Stały prąd elektryczny?

Stały prąd elektryczny jest ciągłym ruchem elektronów z regionu ujemnego (-) do obszaru dodatnich (+) obciążeń przezmateriał przewodzący, taki jak drut metalowy. Chociaż wyładowania statyczne są spontanicznymi ruchami naładowanych cząstek od ujemnej do dodatnio naładowanej powierzchni, nie ma ciągłego ruchu cząstek przez przewodnik.

Aby stworzyć strumień elektronów, potrzebny jest łańcuch.bezpośredni prąd elektryczny. Jest źródłem energii (na przykład baterii) i przewodnikiem, który biegnie od bieguna dodatniego do ujemnego. W obwodzie mogą znajdować się różne urządzenia elektryczne.

Ciągły ruch elektronów

Prąd stały jest ciągłyruch elektronów przez przewodzący materiał, taki jak metalowy drut. Naładowane cząstki przesuwają się do dodatniego (+) potencjału. Aby utworzyć przepływ energii elektrycznej, wymagany jest obwód elektryczny, składający się ze źródła prądu stałego i przewodu, który tworzy zamkniętą pętlę. Dobrym przykładem takiego łańcucha jest latarka.

Chociaż poruszają się ujemnie naładowane elektronyprzez przewód do dodatniego bieguna (+) źródła prądu, ruch prądu jest wskazywany w przeciwnym kierunku. Jest to wynikiem nieudanej i mylącej umowy. Naukowcyktórzy eksperymentowali z prądami, uważali, że energia elektryczna przesuwa się z (+) do (-) i stało się ogólnie przyjęte wciąż przed odkryciem elektronów. W rzeczywistości ujemne naładowane cząstki przesuwają się w kierunku bieguna dodatniego, przeciwnie do kierunku wskazanego jako kierunek bieżącego ruchu. Jest to mylące, ale po zawarciu umowy trudno jest coś naprawić.

Napięcie, prąd i rezystancja

Energia elektryczna przechodząca przez przewód lub innyprzewodnik, charakteryzujący się napięciem U, prądem I i rezystancją R. Napięcie jest energią potencjalną. Prąd jest strumieniem elektronów w przewodniku, a opór jest siłą jego tarcia.

Dobry sposób na przedstawienie stałegoprąd elektryczny - ma narysować analogię do wody przepływającej przez wąż. Napięcie to potencjał, który gromadzi się na jednym końcu przewodu z powodu nadmiaru ujemnie naładowanych elektronów. Jest to podobne do zwiększonego ciśnienia wody w wężu. Potencjał powoduje przemieszczanie się elektronów przez drut w obszarze ładunku dodatniego. Ta potencjalna energia nazywana jest napięciem i jest mierzona w woltach.

Stały prąd elektryczny to przepływ elektronów mierzony w amperach. Jest podobny do prędkości wody przez wąż.

Ohm jest miarą oporu elektrycznego. Atomy dyrygenta są zlokalizowane aby elektrony przeminęły z niewielką prędkościątarcie. W izolatorach lub słabych przewodach atomy mają silny opór lub uniemożliwiają ruch naładowanych cząstek. Jest to podobne do tarcia wody w wężu podczas jej przechodzenia.

Tak więc napięcie jest podobne do ciśnienia, przepływu do prądu i oporu hydraulicznego do elektrycznego.

Generowanie DC

Chociaż elektryczność statyczna może być odprowadzana przez metalowy drut, nie jest ona źródłem prądu stałego. Są to baterie i generatory.

W akumulatorach reakcje chemiczne są wykorzystywane do wytwarzania prądu stałego. Na przykład akumulator samochodowy składa się z ołowianych płyt, umieszczone w roztworze kwasu siarkowego. Gdy płyty ładują się z sieci lub generatora samochodowego, zmieniają się one chemicznie i utrzymują ładunek. To stałe źródło prądu może być następnie wykorzystane do zasilania reflektorów samochodu, itp. Problem polega na tym, że kwas siarkowy jest bardzo fretting i niebezpieczny.

Kolejna bateria może być wykonana niezależniecytryna. Nie wymaga ładowania, ale zależy od reakcji kwasowej różnych metali. Miedź i cynk działają najlepiej. Możesz użyć drutu miedzianego lub monety. Galwanizowany gwóźdź może być użyty jako inna elektroda. Żelazo też zadziała, ale nie tak dobrze. Wystarczy przykleić miedziany drut i galwanizowany gwóźdź do zwykłej cytryny i zmierzyć napięcie między nimi za pomocą woltomierza. Niektórym udało się nawet zapalić lampę błyskową z tą baterią.

Niezawodny źródłem jest generator, który jest wykonany z drutu, nawinięty między północnym i południowym biegunem magnesu.

Tak więc, jest stały prąd elektrycznyciągły ruch elektronów od ujemnego do dodatniego bieguna przewodnika, takiego jak drut metalowy. Do przejścia naładowanych cząstek potrzebny jest łańcuch. W tym kierunku prądu jest przeciwny do przepływu elektronów Obwód charakteryzuje się takimi wielkościami jak napięcie, prąd i rezystancja. Źródłami prądu stałego są baterie i generatory.

