Rafmagn Eðlisfræði: ákvörðun, reynslu, eining

Rafmagn Eðlisfræði - er eitthvað sem blasa við hvert og eitt okkar. Í þessari grein munum við líta á grundvallarhugtökum í tengslum við það.

Hvað er rafmagn? Fyrir uninitiated manneskja tengist glampi af eldingum og orkuframboði sjónvarpi og þvottavél. Hann veit að notkun rafmagns rafmagn. Hvað annað getur hann sagt? Um ósjálfstæði okkar á raforku skal minnt rafmagnslínur. Einhver getur vitnað nokkur önnur dæmi.

Hins vegar, vegna þess að rafmagn eru mörg önnur, minna augljós, en daglegur fyrirbæri. Með öllum þeim sem við kynna eðlisfræði. Rafmagn (verkefni, skilgreiningar og formúlur) og við byrjum að læra í skólanum. Og við lærum mikið af áhugaverðum hlutum. Það kemur í ljós, berja hjarta, hlaupandi íþróttamaður, svefn barn og fljótandi fisk - allt búið raforku.

Róteindir og rafeindir

Við skilgreina helstu hugtök. Frá sjónarhóli vísindamannsins, rafmagn eðlisfræði í tengslum við hreyfingu rafeinda og annarra hlaðinna ögnum inn f ýmsu efna. Því vísinda skilning á eðli fyrirbæri áhuga okkar veltur á því hversu þekkingu um atóm og efnisþáttum subatomic þeirra agna. Lykillinn að þessum skilningi er pínulítill rafeindir. Atóm af hvaða efni sem felur í sér eina eða fleiri rafeindir flytja í mismunandi brautum umhverfis kjarnann, eins og plánetan orbits í kringum sólina. Venjulega, er fjöldi rafeinda í atóm er jafn fjölda róteinda í kjarna. Hins vegar, róteindir, er töluvert þyngri en rafeindir má líta svo á ef sett af stað með í miðju vetnisatómsins. Þetta afar einfalda líkan af frumeind er nóg að útskýra grunnatriði slíkra fyrirbæra sem eðlisfræði rafmagn.

Hvað annað sem þú þarft að vita? Rafeindir og róteindir hafa sömu stærsta rafhleðslu (en af gagnstæðu merki), þannig að þeir eru dregist að hver öðrum. gjald af róteind er jákvætt og rafeind - neikvæð. Atom hafa rafeinda er meiri en eða minna en venjulega, sem heitir jón. Ef atóm er ekki nóg, er það kallað jákvæð jón. Ef það inniheldur umframmagn af þeim, er það kallað neikvæð jón.

Þegar rafeindir fara atóm sem kaupir einhverja jákvæða hleðslu. Electron skortir andstæðu sína - róteindarskiptahimnu eða færist til annars-atóm, eða fara aftur á fyrri.

Hvers vegna rafeindir yfirgefur atóm?

Þetta er vegna þess að nokkrar ástæður. Algengasta er sú staðreynd að undir högg létt- eða hvaða ytri rafeinda í atóm áhrifamikill rafeindir er hægt að spýta út úr sporbraut sinni. Hiti veldur atóm sveiflast hraðar. Þetta þýðir að rafeindir hægt er að losuð frá atómi hennar. Í efnahvörfum, þeir fara einnig frá atóminu atóm.

Gott dæmi um tengsl efna og rafvirkni í vöðvum gefa okkur. trefjar samningur þeirra þegar rafmagn merki frá taugakerfi. Rafstraum örvar efnahvörfum. Þeir leiða einnig til lækkunar á vöðva. Ytri electric merki eru oft notuð til að tilbúnar að örva virkni vöðva.

leiðni

Í sumum efnum rafeindir undir áhrifum utanaðkomandi rafsvið færist meira frjálst en í öðrum. Þeir segja að slík efni hafa góða leiðni. Þeir eru kallaðir leiðarar. Þetta eru flest málma, heitt lofttegundir og sumir vökva. Air, gúmmí og olíu, pólýetýlen og gler ekki sinna rafmagn. Þeir eru kallaðir einangrarar og eru notuð til einangrunar á góðum leiðara. Ideal einangrarar (alls ekki stunda núverandi) er ekki til. Við vissar aðstæður, rafeindir er hægt að fjarlægja úr hvaða atóm. Venjulega, þó þessi skilyrði eru svo erfitt að ná því úr hagnýtu sjónarmiði, slíkt efni geta talist ekki leiðandi.

