Len čo začneme študovať fyziku v školských osnovách, takmer okamžite nám učitelia začnú tvrdiť, že medzi prúdom a napätím je veľmi veľký rozdiel a jej znalosti budeme potrebovať v neskoršom veku. A predsa teraz ani dospelý často nevie povedať o rozdieloch medzi týmito dvoma pojmami. Tento rozdiel však musí poznať každý, pretože v každodennom živote sa stretávame s prúdom a napätím, napríklad zapnutím televízora alebo nabíjačky telefónu do elektrickej zásuvky.

Definícia

prúd Proces sa nazýva, keď pod vplyvom elektrického poľa začne usporiadaný pohyb nabitých častíc. Častice môžu byť rôzne prvky, všetko závisí od konkrétneho prípadu. Ak hovoríme o vodičoch, častice v tejto situácii sú elektróny. Štúdiom elektriny ľudia začali chápať, že možnosti prúdu umožňujú jej využitie v rôznych oblastiach vrátane medicíny. Koniec koncov, elektrické náboje pomáhajú resuscitovať pacientov, obnovujú činnosť srdca. Okrem toho sa prúd využíva pri liečbe komplexných ochorení, ako je epilepsia alebo Parkinsonova choroba. V každodennom živote je jednoducho nenahraditeľný, pretože s jeho pomocou svieti v našich bytoch a domoch svetlo, fungujú elektrické spotrebiče.

Napätie- koncept je oveľa zložitejší ako súčasný. Jednotlivé kladné náboje sa pohybujú z rôznych bodov: od nízkeho potenciálu k vysokému. A napätie je energia vynaložená na tento pohyb. Na uľahčenie pochopenia sa často uvádza príklad prúdenia vody medzi dvoma brehmi: prúd je samotný prúd vody a napätie ukazuje rozdiel hladín v dvoch brehoch. V súlade s tým bude prietok pokračovať, kým sa hladiny nezrovnajú.

rozdiel

Pravdepodobne už z definície bolo možné vidieť hlavný rozdiel medzi prúdom a napätím. Pre pohodlie však uvedieme dva hlavné rozdiely medzi zvažovanými konceptmi s podrobnejším popisom:

1. Prúd je množstvo elektriny, zatiaľ čo napätie je mierou potenciálnej energie. Inými slovami, oba tieto koncepty sú na sebe veľmi závislé, no zároveň sú veľmi odlišné. I (prúd) = U (napätie) / R (odpor). Toto je hlavný vzorec, pomocou ktorého môžete vypočítať závislosť prúdu od napätia. Odolnosť je ovplyvnená množstvom faktorov, vrátane materiálu, z ktorého je vodič vyrobený, teploty a podmienok prostredia.
2. Rozdiel je v prijímaní. Vplyv na elektrické náboje v rôznych zariadeniach (napríklad batériách alebo generátoroch) vytvára napätie. A prúd sa získa privedením napätia medzi body obvodu.

Neschopnosť vidieť na vlastné oči elektrický prúd a tok nábojov bola vždy problémom pre tých, ktorí sa snažili pochopiť základné elektrické pojmy. Dve hlavné zložky výskumu sú prúd a napätie, ktoré majú tendenciu byť nepochopené tými, ktorí sa snažia porozumieť téme. Tento článok vám pomôže pochopiť rozdiel medzi nimi.

Základné pojmy elektriny sa točia okolo jednej atómovej zložky, elektrónu. Nestabilné atómy majú vo svojom valenčnom pásme buď deficit, alebo elektróny navyše. Extra elektróny z jedného nestabilného atómu majú tendenciu k valenčnému pásu atómu s elektrónovým deficitom.

Pomocou externého elektrochemického zdroja je možné vytvárať pohyb elektrónov. Akékoľvek dve svorky môžu byť použité na pripojenie tohto zdroja nabíjania a vytvorenie dvoch kontaktov, jeden kladný a jeden záporný.

Potenciálny rozdiel medzi dvoma takýmito bodmi, z ktorých jeden funguje ako zdroj a druhý ako prijímač elektrónov, sa nazýva napätie. Jednotkou napätia je volt a jej symbol je „ V".

