Mỗi người có một khái niệm trừu tượng về dòng điện. Đối với một thiết bị điện, nguồn điện là một loại nguồn không khí cho bất kỳ sinh vật thở nào. Nhưng trong những so sánh này, sự hiểu biết về bản chất của hiện tượng bị hạn chế, và chỉ có các chuyên gia hiểu bản chất sâu sắc hơn.
Trong chương trình giảng dạy ở trường, mọi người đều tham gia một khóa học vật lý, trong đó mô tả các khái niệm và định luật cơ bản về điện. Cách tiếp cận khoa học, khô khan không gây hứng thú cho trẻ em, vì vậy hầu hết người lớn không biết dòng điện là gì, tại sao nó phát sinh, làm thế nào nó có đơn vị đo lường, hoặc bất cứ thứ gì có thể di chuyển qua dây kim loại bất động, và thậm chí làm cho các thiết bị điện làm việc.
Nói một cách đơn giản về dòng điện
Định nghĩa chuẩn từ sách giáo khoa vật lý học mô tả ngắn gọn hiện tượng dòng điện. Nhưng thẳng thắn, bạn hoàn toàn có thể hiểu điều này nếu bạn nghiên cứu sâu hơn nhiều về chủ đề này. Rốt cuộc, thông tin được trình bày bằng ngôn ngữ khác - khoa học. Sẽ dễ dàng hơn nhiều để hiểu bản chất của một hiện tượng vật lý nếu bạn mô tả mọi thứ bằng một ngôn ngữ quen thuộc có thể hiểu được với bất kỳ người nào. Ví dụ, hiện tại trong kim loại.
Nó nên bắt đầu với thực tế là tất cả mọi thứ mà chúng ta coi là rắn và bất động chỉ nằm trong quan điểm của chúng ta. Một mảnh kim loại nằm trên mặt đất là một cơ thể bất động nguyên khối theo nghĩa của con người. Để tương tự, hãy tưởng tượng hành tinh của chúng ta trong không gian, nhìn nó từ bề mặt Sao Hỏa. Trái đất dường như là một cơ thể, bất động. Nếu chúng ta tiếp cận bề mặt của nó, rõ ràng đây không phải là một mảnh vật chất nguyên khối, mà là một chuyển động không đổi: nước, khí, sinh vật, các tấm thạch quyển - tất cả những thứ này di chuyển không ngừng, mặc dù điều này không thể nhìn thấy từ không gian xa.
Chúng ta hãy quay trở lại với miếng kim loại của chúng ta nằm trên mặt đất. Nó bất động, bởi vì chúng tôi nhìn nó từ bên cạnh như một vật thể nguyên khối. Ở cấp độ nguyên tử, nó bao gồm các yếu tố phút di chuyển liên tục. Chúng khác nhau, nhưng trong số tất cả, chúng ta quan tâm đến các electron, tạo ra một trường điện từ trong các kim loại tạo ra cùng một dòng điện. Từ "hiện tại" phải được hiểu theo nghĩa đen, bởi vì khi các phần tử có điện tích di chuyển, nghĩa là "dòng chảy" từ một vật tích điện này sang vật thể khác, thì sẽ xảy ra "dòng điện".
Hiểu được các khái niệm cơ bản, chúng ta có thể rút ra một định nghĩa chung:
Để hiểu bản chất chính xác hơn, bạn cần đi sâu vào chi tiết và nhận câu trả lời cho một số câu hỏi cơ bản.
Trả lời các câu hỏi chính về dòng điện
Sau khi định nghĩa được xây dựng, một số câu hỏi logic phát sinh.
- Điều gì làm cho "dòng chảy" hiện tại, nghĩa là di chuyển?
- Nếu các phần tử kim loại nhỏ nhất liên tục chuyển động, thì tại sao nó không bị biến dạng?
- Nếu một cái gì đó chảy từ vật này sang vật khác, thì khối lượng của những vật này có thay đổi không?
Câu trả lời cho câu hỏi đầu tiên rất đơn giản. Khi nước chảy từ điểm cao xuống điểm thấp, do đó, các electron sẽ chảy từ một cơ thể có điện tích cao đến một cơ thể ở mức thấp, tuân theo các định luật vật lý. Và điện tích trên mạng "(hoặc tiềm năng) là số lượng electron trong cơ thể, và càng có nhiều, điện tích càng cao.Nếu tiếp xúc được thực hiện giữa hai cơ thể với các điện tích khác nhau, các electron từ cơ thể tích điện nhiều hơn sẽ chảy vào điện tích ít hơn. Vì vậy, sẽ có một dòng điện sẽ kết thúc khi điện tích của hai cơ quan tiếp xúc bằng nhau.
Để hiểu tại sao dây không thay đổi cấu trúc, mặc dù thực tế là có sự chuyển động liên tục trong nó, bạn cần tưởng tượng nó dưới dạng một ngôi nhà lớn nơi mọi người sống. Kích thước của ngôi nhà sẽ không thay đổi về số lượng người vào và ra khỏi nó, cũng như di chuyển vào bên trong. Trong trường hợp này, một người là một chất tương tự của một electron trong kim loại - nó di chuyển tự do và không có khối lượng đặc biệt so với toàn bộ tòa nhà.
