Wat is elektriese stroom? Voorwaardes vir die bestaan van elektriese stroom: eienskappe en aksies

2024 Outeur: Howard Calhoun | [email protected]. Laas verander: 2023-12-17 10:16

Elektriese stroom is 'n elektriese lading wat in beweging is. Dit kan die vorm aanneem van 'n skielike ontlading van statiese elektrisiteit, soos weerlig. Of dit kan 'n beheerde proses in kragopwekkers, batterye, sonkrag- of brandstofselle wees. Vandag sal ons die konsep van "elektriese stroom" en die voorwaardes vir die bestaan van 'n elektriese stroom oorweeg.

Elektriese energie

Die meeste van die elektrisiteit wat ons gebruik kom in die vorm van wisselstroom vanaf die elektriese netwerk. Dit word geskep deur kragopwekkers wat volgens Faraday se wet van induksie werk, waardeur 'n veranderende magneetveld 'n elektriese stroom in 'n geleier kan induseer.

Opwekkers het roterende draadspoele wat deur magnetiese velde beweeg terwyl hullerotasie. Soos die spoele roteer, maak hulle oop en sluit relatief tot die magnetiese veld en skep 'n elektriese stroom wat met elke draai van rigting verander. Die stroom gaan deur 'n volle siklus vorentoe en agtertoe 60 keer per sekonde.

Opwekkers kan aangedryf word deur stoomturbines wat deur steenkool, aardgas, olie of 'n kernreaktor verhit word. Vanaf die kragopwekker gaan die stroom deur 'n reeks transformators, waar die spanning daarvan toeneem. Die deursnee van die drade bepaal die hoeveelheid en sterkte van stroom wat hulle kan dra sonder om te oorverhit en krag te mors, en spanning word slegs beperk deur hoe goed die drade van grond geïsoleer is.

Dit is interessant om daarop te let dat die stroom net deur een draad gedra word, nie twee nie. Die twee kante daarvan word as positief en negatief aangewys. Aangesien die polariteit van die wisselstroom egter 60 keer per sekonde verander, het hulle ander name - warm (hoofkraglyne) en geaard (deur ondergronds om die stroombaan te voltooi).

Hoekom het ons elektrisiteit nodig?

Daar is baie gebruike vir elektrisiteit: dit kan jou huis verlig, jou klere was en droog, jou motorhuisdeur oplig, water in 'n ketel kook, en ander huishoudelike items van krag wat ons lewe soveel makliker maak. Die vermoë van die stroom om inligting oor te dra word egter al hoe belangriker.

Wanneer 'n rekenaar aan die internet koppel, gebruik slegs 'n klein deel van die elektriese stroom, maar dit is iets waarsonder 'n moderne menskan nie sy lewe indink nie.

Die konsep van elektriese stroom

Soos 'n riviervloei, 'n vloei van watermolekules, is 'n elektriese stroom 'n vloei van gelaaide deeltjies. Wat is dit wat dit veroorsaak, en hoekom gaan dit nie altyd in dieselfde rigting nie? Wanneer jy die woord hoor vloei, waaraan dink jy? Miskien sal dit 'n rivier wees. Dit is 'n goeie assosiasie, want dit is die rede waarom die elektriese stroom sy naam gekry het. Dit is baie soortgelyk aan die vloei van water, net in plaas daarvan dat watermolekules langs die kanaal beweeg, beweeg gelaaide deeltjies langs die geleier.

Onder die voorwaardes wat nodig is vir die bestaan van 'n elektriese stroom, is daar 'n item wat voorsiening maak vir die teenwoordigheid van elektrone. Atome in 'n geleidende materiaal het baie van hierdie vrygelaaide deeltjies wat om en tussen die atome dryf. Hulle beweging is ewekansig, so daar is geen vloei in enige gegewe rigting nie. Wat neem dit vir 'n elektriese stroom om te bestaan?

Die voorwaardes vir die bestaan van elektriese stroom sluit die teenwoordigheid van spanning in. Wanneer dit op 'n geleier toegepas word, sal alle vrye elektrone in dieselfde rigting beweeg, wat 'n stroom skep.

Nuuskierig oor elektriese stroom

Die interessante ding is dat wanneer elektriese energie teen die spoed van lig deur 'n geleier oorgedra word, die elektrone self baie stadiger beweeg. Trouens, as jy rustig langs 'n geleidende draad loop, sal jou spoed 100 keer vinniger wees aselektrone beweeg. Dit is te wyte aan die feit dat hulle nie groot afstande hoef af te lê om energie aan mekaar oor te dra nie.

Direkte en wisselstroom

Vandag word twee verskillende tipes stroom wyd gebruik – direk en afwisselend. In die eerste beweeg die elektrone in een rigting, van die "negatiewe" kant na die "positiewe" kant. Die wisselstroom stoot die elektrone heen en weer, wat die rigting van die vloei verskeie kere per sekonde verander.

Opwekkers wat in kragsentrales gebruik word om elektrisiteit te produseer, is ontwerp om wisselstroom te produseer. Jy het waarskynlik nooit opgemerk dat die lig in jou huis eintlik flikker soos die huidige rigting verander nie, maar dit gebeur te vinnig vir die oë om te herken.

Wat is die voorwaardes vir die bestaan van gelykstroom? Hoekom het ons albei tipes nodig en watter een is beter? Dit is goeie vrae. Die feit dat ons steeds beide tipes stroom gebruik, dui daarop dat hulle albei spesifieke doeleindes dien. So ver terug as die 19de eeu was dit duidelik dat doeltreffende oordrag van krag oor lang afstande tussen 'n kragsentrale en 'n huis slegs by baie hoë spannings moontlik was. Maar die probleem was dat die stuur van baie hoë spanning uiters gevaarlik vir mense was.