Uppeldi vísindi sem eðlisfræði (kaflanum "Rafmagn"), lærum við að það er sérstakur hópur efna. Það hálfleiðara. Þeir hegða sér hluta sem dielectric, og að hluta - og leiðara. Meðal þeirra eru, einkum fela í sér: German, sílikon, og kopar oxíð. Vegna eiginleika þess hálfleiðara finnur marga möguleika. Til dæmis gæti það verið rafmagns loki: eins reiðhjól dekk loki gerir það að gjöld fara í eina átt. Slík tæki eru kallaðir afriðlar. Þau eru notuð í litlu útvarpstækja, og stórum virkjunum að umbreyta AC til DC.

Heat er óskipulegur form hreyfinga einstakra sameindum eða atóma og hitastigi - mælikvarði á styrkleika hreyfingarinnar (í mesta lagi málmum niður á við á hitastiginu rafeinda verður looser). Þetta þýðir að viðnám frjálsa för rafeinda minnkar með minnkandi hitastig. Með öðrum orðum, leiðni málm eykst.

superconductivity

Í sumum efnum við mjög lágt hitastig, viðnám til flæði rafeinda alveg hverfur og rafeindirnar byrja að flytja það áfram endalaust. Þetta fyrirbæri er kallað superconductivity. Við hitastig sem um nokkrar gráður yfir alkuli (- 273 ° C) og það er sem komu fram hjá málma eins og tin, blý, áli, og níóbín.

Van De Graaff rafall

Námskrá inniheldur ýmsar tilraunir með rafmagn. Það mozhestvo rafala tegundir, einn sem við viljum að útfæra. Van De Graaff eldsneytisgjöf er notað til að fá superhigh spennu. Ef hlutur inniheldur umfram jákvæðum jónum, til að setja í ílát, þá á innra yfirborði seinni verður rafeindir og utan - sama magn af jákvæðum jónum. Ef nú snerta innra yfirborð lagður hlut, þá mun það fara framhjá öllum frjáls rafeindir. Utan á jákvæðu hleðslur enn.

Í Van de Graaff jákvætt hlaðnar jónir frá upptökum sé beitt við færiband sem nær inni í málm kúlu. Borði tengdur við innra yfirborð kúlunnar með leiðara í formi hálsinum. Rafeindir flæða frá innra yfirborði kúlu. Á ytri hlið hennar birtast jákvæð jónir. Áhrifin má auka með því að nota tvo rafala.

rafstraum

Í eðlisfræði skóla Auðvitað felur slíkt sem rafstraum. Hvað er það? Rafstraum vegna hreyfingu rafmagns gjöldum. Þegar rafmagns lampi tengdur við rafhlöðuna, er kveikt á, flæðir straumur meðfram vír frá einum stöng rafhlöðunni til lampa, þá í gegnum hárið hennar, sem veldur því að ljóma, og skilar aftur til seinni vír til annarra stöng á rafhlöðunni. Ef þú kveikir skiptir mun opna hringrás - núverandi umferð stöðvast og ljós fer út.

