Strom Physik: Bestimmung, Erfahrung, Einheit

Strom Physik – ist etwas, mit dem von jedem von uns konfrontiert. In diesem Artikel werden wir die grundlegenden Konzepte mit ihm verbunden suchen.

Was ist Elektrizität? Für die Uneingeweihten Person ist mit einem Blitz oder Energieversorgung TV und Waschmaschine verbunden. Er weiß, dass die Verwendung eines elektrischen Stromes. Was kann er sagen? Über unsere Abhängigkeit von Elektrizität erinnert Stromleitungen werden. Jemand kann mehrere andere Beispiele anführen.

Doch aufgrund Elektrizität gibt viele andere, weniger offensichtlich, aber alltägliche Phänomene. Mit allen von ihnen stellen wir Physik. Elektrizität (Aufgaben, Definitionen und Formeln) beginnen wir in der Schule zu studieren. Und wir lernen viele interessante Dinge. Es stellt sich heraus, das schlagende Herz, Sportler laufen, Kind schlafen und schwimmende Fische – alle elektrische Energie erzeugen.

Elektronen und Protonen

Wir definieren die grundlegenden Konzepte. Aus der Sicht des Wissenschaftlers, Strom Physik mit der Bewegung von Elektronen und anderen geladenen Teilchen in verschiedene Substanzen in Verbindung gebracht. Daher hängt das wissenschaftliche Verständnis der Natur des Phänomens für uns von Interesse auf der Ebene des Wissens über Atom und ihr konstituierendes subatomaren Teilchen. Der Schlüssel zu diesem Verständnis ist winzig Elektronen. Atome einer Substanz, die ein oder mehr Elektronen um den Kern in verschiedenen Umlaufbahnen bewegen, so wie die Planetenumlaufbahnen um die Sonne. Typischerweise ist die Anzahl von Elektronen in einem Atom der Anzahl der Protonen im Kern gleich. Protonen, wobei wesentlich schwerer als Elektronen können jedoch in Betracht gezogen werden als wären sie in der Mitte des Atoms festgelegt. Dieses extrem vereinfachtes Modell des Atoms ist genug, um die Grundlagen solcher Phänomene wie Strom Physik zu erklären.

Was müssen Sie wissen? Die Elektronen und Protonen die gleiche größte elektrische Ladung (aber mit umgekehrtem Vorzeichen), so dass sie sich angezogen werden. Ladung des Protons ist positiv und das Elektron – negativ. Atome mit elektronen größer als oder weniger als üblich, genannt Ion. Wenn das Atom nicht genug ist, wird es ein positives Ion genannt. Wenn es einen Überschuss von ihnen enthält, wird ein negatives Ion genannt.

Wenn Elektronen verlassen das Atom, das eine positive Ladung erhält. Electron frei von seinem entgegengesetzten – ein Proton oder bewegt an ein anderes Atom oder Rückkehr zum vorhergehenden.

Warum Elektronen verlässt das Atom?

Dies ist aus mehreren Gründen. Die häufigste ist die Tatsache, dass unter dem Impulse von Licht oder irgendeinem externen Elektronen in einem Atom bewegendes Elektron kann aus seiner Bahn ausgestoßen werden. Wärme bewirkt, dass die Atome schneller schwingen. Dies bedeutet, dass die Elektronen von ihren Atom emittiert werden kann. Bei chemischen Reaktionen, bewegen sie sich auch von Atom zu Atom.

Ein gutes Beispiel für die Beziehung von chemischen und elektrischen Aktivität der Muskeln uns geben. Ihre Fasern Vertrag, wenn ein elektrisches Signal aus dem Nervensystem. Elektrischer Strom stimuliert die chemischen Reaktionen. Sie führen auch zu einer Verringerung des Muskels. Externe elektrische Signale werden oft künstlich zu stimulieren Muskelaktivität verwendet.

