Qualquer corrente aparece apenas na presença de uma fonte com partículas carregadas livres. Isso se deve ao fato de não haver substâncias no vácuo, incluindo cargas elétricas. Portanto, o vácuo é considerado o melhor. Para que seja possível a passagem de uma corrente elétrica a, é necessário garantir a presença de um número suficiente de cargas livres. Neste artigo, veremos o que constitui uma corrente elétrica no vácuo.

Como a corrente elétrica pode aparecer no vácuo

Para criar uma corrente elétrica completa no vácuo, é necessário usar um fenômeno físico como emissão termiônica. Baseia-se na propriedade de uma determinada substância de emitir elétrons livres quando aquecida. Esses elétrons que emergem de um corpo aquecido são chamados de termoelétrons, e o corpo inteiro é chamado de emissor.

A emissão termiônica está subjacente ao funcionamento dos dispositivos de vácuo, mais conhecidos como tubos de vácuo. O design mais simples contém dois eletrodos. Um deles é o cátodo, que é uma espiral, cujo material é molibdênio ou tungstênio. É ele quem é aquecido por uma corrente elétrica ohm. O segundo eletrodo é chamado de ânodo. Está em estado frio, realizando a tarefa de coletar elétrons termiônicos. Como regra, o ânodo é feito na forma de um cilindro e um cátodo aquecido é colocado dentro dele.

Aplicação de corrente no vácuo

No século passado, os tubos de vácuo desempenharam um papel de liderança na eletrônica. E, embora tenham sido substituídos por dispositivos semicondutores, o princípio de funcionamento desses dispositivos é usado em tubos de raios catódicos. Este princípio é usado em trabalhos de soldagem e fusão a vácuo e outras áreas.

Assim, uma das variedades de corrente a é um fluxo de elétrons fluindo no vácuo. Quando o cátodo é aquecido, um campo elétrico aparece entre ele e o ânodo. É isso que dá aos elétrons uma certa direção e velocidade. De acordo com este princípio, funciona uma lâmpada eletrônica com dois eletrodos (diodo), amplamente utilizada em engenharia de rádio e eletrônica.

O dispositivo moderno é um cilindro feito de vidro ou metal, do qual o ar foi bombeado anteriormente. Dois eletrodos, um cátodo e um ânodo, são soldados dentro deste cilindro. Para melhorar as características técnicas, são instaladas grades adicionais, com as quais o fluxo de elétrons é aumentado.

Quando uma pessoa aprendeu a criar e usar uma corrente elétrica, a qualidade de sua vida aumentou dramaticamente. Agora, a importância da eletricidade continua a aumentar a cada ano. Para aprender a entender questões mais complexas relacionadas à eletricidade, você deve primeiro entender o que é uma corrente elétrica.

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Descarga elétrica

O que é atual

A definição de corrente elétrica é sua representação na forma de um fluxo direcionado de portadores de partículas em movimento, carregados positiva ou negativamente. Os portadores de carga podem ser:

• elétrons carregados negativamente movendo-se em metais;
• íons em líquidos ou gases;
• buracos carregados positivamente de elétrons em movimento em semicondutores.

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Corrente elétrica em um condutor

O que é corrente é determinado pela presença de um campo elétrico. Sem ele, um fluxo direcionado de partículas carregadas não surgirá.

O conceito de corrente elétricaestaria incompleta sem listar suas manifestações:

1. Qualquer corrente elétrica é acompanhada por um campo magnético;
2. Os condutores aquecem à medida que passam;
3. Os eletrólitos alteram a composição química.

Condutores e semicondutores

A corrente elétrica só pode existir em um meio condutor, mas a natureza de seu fluxo é diferente:

1. Nos condutores metálicos, existem elétrons livres que começam a se mover sob a influência de um campo elétrico. Quando a temperatura aumenta, a resistência dos condutores também aumenta, pois o calor aumenta o movimento dos átomos de forma caótica, o que interfere nos elétrons livres;
2. Em um meio líquido formado por eletrólitos, o campo elétrico emergente provoca o processo de dissociação - a formação de cátions e ânions, que se deslocam em direção aos pólos positivo e negativo (eletrodos) dependendo do sinal da carga. O aquecimento do eletrólito leva a uma diminuição da resistência devido à decomposição mais ativa das moléculas;

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Corrente elétrica em eletrólitos

Importante! O eletrólito pode ser sólido, mas a natureza do fluxo de corrente nele é idêntica ao líquido.

