Elektrina — riadený (usporiadaný) pohyb nabitých častíc. Takéto častice môžu byť: v kovoch - elektróny, v elektrolytoch - ióny (katióny a anióny), v plynoch - ióny a elektróny, vo vákuu za určitých podmienok - elektróny, v polovodičoch - elektróny a diery (vodivosť elektrón-diera). Niekedy sa elektrický prúd nazýva aj posuvný prúd, ktorý je výsledkom zmeny elektrického poľa v priebehu času.

Elektrický prúd má tieto prejavy:

• zahrievanie vodičov (v supravodičoch nedochádza k uvoľňovaniu tepla);
• zmena chemického zloženia vodičov (pozorovaná hlavne v elektrolytoch);
• vytvorenie magnetického poľa (prejavuje sa vo všetkých vodičoch bez výnimky).

Klasifikácia:

Ak sa nabité častice pohybujú vo vnútri makroskopických telies vzhľadom na určité médium, potom sa takýto prúd nazýva elektrický vodivý prúd. Ak sa makroskopické nabité telesá pohybujú (napríklad nabité dažďové kvapky), potom sa tento prúd nazýva konvekčný prúd.

Rozlišovať premenlivý(anglický striedavý prúd, AC), konštantný(anglický jednosmerný prúd, DC) a pulzujúca elektrické prúdy, ako aj ich rôzne kombinácie. V takýchto výrazoch sa slovo „elektrický“ často vynecháva.

D.C - prúd, ktorého smer a veľkosť sa s časom mierne menia.

Striedavý prúd - prúd, ktorého veľkosť a smer sa menia s časom. V širšom zmysle je striedavý prúd akýkoľvek prúd, ktorý nie je priamy. Medzi striedavými prúdmi je hlavný prúd, ktorého hodnota sa mení podľa sínusového zákona. V tomto prípade sa potenciál každého konca vodiča mení vzhľadom na potenciál druhého konca vodiča striedavo z kladného na záporný a naopak, pričom prechádza cez všetky stredné potenciály (vrátane nulového potenciálu). V dôsledku toho vzniká prúd, ktorý neustále mení smer: pri pohybe jedným smerom sa zvyšuje, dosahuje maximum, nazývané hodnota amplitúdy, potom klesá, v určitom bode sa stáva nulou, potom sa opäť zvyšuje, ale v druhom smere a tiež dosiahne maximálnu hodnotu , klesne, aby potom znova prekonal nulu, po ktorej sa cyklus všetkých zmien obnoví.

Kvázistacionárny prúd - „relatívne pomaly sa meniaci striedavý prúd, pre ktorého okamžité hodnoty sú s dostatočnou presnosťou splnené zákony jednosmerného prúdu“ (TSB). Týmito zákonmi sú Ohmov zákon, Kirchhoffove pravidlá a iné. Kvázistacionárny prúd, ako aj jednosmerný prúd, má rovnakú silu prúdu vo všetkých častiach nerozvetveného obvodu. Pri výpočte kvázistacionárnych prúdových obvodov v dôsledku vznikajúcej e. d.s. kapacitné a indukčné indukcie sa berú do úvahy ako sústredené parametre. Kvázistacionárne sú bežné priemyselné prúdy, okrem prúdov v diaľkových prenosových vedeniach, v ktorých nie je splnená podmienka kvázistacionárnosti pozdĺž vedenia.

Vysokofrekvenčný striedavý prúd - prúd, pri ktorom už nie je splnená podmienka kvázistacionárnosti, prúd prechádza po povrchu vodiča, obteká ho zo všetkých strán. Tento efekt sa nazýva efekt kože.

Zvlnený prúd - prúd, pri ktorom sa mení len veľkosť, ale smer zostáva konštantný.

Vírivé prúdy (Foucaultove prúdy) - „uzavreté elektrické prúdy v masívnom vodiči, ktoré vznikajú, keď sa mení magnetický tok, ktorý ním preniká“, preto vírivé prúdy sú indukčné prúdy. Čím rýchlejšie sa mení magnetický tok, tým silnejšie sú vírivé prúdy. Vírivé prúdy nepretekajú pozdĺž určitých dráh v drôtoch, ale po uzavretí vodiča vytvárajú vírovité obrysy.

