Elektros Fizika nustatymas, patirtis, vieneto

Elektros Fizika - yra kažkas, su kuriuo susidūrė kiekvienas iš mūsų. Šiame straipsnyje mes pažvelgti į pagrindinių sąvokų, susijusių su juo.

Kas yra elektra? Uninitiated asmuo yra susijęs su žaibo ar energijos tiekimo TV ir skalbimo mašina blykste. Jis žino, kad elektros elektros energijos naudojimą. Ką dar jis gali pasakyti? Apie mūsų priklausomybę nuo elektros energijos turi būti primenama elektros linijų. Kažkas gali pacituoti keletą kitų pavyzdžių.

Tačiau, atsižvelgiant į elektros energijos, yra daug kitų, mažiau akivaizdūs, tačiau kasdienius reiškinius. Su visais jais mes pristatome fizikos. Elektra (uždaviniai, sąvokų apibrėžimai ir formules) mes pradedame mokytis mokykloje. Ir mes mokomės daug įdomių dalykų. Pasirodo, į plakančios širdies, veikia sportininkas, miega vaikas ir kintamų žuvis - visa generuoti elektros energiją.

Elektronai ir protonai

Mes apibrėžti pagrindines sąvokas. Iš mokslininko požiūriu, elektros fizikos susijęs su elektronų ir kitų dalelės judėjimo į įvairių medžiagų. Todėl mokslinis supratimas palūkanų mums reiškinio prigimtį priklauso nuo žinių lygio apie atomų ir jų sudedamuosius subatominių dalelių. Raktas į šio susitarimo yra mažytės elektronai. Atomai bet kokios medžiagos, apimanti vieną arba daugiau elektronų juda skirtingų orbitos aplink šerdį, taip pat kaip ir planetos orbitos aplink saulės. Paprastai, elektronų skaičius atome yra lygus protonų branduolio skaičius. Tačiau, protonai, būdami žymiai sunkesni nei elektronų gali būti laikomas, jei nustatyta tuo atomo centre. Tai labai supaprastintas modelis atomo yra pakankamai paaiškinti tokių reiškinių, kaip elektros energijos fizikos pagrindai.

Ką dar reikia žinoti? Elektronai ir protonai turi vienodą didžiausia elektros krūvį (bet priešingu ženklu), kad jie traukia vienas kitą. mokestis protonų yra teigiamas, o elektronų - neigiamas. Atomas, turintis elektronų yra didesnis arba mažesnis nei įprasta, vadinamas jonų. Jei atomas nėra pakankamai, tai vadinama teigiamas jonų. Jeigu jo sudėtyje yra iš jų pertekliaus, ji yra vadinama neigiamų jonų.

Kai elektronai palieka atomą, kuris įsigyja tam tikrą teigiamą krūvį. Elektronų neturi savo priešingybe - protonų arba juda į kitą atomą, arba grįžta į ankstesnį.

Kodėl elektronai palieka atomą?

Taip yra dėl kelių priežasčių. Dažniausia yra tai, kad pagal šviesos impulso arba bet kokios išorinės elektronų atome juda elektronų gali būti pašalinamas iš jo orbitą. Šilumos sukelia atomai virpėti greičiau. Tai reiškia, kad elektronai gali būti išmetami iš jo atomo. Cheminių reakcijų, jie taip pat perkelti iš atomu, prie atomo.

Geras pavyzdys chemijos ir elektrinio aktyvumo raumenų santykių duoti mums. Jų pluoštai sutartis, kai elektrinis signalas iš nervų sistemą. Elektros srovė stimuliuoja chemines reakcijas. Jie taip pat sąlygoti raumenų mažinimo. Išorės elektros signalai dažnai naudojami dirbtinai stimuliuoti raumenų aktyvumą.

laidumas

Tam tikrų medžiagų elektronų pagal išorinio elektrinio lauko juda įtakos laisviau nei kiti. Jie sako, kad tokios medžiagos turi gerą laidumą. Jie vadinami laidininkai. Tai apima daugelį metalų, karštos dujos ir kai skysčius. Oro, guminiai ir aliejus, polietileno ir stiklo neatlieka elektros energiją. Jie vadinami izoliatoriai ir yra naudojami izoliacijai gerų laidininkų. Idealus izoliatoriai (visiškai ne srovės pravedimui) neegzistuoja. Esant tam tikroms sąlygoms, elektronai gali būti pašalintas iš bet kurio atomo. Paprastai, tačiau šios sąlygos yra taip sunku pasiekti, kad praktiniu požiūriu, tokia medžiaga gali būti laikoma ne laidžios.