1. O meio gasoso também é caracterizado pela presença de íons que entram em movimento. O plasma é formado. A radiação também dá origem a elétrons livres participando do movimento direcionado;
2. Ao criar uma corrente elétrica no vácuo, os elétrons liberados no eletrodo negativo se movem em direção ao positivo;
3. Em semicondutores, existem elétrons livres que quebram ligações por aquecimento. Em seus lugares estão buracos que têm uma carga com um sinal de mais. Buracos e elétrons são capazes de criar movimento direcionado.

Meios não condutores são chamados dielétricos.

Importante! A direção da corrente corresponde à direção do movimento das partículas portadoras de carga com um sinal de mais.

Tipo de corrente

1. Constante. Caracteriza-se por um valor quantitativo constante da corrente e direção;
2. Variável. Com o tempo, muda periodicamente suas características. É dividido em várias variedades, dependendo do parâmetro que está sendo alterado. Predominantemente, o valor quantitativo da corrente e sua direção variam ao longo de uma senóide;
3. Correntes parasitas. Ocorrem quando o fluxo magnético sofre alterações. Forme circuitos fechados sem se mover entre os pólos. As correntes parasitas causam intensa geração de calor, como resultado, as perdas aumentam. Nos núcleos das bobinas eletromagnéticas, eles são limitados usando um design de placas isoladas separadas em vez de uma sólida.

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Correntes parasitas no núcleo

Características do circuito elétrico

1. Força atual. Esta é uma medida quantitativa da carga que passa para uma unidade temporária sobre a seção transversal dos condutores. As cargas são medidas em coulombs (C), a unidade de tempo é o segundo. A força atual é C/s. A razão resultante foi chamada de ampere (A), na qual o valor quantitativo da corrente é medido. O dispositivo de medição é um amperímetro conectado em série ao circuito de conexões elétricas;
2. Poder. A corrente elétrica no condutor deve superar a resistência do meio. O trabalho despendido para superá-lo durante um certo período de tempo será poder. Neste caso, a transformação da eletricidade em outros tipos de energia - o trabalho é feito. O poder depende da força da corrente, tensão. Seu produto determinará a potência ativa. Quando multiplicado por outro tempo, obtém-se o consumo de energia - o que o medidor mostra. A potência pode ser medida em voltamperes (VA, kVA, mVA) ou em watts (W, kW, mW);
3. Tensão. Uma das três características mais importantes. Para que a corrente flua, é necessário criar uma diferença de potencial entre dois pontos de um circuito fechado de conexões elétricas. A tensão é caracterizada pelo trabalho produzido pelo campo elétrico durante o movimento de um único portador de carga. De acordo com a fórmula, a unidade de tensão é J/C, que corresponde a um volt (V). O dispositivo de medição é um voltímetro, conectado em paralelo;
4. Resistência. Caracteriza a capacidade dos condutores de passar corrente elétrica. É determinado pelo material do condutor, comprimento e área de sua seção. A medida é em ohms (Ohm).

Leis da corrente elétrica

Os circuitos elétricos são calculados usando três leis principais:

1. Lei de Ohm. Foi pesquisado e formulado por um físico alemão no início do século 19 para corrente contínua, depois também foi aplicado à corrente alternada. Estabelece a relação entre corrente, tensão e resistência. Com base na lei de Ohm, quase qualquer circuito elétrico é calculado. A fórmula básica: I \u003d U / R, ou a força da corrente está em proporção direta à tensão e inversamente à resistência;

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Lei de Ohm para uma seção de circuito

1. Lei de Faraday. Refere-se à indução eletromagnética. O aparecimento de correntes indutivas em condutores é causado pela influência de um fluxo magnético que muda ao longo do tempo devido à indução de uma EMF (força eletromotriz) em um circuito fechado. O módulo de fem induzida, medido em volts, é proporcional à taxa na qual o fluxo magnético muda. Graças à lei da indução, os geradores que produzem eletricidade funcionam;
2. Lei de Joule-Lenz. É importante ao calcular o aquecimento de condutores, que é usado para projetar e fabricar aquecimento, luminárias e outros equipamentos elétricos. A lei permite determinar a quantidade de calor liberada durante a passagem de uma corrente elétrica:

onde I é a força da corrente que flui, R é a resistência, t é o tempo.

Eletricidade na atmosfera

Um campo elétrico pode existir na atmosfera, ocorrem processos de ionização. Embora a natureza de sua ocorrência não seja completamente clara, existem várias hipóteses explicativas. O mais popular é um capacitor, como um análogo para representar a eletricidade na atmosfera. Suas placas podem marcar a superfície da Terra e a ionosfera, entre as quais circula um dielétrico - o ar.