Existencia vírivých prúdov vedie ku skin efektu, teda k tomu, že striedavý elektrický prúd a magnetický tok sa šíria najmä v povrchovej vrstve vodiča. Ohrev vodičov vírivými prúdmi vedie k energetickým stratám, najmä v jadrách AC cievok. Na zníženie strát energie v dôsledku vírivých prúdov sa používa rozdelenie magnetických obvodov striedavého prúdu na samostatné dosky, navzájom izolované a umiestnené kolmo na smer vírivých prúdov, čo obmedzuje možné obrysy ich dráh a výrazne znižuje veľkosť. týchto prúdov. Pri veľmi vysokých frekvenciách sa namiesto feromagnetík používajú magnetodielektriká pre magnetické obvody, v ktorých kvôli veľmi vysokému odporu vírivé prúdy prakticky nevznikajú.

Charakteristika:

Historicky sa uznáva, že smer prúdu sa zhoduje so smerom pohybu kladných nábojov vo vodiči. V tomto prípade, ak sú jedinými nosičmi prúdu záporne nabité častice (napríklad elektróny v kove), potom je smer prúdu opačný ako smer pohybu nabitých častíc.

Rýchlosť usmerneného pohybu častíc vo vodičoch závisí od materiálu vodiča, hmotnosti a náboja častíc, okolitej teploty, aplikovaného rozdielu potenciálov a je oveľa menšia ako rýchlosť svetla. Za 1 sekundu sa elektróny vo vodiči posunú usporiadaným pohybom o menej ako 0,1 mm. Napriek tomu sa rýchlosť šírenia skutočného elektrického prúdu rovná rýchlosti svetla (rýchlosť šírenia čela elektromagnetickej vlny). Teda miesto, kde elektróny po zmene napätia menia rýchlosť pohybu, sa pohybuje s rýchlosťou šírenia elektromagnetických kmitov.

Hlavné typy vodičov:

Vodiče na rozdiel od dielektrík obsahujú voľné nosiče nekompenzovaných nábojov, ktoré sa pôsobením sily, zvyčajne rozdielu elektrických potenciálov, dajú do pohybu a vytvárajú elektrický prúd. Prúdovo-napäťová charakteristika (závislosť sily prúdu od napätia) je najdôležitejšou charakteristikou vodiča. Pre kovové vodiče a elektrolyty má najjednoduchšiu formu: sila prúdu je priamo úmerná napätiu (Ohmov zákon).

Kovy - v tomto prípade sú nosičmi prúdu vodivé elektróny, ktoré sa zvyčajne považujú za elektrónový plyn, čo jasne ukazuje kvantové vlastnosti degenerovaného plynu.

Plazma - ionizovaný plyn. Elektrický náboj nesú ióny (kladné a záporné) a voľné elektróny, ktoré vznikajú pôsobením žiarenia (ultrafialové, röntgenové a iné) a (alebo) zahrievaním.

elektrolytov - "kvapalné alebo pevné látky a systémy, v ktorých sú ióny prítomné v akejkoľvek nápadnej koncentrácii, čo spôsobuje prechod elektrického prúdu." Ióny sa tvoria v procese elektrolytickej disociácie. Pri zahrievaní sa odpor elektrolytov znižuje v dôsledku zvýšenia počtu molekúl rozložených na ióny. V dôsledku prechodu prúdu cez elektrolyt sa ióny približujú k elektródam a sú neutralizované a usadzujú sa na nich. Faradayove zákony elektrolýzy určujú hmotnosť látky uvoľnenej na elektródach.

Vo vákuu je tiež elektrický prúd elektrónov, ktorý sa používa v katódových zariadeniach.

Elektrický prúd je usporiadaný pohyb nabitých častíc. V pevných látkach ide o pohyb elektrónov (záporne nabitých častíc) v kvapalných a plynných telesách, ide o pohyb iónov (kladne nabitých častíc). Okrem toho môže byť prúd konštantný a premenlivý a majú úplne odlišný pohyb elektrických nábojov. Aby ste pochopili a osvojili si tému prúdenia vo vodičoch, možno budete musieť najprv podrobnejšie porozumieť základom elektrofyziky. Tam začnem.

