Kaj je električni tok z enostavnimi besedami

Vsak človek ima abstraktni koncept električnega toka. Za električni aparat je vir energije nekakšen vir zraka za kateri koli dihalni organizem. Toda v teh primerjavah je razumevanje narave pojava omejeno in le specialisti globlje razumejo bistvo.

V šolskem učnem načrtu vsakdo vodi tečaj fizike, ki opisuje osnovne pojme in zakone električne energije. Suh, znanstven pristop pri otrocih ne povzroča zanimanja, zato večina odraslih nima pojma, kaj je električni tok, zakaj nastane, kako ima mersko enoto ali kako se lahko kaj premika po nepremičnih kovinskih žicah, in celo delajo električne naprave.

Z enostavnimi besedami o električnem toku

Standardna opredelitev iz šolskega učbenika za fiziko v kratkem opisuje pojav električnega toka. Ampak odkrito povedano, lahko to popolnoma razumete, če predmet preučite veliko globlje. Navsezadnje so informacije predstavljene v drugem jeziku - znanstvenem. Mnogo lažje je razumeti naravo fizičnega pojava, če vse opišete v znanem jeziku, ki je razumljiv vsakemu človeku. Na primer tok v kovini.

Začeti bi bilo treba z dejstvom, da je vse, kar se nam zdi trdno in negibno, samo po našem mnenju. Kos kovine, ki leži na tleh, je monolitno negibno telo v človeškem smislu. Za analogijo si predstavljajte naš planet v vesolju in ga gledate s površine Marsa. Zdi se, da je zemlja celo, negibno telo. Če se približate njegovi površini, bo postalo očitno, da ne gre za monolitni kos snovi, ampak za stalno gibanje: voda, plini, živa bitja, litosferne plošče - vse to se premika non-stop, čeprav se to ne vidi iz daleč.

Vrnimo se k našemu kovčku, ki leži na tleh. Brez gibanja je, ker nanjo gledamo kot na monolitni objekt. Na atomski ravni je sestavljen iz nenehno premikajočih se minutnih elementov. Različni so, a med vsemi nas zanimajo elektroni, ki v kovinah ustvarjajo elektromagnetno polje, ki ustvarja enak tok. Besedo "tok" je treba razumeti dobesedno, kajti ko se elementi z električnim nabojem premikajo, torej "tečejo" iz enega napolnjenega predmeta v drugega, potem pride do "električnega toka".

Ko razumemo osnovne pojme, lahko dobimo splošno opredelitev:

Če želite natančneje razumeti bistvo, se morate poglobiti v podrobnosti in dobiti odgovore na več osnovnih vprašanj.

Odgovori na glavna vprašanja o električnem toku

Po formuliranju definicije se pojavi več logičnih vprašanj.

1. Kaj naredi trenutni "tok", torej premik?
2. Če se najmanjši kovinski elementi neprestano premikajo, zakaj potem ni deformiran?
3. Če nekaj teče iz enega predmeta v drugega, ali se masa teh predmetov spreminja?

Odgovor na prvo vprašanje je preprost. Ko voda teče od visoke točke do nizke, bodo tako elektroni odtekali iz telesa z visokim nabojem v telo z nizkim, pri čemer bodo upoštevali zakone fizike. In "naboj" (ali potencial) je število elektronov v telesu in več jih je, večji je naboj. Če pride do stika med dvema telesoma z različnimi naboji, se bodo elektroni iz bolj napolnjenega telesa pretakali v manj nabiti. Torej bo prišlo do toka, ki se bo končal, ko se pristojbine obeh kontaktnih teles izenačijo.

Če želite razumeti, zakaj žica ne spremeni strukture, kljub dejstvu, da se nenehno premika, si jo morate predstavljati v obliki velike hiše, v kateri živijo ljudje. Velikost hiše se ne bo spremenila glede na to, koliko ljudi vstopi in izstopi vanj, pa tudi selitev v notranjost. V tem primeru je človek analog kovine v kovini - se giblje prosto in nima posebne mase v primerjavi s celotno zgradbo.