Tipos de eletricidade atmosférica:

1. Trovoadas. Relâmpagos com um brilho visível e repiques estrondosos. A voltagem do raio atinge centenas de milhões de volts com uma intensidade de corrente de 500.000 A;

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raios

1. Fogos de Santo Elmo. Descarga corona de eletricidade gerada em torno de fios, mastros;
2. Bola fogo. Descarga em forma de bola, movendo-se pelo ar;
3. Luzes polares. Brilho multicolorido da ionosfera da Terra sob a influência de partículas carregadas penetrando do espaço.

Aplicação de eletricidade

Uma pessoa usa as propriedades benéficas da corrente elétrica em todas as áreas da vida:

• iluminação;
• transmissão de sinais: telefone, rádio, televisão, telégrafo;
• transporte elétrico: trens, carros elétricos, bondes, trólebus;
• criação de um microclima confortável: aquecimento e ar condicionado;
• Equipamento médico;
• uso doméstico: aparelhos elétricos;
• computadores e dispositivos móveis;
• indústria: máquinas-ferramentas e equipamentos;
• eletrólise: obtenção de alumínio, zinco, magnésio e outras substâncias.

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Aplicação de eletricidade

Perigo elétrico

O contato direto com a corrente elétrica sem equipamento de proteção é mortal para os seres humanos. Vários tipos de influências são possíveis:

• queima térmica;
• divisão eletrolítica de sangue e linfa com mudança em sua composição;
• contrações musculares convulsivas podem provocar fibrilação cardíaca até sua parada completa, interromper o funcionamento do sistema respiratório.

Importante! A corrente sentida por uma pessoa começa a partir de um valor de 1 mA, se o valor da corrente for 25 mA, são possíveis sérias mudanças negativas no corpo.

A característica mais importante da corrente elétrica é que ela pode fazer um trabalho útil para uma pessoa: iluminar uma casa, lavar e secar roupas, cozinhar o jantar, aquecer uma casa. Agora, um lugar significativo é ocupado por seu uso na transmissão de informações, embora isso não exija um grande consumo de eletricidade.

Vídeo

Carga em movimento. Pode assumir a forma de uma descarga repentina de eletricidade estática, como um raio. Ou pode ser um processo controlado em geradores, baterias, células solares ou de combustível. Hoje vamos considerar o próprio conceito de "corrente elétrica" ​​e as condições para a existência de uma corrente elétrica.

Energia elétrica

A maior parte da eletricidade que usamos vem na forma de corrente alternada da rede elétrica. Ele é criado por geradores que funcionam de acordo com a lei de indução de Faraday, devido à qual um campo magnético variável pode induzir uma corrente elétrica em um condutor.

Os geradores têm bobinas giratórias de fio que passam por campos magnéticos à medida que giram. À medida que as bobinas giram, elas abrem e fecham em relação ao campo magnético e criam uma corrente elétrica que muda de direção a cada volta. A corrente passa por um ciclo completo de ida e volta 60 vezes por segundo.

Os geradores podem ser alimentados por turbinas a vapor aquecidas por carvão, gás natural, petróleo ou reator nuclear. Do gerador, a corrente passa por uma série de transformadores, onde sua tensão aumenta. O diâmetro dos fios determina a quantidade e a força da corrente que eles podem transportar sem superaquecimento e desperdício de energia, e a tensão é limitada apenas pela forma como as linhas são isoladas do solo.

É interessante notar que a corrente é transportada por apenas um fio, não por dois. Seus dois lados são designados como positivos e negativos. No entanto, como a polaridade da corrente alternada muda 60 vezes por segundo, eles têm outros nomes - quentes (linhas de energia principais) e aterrados (passando no subsolo para completar o circuito).

Por que a eletricidade é necessária?

Existem muitos usos para a eletricidade: ela pode iluminar sua casa, lavar e secar suas roupas, levantar a porta da garagem, ferver água em uma chaleira e alimentar outros utensílios domésticos que tornam nossas vidas muito mais fáceis. No entanto, a capacidade da corrente de transmitir informações está se tornando cada vez mais importante.

Quando conectado à Internet, um computador usa apenas uma pequena parte da corrente elétrica, mas isso é algo sem o qual uma pessoa moderna não pode imaginar sua vida.