Ako teda vo všeobecnosti prúdi elektrický prúd? Vieme, že hmota sa skladá z atómov. Sú to elementárne častice hmoty. Štruktúra atómu sa podobá našej slnečnej sústave, kde sa jadro atómu nachádza v strede. Pozostáva z tesne zlisovaných protónov (pozitívnych elektrických častíc) a neutrónov (elektricky neutrálnych častíc). Elektróny (menšie častice so záporným nábojom) rotujú okolo tohto jadra veľkou rýchlosťou na svojich dráhach. Rôzne látky majú rôzny počet elektrónov a obežných dráh, na ktorých rotujú. Atómy pevných látok majú takzvanú kryštálovú mriežku. Toto je štruktúra hmoty, v ktorej sú atómy navzájom usporiadané v určitom poradí.

Odkiaľ pochádza elektrický prúd? Ukazuje sa, že v niektorých látkach (vodičoch prúdu) sa elektróny, ktoré sú najvzdialenejšie od ich jadra, môžu odtrhnúť od atómu a prejsť k susednému atómu. Tento pohyb elektrónov sa nazýva voľný. Ide len o to, že elektróny sa pohybujú vo vnútri hmoty z jedného atómu na druhý. Ak je však k tejto látke (elektrickému vodiču) pripojené vonkajšie elektromagnetické pole, čím sa vytvorí elektrický obvod, všetky voľné elektróny sa začnú pohybovať jedným smerom. Ide práve o pohyb elektrického prúdu vo vnútri vodiča.

Teraz sa pozrime na to, čo predstavuje jednosmerný a striedavý prúd. Jednosmerný prúd sa teda vždy pohybuje iba jedným smerom. Ako bolo spomenuté na samom začiatku, elektróny sa pohybujú v pevných látkach a ióny sa pohybujú v kvapalných a plynných telesách. Elektróny sú negatívne nabité častice. V dôsledku toho v pevných látkach prúdi elektrický prúd z mínusu do plusu zdroja energie (elektróny sa pohybujú pozdĺž elektrického obvodu). V kvapalinách a plynoch sa prúd pohybuje v dvoch smeroch naraz, alebo skôr súčasne, elektróny prúdia do plusu a ióny (samostatné atómy, ktoré nie sú prepojené kryštálovou mriežkou, sú každý sám o sebe) prúdia do mínusu. zdroja energie.

Vedci sa na druhej strane oficiálne domnievali, že pohyb nastáva z plusu do mínusu (naopak, ako sa v skutočnosti deje). Takže z vedeckého hľadiska je správne povedať, že elektrický prúd sa pohybuje z plusu do mínusu, ale z reálneho hľadiska (elektrofyzikálnej povahy) je správnejšie veriť, že prúd tečie z mínus do plus ( v pevných látkach). Možno to bolo urobené pre určité pohodlie.

Teraz, pokiaľ ide o striedavý elektrický prúd. Tu je všetko trochu komplikovanejšie. Ak pri jednosmernom prúde má pohyb nabitých častíc len jeden smer (fyzicky prúdia elektróny so znamienkom mínus smerom k plusu), tak pri striedavom prúde sa smer pohybu periodicky mení na opačný. Pravdepodobne ste už počuli, že v bežnom mestskom zdroji je striedavé napätie 220 voltov a štandardná frekvencia 50 hertzov. Takže týchto 50 hertzov naznačuje, že elektrický prúd za jednu sekundu má čas prejsť celým cyklom 50-krát, čo má sínusový tvar. V skutočnosti sa za jednu sekundu zmení smer prúdu až 100-krát (v jednom cykle sa zmení dvakrát).

P.S. Smer prúdu v elektrických obvodoch je dôležitý. V mnohých prípadoch, ak je obvod navrhnutý pre jeden smer prúdu a náhodou ho zmeníte na opačný alebo pripojíte striedavý prúd namiesto jednosmerného prúdu, zariadenie s najväčšou pravdepodobnosťou jednoducho zlyhá. Mnoho polovodičov, ktoré pracujú v obvodoch, môže preraziť a vyhorieť, keď je prúd obrátený. Takže pri pripájaní napájacieho zdroja musíte striktne dodržiavať smer prúdu.