Tok elektrónov vo vodiči spôsobuje prúd. Smer prúdu prechádza od kladného pólu k zápornému. Ale elektrické náboje, t.j. elektróny, v skutočnosti cestujú z negatívneho do pozitívneho potenciálu zdroja. Množstvo elektrického náboja pretekajúceho jednotkovou plochou prierezu vodiča sa nazýva sila prúdu. Aktuálna sila sa meria v ampéroch a má symbol " ja".

Istič

Poistka sa používa v elektrickom obvode a elektrických prácach na prerušenie toku nadmerného prúdu cez jej komponenty. Výrobcovia elektrických poistiek označujú charakteristiky pomocou dvoch parametrov - napätia a prúdu. Kritériá výberu poistky závisia od menovitého napätia obvodu, v ktorom bude fungovať.

Prúdová charakteristika poistky nezávisí od typu prúdu, ktorý ňou preteká - AC alebo DC. Závisí len od veľkosti prúdu v momente tavenia tavného drôtu. Hoci hrúbka drôtu a typ použitého kovového drôtu je faktor priamo súvisiaci s aktuálnym výkonom zariadenia. Je to preto, že teplo generované tavným drôtom je funkciou druhej mocniny prúdu pretekajúceho vodičom vynásobeného odporom a časom toku prúdu.

Vplyv batérií na prúd a napätie

Akumulátory (batérie) sú vo všeobecnosti dimenzované podľa množstva prúdu (ampérov), ktoré môžu dodávať nepretržite počas jednej hodiny. Preto sú charakteristiky batérií uvádzané v ampérhodinách. Životnosť batérie závisí od záťaže, ktorá je cez ňu pripojená. Veľké zaťaženie má tendenciu skracovať životnosť batérie, zatiaľ čo ľahké zaťaženie zvyšuje životnosť batérie.

Ak sú batérie zapojené v sériovej kombinácii v elektrickom obvode, napájacia sieť, napätie v obvode sa zvýši a prúd v obvode zostane na rovnakej úrovni.

Paralelné zapojenie zdrojov napätia sa používa na zvýšenie prúdu bez zvýšenia napätia.

Analógia prúdenia vody

Zoberme si dve nádrže spojené priehľadnou trubicou, voda v nich je udržiavaná v rovnakej výške od zeme. V trubici nepreteká voda.

Ak teraz zmeníme polohu jednej z nádrží, aby sme vytvorili potenciálny rozdiel, všimneme si, že voda preteká trubicou z nádoby s vyšším potenciálom do nádoby s nižším potenciálom. Namiesto zmeny hladiny vody môžeme na rovnaký účel použiť aj vodné čerpadlá. Ventily možno použiť na reguláciu množstva vody prúdiacej v potrubí z jedného zásobníka do druhého.

Medzi touto situáciou a jednoduchým elektrickým obvodom možno načrtnúť analógiu. Vodné čerpadlo slúži na tlakovanie vody v potoku, nazvime to „napätie“. Voda sa správa ako nabité elektróny. Prúd vody je analogický s pohybom elektrónov a množstvo vody pretekajúcej jednotkovou plochou prierezu potrubia je analogické s „prúdom“. Zásobník s vyšším potenciálom je „zdroj energie“ a množstvo vody, ktoré obsahuje, je „kapacita akumulátora“. Akýkoľvek žeriav inštalovaný pozdĺž potrubia možno považovať za "zaťaženie". elektroinštalačné práce

Hlúpa otázka, hovoríš? Vôbec nie. Prax ukázala, že nie príliš veľa ľudí na ňu vie správne odpovedať. Tento jazyk tiež prináša určitý zmätok: vo výraze „na predaj je 12 V zdroj“ je význam skreslený. V skutočnosti v tomto prípade máme na mysli, samozrejme, zdroj napätia, nie zdroj prúdu, pretože prúd sa nemeria vo voltoch, ale nie je to zvykom hovoriť. Najsprávnejšie je povedať „12 voltový zdroj jednosmerného prúdu“, ale môžete napísať aj „napájanie \u003d 12 V“, kde symbol „=“ označuje, že ide o jednosmerné napätie, nie striedavé napätie. V tejto knihe sa však aj my občas „pomýlime“ – jazyk je jazyk.