Pažintis su mokslo kaip fizikos skyriuje ( "Elektros"), mes sužinome, kad yra speciali grupė medžiagų. IT puslaidininkiai. Jie elgiasi iš dalies kaip dielektrikas, ir iš dalies - kaip laidininkai. Tai apima, visų pirma, apima: germanio, silicis, ir vario oksido. Dėl savo savybių puslaidininkių randa daug naudoja. Pavyzdžiui, tai gali būti elektros vožtuvas: kaip dviračių padangos ventilio ji leidžia mokesčiai judėti tik viena kryptimi. Tokie prietaisai vadinami lygintuvai. Jie naudojami miniatiūriniai radijo imtuvų, ir didelių elektrinių konvertuoti AC DC.

Šiluma yra chaotiškas judėjimo formą molekulių arba atomų ir temperatūros - matas judėjimo intensyvumo (ne daugiau kaip metalų žemyn judėjimas elektronų temperatūros tampa laisvesni). Tai reiškia, kad atsparumas laisvo judėjimo elektronų mažėja mažėjant temperatūrai. Kitaip tariant, iš metalo padidėja laidumas.

Superlaidumas

Kai kuriais labai žemoje temperatūroje medžiagų, atsparumas tekėti elektronų visiškai dingsta ir elektronai pradeda judėti ji ir toliau neribotą laiką. Šis reiškinys vadinamas superlaidumas. Esant temperatūrai keli laipsniai virš absoliutaus nulio (- 273 ° C) ji yra pastebėtas metalų, tokių kaip alavo, švino, aliuminio, ir niobio.

Van de Graaff generatorius

Mokymo programa apima eksperimentus su elektros įvairovė. Yra mozhestvo generatoriai rūšys, iš kurių vienas Norėtume parengti. Van de Grafo greitintuvas yra naudojamas gauti Labai aukšta įtampa. Jei objektas kurių sudėtyje yra teigiamų jonų perteklius, įdėti į konteinerį, o po to ant vidinio paviršiaus pastaroji bus elektronai, ir iš išorės - tokio paties dydžio teigiamais jonais. Jei dabar paliesti vidinį paviršių kaltinamas objektą, tai praeis visas laisvųjų elektronų. Dėl teigiamų mokesčių išorėje išlieka.

Į Van De Graaff teigiami jonai iš šaltinio yra taikomi prie konvejerio juostos, besitęsiančią metalo srityje. Juosta prijungtas prie vidinio paviršiaus srityje pagal laido kraigo forma. Elektronai tekėti iš vidinio paviršiaus srityje. Ant išorinės jo šone rodomi teigiamų jonų. Poveikis gali būti sustiprintas naudojant du generatoriai.

elektros srovė

Mokykloje fizikos žinoma, apima toks dalykas kaip elektros srove. Kas tai yra? Elektros srovė dėl elektros mokesčius judesio. Kai elektros lemputė prijungta prie akumuliatoriaus, yra įjungta, dabartinius srautus palei viela iš vieno poliaus baterijos su lempa, tada per savo plaukus, todėl ji švyti, ir grąžina atgal į antrą laidą prie kito stulpo akumuliatoriaus. Jei įjungsite jungiklis atvers grandinė - dabartinis eismas sustoja ir šviesos užges.

Elektronų judesio

Dabartinis daugeliu atvejų yra užsisakyti Pasiūlymas iš metalo tarnauja kaip laidininkas elektronų. Visi laidininkai ir kai kurios kitos medžiagos visada pasitaiko kai kurių atsitiktinių jų judėjimą, net jei dabartinis neteka. Yra nurodyti šios medžiagos elektronai gali būti gana laisvai, arba tvirtai sujungtas. Geri laidininkai turi laisvų elektronų gali judėti. Bet blogi laidininkai arba izoliatorių, šių dalelių dauguma yra pakankamai tvirtai prijungtas su atomais, kuri apsaugo jų judėjimą.