Hreyfing rafeinda

Núverandi í flestum tilfellum er skipað hreyfing rafeinda í málm þjóna sem leiðara. Allir leiðarar og nokkrar aðrar efni koma alltaf sumir af handahófi hreyfingu þeirra, jafnvel þótt núverandi ekki renna. Rafeindir í efninu getur verið tiltölulega frjáls eða mjög tengt. Góðir leiðarar hafa ókeypis rafeindir fær um að fara. En í lélega leiðara eða insulators, meirihlutinn af þessum ögnum sem hægt er nægilega þétt tengdur með atómunum, sem kemur í veg hreyfingu þeirra.

Stundum eðlilegt eða tilbúnar til í leiðara hreyfingu rafeinda í ákveðna átt. Þetta rennsli er kallað og raflosti. Það er mælt í amperum (A). Núverandi flytjenda getur einnig þjónað sem jónir (í gösum eða lausnir) og "holu" (skortur rafeinda í tilteknum tegundum hálfleiðara. Nýlegar haga sér eins jákvætt hlaðnar berar rafstraum. Að þvinga rafeindir til að fara í eina átt eða aðra, þarf afl. Í náttúrunni, uppspretta hennar geta verið: sólarljósi, segulmagnaðir áhrif og efnahvarfa Sumir þeirra eru notuð til að framleiða rafstraum Venjulega í þessum tilgangi eru: .. rafall með segulmagnaðir áhrif, og þáttur (rafhlaða), áhrif sem er vegna efnahvarfa Bæði tækin, skapa. a íspenna (EMF) orsök rafeindir til að fara í eina átt meðfram keðjunni. Umfang EMF er mældur í voltum (V). Þetta eru helstu mælieiningar máttur.

Umfang EMF og straumur eru samtengd sem þrýsting og flæði í vökvanum. Vatn rör eru alltaf fyllt með vatni undir ákveðnum þrýstingi, en vatn fer að renna aðeins þegar lokinn er opnaður.

Á sama hátt, the electric hringrás má tengja við uppsprettu íspenna, en núverandi henni ekki renna eins lengi og ekki að vera komið slóð meðfram sem rafeindir geta fært. Þeir geta verið, til dæmis, rafmagns lampa eða ryksuga, skipta hér spilar hlutverk krana ", sem framleiðir" núverandi.

Hlutfallið á milli núverandi og spennu

Eins og spenna eykst og núverandi vexti í rásinni. Að læra eðlisfræði auðvitað vitum við að rafrásir eru gerð úr nokkrum mismunandi hlutum: yfirleitt skipta vír og búnað - neytendur raforku. Þeir eru allir tengdir saman, veita viðnám gegn rafstraum, sem (að því gefnu hitastig fasti) breytist ekki með tímanum, en fyrir hvert þeirra er mismunandi fyrir þessum hlutum. Því ef sama spenna er beitt til lampa og járni, flæði rafeinda í hvert tæki verður öðruvísi vegna mismunandi andstöðu þeirra. Þar af leiðandi, núverandi flæða gegnum ákveðna hringrás hluta ákvarðast ekki aðeins spennu, en viðnám leiðara og tæki.

Law Ohm er

Rafmagns viðnám er mælt í ohm (Ohm) í slíkum vísindum, svo sem eðlisfræði. Rafmagn (formúla skilgreiningar tilraunir) - breið efni. Við munum ekki sýna flóknar formúlur. Fyrir fyrstu kynni við efni nóg hefur verið sagt hér að ofan. Hins vegar uppskrift það er þess virði að koma. Það er a smella. Fyrir hvaða leiðara eða kerfi leiðarar og tæki tengsl milli spennu, núverandi og viðnám er gefið með: spenna = núverandi x mótstöðu. Þetta er stærðfræðilega tjáning lögum Ohm er, heitir til heiðurs Georg Ohm (1787-1854 Gg.), Sem er fyrstur til að koma á sambandi milli þessara þriggja þátta.

Rafmagn Eðlisfræði - mjög áhugavert útibú vísinda. Við höfum talið aðeins helstu hugtök í tengslum við það. Þú veist hvað rafmagn er, hvernig það myndast. Við vonum að þessar upplýsingar er gagnlegt fyrir þig.