Obwody elektryczne

Obwód prądu stałego składa się ze źródła do biegunów, z których przewody są połączone, łącząc odbiorniki w zamkniętej pętli. Jest to warunek wstępny przejścia prądu. Łańcuchy mogą być sekwencyjne, równoległe lub łączone.

Jeśli weźmiesz źródło prądu stałego, takie jak bateria, i podłącz je do złącza dodatniego i negatywny tyczki przewody do obciążeniana przykład żarówka, tworzy się obwód elektryczny. Innymi słowy, elektryczność płynący od jednego styku baterii do drugiego. W połączeniu z lampą można zainstalować przełącznik, który w razie potrzeby reguluje dopływ prądu elektrycznego.

Źródła prądu stałego

Obwód wymaga źródła zasilania. Z reguły używa się do tego baterii lub baterii. Innym źródłem energii jest generator prądu stałego. Ponadto prąd przemienny może być przepuszczany przez prostownik. Standardowy adapter używany w niektórych urządzeniach przenośnych (takich jak smartfony) konwertuje 220 W Napięcie AC do DC 5 V.

Przewodniki

Przewody i ładunek muszą przewodzić prąd. Miedź lub aluminium są dobre przewodniki i mają niską odporność. Żarnik wolframowy w żarówce przewodzi prąd, ale powoduje wysoką rezystancję jej rozgrzać się i rozgrzać.

Połączenie szeregowe i równoległe

W obwody elektryczne kilka urządzeń, takich jak żarówki, możepodłączyć w jednej linii między biegunem dodatnim i ujemnym akumulatora. Takie połączenie nazywa się sekwencyjnym. Jednym z problemów w tym układzie jest to, że jeśli jedna żarówka wypali się, działa jak przełącznik i wyłącza cały obwód.

Odbiorniki może być również podłączony równolegle, tak, że jeśli jakaś lampa zgaśnie, obwód nie zostanie wyłączony. Równoległy obwód przełączający wykorzystywany jest nie tylko w Choinka girlandy - okablowanie w domach odbywa się równolegle. Dlatego oświetlenie i urządzenia mogą być włączane i wyłączane niezależnie od siebie.

Prawo Ohma

Do praw bezpośredniego prądu elektrycznegoodnosi się do prawa Ohma, które jest najbardziej podstawową formułą dla obwodów elektrycznych. Według niego prąd płynący przez przewodnik jest wprost proporcjonalny do potencjalnej różnicy w poprzek on. Prawo zostało sformułowane po raz pierwszy w 1827 roku Niemiecki fizyk Georg Omkiedy badał przewodnictwo metali. Prawo Ohma najlepiej opisuje proste obwody prądu stałego. Chociaż ma on również zastosowanie do prądu przemiennego, w tym przypadku należy uwzględnić inne możliwe zmienne. Związek pomiędzy prądem, napięciem i rezystancją pozwala obliczyć jedną wielkość fizyczną, jeśli znane są wartości dwóch pozostałych.

Prawo Ohma pokazuje związek między napięciem, prądem i rezystancją w prostym obwodzie elektrycznym. W najprostszej formie zapisanej równaniem U = I× R. Tutaj U jest napięciem w woltach, I jest prądem w amperach, a R jest rezystancją w omach. Tak więc, jeśli I i R są znane, możliwe jest obliczenie U. Jeśli to konieczne, formułę można modyfikować metodami algebry. Na przykład jeśli U i R są znane i muszę je znaleźć, a następnie I = U / R. Or, jeśli biorąc pod uwagę U i I i konieczne jest obliczenie R, wówczas stosowane jest wyrażenie R = U / I.

Znaczenie Prawa Ohma polega na tym, że jeśliwartość dwóch zmiennych w równaniu jest znana, następnie można określić trzecią. Każda z tych wielkości fizycznych może być mierzona za pomocą woltomierza. Większość woltomierzy lub multimetrów mierzy prąd stały U, I, R DC i AC.

Obliczenie U, I, R

Napięcie DC o znanym natężeniu i oporności można znaleźć za pomocą wzoru U = I × R. Na przykład, jeśli I = 0,2 A i R = 1000 Ohm, a następnie U = 0,2 A * 1000 Ohm = 200 V.

Jeśli znane napięcie i rezystancję, prąd można obliczyć za pomocą równania I = V / R. Na przykład jeśli U = 110 W i R = 22000 Oh, wtedy I = 110 W / 22000 Ohm = 0,005 A.

Jeżeli znane są napięcie i prąd, wówczas R = V / I. Jeśli V = 220 W i i = 5 Anastępnie R = 220 W / 5 A = 44 ohmów.

W ten sposób Prawo Ohma pokazuje związek między napięciem, prądem i rezystancją w prostym obwodzie elektrycznym. Może być stosowany zarówno do obwodów prądu stałego jak i prądu przemiennego.

Moc prądu stałego

Ładunek poruszający się w obwodzie (jeśli tak nie jestnadprzewodnik), pochłania energię. Może to spowodować rozgrzanie lub obrót silnika. Moc elektryczna to szybkość konwersji energii elektrycznej na inną postać, np. Energię mechaniczną, ciepło lub światło. Jest równy iloczynowi prądu i napięcia: P = U × I. Jest mierzony w watach. Na przykład, jeśli U = 220 W i = 0,5 Anastępnie P = 220 W * 0,5 A = 110 W.