან.

მაგრამ, მეორეს მხრივ, მორევის დენები გამოიყენება მიკროტალღური ღუმელების, ღუმელების მუშაობისთვის, რომლებიც მუშაობენ მაგნიტური ინდუქციის პრინციპით. მაშასადამე, შეგვიძლია ვთქვათ, რომ მორევები არა მხოლოდ მავნე, არამედ სასარგებლოცაა.

ალტერნატიული დენი სინუსოიდის სახით სიგნალით შეიძლება განსხვავდებოდეს დროის ერთეულზე რხევის სიხშირით. ჩვენს ქვეყანაში ელექტრო მოწყობილობების სამრეწველო დენის სიხშირე სტანდარტულია და უდრის 50 ჰერცს. ზოგიერთ ქვეყანაში ამჟამინდელი სიხშირე 60 ჰერცია.

ელექტროინჟინერიასა და რადიოტექნიკაში სხვადასხვა მიზნებისთვის გამოიყენება სხვა სიხშირის მნიშვნელობები:

• დაბალი სიხშირის სიგნალები დაბალი დენის სიხშირით.
• მაღალი სიხშირის სიგნალები, რომლებიც ბევრად აღემატება სამრეწველო გამოყენების მიმდინარე სიხშირეს.

ითვლება, რომ ელექტრული დენი წარმოიქმნება, როდესაც ელექტრონები მოძრაობენ გამტარის შიგნით, ამიტომ მას უწოდებენ გამტარ დენს. მაგრამ არსებობს ელექტრული დენის სხვა ტიპი, რომელსაც კონვექცია ეწოდება. ეს ხდება მაშინ, როდესაც დამუხტული მაკროსხეულები მოძრაობენ, მაგალითად, წვიმის წვეთები.

ელექტრული დენი მეტალებში

ელექტრონების მოძრაობა მათზე მუდმივი ძალის გავლენის ქვეშ შედარებულია პარაშუტისტთან, რომელიც ეშვება მიწაზე. ამ ორ შემთხვევაში, ერთიანი მოძრაობა ხდება. მიზიდულობის ძალა მოქმედებს ცათამბჯენზე და ჰაერის წინააღმდეგობის ძალა ეწინააღმდეგება მას. ელექტრული ველის ძალა მოქმედებს ელექტრონების მოძრაობაზე და ბროლის გისოსების იონები წინააღმდეგობას უწევს ამ მოძრაობას. ელექტრონების საშუალო სიჩქარე აღწევს მუდმივ მნიშვნელობას, ისევე როგორც ცათამბჯენის სიჩქარე.

ლითონის გამტარში ერთი ელექტრონის სიჩქარე წამში 0,1 მმ-ია, ელექტრული დენის სიჩქარე კი დაახლოებით 300 000 კმ წამში. ეს იმიტომ ხდება, რომ ელექტრული დენი მიედინება მხოლოდ იქ, სადაც ძაბვა ვრცელდება დამუხტულ ნაწილაკებზე. აქედან გამომდინარე, მიიღწევა მაღალი დენის ნაკადი.

კრისტალურ ბადეში ელექტრონების გადაადგილებისას არსებობს შემდეგი კანონზომიერება. ელექტრონები არ ეჯახება ყველა მომავალ იონს, არამედ მხოლოდ მათ ყოველ მეათედს. ეს აიხსნება კვანტური მექანიკის კანონებით, რომლებიც შეიძლება გამარტივდეს შემდეგნაირად.

ელექტრონების მოძრაობას ხელს უშლის დიდი იონები, რომლებიც წინააღმდეგობას უწევენ. ეს განსაკუთრებით შესამჩნევია ლითონების გაცხელებისას, მძიმე იონების „რხევისას“, მატულობს ზომაში და ამცირებს გამტარის კრისტალური გისოსების ელექტროგამტარობას. ამიტომ, როდესაც ლითონები თბება, მათი წინააღმდეგობა ყოველთვის იზრდება. ტემპერატურის კლებასთან ერთად იზრდება ელექტრული გამტარობა. ლითონის ტემპერატურის აბსოლუტურ ნულამდე შემცირებით, შესაძლებელია სუპერგამტარობის ეფექტის მიღწევა.