O conceito de corrente elétrica

Como uma corrente de rio, uma corrente de moléculas de água, uma corrente elétrica é uma corrente de partículas carregadas. O que é que a causa, e por que não vai sempre na mesma direção? Quando você ouve a palavra fluir, o que você pensa? Talvez seja um rio. É uma boa associação, porque é por isso que a corrente elétrica recebeu esse nome. É muito semelhante ao fluxo de água, só que em vez de moléculas de água se moverem ao longo do canal, partículas carregadas se movem ao longo do condutor.

Entre as condições necessárias para a existência de corrente elétrica, há um item que prevê a presença de elétrons. Os átomos em um material condutor têm muitas dessas partículas carregadas livres que flutuam ao redor e entre os átomos. Seu movimento é aleatório, então não há fluxo em nenhuma direção. O que é necessário para que uma corrente elétrica exista?

As condições para a existência de corrente elétrica incluem a presença de tensão. Quando aplicado a um condutor, todos os elétrons livres se moverão na mesma direção, criando uma corrente.

Curioso sobre a corrente elétrica

Curiosamente, quando a energia elétrica é transmitida através de um condutor na velocidade da luz, os próprios elétrons se movem muito mais lentamente. De fato, se você caminhasse vagarosamente ao lado de um fio condutor, sua velocidade seria 100 vezes mais rápida que a dos elétrons. Isso se deve ao fato de que eles não precisam percorrer grandes distâncias para transferir energia entre si.

Corrente contínua e alternada

Hoje, dois tipos diferentes de corrente são amplamente utilizados - direta e alternada. No primeiro, os elétrons se movem em uma direção, do lado "negativo" para o lado "positivo". A corrente alternada empurra os elétrons para frente e para trás, mudando a direção do fluxo várias vezes por segundo.

Geradores usados ​​em usinas de energia para produzir eletricidade são projetados para produzir corrente alternada. Você provavelmente nunca notou que a luz em sua casa está realmente piscando à medida que a direção atual muda, mas acontece muito rápido para os olhos reconhecerem.

Quais são as condições para a existência de corrente elétrica direta? Por que precisamos dos dois tipos e qual é o melhor? Essas são boas perguntas. O fato de ainda usarmos os dois tipos de corrente sugere que ambos servem a propósitos específicos. Já no século 19, estava claro que a transmissão eficiente de energia por longas distâncias entre uma usina e uma casa só era possível em tensões muito altas. Mas o problema era que o envio de alta voltagem era extremamente perigoso para as pessoas.

A solução para este problema foi reduzir o estresse fora de casa antes de enviá-lo para dentro. Até hoje, a corrente elétrica contínua é usada para transmissão a longas distâncias, principalmente devido à sua capacidade de converter facilmente para outras tensões.

Como funciona a corrente elétrica

As condições para a existência de uma corrente elétrica incluem a presença de partículas carregadas, um condutor e tensão. Muitos cientistas estudaram a eletricidade e descobriram que existem dois tipos dela: estática e corrente.

É o segundo que desempenha um papel enorme na vida cotidiana de qualquer pessoa, pois é uma corrente elétrica que passa pelo circuito. Nós o usamos diariamente para alimentar nossas casas e muito mais.

O que é corrente elétrica?

Quando cargas elétricas circulam em um circuito de um lugar para outro, uma corrente elétrica é gerada. As condições para a existência de uma corrente elétrica incluem, além de partículas carregadas, a presença de um condutor. Na maioria das vezes é um fio. Seu circuito é um circuito fechado no qual a corrente flui de uma fonte de energia. Quando o circuito está aberto, ele não pode completar a jornada. Por exemplo, quando a luz do seu quarto está apagada, o circuito está aberto, mas quando o circuito está fechado, a luz está acesa.

Potência atual

As condições para a existência de uma corrente elétrica em um condutor são muito influenciadas por uma característica de tensão como a potência. Esta é uma medida de quanta energia está sendo usada durante um determinado período de tempo.

Existem muitas unidades diferentes que podem ser usadas para expressar essa característica. No entanto, a energia elétrica é quase medida em watts. Um watt é igual a um joule por segundo.

Carga elétrica em movimento

Quais são as condições para a existência de uma corrente elétrica? Pode assumir a forma de uma descarga repentina de eletricidade estática, como um raio ou uma faísca de atrito com um pano de lã. Mais frequentemente, no entanto, quando falamos de corrente elétrica, queremos dizer uma forma mais controlada de eletricidade que faz as luzes e os aparelhos funcionarem. A maior parte da carga elétrica é transportada pelos elétrons negativos e prótons positivos dentro do átomo. No entanto, estes últimos estão principalmente imobilizados dentro dos núcleos atômicos, de modo que o trabalho de transferência de carga de um lugar para outro é feito pelos elétrons.

