Her insanın soyut bir elektrik akımı kavramı vardır. Bir elektrikli cihaz için, bir güç kaynağı, solunum organizmaları için bir tür hava kaynağıdır. Ancak bu karşılaştırmalarda, olgunun doğasının anlaşılması sınırlıdır ve sadece uzmanlar özü daha derinden anlarlar.
Okul müfredatında herkes elektriğin temel kavramlarını ve yasalarını tanımlayan bir fizik dersi alır. Kuru, bilimsel bir yaklaşım çocuklara ilgi duymaz, bu nedenle yetişkinlerin çoğu elektrik akımının ne olduğu, neden ortaya çıktığı, bir ölçü biriminin nasıl olduğu veya taşınmaz metal tellerden bir şeyin nasıl hareket edebileceği hakkında hiçbir fikre sahip değildir. ve hatta elektrikli cihazların çalışmasını sağlar.
Elektrik akımı ile ilgili basit sözlerle
Okul fizik ders kitabındaki standart tanım, elektrik akımı fenomenini kısaca açıklar. Ama açıkçası, konuyu daha derinden incelerseniz, bunu tamamen anlayabilirsiniz. Sonuçta, bilgi başka bir dilde sunulmaktadır - bilimsel. Fiziksel bir fenomenin doğasını anlamak, her şeyi herhangi bir kişi tarafından anlaşılabilir bir tanıdık dilde tanımlarsanız daha kolaydır. Örneğin, metal akımı.
Sağlam ve hareketsiz olduğunu düşündüğümüz her şeyin yalnızca bize göre olduğu gerçeğiyle başlamalıdır. Yerde yatan bir metal parçası insan anlamında monolitik bir hareketsiz vücuttur. Bir benzetme için, uzayda gezegenimizi Mars yüzeyinden bakarak hayal edin. Dünya bir bütün, hareketsiz bir vücut gibi görünüyor. Eğer yüzeyine yaklaşırsak, bunun bir monolitik madde parçası olmadığı, ancak sabit bir hareket olduğu açıklığa kavuşacak: su, gazlar, canlılar, litosferik levhalar - tüm bunlar hiç durmadan hareket etse de, uzak mesafeden görülemese de.
Yerde yatan metal parçamıza geri dönelim. Hareketsizdir, çünkü biz ona yandan monolitik bir nesne olarak bakarız. Atom seviyesinde sürekli hareket eden dakika elementlerinden oluşur. Farklılar, ancak hepsinde, aynı akımı üreten metallerde elektromanyetik bir alan oluşturan elektronlarla ilgileniyoruz. "Akım" kelimesi kelimenin tam anlamıyla anlaşılmalıdır, çünkü bir elektrik yükü olan elemanlar, yani bir yüklü nesneden diğerine "akış" olduğunda, bir "elektrik akımı" meydana gelir.
Temel kavramları anladıktan sonra genel bir tanım türetebiliriz:
Özü daha kesin olarak anlamak için, ayrıntılara girmeniz ve birkaç temel soruya cevap almanız gerekir.
Elektrik akımı ile ilgili ana soruların cevapları
Tanım formüle edildikten sonra birkaç mantıksal soru ortaya çıkar.
- Şu anki "akışı", yani harekete geçiren şey nedir?
- En küçük metal elemanlar sürekli hareket ediyorsa, neden deforme olmaz?
- Bir şey bir nesneden diğerine akarsa, bu nesnelerin kütlesi değişir mi?
İlk sorunun cevabı basittir. Su, yüksek bir noktadan alçak bir noktaya akarken, elektronlar, yüksek bir yüke sahip bir vücuttan düşük bir vücuda, böylece fizik yasalarına uyarak akacaktır. Ve “yük” (veya potansiyel) vücuttaki elektronların sayısıdır ve ne kadar çok olursa, yük o kadar yüksek olur.Farklı şarjlara sahip iki gövde arasında temas yapılırsa, daha fazla yüklü olan gövdeden gelen elektronlar daha az yüklü olana akacaktır. Böylece, iki temas eden organın suçlamaları eşitlendiğinde sona erecek bir akım olacaktır.
Telin neden yapıyı değiştirmediğini anlamak için, içinde sürekli hareket olmasına rağmen, içinde yaşayan insanların yaşadığı büyük bir ev şeklinde düşünmeniz gerekir. Evin büyüklüğü, içeriye girmenin yanı sıra kaç kişinin girip çıkacağı konusunda değişmeyecek. Bu durumda, bir kişi metaldeki bir elektronun analoğudur - serbestçe hareket eder ve tüm binaya kıyasla özel bir kütlesi yoktur.
