Chaque personne a un concept abstrait de courant électrique. Pour un appareil électrique, une source d’énergie est une sorte de source d’air pour tout organisme respiratoire. Mais dans ces comparaisons, la compréhension de la nature du phénomène est limitée et seuls les spécialistes en comprennent l’essence plus en profondeur.
Dans le programme scolaire, chacun suit un cours de physique, qui décrit les concepts de base et les lois de l'électricité. Une approche scientifique sèche ne suscite pas l’intérêt des enfants. La plupart des adultes n’ont donc aucune idée de ce qu’est un courant électrique, pourquoi il se produit, de quelle manière il a une unité de mesure ou comment tout peut se déplacer à travers des fils métalliques immobiles. et même faire fonctionner les appareils électriques.
En quelques mots sur le courant électrique
La définition standard d'un manuel de physique scolaire décrit succinctement le phénomène du courant électrique. Mais franchement, vous pouvez pleinement comprendre cela si vous étudiez le sujet beaucoup plus profondément. Après tout, les informations sont présentées dans une autre langue - scientifique. Il est beaucoup plus facile de comprendre la nature d’un phénomène physique si vous décrivez tout dans un langage familier et compréhensible pour toute personne. Par exemple, courant en métal.
Cela devrait commencer par le fait que tout ce que nous considérons comme solide et immobile n’est qu’à notre avis. Une pièce de métal posée sur le sol est un corps monolithique immobile au sens humain. Pour une analogie, imaginez notre planète dans l’espace depuis la surface de Mars. La terre semble être un corps entier et immobile. Si nous nous approchons de sa surface, il deviendra évident qu'il ne s'agit pas d'un morceau de matière monolithique, mais d'un mouvement constant: eau, gaz, êtres vivants, plaques lithosphériques - tout cela se déplace sans arrêt, bien que cela ne soit pas visible de loin.
Revenons à notre morceau de métal gisant sur le sol. Il est immobile, parce que nous le regardons de côté comme un objet monolithique. Au niveau atomique, il s'agit d'éléments minutieux constamment en mouvement. Ils sont différents, mais parmi tous, nous nous intéressons aux électrons, qui créent un champ électromagnétique dans les métaux qui génère le même courant. Le mot "courant" doit être compris littéralement, car lorsque des éléments à charge électrique se déplacent, c'est-à-dire "coulent" d'un objet chargé à un autre, un "courant électrique" se produit.
Après avoir compris les concepts de base, nous pouvons en tirer une définition générale:
Pour comprendre l'essence plus précisément, vous devez approfondir les détails et obtenir des réponses à plusieurs questions de base.
Réponses aux principales questions sur le courant électrique
Une fois la définition formulée, plusieurs questions logiques se posent.
- Qu'est-ce qui fait bouger le "flux" actuel?
- Si les plus petits éléments métalliques sont constamment en mouvement, pourquoi ne sont-ils pas déformés?
- Si quelque chose coule d'un objet à un autre, la masse de ces objets change-t-elle?
La réponse à la première question est simple. Lorsque l'eau passe d'un point haut à un point bas, les électrons vont alors s'écouler d'un corps à forte charge vers un corps à niveau bas, obéissant aux lois de la physique. Et la «charge» (ou potentiel) est le nombre d'électrons dans le corps, et plus il y en a, plus la charge est élevée.Si un contact est établi entre deux corps avec des charges différentes, les électrons du corps le plus chargé iront dans le corps le moins chargé. Il y aura donc un courant qui se terminera lorsque les charges des deux organismes en contact s’égaliseront.
Pour comprendre pourquoi le câble ne modifie pas la structure, malgré le fait qu'il soit constamment en mouvement, vous devez l’imaginer sous la forme d’une grande maison dans laquelle les gens vivent. La taille de la maison ne changera pas sur le nombre de personnes qui entrent et sortent de la maison, ainsi que de se déplacer à l'intérieur. Dans ce cas, une personne est l'analogue d'un électron dans un métal: elle se déplace librement et n'a pas de masse particulière par rapport à l'ensemble du bâtiment.