Leitfähigkeit

Bei einigen Substanzen Elektronen unter dem Einfluss eines externen elektrischen Feldes bewegt sich freier als in anderen. Sie sagen, dass solche Materialien eine gute Leitfähigkeit aufweisen. Sie sind genannt Dirigenten. Dazu zählen die meisten Metalle, heiße Gase und einige Flüssigkeiten. Luft, Gummi und Öl, Polyethylen und Glas nicht leiten Strom. Sie sind Isolatoren genannt und sind für die Isolierung von guten Leitern verwendet. Ideal Isolatoren (absolut nicht stromleitend) nicht existiert. Unter bestimmten Bedingungen können Elektronen von einem beliebigen Atom entfernt werden. Normalerweise jedoch sind diese Bedingungen so schwierig zu erreichen, dass von einem praktischen Standpunkt aus gesehen, eine solche Substanz kann als nichtleitend betrachtet werden.

mit einer Wissenschaft wie Kennenlernen Physik ( die Abteilung „Electricity“) erfahren wir , dass es eine spezielle Gruppe von Substanzen ist. Es Halbleiter. Sie verhalten sich teilweise als Dielektrikum, und teilweise – als Leiter. Dazu zählen insbesondere die folgenden: Germanium, Silizium und Kupferoxid. Aufgrund seiner Eigenschaften von Halbleitern findet viele Anwendungen. Zum Beispiel kann sie ein Elektroventil sein: wie Fahrradreifenventil es nur die Ladungen bewegen sich in eine Richtung ermöglicht. Solche Vorrichtungen sind Gleichrichter genannt. Sie werden in Miniaturfunkempfängern verwendet, und große Kraftwerke Wechselstrom in Gleichstrom umzuwandeln.

Wärme ist ein chaotisches Form der Bewegung von Molekülen oder Atomen und Temperatur – Maß für die Intensität der Bewegung (bei den meisten Metallen der Abwärtsbewegung des Elektrons wird lockerer Temperatur). Dies bedeutet, dass der Widerstand gegen eine freie Bewegung der Elektronen nimmt mit abnehmender Temperatur. In anderen Worten, die Leitfähigkeit des Metalls zunimmt.

Supraleitung

Bei einigen Substanzen bei sehr niedrigen Temperaturen, zum Widerstand der Elektronen fließen vollständig verschwindet und die Elektronen in Bewegung setzen sie auf unbestimmte Zeit fortgesetzt wird. Dieses Phänomen wird Supraleitung bezeichnet. Bei einer Temperatur einige Grade über dem absoluten Nullpunkt (- 273 ° C) wird beobachtet, in Metalle, wie Zinn, Blei, Aluminium und Niob.

Van De Graaff-Generator

Der Lehrplan umfasst eine Vielzahl von Experimenten mit Strom. Es mozhestvo Generatoren Arten, von denen wir erarbeiten möchten. Der Van – de – Graaff – Beschleuniger wird verwendet , mit überhöhtem Spannung zu erhalten. Wenn ein Objekt, einen Überschuß an positiven Ionen enthält, in die Behälter zu setzen, dann an der Innenfläche des letzteren werden Elektronen und auf der Außenseite – die gleiche Menge an positiven Ionen. Wenn nun die innere Oberfläche des geladenen Objekt berühren, dann wird es alle freien Elektronen passieren. Auf der Außenseite der positiven Ladungen bleiben.

In dem Van de Graaff-positiven Ionen von der Quelle werden auf ein Förderband in einer Metallkugel erstreckt aufgetragen. Band mit der inneren Oberfläche der Kugel durch einen Leiter in der Form des Grats. Die Elektronen fließen von der Innenfläche der Kugel ist. An der Außenseite erscheint davon positive Ionen. Der Effekt kann durch die Verwendung von zwei Generatoren verbessert werden.

Elektrischer Strom

In der Schule Physik Kurs beinhaltet es so etwas wie einen elektrischen Strom. Was ist das? Der elektrische Strom durch die Bewegung der elektrischen Ladungen. Wenn die elektrische Lampe an der Batterie angeschlossen ist , eingeschaltet ist, fließt ein Strom entlang der Draht von einem Pol der Batterie mit der Lampe, dann durch ihr Haar, um es zu glühen verursacht, und kehrt zu dem anderen Pol der Batterie an den zweiten Draht zurück. Wenn Sie den Schalter öffnet den Stromkreis schalten – aktuelle Verkehrs stoppt und Licht erlischt.

Die Bewegung der Elektronen

Der Strom in den meisten Fällen ist eine geordnete Bewegung der Elektronen im Metall als Leiter dient. Alle Leiter und einige andere Substanzen treten immer einige zufällige ihre Bewegung, auch wenn der Strom nicht fließt. Die Elektronen in der Substanz können relativ frei sein, oder fest gebunden. Guter Leiter hat freie Elektronen bewegen können. Aber in einem schlechten Leiter oder Isolator, ist die Mehrzahl dieser Teilchen ausreichend fest mit den Atomen verbunden, die ihre Bewegung verhindert.