Na otázku čo to znamená "prúd tečie cez vodiče"? je tekutý? (znie to veľmi detinsky, ale nemôžem sa spýtať inak!!!) v podaní autora pani najlepšia odpoveď je no, je to metafora... V skutočnosti elektróny oscilujú tam a späť a obiehajú okolo atómu a prenášajú túto osciláciu na iné elektróny v blízkosti iného atómu. Zároveň sa nepohnú zo svojho miesta. Keď kmitajú, prenášajú si navzájom náboj. To sa samozrejme deje veľmi rýchlo. Rýchlosťou svetla (je to aj rýchlosť šírenia elektromagnetického žiarenia, ktorého jednou z foriem je elektrický prúd). Páči sa ti to.

Odpoveď od 22 odpovedí[guru]

Ahoj! Tu je výber tém s odpoveďami na vašu otázku: čo znamená „prúd tečie cez drôty“? je tekutý? (znie to veľmi detinsky, ale nemôžem sa opýtať inak!!!)

Odpoveď od Študent korešpondencie[guru]
pohyb kladne nabitých častíc

Odpoveď od Inca =) aký je rozdiel[guru]
neuteká, uteká

Odpoveď od firafín[guru]
ti molniyu kogda nibud videla?
nu vot, tok ne jidkii, eto volna, ti je radio slushaesh nu predstav

Odpoveď od Oleg Salnikov[guru]
Elektrický prúd je usporiadaný pohyb elektrónov vo vodiči. Od negatívneho pólu k pozitívnemu.

Odpoveď od Yotratiy Arkady[nováčik]
hlavná vec - nesnažte sa ho dotknúť

Odpoveď od NoName NoSurname[expert]
Mdaaa ... myslis, ze aj cas je tekuty, ked uz s nim tecie sloveso? Tak sa to stalo v ruskom jazyku (nepoviem hneď za ostatných)! A čo sa týka zvyšku otázok - toto by som sa hanbil spýtať, ukazujú, že v inteligencii nie ste ďaleko))

Odpoveď od Makato[expert]
Prúd - kontinuálny pohyb nabitých častíc, inteligentní ľudia nehovoria, že prúd tečie, prúd - ide (nepretržitý pohyb nabitých častíc ide), nemá farbu, je neviditeľný, nesedí v zásuvke.
S pozdravom Obrovská myšlienka 🙂

Odpoveď od Vladimír Petrov[guru]
vo vyvode nesedi .. ak to porovnas s vodou tak vo vypuste v jednej diere je horske jazero je vela elektronov a v druhej je nizina a ked strcis tie elektrony z jazera do jeho zástrčky sa rútia do pláne a robia prácu na svojej ceste .. ako variť kanvicu pre vás.

Odpoveď od Arximed60[guru]
Zvyčajne sa to robí v bežnej reči. V skutočnosti je podľa definície elektrický prúd riadený pohyb nabitých častíc. S tekutinou to nemá nič spoločné.

Odpoveď od mánia mánia[majster]
Netráp sa, toto by si nemal vedieť, lebo nie si elektrikár.

Odpoveď od // I/I X A I/I /\[guru]
Pretože pohyb elektrónov vo vodiči je podobný pohybu vody v potrubí.
Tu je fáza - toto je potrubie pod tlakom. Nula je kanalizácia. Napätie je tlak vody. Intenzita prúdu je množstvo vody pretečené za jednotku času. Odpor je úzka rúra. Zem - to je, keď sa voda z potrubia vyleje na zem. A tak ďalej...

Odpoveď od Andy[nováčik]
V skutočnosti prúd nemôže ísť ani tiecť. Prúd buď existuje alebo nie. Prúd je predovšetkým tok. Hovorí niekto, že rieka tečie??? Tok rieky tam buď je, alebo nie je. Je to tak? Takže Prečo potom drvivá väčšina hovorí „tečie prúd“ alebo „tečie prúd“? Myslite, páni!