Kartais fizinis arba dirbtinai sukurti laidininko judėjimo elektronų tam tikra kryptimi. Šis srautas yra vadinamas ir elektros šokas. Ji yra matuojamas amperais (A) dalį. Dabartiniai vežėjai taip pat gali pasitarnauti kaip jonų (iš dujų ar sprendimus) ir "skylė" (elektronų tam tikrų tipų puslaidininkių trūkumas. Naujausi elgtis taip, kaip teigiamo krūvio vežėjai elektros srovė. Priversti elektronus judėti į vieną arba kitą pusę, reikėjo jėga. Gamtoje jos šaltinis gali būti: saulės spindulių, magnetinių reiškinių ir cheminių reakcijų kai kurie iš jų yra naudojamos gaminti elektros srovę Paprastai šiam tikslui yra: .. generatorius naudojant magnetinius efektus, ir elementas (baterija), kurių poveikis yra dėl to, cheminių reakcijų. Abu prietaisai, sukurti elektrovaros jėga (EMF) pasirūpinti, kad tokie elektronus judėti viena kryptimi išilgai grandinės. Iš elektrovarai dydis yra matuojamas voltų (V). Tai yra pagrindiniai vienetai galios matavimu.

Iš EML ir srovės dydis yra sujungti taip slėgio ir srauto į skystį. Vandens vamzdžiai yra visada pripildyta vandens, esant tam tikram slėgiui, bet vanduo pradeda tekėti tik tada, kai vožtuvas yra atidarytas.

Panašiai, elektros grandinė gali būti prijungtas prie elektrovaros jėgos šaltinio, bet dabartinis jame neteka tol, kol negali būti nustatyta kelią, išilgai kurio elektronai gali judėti. Jie gali būti, pavyzdžiui, elektros lemputė ar dulkių siurblys, jungiklis čia vaidina iš krano ", kuri gamina" dabartinis vaidmuo.

Santykis tarp srovės ir įtampos

Kaip įtampos padidinimo ir dabartinio augimo grandine. Studijavimas fizikos kurso žinome, kad elektros grandinės yra sudarytos iš kelių skirtingų sekcijų: paprastai perjungti laidus ir aparatus - plataus vartojimo elektros energijos. Jie visi yra sujungti kartu, suteikti atsparumą elektros srovės, kurią (jei temperatūros konstantą) nesikeičia su laiku, bet kiekviena iš jų yra skirtinga šių komponentų. Todėl, jei ta pati įtampa prie lempos ir geležies, elektronų kiekvienoje iš prietaisų srautas bus kitoks, nes jų skirtingo atsparumo. Todėl, tekanti per tam tikrą grandinės dalies lemia ne tik įtampą, bet laidininkų ir prietaisų atsparumą.

Omo dėsnis

Elektros varža yra matuojamas omais (omų) tokiu mokslo, pavyzdžiui, fizikos. Elektros (Formulė apibrėžtys eksperimentai) - plati tema. Mes nebus rodomas sudėtingas formules. Pirmą pažinties su tema Enough buvo minėta pirmiau. Tačiau formulė verta pareikšti. Tai akimirksniu. Dėl bet kokios laidininko ar sistemos laidininkų ir prietaisų santykių įtampa, srovė ir atsparumas yra apskaičiuojamas pagal formulę: įtampos = srovė x pasipriešinimo. Tai matematinė išraiška Omo dėsnis, pavadintas garbei Georg Ohm (1787-1854 gg.), Kuris yra pirmas, nustatyti ryšį tarp šių trijų parametrų santykius.

Elektros Fizika - labai įdomi mokslo šaka. Mes svarstėme tik pagrindines sąvokas, susijusias su juo. Jūs žinote, kas yra elektra, kaip ji formuojama. Tikimės, kad ši informacija yra naudinga jums.