Aby sme to všetko pochopili, najprv si pripomenieme striktné definície z učebnice (zapamätať si ich je veľmi užitočné cvičenie!). Prúd, presnejšie jeho veľkosť, je teda množstvo elektrického náboja, ktorý pretečie prierezom vodiča za jednotku času: / = Qlt. Jednotka prúdu sa nazýva "ampér" a jej rozmer v sústave SI je coulomb za sekundu, znalosť tejto skutočnosti sa nám bude hodiť neskôr.

Definícia napätia vyzerá oveľa mätúcejšie - veľkosť napätia je rozdiel v elektrických potenciáloch medzi dvoma bodmi v priestore. Meria sa vo voltoch a rozmer tejto meracej jednotky je joule na prívesok, teda U - EIQ. Prečo je to tak, je ľahké pochopiť, keď sa ponoríme do významu presnej definície veľkosti napätia: 1 volt je taký potenciálny rozdiel, pri ktorom pohyb náboja 1 coulombu vyžaduje spotrebu energie rovnajúcej sa 1 joulu. .

To všetko si možno jasne predstaviť porovnaním vodiča s potrubím, cez ktoré preteká voda. Pri takomto porovnaní si prúd možno predstaviť ako množstvo (prietok) vody pretekajúcej za sekundu (to je pomerne presná analógia) a napätie ako rozdiel tlakov na vstupe a výstupe potrubia. Najčastejšie sa potrubie končí otvoreným ventilom, takže výstupný tlak sa rovná atmosférickému tlaku a možno ho považovať za nulový. Podobne v elektrických obvodoch existuje spoločný vodič (alebo "spoločná zbernica" - hovorovo sa pre stručnosť často nazýva "zem", aj keď to nie je presné - k tejto problematike sa vrátime neskôr), ktorého potenciál sa využíva ako nula a vzhľadom na ktorú sa odčítajú všetky napätia v obvode. Zvyčajne (ale nie vždy!) Záporná svorka hlavného napájacieho zdroja obvodu sa berie ako spoločný vodič.

Takže späť k otázke formulovanej v nadpise: aký je teda rozdiel medzi prúdom a napätím? Správna odpoveď bude znieť takto: prúd je množstvo elektriny a napätie je mierou jeho potenciálnej energie. Partner, ktorý nemá skúsenosti s fyzikou, samozrejme začne krútiť hlavou a snaží sa pochopiť, a potom môže byť poskytnuté takéto vysvetlenie. Predstavte si padajúci kameň. Ak je malý (množstvo elektriny je malé), ale padá z veľkej výšky (vysoké napätie), potom môže spôsobiť toľko nešťastia ako veľký kameň (veľa elektriny), ale padá z malej výšky (nízke Napätie).

Otázka sa môže zdať na prvý pohľad hlúpa. Prax ukázala, že málokto na ňu vie správne odpovedať. Jazyk vnáša určitý zmätok: vo výraze ako je tento – „predáva sa 6-voltový zdroj jednosmerného prúdu“ je význam skreslený. V skutočnosti sa v tomto prípade samozrejme predpokladá zdroj napätia a nie zdroj prúdu, pretože nikto nemeria prúd vo voltoch, ale to sa nedá povedať. Najpresnejšie by bolo povedať - "jednosmerný zdroj 6 voltov", a môžete napísať aj "napájanie = 6 V", potom nám symbol "=" povie, že ide o jednosmerné napätie a v žiadnom prípade nepremenné. Aj tu sa však niekedy môžeme „pomýliť“ – jazyk je jazyk.

Aby sme to všetko pochopili, pripomeňme si presné definície z referenčnej knihy (zapamätať si ich je veľmi užitočné). Prúd, alebo skôr jeho hodnota, je teda množstvo náboja, ktorý prejde úsekom vodiča za jednotku času: I = Qlt. Jednotka prúdu sa nazýva "ampér" a jej rozmer je coulomb za sekundu. Poznanie tejto skutočnosti sa nám bude hodiť neskôr. Tam, kde bude príbeh s napätím mätúci - hodnota napätia je potenciálny rozdiel medzi dvoma bodmi hmoty. Meria sa vo voltoch a mernou jednotkou je joule.
na prívesku. Prečo je to tak, je ľahké pochopiť, keď sa ponoríte do pochopenia presnej definície napätia: 1 volt je taký potenciálny rozdiel, pri ktorom si pohyb náboja 1 coulomb bude vyžadovať spotrebu energie, ktorá sa bude rovnať 1 joulu. .