Manchmal natürliche oder künstlich in der Leiter Bewegung von Elektronen in einer bestimmten Richtung geschaffen. Dieser Fluss wird und ein elektrischer Schlag genannt. Es wird in Ampere (A) gemessen. Stromträger kann auch als Ionen (in Gasen oder Lösungen) und ein „Loch“ (ein Mangel an Elektronen in bestimmten Arten von Halbleitern. Recent verhalten, als positiv geladene Träger des elektrischen Stroms dienen. Um die Elektronen zu zwingen in einer oder anderen Richtung zu bewegen, eine Kraft erforderlich ist. In der Natur seine Quelle sein kann: Sonneneinstrahlung, magnetische Effekte und chemische Reaktionen sind einige von ihnen verwendeten elektrischen Strom für diesen Zweck normalerweise zu produzieren sind: .. Generator magnetischen Wirkungen und Element (Batterie), deren Wirkung auf chemischen Reaktionen beruht. Beide Vorrichtungen, wodurch eine elektromotorische Kraft (EMF) Ursache Elektronen in einer Richtung entlang der Kette zu bewegen. Die Größe der EMK in Volt (V) gemessen. Dies sind die Grundeinheiten der Leistungsmessung.

Die Größe der EMK und Strom werden als Druck und Strömung in der Flüssigkeit miteinander verbunden sind. Wasserleitungen sind immer mit Wasser unter einem bestimmten Druck gefüllt ist, aber das Wasser nur beginnt zu fließen, wenn das Ventil geöffnet wird.

In ähnlicher Weise die elektrische Schaltung kann mit einer Quelle von elektromotorischer Kraft verbunden werden, aber der Strom darin fließt nicht, solange nicht Pfad aufgebaut werden , entlang denen Elektronen bewegen können. Sie können zum Beispiel eine elektrische Lampe oder Staubsauger, der Schalter hier spielt die Rolle eines Krans, Strom „die produziert“.

Das Verhältnis zwischen Strom und Spannung

Wenn die Spannung steigt und das Strom Wachstum in der Schaltung. Studium der Physik wissen wir natürlich, dass elektrische Schaltungen aus mehreren verschiedenen Abschnitten bestehen: In der Regel wechseln Drähte und ein Gerät – Stromverbraucher. Sie sind alle zusammen, bietet Widerstand gegen elektrischen Strom verbunden ist, der (die Temperatur konstant angenommen wird) mit der Zeit nicht ändern, aber für jeden von ihnen unterschiedlich ist für diese Komponenten. Deshalb, wenn die gleiche Spannung an die Lampe und zum Eisen angewandt wird, wird der Fluss von Elektronen in jedem der Vorrichtungen aufgrund ihrer unterschiedlichen Resistenz verschieden sein. Folglich wird der Strom durch einen bestimmten Schaltungsabschnitt fließt, nicht nur die Spannung bestimmt, aber die Widerstandsfähigkeit von Leitern und Geräten.

Das Ohmsche Gesetz

Der elektrische Widerstand wird in Ohm (Ohm) in solchen Wissenschaft wie Physik gemessen. Elektrizität (Formel Definitionen Experimente) – breites Thema. Wir zeigen keine komplexen Formeln. Für die erste Bekanntschaft mit dem Thema genug oben gesagt wurde. zu bringen, eine Formel, jedoch ist es wert. Es ist ein Kinderspiel. Spannung = Strom x Widerstand: für jeden Leiter oder Leitersystem und Vorrichtungen Beziehung zwischen der Spannung, Strom und Widerstand wird durch gegeben. Dies ist ein mathematischer Ausdruck des Ohmschen Gesetzes, mit dem Namen zu Ehren von Georg Ohm (1787-1854 gg.), Die die ersten ist, die Beziehung zwischen diesen drei Parametern herzustellen.

Strom Physik – ein sehr interessanter Zweig der Wissenschaft. Wir haben mit ihm nur die grundlegenden Konzepte im Zusammenhang betrachtet. Sie wissen, was Elektrizität ist, wie es gebildet wird. Wir hoffen, dass diese Informationen für Sie nützlich ist.