Odpoveď od Rovnováha[aktívny]
Klasická elektronická teória:
Prúd - usporiadaný pohyb elektrónov (v kovoch). Podmienečne od plus po mínus. Prúd je vytvorený rozdielom potenciálov na dvoch koncoch vodiča (napätie).
Nevysvetliteľné, ale fakt:
Z hľadiska klasickej teórie nie je možné vysvetliť nasledovné. Prečo sa pri trení jantáru alebo ebonitu nabíjajú, pretože sú dielektriká. Keď sa na zváracie stroje privedie napätie, drôty vhodné pre elektródy sa začnú trhať.

Elektrický prúd môže byť reprezentovaný ako riadený pohyb nabitých častíc, ktoré sa tradične považujú za nosiče záporného náboja alebo elektróny. Toto tvrdenie platí pre pevné vodiče, kde sa stála prítomnosť voľných nabitých častíc považuje za normu. Pre kvapalné a plynné médiá sú takýmito nosičmi kladne nabité ióny, cez ktoré sa uskutočňuje prenos hmoty.

fyzická osoba

Aby ste jasne pochopili, ako prúdi prúd, musíte sa najprv oboznámiť so základnými fyzikálnymi javmi, ktoré vedú k vytvoreniu usporiadaného toku. Podľa molekulárno-atomistickej teórie sa všetky prírodné telá (bez ohľadu na ich stav agregácie) skladajú z molekúl a atómov, ktoré zahŕňajú záporne nabité elektróny.

Na objasnenie princípov tvorby prúdu nabitých častíc je najvhodnejšie znázorniť zloženie fyzikálnych telies takto:

• Atómy, ktoré tvoria molekuly, sú podmienene reprezentované ako jadro umiestnené v strede a elektróny rotujúce okolo neho rýchlosťou svetla;
• V dôsledku rozdielnej polarity týchto dvoch komponentov má ich kombinácia za normálnych podmienok nulový náboj;

Ďalšie informácie. V atómoch akéhokoľvek chemického prvku sa počet obiehajúcich elektrónov rovná celkovému náboju jadra, čo zabezpečuje ich elektrickú neutralitu.

• V atómoch niektorých látok na vonkajších obaloch je veľké množstvo elektrónov, ktoré sú navyše podľa atómových noriem odstraňované z jadra na značné vzdialenosti;
• V niektorých momentoch sa niektoré z nich odtrhnú od svojich obežných dráh a začnú voľne "putovať" medzi atómami, pričom sú priťahované susednými jadrami alebo odpudzované od svojich elektrónov.

V dôsledku týchto procesov sa v kovových predmetoch objavujú voľné náboje, ktoré sa pri použití elektrických potenciálov (napätí) opačného znamienka začnú usporiadane pohybovať.

Usmernený pohyb voľných nosičov náboja v pevných látkach (vodičoch) sa nazýva elektrický prúd.

V látkach s nízkym obsahom voľných elektrónov je tento pohyb buď úplne nemožný (dielektrika), alebo je obmedzený na malú hodnotu. Takéto materiály, ktoré sú nedostatočne nasýtené elektrickými nosičmi, sa nazývajú polovodiče.

Druhy prúdov

Elektrónové toky prítomné vo vodivých materiáloch sa môžu neustále pohybovať jedným smerom alebo neustále meniť svoj smer. V prvom prípade tvoria striedavé a v druhom jednosmerné prúdy.

Premenlivé toky sa vytvárajú pod vplyvom napätí rôznej veľkosti a znamienka, ktoré sa aplikujú na konce vodiča, a potenciálny rozdiel rovnakej polarity sa používa na získanie signálu konštantného prúdu.

Poznámka! Meniace sa prúdy prechádzajú elektrickým vedením akéhokoľvek bytu a príkladom druhej odrody je jednosmerný pohyb elektrónov v batériách alebo batériách.

Historicky sa v okruhu s konštantným prietokom jeho smer považuje za pohyb od „plusu“ zdroja energie k jeho „mínusu“. Aj keď sa v skutočnosti nosiče záporného náboja pohybujú opačným smerom (od „mínusu“ po „plus“). Ale predtým akceptovaný podmienený smer bol v mysliach ľudí tak zafixovaný, že zostal nezmenený, pretože hodnotu tohto parametra považovali za absolútne podmienenú.