Si les électrons se déplacent d'un corps à un autre, pourquoi la masse des corps ne change-t-elle pas? Le fait est que le poids de l'électron est si petit que même si vous enlevez tous les électrons du corps, sa masse ne changera pas.
Quelle est une unité de courant
Pour "calculer" le courant électrique, différentes unités de mesure sont utilisées, nous en analyserons trois principales:
- Force actuelle.
- Tension.
- Résistance
Si vous essayez de décrire le concept de force actuelle avec des mots simples, il est préférable d’imaginer le flux de voitures traversant un tunnel. Les voitures sont des électrons et un tunnel est un fil. Plus le nombre de wagons traversant la section transversale du tunnel est important, plus l'intensité du courant mesurée par un appareil appelé "ampèremètre" dans Ampères (A) est importante, et la lettre (I) l'indique dans les formules.
La tension est une valeur relative exprimant la différence de charges des corps entre lesquels le courant circule. Si un objet a une charge très élevée et que l’autre est très basse, il y aura une tension élevée entre eux, pour mesurer l’utilisation d’un voltmètre et d’une unité appelée Volt (V). Dans les formules identifiées par la lettre (U).
La résistance caractérise la capacité d'un conducteur, conditionnellement fil de cuivre, à faire passer une certaine quantité de courant à travers lui-même, c'est-à-dire des électrons. Le conducteur à résistance génère de la chaleur et dépense une partie de l'énergie du courant qui le traverse, ce qui diminue sa force. La résistance est calculée en Ohms (Ohms) et la lettre (R) est utilisée dans les formules.
Formules pour calculer les caractéristiques actuelles
En utilisant trois quantités physiques, il est possible de calculer les caractéristiques du courant à l'aide de la loi d'Ohm. Il s'exprime par la formule:
I = U / R
Où I est l'intensité du courant, U est la tension dans le circuit, R est la résistance.
La formule montre que l'intensité du courant est calculée en divisant la valeur de la tension par la valeur de la résistance. Nous avons donc le libellé de la loi:
Mathématiquement, d'autres composants peuvent être calculés à partir de cette formule.
Résistance
R = U / I
Tension:
U = I * R
Il est important de noter que la formule n'est valide que pour une section spécifique de la chaîne. Pour un circuit fermé complet, ainsi que pour d'autres cas spéciaux, il existe d'autres lois d'Ohm.
L'effet du courant sur différents matériaux et êtres vivants
Différents éléments chimiques se comportent différemment sous l'action du courant. Certains supraconducteurs ne résistent pas aux électrons qui les traversent sans provoquer de réaction chimique. Les métaux soumis à un stress excessif peuvent être détruits, fondus. Les diélectriques qui ne traversent pas le courant n'entrent pas du tout dans une interaction et en protègent ainsi l'environnement. Ce phénomène est utilisé avec succès par l'homme dans l'isolation de fils en caoutchouc.
Pour les organismes vivants, le courant est un phénomène ambigu. Il est capable d'avoir à la fois des effets bénéfiques et destructeurs. Les gens utilisent depuis longtemps des décharges contrôlées à des fins médicales: des décharges lumineuses stimulant l'activité cérébrale aux puissants chocs électriques qui peuvent déclencher un cœur en arrêt et ramener une personne à la vie. Une décharge importante peut entraîner de graves problèmes de santé, des brûlures, la mort des tissus et même la mort instantanée. Lorsque vous travaillez avec des appareils électriques, vous devez respecter les consignes de sécurité.
Dans la nature, vous pouvez trouver de nombreux phénomènes dans lesquels le rôle clé est joué par l'électricité: des créatures des grands fonds (rampes électriques) pouvant provoquer des chocs, à la foudre lors d'un orage. Un homme maîtrise depuis longtemps cette force naturelle et l'utilise avec habileté, grâce auquel fonctionne toute l'électronique moderne.
Il convient de rappeler que les phénomènes naturels peuvent être à la fois utiles et nocifs pour l’homme. Etudier à partir du banc d'école et de la formation continue aide les gens à utiliser judicieusement les phénomènes du monde au profit de la société.