To všetko si možno dokonale predstaviť porovnaním vodiča a potrubia, cez ktoré preteká voda. Pomocou takéhoto porovnania vidíme, že veľkosť prúdu si možno ľahko predstaviť ako množstvo vody pretekajúcej za sekundu (je to úžasná analógia v jej presnosti), zatiaľ čo napätie je ako rozdiel tlaku na výstupe a vstupe. našej fajky. Potrubie zvyčajne končí otvoreným odtokom, takže výstupný tlak sa bude rovnať atmosférickému tlaku a môže sa považovať za referenčnú úroveň. Rovnakým spôsobom v elektrických obvodoch existuje spoločný vodič (alebo "spoločná zbernica" - skrátene sa nazýva "zem", aj keď je to nesprávne, ktorého potenciál sa považuje za nulový a vzhľadom na to sú všetky napätia v Obyčajne (ale nie vždy!) sa záporná svorka hlavného napájacieho zdroja obvodu berie ako spoločný vodič.

Takže späť k otázke, ako rozlíšiť prúd od napätia? Bolo by správne povedať toto: prúd je množstvo elektriny a napätie je mierou potenciálnej energie. Človek, ktorý nerozumie fyzike, samozrejme začne krútiť hlavou a snaží sa pochopiť, potom dodáte: predstavte si kameň, ktorý padá. Ak je kameň malý (nízka elektrina), ale padá z výšky (vysoké napätie), môže spôsobiť náraz silný ako veľký kameň (veľa elektriny) padajúci z malej výšky (nízke napätie).

V skutočnosti je príklad kameňa krásny, ale nie presný - potrubie s tečúcou vodou odráža proces oveľa presnejšie. Musíte vedieť, že napätie a prúd sú zvyčajne vzájomne prepojené. (Používam slovo "zvyčajne", pretože v niektorých prípadoch - zdroje napätia alebo prúdu - sa snažia zbaviť týchto spojení, aj keď sa im to nikdy úplne nepodarí.) Áno, áno, ak sa vrátite k príkladu s vodou v potrubí , je ľahké urobiť si predstavu, keďže so zvyšujúcim sa tlakom v potrubí (napätím) sa zvyšuje množstvo pretekajúcej vody (prúdu). Inými slovami, prečo musíme používať pumpy? Je ťažšie si predstaviť presne inverzný vzťah - ako môže prúd ovplyvniť napätie. Aby ste to dosiahli, musíte pochopiť samotnú podstatu odporu.

V prvej polovici devätnásteho storočia fyzici nevedeli charakterizovať závislosť prúdu od napätia. Toto je jednoduché vysvetlenie. Skúste experimentálne zistiť, ako táto závislosť vyzerá.

Len vďaka talentu Georga Ohma bolo možné za všetkými húštinami a prekážkami vidieť skutočnú povahu odporu. To znamená, že odvodiť, že závislosť prúdu od napätia môže byť opísaná vzorcom: I \u003d U / R. Hodnota odporu R závisí od materiálu, z ktorého je vodič vyrobený a od vonkajších podmienok v prostredí, najmä od teploty.

Prúd je riadený pohyb elektrónov (nabitých častíc). Vyskytuje sa, ak je v obvode potenciálny rozdiel, to znamená na jednej strane vodiča elektrického prúdu prebytok nabitých častíc a na druhej strane ich nedostatok. Potenciálny rozdiel, ktorý umožňuje prúdenie elektrického prúdu cez vodič, je napätie. Bez napätia nebude elektrický prúd.

Vo fyzike je tento vzťah vyjadrený vzorcom I \u003d U / R, kde I je sila prúdu vo vodiči, U je napätie na koncoch tohto elektrického obvodu a R je odpor tohto obvodu. Čím vyššie je napätie v obvode, tým viac nabitých častíc ním prejde a naopak.

Prúd a napätie sú kvantitatívne parametre používané v elektrických obvodoch. Najčastejšie sa tieto hodnoty časom menia, inak by prevádzka elektrického obvodu nemala zmysel.

Napätie

Zvyčajne je napätie označené písmenom U. Práca vykonaná na presun jednotky náboja z bodu s nízkym potenciálom do bodu s vysokým potenciálom je napätie medzi týmito dvoma bodmi. Inými slovami, ide o energiu uvoľnenú po prechode jednotky náboja z vysokého potenciálu na malý.