Aby sme pochopili, kde tečú striedavé prúdy, mali by sme začať priamo od ich definície. V tejto situácii pod vplyvom striedavého potenciálu (napätia) menia svoj smer s určitou periodicitou.

Dôležité! V ruských domácich sieťach má striedavé napätie frekvenciu 50 Hertzov. S vhodnou periodicitou mení prúd pretekajúci vedením svoj smer.

V zahraničných elektrických sieťach (najmä v USA a Japonsku) je táto frekvencia 60 Hertzov, čo mierne zvyšuje účinnosť pri súčasnom zvýšení strát v napájacích vedeniach.

Obojsmerný pohyb nábojov

Vo väčšine kovov sa súčasne s tokom elektrónov pozoruje spätný pohyb častíc opačného znamienka, tvorených kladne nabitými atómami. Ich pohyb sa zhoduje s historickou definíciou (od „plus“ po „mínus“), takže, ak je to žiaduce, pohyb týchto zložiek hmoty možno považovať za skutočný smer.

K vyššie uvedenému dodajme, že v kvapalinách a plynoch sa atómové častice s rôznym nábojom (už spomínané ióny a elektróny) pohybujú aj opačnými smermi. Tento spôsob vytvárania toku častíc v okruhu sa nazýva elektrolýza, ktorá je široko používaná v rôznych priemyselných odvetviach.

Na záver poznamenávame, že na rozdiel od teoretického pohľadu má v praxi zásadný význam podmienene zvolený smer pohybu elektrónov v konkrétnom elektrickom obvode. Akýkoľvek reťazec rádiových prvkov, ktorý je v ňom zahrnutý, je spočiatku vypočítaný pre určitú polaritu aplikovaného napätia a následne pre daný smer generovaného prúdového signálu.

Video

Nabíjanie v pohybe. Môže mať podobu náhleho výboja statickej elektriny, napríklad blesku. Alebo to môže byť riadený proces v generátoroch, batériách, solárnych alebo palivových článkoch. Dnes zvážime samotný pojem "elektrický prúd" a podmienky existencie elektrického prúdu.

Elektrická energia

Väčšina elektriny, ktorú používame, prichádza vo forme striedavého prúdu z elektrickej siete. Vytvárajú ho generátory, ktoré pracujú podľa Faradayovho zákona indukcie, vďaka čomu môže meniace sa magnetické pole indukovať vo vodiči elektrický prúd.

Generátory majú rotujúce cievky drôtu, ktoré pri rotácii prechádzajú cez magnetické polia. Keď sa cievky otáčajú, otvárajú a zatvárajú sa vzhľadom na magnetické pole a vytvárajú elektrický prúd, ktorý pri každom otočení mení smer. Prúd prechádza celým cyklom tam a späť 60-krát za sekundu.

Generátory môžu byť poháňané parnými turbínami vykurovanými uhlím, zemným plynom, ropou alebo jadrovým reaktorom. Z generátora prúd prechádza cez sériu transformátorov, kde sa zvyšuje jeho napätie. Priemer drôtov určuje množstvo a silu prúdu, ktoré môžu prenášať bez prehrievania a plytvania energiou a napätie je obmedzené iba tým, ako dobre sú vedenia izolované od zeme.

Je zaujímavé poznamenať, že prúd je prenášaný iba jedným drôtom, nie dvoma. Jeho dve strany sú označené ako pozitívne a negatívne. Keďže sa však polarita striedavého prúdu mení 60-krát za sekundu, majú iné názvy - horúce (hlavné elektrické vedenia) a uzemnené (prechádzajúce pod zemou, aby sa okruh dokončil).

Prečo je potrebná elektrina?

Elektrina má mnoho spôsobov využitia: dokáže osvetliť váš dom, vyprať a vysušiť oblečenie, zdvihnúť garážové dvere, uvariť vodu v rýchlovarnej kanvici a napájať ďalšie domáce potreby, ktoré nám uľahčujú život. Čoraz dôležitejšia je však schopnosť prúdu prenášať informácie.

Počítač po pripojení na internet využíva len malú časť elektrického prúdu, no to je niečo, bez čoho si moderný človek nevie predstaviť svoj život.