Os elétrons em um material condutor, como um metal, são amplamente livres para se mover de um átomo para outro ao longo de suas bandas de condução, que são as órbitas eletrônicas mais altas. Uma força ou tensão eletromotriz suficiente cria um desequilíbrio de carga que pode fazer com que os elétrons se movam através de um condutor na forma de uma corrente elétrica.

Se fizermos uma analogia com a água, tomemos, por exemplo, um cachimbo. Quando abrimos uma válvula em uma extremidade para deixar a água entrar no cano, não precisamos esperar que a água chegue até o final do cano. Obtemos água na outra extremidade quase instantaneamente porque a água que entra empurra a água que já está no cano. É o que acontece no caso de uma corrente elétrica em um fio.

Corrente elétrica: condições para a existência de uma corrente elétrica

A corrente elétrica é geralmente vista como um fluxo de elétrons. Quando as duas extremidades da bateria são conectadas uma à outra com um fio de metal, essa massa carregada flui através do fio de uma extremidade (eletrodo ou pólo) da bateria para a oposta. Então, vamos chamar as condições para a existência de uma corrente elétrica:

1. partículas carregadas.
2. Condutor.
3. Fonte de voltagem.

No entanto, nem tudo tão simples. Que condições são necessárias para a existência de uma corrente elétrica? Essa pergunta pode ser respondida com mais detalhes considerando as seguintes características:

• Diferença de potencial (tensão). Este é um dos pré-requisitos. Entre os 2 pontos deve haver uma diferença de potencial, o que significa que a força repulsiva que é criada por partículas carregadas em um lugar deve ser maior que sua força em outro ponto. As fontes de tensão, como regra, não ocorrem na natureza e os elétrons são distribuídos de maneira bastante uniforme no ambiente. No entanto, os cientistas conseguiram inventar certos tipos de dispositivos onde essas partículas carregadas podem se acumular, criando assim a tensão necessária (por exemplo, em baterias).
• Resistência elétrica (condutor). Esta é a segunda condição importante que é necessária para a existência de uma corrente elétrica. Este é o caminho ao longo do qual as partículas carregadas viajam. Apenas os materiais que permitem que os elétrons se movam livremente atuam como condutores. Aqueles que não possuem essa habilidade são chamados de isolantes. Por exemplo, um fio de metal será um excelente condutor, enquanto sua bainha de borracha será um excelente isolante.

Tendo estudado cuidadosamente as condições para o surgimento e a existência da corrente elétrica, as pessoas foram capazes de domar esse elemento poderoso e perigoso e direcioná-lo para o benefício da humanidade.

Este é o movimento ordenado de certas partículas carregadas. Para usar com competência todo o potencial da eletricidade, é necessário entender claramente todos os princípios do dispositivo e o funcionamento da corrente elétrica. Então, vamos descobrir o que são trabalho e potência atual.

De onde vem a corrente elétrica?

Apesar da aparente simplicidade da pergunta, poucos são capazes de lhe dar uma resposta inteligível. Claro, hoje em dia, quando a tecnologia está se desenvolvendo a uma velocidade incrível, uma pessoa não pensa particularmente em coisas elementares como o princípio de operação de uma corrente elétrica. De onde vem a eletricidade? Certamente muitos responderão "Bem, da tomada, é claro" ou simplesmente encolherão os ombros. Entretanto, é muito importante entender como funciona a corrente. Isso deve ser conhecido não apenas pelos cientistas, mas também por pessoas que não estão de forma alguma conectadas com o mundo das ciências, por seu desenvolvimento geral versátil. Mas ser capaz de usar corretamente o princípio de operação atual não é para todos.

Então, primeiro você precisa entender que a eletricidade não surge do nada: ela é produzida por geradores especiais localizados em várias usinas. Graças ao trabalho de rotação das pás das turbinas, o vapor obtido como resultado do aquecimento da água com carvão ou óleo gera energia, que é posteriormente convertida em eletricidade com a ajuda de um gerador. O gerador é muito simples: no centro do aparelho há um imã enorme e muito forte, que faz com que cargas elétricas se movam ao longo de fios de cobre.

Como a eletricidade chega às nossas casas?