Elektronlar bir vücuttan diğerine hareket ederse - neden vücut kütlesi değişmiyor? Gerçek şu ki, elektronun ağırlığı o kadar küçük ki tüm elektronları vücuttan çıkarsanız bile kütlesi değişmeyecek.
Akım birimi nedir
Elektrik akımını "hesaplamak" için, farklı ölçüm birimleri kullanılır, üç temel olanı analiz edeceğiz:
- Akım gücü
- Gerilim.
- Direnç.
Akım gücü kavramını basit kelimelerle tarif etmeye çalışırsanız, bir tünelden geçen arabaların akışını hayal etmek en iyisidir. Arabalar elektronlar ve bir tünel tel. Ne kadar fazla araba bir anda tünelin enine kesitinden geçerse - cihaz tarafından Amper (A) 'da "ampermetre" adı altında ölçülen akım şiddeti artar ve formüllerde harf (I) ile gösterilir.
Gerilim, arasında akımın aktığı gövdelerin yüklerindeki farkı ifade eden göreceli bir değerdir. Bir nesnenin çok yüksek bir yükü varsa ve diğerinin çok düşük olması durumunda, hangi voltmetre ve Volt (V) adlı bir birimin kullanıldığını ölçmek için aralarında yüksek voltaj olacaktır. (U) harfi ile tanımlanan formüllerde.
Direnç, bir iletkenin, koşullu olarak bakır telin, elektronların kendisinden belirli bir miktarda akım geçirme kabiliyetini karakterize eder. Direnç iletkeni ısı üretir, içinden geçen akımın enerjisinin bir kısmını harcar, böylece gücünü azaltır. Direnç, Ohm (Ohm) cinsinden hesaplanır ve formüllerde (R) harfi kullanılır.
Mevcut özellikleri hesaplamak için formüller
Üç fiziksel büyüklük kullanarak, Ohm Yasası'nı kullanarak akımın özelliklerini hesaplamak mümkündür. Aşağıdaki formülle ifade edilir:
I = U / R
I akım kuvveti olduğunda, U devredeki voltaj, R ise dirençtir.
Formülden, akım gücünün, voltaj değerini direnç değerine bölerek hesaplandığını görüyoruz. Dolayısıyla yasaların ifadesine sahibiz:
Matematiksel olarak, diğer bileşenler bu formülden hesaplanabilir.
direnç:
R = U / I
voltaj:
U = I * R
Formülün yalnızca zincirin belirli bir bölümü için geçerli olduğuna dikkat etmek önemlidir. Tam, kapalı bir devre ve diğer özel durumlar için, diğer Ohm yasaları vardır.
Akımın farklı malzemeler ve canlılar üzerindeki etkisi
Farklı kimyasal elementler akımın etkisi altında farklı davranırlar. Bazı süper iletkenler, kimyasal reaksiyona neden olmadan, içinden geçen elektronlara direnç göstermezler. Onlar için aşırı strese sahip metaller yok edilebilir, eritilebilir. Akımı geçmeyen dielektrikler, onunla hiçbir etkileşime girmez ve böylece çevreyi ondan korur. Bu fenomen, insanlar tarafından tellerin kauçuktan yalıtılmasında başarıyla kullanılmaktadır.
Canlılar için, mevcut belirsiz bir olgudur. Hem yararlı hem de yıkıcı etkilere sahip olabilir. İnsanlar uzun zamandır tıbbi amaçlarla kontrollü deşarjlar kullanmışlardır: hafif deşarjlardan beyin aktivitesini teşvik eden durgun bir kalbi başlatabilen ve bir insanı hayata döndüren güçlü elektrik şoklarına. Güçlü bir akıntı ciddi sağlık sorunlarına, yanıklara, doku ölümüne ve hatta anlık ölüme neden olabilir. Elektrikli cihazlarla çalışırken güvenlik kurallarına uyulmalıdır.
Doğada, kilit rolün elektrikle oynadığı birçok fenomen bulabilirsiniz: fırtına sırasında derin deniz canlılarından (elektrik rampaları), şok edebilen, yıldırıma kadar. İnsan bu doğal kuvveti çok iyi kullandı ve ustalıkla kullandı, tüm modern elektronik aletler çalışıyor.
Doğal olayların insanlara hem faydalı hem de zararlı olabileceği unutulmamalıdır. Okul bankında eğitim ve ileri eğitim, insanların dünyadaki fenomenlerini toplumun yararı için akıllıca kullanmalarına yardımcı olur.