Die oplossing vir hierdie probleem was om die stres buite die huis te verminder voordat dit na binne gestuur word. Tot vandag toe word direkte elektriese stroom gebruik om groot oor te draafstand, hoofsaaklik as gevolg van sy vermoë om maklik na ander spannings om te skakel.

Hoe elektriese stroom werk

Die voorwaardes vir die bestaan van 'n elektriese stroom sluit die teenwoordigheid van gelaaide deeltjies, 'n geleier en spanning in. Baie wetenskaplikes het elektrisiteit bestudeer en gevind dat daar twee tipes daarvan is: staties en stroom.

Dit is die tweede wat 'n groot rol in die daaglikse lewe van enige persoon speel, aangesien dit 'n elektriese stroom is wat deur die stroombaan gaan. Ons gebruik dit daagliks om ons huise en meer van krag te voorsien.

Wat is elektriese stroom?

Wanneer elektriese ladings in 'n stroombaan van een plek na 'n ander sirkuleer, word 'n elektriese stroom geproduseer. Die voorwaardes vir die bestaan van 'n elektriese stroom sluit, benewens gelaaide deeltjies, die teenwoordigheid van 'n geleier in. Meestal is dit 'n draad. Sy stroombaan is 'n geslote stroombaan waarin stroom vanaf 'n kragbron vloei. Wanneer die kring oop is, kan hy nie die reis voltooi nie. Byvoorbeeld, wanneer die lig in jou kamer af is, is die stroombaan oop, maar wanneer die stroombaan gesluit is, is die lig aan.

Huidige krag

Die voorwaardes vir die bestaan van 'n elektriese stroom in 'n geleier word grootliks beïnvloed deur so 'n spanningskenmerk soos drywing. Dit is 'n maatstaf van hoeveel krag oor 'n tydperk gebruik word.

Daar is baie verskillende eenhede waarvoor gebruik kan worduitdrukkings van hierdie eienskap. Elektriese krag word egter amper in watt gemeet. Een watt is gelyk aan een joule per sekonde.

Elektriese lading in beweging

Wat is die voorwaardes vir die bestaan van 'n elektriese stroom? Dit kan die vorm aanneem van 'n skielike ontlading van statiese elektrisiteit, soos weerlig of 'n vonk van wrywing met 'n wollap. Wanneer ons egter van elektriese stroom praat, bedoel ons meer dikwels 'n meer beheerde vorm van elektrisiteit wat ligte en toestelle laat werk. Die meeste van die elektriese lading word gedra deur die negatiewe elektrone en positiewe protone binne die atoom. Laasgenoemde is egter meestal binne-in atoomkerne geïmmobiliseer, dus die werk om lading van een plek na 'n ander oor te dra word deur elektrone gedoen.

Elektrone in 'n geleidende materiaal soos 'n metaal is grootliks vry om van een atoom na 'n ander langs hul geleidingsbande te beweeg, wat die hoër elektronbane is. 'n Voldoende elektromotoriese krag of spanning skep 'n ladingwanbalans wat kan veroorsaak dat elektrone as 'n elektriese stroom deur 'n geleier beweeg.

As ons 'n analogie met water teken, neem dan byvoorbeeld 'n pyp. Wanneer ons 'n klep aan die een kant oopmaak om water in die pyp te laat inkom, hoef ons nie te wag dat daardie water tot by die punt van die pyp werk nie. Ons kry amper dadelik water aan die ander kant want die inkomende water druk die water wat reeds in die pyp is. Dit is wat gebeur wanneer daar 'n elektriese stroom in die draad is.

Elektriese stroom: voorwaardes vir die bestaan van elektriese stroom

Elektriese stroom word gewoonlik as 'n vloei van elektrone beskou. Wanneer die twee ente van die battery met 'n metaaldraad aan mekaar verbind is, vloei hierdie gelaaide massa deur die draad van die een kant (elektrode of pool) van die battery na die teenoorgestelde. Dus, kom ons noem die voorwaardes vir die bestaan van 'n elektriese stroom:

1. Gelaaide deeltjies.
2. Explorer.
3. Voltage source.

Alles is egter nie so eenvoudig nie. Watter voorwaardes is nodig vir die bestaan van 'n elektriese stroom? Hierdie vraag kan in meer besonderhede beantwoord word deur na die volgende kenmerke te kyk:

• Potensiaalverskil (spanning). Dit is een van die voorvereistes. Tussen die 2 punte moet daar 'n potensiaalverskil wees, wat beteken dat die afstootkrag wat deur gelaaide deeltjies op een plek geskep word, groter moet wees as hul krag op 'n ander punt. Spanningsbronne kom as 'n reël nie in die natuur voor nie, en elektrone word redelik eweredig in die omgewing versprei. Nietemin het wetenskaplikes daarin geslaag om sekere soorte toestelle uit te vind waar hierdie gelaaide deeltjies kan ophoop, en sodoende die nodige spanning (byvoorbeeld in batterye) geskep word.
• Elektriese weerstand (geleier). Dit is die tweede belangrike toestand wat nodig is vir die bestaan van 'n elektriese stroom. Dit is die pad waarlangs gelaaide deeltjies beweeg. Slegs daardie materiale wat elektrone toelaat om vrylik te beweeg, dien as geleiers. Dieselfde bywat nie hierdie vermoë het nie, word isolators genoem. Byvoorbeeld, 'n metaaldraad sal 'n uitstekende geleier wees, terwyl sy rubberskede 'n uitstekende isolator sal wees.

Nadat mense die voorwaardes vir die ontstaan en bestaan van elektriese stroom noukeurig bestudeer het, kon mense hierdie kragtige en gevaarlike element tem en dit tot voordeel van die mensdom rig.