Napätie možno nazvať aj rozdielom potenciálov, ako aj elektromotorickou silou. Tento parameter sa meria vo voltoch. Ak chcete presunúť 1 coulomb náboja medzi dvoma bodmi, ktoré majú napätie 1 volt, musíte vykonať prácu 1 joule. Coulomby merajú elektrické náboje. 1 prívesok sa rovná náboju 6x10 18 elektrónov.

Napätie je rozdelené do niekoľkých typov v závislosti od typov prúdu.

• Konštantný tlak . Je prítomný v elektrostatických obvodoch a obvodoch jednosmerného prúdu.
• striedavé napätie . Tento typ napätia je dostupný v obvodoch so sínusovým a striedavým prúdom. V prípade sínusového prúdu charakteristiky napätia, ako napríklad:
  amplitúda kolísania napätia je jeho maximálna odchýlka od osi x;
  okamžité napätie, ktorý je vyjadrený v určitom časovom bode;
  prevádzkové napätie, je určená aktívnou prácou 1. polcyklu;
  stredné usmernené napätie, určený modulom usmerneného napätia pre jednu harmonickú periódu.

Pri prenose elektriny nadzemným vedením závisí usporiadanie podpier a ich rozmery od veľkosti použitého napätia. Napätie medzi fázami je tzv sieťové napätie a napätie medzi zemou a každou z fáz je fázové napätie . Toto pravidlo platí pre všetky typy nadzemných vedení. V Rusku je v domácich elektrických sieťach štandardom trojfázové napätie s lineárnym napätím 380 voltov a hodnotou fázového napätia 220 voltov.

Elektrina

Prúd v elektrickom obvode je rýchlosť elektrónov v určitom bode, meraná v ampéroch a na diagramoch je označená písmenom „ ja". Používajú sa aj odvodené jednotky ampéra s príslušnými predponami mili-, micro-, nano atď. Prúd 1 ampér sa generuje pohybom jednotky náboja 1 coulomb za 1 sekundu.

Bežne sa predpokladá, že prúd tečie v smere od kladného potenciálu k zápornému. Z priebehu fyziky je však známe, že elektrón sa pohybuje opačným smerom.

Musíte vedieť, že napätie sa meria medzi 2 bodmi na obvode a prúd tečie cez jeden konkrétny bod obvodu alebo cez jeho prvok. Ak teda niekto používa výraz „napätie v odpore“, tak je to nesprávne a negramotné. Ale často hovoríme o napätí v určitom bode obvodu. Toto sa týka napätia medzi zemou a týmto bodom.

Napätie vzniká vplyvom elektrického náboja v generátoroch a iných zariadeniach. Prúd sa generuje privedením napätia do dvoch bodov v obvode.

Aby sme pochopili, čo je prúd a napätie, bolo by správnejšie použiť. Na ňom vidíte prúd a napätie, ktoré časom menia svoje hodnoty. V praxi sú prvky elektrického obvodu spojené vodičmi. V určitých bodoch majú prvky obvodu svoju vlastnú hodnotu napätia.

Prúd a napätie sa riadia pravidlami:

• Súčet prúdov vstupujúcich do bodu sa rovná súčtu prúdov opúšťajúcich bod (pravidlo zachovania náboja). Takýmto pravidlom je Kirchhoffov zákon pre prúd. Miesto vstupu a výstupu prúdu sa v tomto prípade nazýva uzol. Dôsledkom tohto zákona je nasledujúce tvrdenie: v sériovom elektrickom obvode skupiny prvkov je prúd pre všetky body rovnaký.
• V paralelnom obvode prvkov je napätie na všetkých prvkoch rovnaké. Inými slovami, súčet poklesov napätia v uzavretom okruhu je nulový. Tento Kirchhoffov zákon platí pre stresy.
• Práca vykonaná obvodom za jednotku času (výkon) je vyjadrená takto: P \u003d U * I. Výkon sa meria vo wattoch. 1 joul vykonanej práce za 1 sekundu sa rovná 1 wattu. Energia sa distribuuje vo forme tepla, vynakladá sa na mechanickú prácu (v elektromotoroch), premieňa sa na žiarenie rôzneho typu a hromadí sa v nádržiach alebo batériách. Pri navrhovaní zložitých elektrických systémov je jednou z výziev tepelné zaťaženie systému.