Če se elektroni premikajo iz enega telesa v drugega - zakaj se masa teles ne spremeni? Dejstvo je, da je teža elektrona tako majhna, da tudi če odstranite vse elektrone iz telesa, se njegova masa ne bo spremenila.

Kaj je enota toka

Za "izračun" električnega toka se uporabljajo različne merske enote, analizirali bomo tri glavne:

• Trenutna moč.
• Napetost.
• Odpornost

Če poskušate pojem trenutne moči opisati z enostavnimi besedami, je najbolje predstavljati tok avtomobilov, ki potekajo skozi predor. Avtomobili so elektroni, predor pa žica. Več avtomobilov v trenutku mine skozi presek predora - večja je trenutna jakost, ki jo meri naprava v imenu Amper (A) pod imenom "ampermeter", v formulah pa je označena s črko (I).

Napetost je relativna vrednost, ki izraža razliko v nabojih teles, med katerimi teče tok. Če ima en predmet zelo visok naboj, drugi pa zelo nizek, bo med njima visoka napetost, da se izmeri, kateri voltmeter in enota, imenovana Volt (V), se uporabljata. V formulah, označenih s črko (U).

Odpornost označuje sposobnost prevodnika, pogojno bakrene žice, da skozi sebe prenese določeno količino toka, to je elektronov. Odporni prevodnik ustvarja toploto in porabi del energije toka, ki poteka skozi njo, s tem pa zniža njeno moč. Odpornost se izračuna v Ohmih (Ohms), v formulah pa se uporablja črka (R).

Formule za izračun trenutnih značilnosti

S tremi fizikalnimi veličinami je mogoče izračunati značilnosti toka s pomočjo Ohmovega zakona. Izražena je s formulo:

I = U / R

Kjer sem trenutna jakost, je U napetost v tokokrogu, R je upor.

Iz formule vidimo, da se trenutna jakost izračuna z deljenjem vrednosti napetosti z vrednostjo upora. Zato imamo besedilo zakona:

Matematično lahko iz te formule izračunamo tudi druge komponente.

Odpornost

R = U / I

Napetost:

U = I * R

Pomembno je upoštevati, da formula velja samo za določen odsek verige. Za popolno, zaprto vezje, pa tudi za druge posebne primere obstajajo drugi Ohmovi zakoni.

Vpliv toka na različne materiale in žive stvari

Različni kemični elementi se pod vplivom toka obnašajo različno. Nekateri superprevodniki se ne upirajo elektronom, ki se gibljejo skozi njih, ne da bi pri tem povzročili kakršno koli kemično reakcijo. Kovine z prevelikim stresom zanje lahko uničijo, stopijo. Dielektriki, ki ne prenašajo toka, z njim sploh ne vplivajo in s tem ščitijo okolje pred njim. Človek ta pojav uspešno uporablja pri izolaciji žic z gumo.

Tok je za žive organizme dvoumen pojav. Zna imeti koristne in uničujoče učinke. Ljudje že dolgo uporabljajo nadzorovane izpuste v zdravilne namene: od lahkih izpustov, ki spodbujajo možgansko aktivnost, do močnih električnih sunkov, ki lahko zaženejo zaustavljeno srce in človeka ponovno zaživijo. Močan izcedek lahko povzroči resne zdravstvene težave, opekline, smrt tkiva in celo takojšnjo smrt. Pri delu z električnimi napravami je treba upoštevati varnostne predpise.

V naravi lahko najdete številne pojave, v katerih ima ključno vlogo elektrika: od globokomorskih bitij (električnih klančin), ki lahko sunkajo, do strele med nevihto. Človek že dolgo obvlada to naravno silo in jo spretno uporablja, zahvaljujoč ji deluje vsa sodobna elektronika.

Oglejte si video: Das Phänomen Bruno Gröning Dokumentarfilm TEIL 2 (November 2024).