Pojem elektrického prúdu

Podobne ako riečny prúd, prúd molekúl vody, aj elektrický prúd je prúd nabitých častíc. Čo to spôsobuje a prečo to nejde vždy tým istým smerom? Keď počujete slovo flow, čo sa vám vybaví? Možno to bude rieka. Je to dobrá asociácia, pretože to je dôvod, prečo elektrický prúd dostal svoje meno. Je to veľmi podobné prúdeniu vody, len namiesto toho, aby sa molekuly vody pohybovali pozdĺž kanála, nabité častice sa pohybujú pozdĺž vodiča.

Medzi podmienky potrebné na existenciu elektrického prúdu patrí položka, ktorá zabezpečuje prítomnosť elektrónov. Atómy vo vodivom materiáli majú veľa týchto voľných nabitých častíc, ktoré plávajú okolo a medzi atómami. Ich pohyb je náhodný, takže nedochádza k žiadnemu toku v žiadnom danom smere. Čo je potrebné na existenciu elektrického prúdu?

Medzi podmienky existencie elektrického prúdu patrí prítomnosť napätia. Keď sa aplikuje na vodič, všetky voľné elektróny sa budú pohybovať rovnakým smerom, čím sa vytvorí prúd.

Zaujíma vás elektrický prúd

Je zaujímavé, že keď sa elektrická energia prenáša cez vodič rýchlosťou svetla, samotné elektróny sa pohybujú oveľa pomalšie. V skutočnosti, ak by ste pokojne kráčali vedľa vodivého drôtu, vaša rýchlosť by bola 100-krát vyššia, ako sa pohybujú elektróny. Je to spôsobené tým, že nepotrebujú prekonávať obrovské vzdialenosti, aby si navzájom odovzdávali energiu.

Jednosmerný a striedavý prúd

Dnes sú široko používané dva rôzne typy prúdu - jednosmerný a striedavý. V prvom sa elektróny pohybujú jedným smerom, z „negatívnej“ strany na „pozitívnu“. Striedavý prúd tlačí elektróny tam a späť a mení smer toku niekoľkokrát za sekundu.

Generátory používané v elektrárňach na výrobu elektriny sú určené na výrobu striedavého prúdu. Pravdepodobne ste si nikdy nevšimli, že svetlo vo vašom dome skutočne bliká, keď sa mení aktuálny smer, ale deje sa to príliš rýchlo, aby to oči rozpoznali.

Aké sú podmienky pre existenciu jednosmerného elektrického prúdu? Prečo potrebujeme oba typy a ktorý z nich je lepší? Toto sú dobré otázky. Skutočnosť, že stále používame oba typy prúdu, naznačuje, že oba slúžia na špecifické účely. Už v 19. storočí bolo jasné, že efektívny prenos energie na veľké vzdialenosti medzi elektrárňou a domom je možný len pri veľmi vysokom napätí. Problémom však bolo, že posielanie skutočne vysokého napätia bolo pre ľudí mimoriadne nebezpečné.

Riešením tohto problému bolo znížiť stres mimo domova predtým, ako ho pošlete dovnútra. Dodnes sa jednosmerný elektrický prúd používa na prenos na veľké vzdialenosti, hlavne kvôli jeho schopnosti ľahko sa premeniť na iné napätia.

Ako funguje elektrický prúd

Medzi podmienky existencie elektrického prúdu patrí prítomnosť nabitých častíc, vodiča a napätia. Mnohí vedci študovali elektrinu a zistili, že existujú dva jej typy: statická a prúdová.

Je to druhý, ktorý hrá obrovskú úlohu v každodennom živote každého človeka, pretože ide o elektrický prúd, ktorý prechádza obvodom. Používame ho denne na napájanie našich domovov a ďalšie.

Čo je elektrický prúd?

Keď elektrické náboje cirkulujú v obvode z jedného miesta na druhé, vzniká elektrický prúd. Medzi podmienky existencie elektrického prúdu patrí okrem nabitých častíc aj prítomnosť vodiča. Najčastejšie ide o drôt. Jeho obvod je uzavretý obvod, v ktorom prúdi prúd zo zdroja energie. Keď je okruh otvorený, nemôže dokončiť cestu. Napríklad, keď je svetlo vo vašej izbe vypnuté, okruh je otvorený, ale keď je okruh zatvorený, svetlo svieti.