Charakteristika elektrického prúdu

Predpokladom existencie prúdu v elektrickom obvode je uzavretý obvod. Ak sa obvod preruší, prúd sa zastaví.

Na tomto princípe funguje všetko v elektrotechnike. Pohyblivými mechanickými kontaktmi prerušia elektrický obvod, čím sa zastaví tok prúdu a zariadenie sa vypne.

V energetickom priemysle sa elektrický prúd vyskytuje vo vnútri vodičov prúdu, ktoré sú vyrobené vo forme pneumatík, a iných častí, ktoré vedú prúd.

Existujú aj iné spôsoby, ako vytvoriť vnútorný prúd v:

• Kvapaliny a plyny v dôsledku pohybu nabitých iónov.
• Vákuum, plyn a vzduch pomocou termionickej emisie.
• v dôsledku pohybu nosičov náboja.

Podmienky pre výskyt elektrického prúdu

• Vyhrievacie vodiče (nie supravodiče).
• Aplikácia na nabíjanie nosičov potenciálneho rozdielu.
• Chemická reakcia s uvoľňovaním nových látok.
• Vplyv magnetického poľa na vodič.

Aktuálne priebehy

• Priamka.
• Variabilná harmonická sínusová vlna.
• Meander, ktorý vyzerá ako sínusoida, ale má ostré rohy (niekedy sa dajú rohy vyhladiť).
• Pulzujúca forma jedného smeru, s amplitúdou, ktorá podľa určitého zákona kolíše od nuly po najväčšiu hodnotu.

Druhy práce elektrického prúdu

• Svetlo vyžarované osvetľovacími zariadeniami.
• Generovanie tepla pomocou vykurovacích telies.
• Mechanická práca (rotácia elektromotorov, pôsobenie iných elektrických zariadení).
• Tvorba elektromagnetického žiarenia.

Negatívne javy spôsobené elektrickým prúdom

• Prehrievanie kontaktov a častí pod prúdom.
• Výskyt vírivých prúdov v jadrách elektrických zariadení.
• Elektromagnetické žiarenie do vonkajšieho prostredia.

Tvorcovia elektrických zariadení a rôznych obvodov pri navrhovaní musia pri svojich návrhoch brať do úvahy vyššie uvedené vlastnosti elektrického prúdu. Napríklad škodlivý účinok vírivých prúdov v elektromotoroch, transformátoroch a generátoroch sa znižuje zmiešaním jadier používaných na prenos magnetických tokov. Miešanie jadier nie je vyrobené z jedného kusu kovu, ale zo sady samostatných tenkých dosiek zo špeciálnej elektroocele.

Ale na druhej strane vírivé prúdy sa používajú na prevádzku mikrovlnných rúr, rúr, pracujúcich na princípe magnetickej indukcie. Preto môžeme povedať, že vírivé prúdy sú nielen škodlivé, ale aj prospešné.

Striedavý prúd so signálom vo forme sínusoidy sa môže meniť vo frekvencii oscilácií za jednotku času. V našej krajine je priemyselná prúdová frekvencia elektrických zariadení štandardná a rovná sa 50 hertzom. V niektorých krajinách je aktuálna frekvencia 60 hertzov.

Na rôzne účely v elektrotechnike a rádiotechnike sa používajú iné frekvenčné hodnoty:

• Nízkofrekvenčné signály s nižšou aktuálnou frekvenciou.
• Vysokofrekvenčné signály, ktoré sú oveľa vyššie ako súčasná frekvencia priemyselného využitia.

Predpokladá sa, že elektrický prúd vzniká, keď sa elektróny pohybujú vo vnútri vodiča, preto sa nazýva vodivý prúd. Existuje však aj iný typ elektrického prúdu, ktorý sa nazýva konvekcia. Vyskytuje sa, keď sa nabité makrotelieska pohybujú, napríklad dažďové kvapky.

Elektrický prúd v kovoch

Pohyb elektrónov pod vplyvom konštantnej sily na ne sa porovnáva s parašutistom, ktorý klesá na zem. V týchto dvoch prípadoch dochádza k rovnomernému pohybu. Na parašutistu pôsobí gravitačná sila a proti nej pôsobí sila odporu vzduchu. Sila elektrického poľa pôsobí na pohyb elektrónov a ióny kryštálových mriežok tomuto pohybu odolávajú. Priemerná rýchlosť elektrónov dosahuje konštantnú hodnotu, rovnako ako rýchlosť parašutistu.