Após uma certa quantidade de corrente elétrica ter sido obtida com a ajuda de energia (térmica ou nuclear), ela pode ser fornecida às pessoas. Esse fornecimento de eletricidade funciona da seguinte forma: para que a eletricidade chegue com sucesso a todos os apartamentos e empreendimentos, ela deve ser “empurrada”. E para isso você precisa aumentar a força que o fará. É chamado de tensão da corrente elétrica. O princípio de operação é o seguinte: a corrente passa pelo transformador, o que aumenta sua tensão. Além disso, a corrente elétrica flui através de cabos instalados no subsolo ou em altura (porque a tensão às vezes atinge 10.000 volts, o que é mortal para os seres humanos). Quando a corrente chega ao seu destino, ela deve passar novamente pelo transformador, que agora reduzirá sua tensão. Em seguida, passa por fios para blindagens instaladas em prédios de apartamentos ou outros prédios.

A eletricidade transportada pelos fios pode ser usada graças ao sistema de tomadas, conectando os eletrodomésticos a eles. Fios adicionais são transportados nas paredes, através dos quais a corrente elétrica flui e, graças a isso, a iluminação e todos os aparelhos da casa funcionam.

O que é trabalho atual?

A energia que uma corrente elétrica carrega em si mesma é convertida ao longo do tempo em luz ou calor. Por exemplo, quando acendemos uma lâmpada, a forma elétrica de energia é convertida em luz.

Falando em uma linguagem acessível, o trabalho da corrente é a ação que a própria eletricidade produziu. Além disso, pode ser facilmente calculado pela fórmula. Com base na lei da conservação da energia, podemos concluir que a energia elétrica não desapareceu, mudou total ou parcialmente para outra forma, enquanto emitia uma certa quantidade de calor. Esse calor é o trabalho da corrente quando ela passa pelo condutor e o aquece (ocorre a troca de calor). É assim que a fórmula de Joule-Lenz se parece: A \u003d Q \u003d U * I * t (o trabalho é igual à quantidade de calor ou ao produto da potência atual e o tempo durante o qual fluiu pelo condutor).

O que significa corrente contínua?

A corrente elétrica é de dois tipos: alternada e direta. Eles diferem em que este último não muda sua direção, possui dois grampos (positivo "+" e negativo "-") e sempre inicia seu movimento a partir de "+". E a corrente alternada tem dois terminais - fase e zero. É por causa da presença de uma fase na extremidade do condutor que também é chamado de monofásico.

Os princípios do dispositivo de corrente elétrica alternada e contínua monofásica são completamente diferentes: ao contrário da direta, a corrente alternada muda tanto sua direção (formando um fluxo tanto da fase para zero quanto de zero para a fase) e sua magnitude . Assim, por exemplo, a corrente alternada altera periodicamente o valor de sua carga. Acontece que a uma frequência de 50 Hz (50 oscilações por segundo), os elétrons mudam a direção de seu movimento exatamente 100 vezes.

Onde a corrente contínua é usada?

A corrente elétrica direta tem algumas características. Devido ao fato de fluir estritamente em uma direção, é mais difícil transformá-lo. Os seguintes elementos podem ser considerados como fontes de corrente contínua:

• baterias (alcalinas e ácidas);
• baterias convencionais usadas em pequenos eletrodomésticos;
• bem como vários dispositivos, como conversores.

operação DC

Quais são suas principais características? Estes são o trabalho e o poder atual, e ambos os conceitos estão intimamente relacionados um com o outro. Potência significa a velocidade do trabalho por unidade de tempo (por 1 s). De acordo com a lei de Joule-Lenz, obtemos que o trabalho de uma corrente elétrica contínua é igual ao produto da força da própria corrente, a tensão e o tempo durante o qual o trabalho do campo elétrico foi concluído para transferir cargas ao longo de o condutor.

É assim que a fórmula para encontrar o trabalho da corrente, levando em consideração a lei de resistência de Ohm nos condutores, se parece com: A \u003d I 2 * R * t (trabalho é igual ao quadrado da força da corrente multiplicado pelo valor da resistência do condutor e mais uma vez multiplicado pelo valor do tempo para o qual o trabalho foi realizado).

Corrente e tensão são parâmetros quantitativos usados ​​em circuitos elétricos. Na maioria das vezes, esses valores mudam com o tempo, caso contrário não haveria sentido na operação do circuito elétrico.

Tensão

Convencionalmente, a tensão é indicada pela letra você. O trabalho realizado para mover uma unidade de carga de um ponto de baixo potencial para um ponto de alto potencial é a tensão entre esses dois pontos. Em outras palavras, esta é a energia liberada após a transição de uma unidade de carga de um potencial alto para um pequeno.