Aktuálny výkon

Podmienky existencie elektrického prúdu vo vodiči do značnej miery ovplyvňuje taká charakteristika napätia, ako je výkon. Toto je miera toho, koľko energie sa spotrebuje za dané časové obdobie.

Existuje mnoho rôznych jednotiek, ktoré možno použiť na vyjadrenie tejto charakteristiky. Elektrický výkon sa však meria takmer vo wattoch. Jeden watt sa rovná jednému joulu za sekundu.

Elektrický náboj v pohybe

Aké sú podmienky existencie elektrického prúdu? Môže mať podobu náhleho výboja statickej elektriny, ako je blesk alebo iskra z trenia o vlnenú handričku. Častejšie však, keď hovoríme o elektrickom prúde, máme na mysli viac kontrolovanú formu elektriny, vďaka ktorej fungujú svetlá a spotrebiče. Väčšinu elektrického náboja nesú negatívne elektróny a kladné protóny v atóme. Tie sú však väčšinou imobilizované vo vnútri atómových jadier, takže prácu na prenose náboja z jedného miesta na druhé vykonávajú elektróny.

Elektróny vo vodivom materiáli, akým je kov, sa môžu do značnej miery voľne pohybovať z jedného atómu na druhý pozdĺž svojich vodivých pásov, čo sú vyššie dráhy elektrónov. Dostatočná elektromotorická sila alebo napätie vytvára nerovnováhu náboja, ktorá môže spôsobiť pohyb elektrónov cez vodič vo forme elektrického prúdu.

Ak nakreslíme analógiu s vodou, vezmite si napríklad potrubie. Keď otvoríme ventil na jednom konci, aby sa voda dostala do potrubia, nemusíme čakať, kým sa voda dostane až na koniec potrubia. Na druhom konci dostaneme vodu takmer okamžite, pretože prichádzajúca voda tlačí vodu, ktorá je už v potrubí. To sa deje v prípade elektrického prúdu v drôte.

Elektrický prúd: podmienky existencie elektrického prúdu

Elektrický prúd sa zvyčajne považuje za tok elektrónov. Keď sú dva konce batérie navzájom spojené kovovým drôtom, táto nabitá hmota preteká drôtom z jedného konca (elektródy alebo pólu) batérie na opačný. Nazvime teda podmienky existencie elektrického prúdu:

1. nabité častice.
2. Dirigent.
3. Zdroj napätia.

Nie všetko je však také jednoduché. Aké podmienky sú potrebné na existenciu elektrického prúdu? Na túto otázku možno podrobnejšie odpovedať zvážením nasledujúcich charakteristík:

• Potenciálny rozdiel (napätie). Toto je jeden z predpokladov. Medzi týmito 2 bodmi musí byť potenciálny rozdiel, čo znamená, že odpudivá sila, ktorú vytvárajú nabité častice na jednom mieste, musí byť väčšia ako ich sila v inom bode. Zdroje napätia sa v prírode spravidla nevyskytujú a elektróny sú v prostredí rozmiestnené pomerne rovnomerne. Napriek tomu sa vedcom podarilo vynájsť určité typy zariadení, kde sa tieto nabité častice môžu hromadiť, čím sa vytvorí veľmi potrebné napätie (napríklad v batériách).
• Elektrický odpor (vodič). Toto je druhá dôležitá podmienka, ktorá je nevyhnutná pre existenciu elektrického prúdu. Toto je dráha, po ktorej sa pohybujú nabité častice. Len tie materiály, ktoré umožňujú voľný pohyb elektrónov, pôsobia ako vodiče. Tí, ktorí túto schopnosť nemajú, sa nazývajú izolanty. Napríklad kovový drôt bude vynikajúcim vodičom, zatiaľ čo jeho gumený plášť bude vynikajúcim izolantom.

Po starostlivom preštudovaní podmienok pre vznik a existenciu elektrického prúdu dokázali ľudia skrotiť tento silný a nebezpečný prvok a nasmerovať ho v prospech ľudstva.