V kovovom vodiči je rýchlosť jedného elektrónu 0,1 mm za sekundu a rýchlosť elektrického prúdu je asi 300 000 km za sekundu. Elektrický prúd totiž tečie len tam, kde je na nabité častice privedené napätie. Preto sa dosiahne vysoký prietok prúdu.

Pri pohybe elektrónov v kryštálovej mriežke existuje nasledujúca pravidelnosť. Elektróny sa nezrážajú so všetkými prilietajúcimi iónmi, ale len s každým desiatym z nich. Vysvetľujú to zákony kvantovej mechaniky, ktoré možno zjednodušiť nasledovne.

Pohybu elektrónov bránia veľké ióny, ktoré odolávajú. Je to viditeľné najmä pri zahrievaní kovov, keď sa ťažké ióny „hojdajú“, zväčšujú sa a znižujú elektrickú vodivosť kryštálových mriežok vodiča. Preto pri zahrievaní kovov sa ich odpor vždy zvyšuje. S klesajúcou teplotou sa zvyšuje elektrická vodivosť. Znížením teploty kovu na absolútnu nulu možno dosiahnuť efekt supravodivosti.

Čo je to napätie a prúd?

Dnes budeme hovoriť o najzákladnejších pojmoch prúdová sila, napätie, bez všeobecného pochopenia ktorých nie je možné postaviť žiadne elektrické zariadenie.

Čo je teda napätie?

Jednoducho povedané Napätie- potenciálny rozdiel medzi dvoma bodmi v elektrickom obvode, merané vo voltoch. Stojí za zmienku, že napätie sa vždy meria medzi dvoma bodmi! To znamená, že keď hovoria, že napätie na nohe ovládača je 3 volty, znamená to, že potenciálny rozdiel medzi nohou ovládača a zemou sú rovnaké 3 volty.

Zem (hmotnosť, nula) je bod v elektrickom obvode s potenciálom 0 voltov. Je však potrebné poznamenať, že napätie nie je vždy merané vzhľadom na zem. Napríklad meraním napätia medzi dvomi svorkami regulátora dostaneme rozdiel elektrických potenciálov týchto bodov obvodu. To znamená, že ak sú na jednej nohe 3 volty (to znamená, že tento bod má potenciál 3 volty vzhľadom na zem) a na druhej 5 voltov (opäť potenciál vzhľadom na zem), dostaneme hodnota napätia sa rovná 2 voltom, čo sa rovná potenciálnemu rozdielu medzi bodmi 5 a 3 Volta.

Z pojmu napätie vyplýva ďalší pojem - elektrický prúd. Z kurzu všeobecnej fyziky si to pamätáme elektrický prúd je riadený pohyb nabitých častíc pozdĺž vodiča, merané v ampéroch. Nabité častice sa pohybujú v dôsledku potenciálneho rozdielu medzi bodmi. Všeobecne sa uznáva, že prúd tečie z bodu s veľkým nábojom do bodu s menším nábojom. To znamená, že je to napätie (potenciálny rozdiel), ktoré vytvára podmienky pre tok prúdu. Pri absencii napätia je prúd nemožný, to znamená, že medzi bodmi s rovnakým potenciálom nie je prúd.

Prúd na svojej ceste narazí na prekážku v podobe odporu, ktorý bráni jeho toku. Odpor sa meria v ohmoch. Viac si o tom povieme v ďalšej lekcii. Medzi prúdom, napätím a odporom sa však už dlho odvodzuje nasledujúci vzťah:

Kde I - prúd v ampéroch, U - napätie vo voltoch, R - odpor v ohmoch.

Tento vzťah sa nazýva Ohmov zákon. Platia aj tieto závery z Ohmovho zákona:

Ak máte ešte otázky, opýtajte sa ich v komentároch. Len vďaka vašim otázkam budeme môcť vylepšiť materiál prezentovaný na tejto stránke!

To je všetko, v ďalšej lekcii si povieme o odpore.

Akékoľvek kopírovanie, rozmnožovanie, citovanie materiálu alebo jeho častí je povolené len s písomným súhlasom správy MKPROG .RU. Nelegálne kopírovanie, citovanie, rozmnožovanie je trestné zo zákona!