A tensão também pode ser chamada de diferença de potencial, bem como a força eletromotriz. Este parâmetro é medido em volts. Para mover 1 coulomb de carga entre dois pontos que têm uma tensão de 1 volt, você precisa fazer 1 joule de trabalho. Coulombs medem cargas elétricas. 1 pingente é igual à carga de 6x10 18 elétrons.

A tensão é dividida em vários tipos, dependendo dos tipos de corrente.

• Pressão constante . Está presente em circuitos eletrostáticos e circuitos CC.
• tensão CA . Este tipo de tensão está disponível em circuitos com correntes senoidais e alternadas. No caso de uma corrente senoidal, características de tensão como:
  amplitude de flutuação de tensãoé o seu desvio máximo do eixo x;
  tensão instantânea, que é expresso em um determinado momento;
  tensão operacional, é determinado pelo trabalho ativo do 1º semiciclo;
  tensão retificada média, determinado pelo módulo da tensão retificada para um período harmônico.

Ao transmitir eletricidade através de linhas aéreas, a disposição dos suportes e suas dimensões dependem da magnitude da tensão aplicada. A tensão entre as fases é chamada de tensão da linha , e a tensão entre o terra e cada uma das fases é tensão de fase . Esta regra se aplica a todos os tipos de linhas aéreas. Na Rússia, nas redes elétricas domésticas, o padrão é uma tensão trifásica com uma tensão linear de 380 volts e um valor de tensão de fase de 220 volts.

Eletricidade

A corrente em um circuito elétrico é a velocidade dos elétrons em um determinado ponto, medida em amperes, e é indicada nos diagramas pela letra " EU". Unidades derivadas do ampère também são usadas com os prefixos apropriados mili-, micro-, nano, etc. Uma corrente de 1 ampere é gerada movendo uma unidade de carga de 1 coulomb em 1 segundo.

Convencionalmente, considera-se que a corrente flui na direção do potencial positivo para o negativo. No entanto, pelo curso da física, sabe-se que o elétron se move na direção oposta.

Você precisa saber que a tensão é medida entre 2 pontos no circuito e a corrente flui através de um ponto específico do circuito, ou através de seu elemento. Portanto, se alguém usa a expressão "tensão na resistência", isso é incorreto e analfabeto. Mas muitas vezes estamos falando de tensão em um determinado ponto do circuito. Isso se refere à tensão entre o terra e este ponto.

A tensão é formada a partir do impacto nas cargas elétricas em geradores e outros dispositivos. A corrente é gerada pela aplicação de tensão em dois pontos de um circuito.

Para entender o que são corrente e tensão, seria mais correto usar. Nele você pode ver a corrente e a tensão, que mudam seus valores ao longo do tempo. Na prática, os elementos de um circuito elétrico são conectados por condutores. Em certos pontos, os elementos do circuito têm seu próprio valor de tensão.

A corrente e a tensão obedecem às regras:

• A soma das correntes que entram no ponto é igual à soma das correntes que saem do ponto (regra de conservação de carga). Tal regra é a lei de Kirchhoff para corrente. O ponto de entrada e saída de corrente neste caso é chamado de nó. Uma consequência dessa lei é a seguinte afirmação: em um circuito elétrico em série de um grupo de elementos, a corrente para todos os pontos é a mesma.
• Em um circuito paralelo de elementos, a tensão em todos os elementos é a mesma. Em outras palavras, a soma das quedas de tensão em um circuito fechado é zero. Esta lei de Kirchhoff se aplica a tensões.
• O trabalho realizado por unidade de tempo pelo circuito (potência) é expresso da seguinte forma: P \u003d U * I. A potência é medida em watts. 1 joule de trabalho realizado em 1 segundo é igual a 1 watt. A energia é distribuída na forma de calor, é gasta em trabalho mecânico (em motores elétricos), é convertida em radiação de vários tipos, acumula-se em tanques ou baterias. Ao projetar sistemas elétricos complexos, um dos desafios é a carga térmica do sistema.

Característica de corrente elétrica

Um pré-requisito para a existência de corrente em um circuito elétrico é um circuito fechado. Se o circuito quebrar, a corrente para.

Tudo na engenharia elétrica funciona com base nesse princípio. Eles quebram o circuito elétrico com contatos mecânicos móveis, e isso interrompe o fluxo de corrente, desligando o dispositivo.

Na indústria de energia, a corrente elétrica ocorre dentro de condutores de corrente, que são feitos na forma de pneus, e outras partes que conduzem a corrente.