Nếu các electron di chuyển từ cơ thể này sang cơ thể khác - tại sao khối lượng của các cơ thể không thay đổi? Thực tế là trọng lượng của electron nhỏ đến mức ngay cả khi bạn loại bỏ tất cả các electron khỏi cơ thể, khối lượng của nó sẽ không thay đổi.
Một đơn vị hiện tại là gì
Để "tính toán" dòng điện, các đơn vị đo lường khác nhau được sử dụng, chúng tôi sẽ phân tích ba đơn vị chính:
- Sức mạnh hiện tại.
- Điện áp.
- Kháng chiến
Nếu bạn cố gắng mô tả khái niệm sức mạnh hiện tại bằng những từ đơn giản, tốt nhất là tưởng tượng dòng xe chạy qua một đường hầm. Ô tô là điện tử, và một đường hầm là dây. Càng nhiều ô tô đi qua tại một thời điểm qua mặt cắt ngang của đường hầm, cường độ dòng điện càng lớn, được đo bằng một thiết bị gọi là "ampe kế" trong Amperes (A) và trong các công thức được biểu thị bằng chữ cái (I).
Điện áp là một giá trị tương đối biểu thị sự khác biệt về điện tích của các vật thể giữa các dòng điện. Nếu một vật có điện tích rất cao và vật kia rất thấp, thì sẽ có một điện áp cao giữa chúng, để đo một vôn kế và một đơn vị gọi là Volt (V) được sử dụng. Trong các công thức được xác định bởi chữ cái (U).
Điện trở đặc trưng cho khả năng của một dây dẫn, dây đồng có điều kiện, truyền một lượng điện nhất định qua chính nó, đó là các electron. Các dây dẫn điện trở tạo ra nhiệt, tiêu tốn một phần năng lượng của dòng điện đi qua nó, do đó làm giảm sức mạnh của nó. Điện trở được tính bằng Ohms (Ohms) và chữ cái (R) được sử dụng trong các công thức.
Công thức tính các đặc điểm hiện tại
Sử dụng ba đại lượng vật lý, có thể tính toán các đặc tính của dòng điện bằng Định luật Ohm. Nó được thể hiện bằng công thức:
Tôi = U / R
Trong đó I là cường độ dòng điện, U là điện áp trong mạch, R là điện trở.
Từ công thức chúng ta thấy rằng cường độ hiện tại được tính bằng cách chia giá trị điện áp cho giá trị điện trở. Do đó, chúng tôi có từ ngữ của pháp luật:
Về mặt toán học, các thành phần khác có thể được tính từ công thức này.
Kháng chiến
R = U / tôi
Điện áp:
U = tôi * R
Điều quan trọng cần lưu ý là công thức chỉ có giá trị cho một phần cụ thể của chuỗi. Đối với một mạch hoàn chỉnh, khép kín, cũng như các trường hợp đặc biệt khác, có các luật Ohm khác.
Ảnh hưởng của dòng điện đến các vật liệu và sinh vật khác nhau
Các yếu tố hóa học khác nhau hành xử khác nhau dưới tác động của hiện tại. Một số chất siêu dẫn không chống lại các electron di chuyển qua chúng, mà không gây ra bất kỳ phản ứng hóa học nào. Kim loại với căng thẳng quá mức cho chúng có thể bị phá hủy, tan chảy. Các điện môi không vượt qua hiện tại không tham gia vào bất kỳ tương tác nào với nó và do đó bảo vệ môi trường khỏi nó. Hiện tượng này được con người sử dụng thành công trong việc cách điện dây dẫn bằng cao su.
Đối với các sinh vật sống, hiện tại là một hiện tượng mơ hồ. Anh ta có thể có cả tác dụng có lợi và phá hoại. Mọi người từ lâu đã sử dụng các chất thải có kiểm soát cho các mục đích y học: từ phóng điện kích thích hoạt động của não đến các cú sốc điện mạnh mẽ có thể bắt đầu một trái tim ngừng đập và đưa một người trở lại cuộc sống. Xuất viện mạnh có thể dẫn đến các vấn đề sức khỏe nghiêm trọng, bỏng, chết mô và thậm chí tử vong ngay lập tức. Khi làm việc với các thiết bị điện, các quy định an toàn phải được tuân thủ.
Trong tự nhiên, bạn có thể tìm thấy nhiều hiện tượng trong đó vai trò chính là điện: từ các sinh vật dưới biển sâu (dốc điện) có thể gây sốc, đến sét trong cơn giông bão. Một người đàn ông từ lâu đã làm chủ được lực lượng tự nhiên này và khéo léo sử dụng nó, nhờ đó tất cả các thiết bị điện tử hiện đại hoạt động.
Cần nhớ rằng các hiện tượng tự nhiên có thể vừa hữu ích vừa có hại cho con người. Nghiên cứu từ băng ghế trường và giáo dục thêm giúp mọi người sử dụng khôn ngoan các hiện tượng của thế giới vì lợi ích của xã hội.