Existem também outras maneiras de criar uma corrente interna em:

• Líquidos e gases devido ao movimento de íons carregados.
• Vácuo, gás e ar usando emissão termiônica.
• devido ao movimento dos portadores de carga.

Condições para a ocorrência de corrente elétrica

• Condutores de aquecimento (não supercondutores).
• Aplicativo para carregar portadores de diferença de potencial.
• Reação química com liberação de novas substâncias.
• O efeito de um campo magnético em um condutor.

Formas de onda atuais

• Linha reta.
• Onda senoidal harmônica variável.
• Um meandro que se parece com uma onda senoidal, mas tem cantos afiados (às vezes os cantos podem ser suavizados).
• Uma forma pulsante de uma direção, com uma amplitude que varia de zero ao maior valor de acordo com uma determinada lei.

Tipos de trabalho da corrente elétrica

• Luz emitida por dispositivos de iluminação.
• Geração de calor com elementos de aquecimento.
• Trabalho mecânico (rotação de motores elétricos, ação de outros dispositivos elétricos).
• Criação de radiação eletromagnética.

Fenômenos negativos causados ​​pela corrente elétrica

• Superaquecimento de contatos e peças que conduzem corrente.
• A ocorrência de correntes parasitas nos núcleos de dispositivos elétricos.
• Radiação eletromagnética para o ambiente externo.

Os criadores de dispositivos elétricos e vários circuitos ao projetar devem levar em consideração as propriedades acima da corrente elétrica em seus projetos. Por exemplo, o efeito nocivo das correntes parasitas em motores elétricos, transformadores e geradores é reduzido pela mistura dos núcleos usados ​​para transmitir fluxos magnéticos. A mistura do núcleo é sua fabricação não a partir de uma única peça de metal, mas de um conjunto de placas finas individuais de aço elétrico especial.

Mas, por outro lado, as correntes parasitas são usadas para operar fornos de microondas, fornos, operando no princípio da indução magnética. Portanto, podemos dizer que as correntes parasitas não são apenas prejudiciais, mas também benéficas.

Uma corrente alternada com um sinal na forma de uma senóide pode variar em frequência de oscilação por unidade de tempo. Em nosso país, a frequência de corrente industrial de dispositivos elétricos é padrão e é igual a 50 hertz. Em alguns países, a frequência atual é de 60 hertz.

Para vários fins em engenharia elétrica e engenharia de rádio, outros valores de frequência são usados:

• Sinais de baixa frequência com frequência de corrente mais baixa.
• Sinais de alta frequência, que são muito mais altos do que a frequência atual de uso industrial.

Acredita-se que a corrente elétrica ocorre quando os elétrons se movem dentro de um condutor, por isso é chamada de corrente de condução. Mas existe outro tipo de corrente elétrica, que é chamada de convecção. Ocorre quando macrocorpos carregados se movem, por exemplo, gotas de chuva.

Corrente elétrica em metais

O movimento dos elétrons sob a influência de uma força constante sobre eles é comparado com um pára-quedista que desce ao solo. Nesses dois casos, ocorre movimento uniforme. A força da gravidade atua sobre o paraquedista, e a força de resistência do ar se opõe a ela. A força do campo elétrico atua no movimento dos elétrons, e os íons das redes cristalinas resistem a esse movimento. A velocidade média dos elétrons atinge um valor constante, assim como a velocidade do paraquedista.

Em um condutor de metal, a velocidade de um elétron é de 0,1 mm por segundo e a velocidade de uma corrente elétrica é de cerca de 300.000 km por segundo. Isso ocorre porque a corrente elétrica flui apenas onde a tensão é aplicada às partículas carregadas. Portanto, uma alta taxa de fluxo de corrente é alcançada.

Ao mover elétrons em uma rede cristalina, há a seguinte regularidade. Os elétrons não colidem com todos os íons que se aproximam, mas apenas com cada décimo deles. Isso é explicado pelas leis da mecânica quântica, que podem ser simplificadas da seguinte maneira.

O movimento dos elétrons é impedido por grandes íons que resistem. Isso é especialmente perceptível quando os metais são aquecidos, quando os íons pesados ​​"balançam", aumentam de tamanho e reduzem a condutividade elétrica das redes cristalinas do condutor. Portanto, quando os metais são aquecidos, sua resistência sempre aumenta. À medida que a temperatura diminui, a condutividade elétrica aumenta. Ao reduzir a temperatura do metal para zero absoluto, o efeito da supercondutividade pode ser alcançado.