Elektrik Akımı: Nədir?

Electrical4u

Alan: Əsas Elektrik

China

Elektrik akım nədir?

Elektrik akımı elektronlar və ya iyonlar kimi zərərlənmiş təkliflərin elektrik iletken və ya məkan boyunca hərəkəti kimi tərif olunur. Bu, elektrik zərəri iletici ortamda zamanla nisbətən axın deyilir. Elektrik akımı riyazi (məsələn, düsturlarda) "I" və ya "i" simvolu ilə ifadə edilir. Akımın vahidi amperdir. Bu A ilə göstərilir.

Riyazi olaraq, zərərin zamanla nisbətən axını aşağıdakı kimi ifadə edilə bilər,

$\begin{align*} I = \frac {dQ} {dt} \end{align*}$

Başqa sözlə, elektronlar və ya iyonlar kimi zərərlənmiş təkliflərin elektrik iletken və ya məkan boyunca hərəkəti elektrik akımı adlanır. Hərəkət edən zərərlənmiş təkliflər zərər daşıyıcıları kimi tanınır və bu elektronlar, qapanışlar, iyonlar və s. ola bilər.

Akımın axını iletici ortamdan asılıdır. Məsələn:

İletkəndə, akımın axını elektronlardan ibarətdir.
Yarıiletkenlərdə, akımın axını elektronlar və ya qapanışlardan ibarətdir.
Elektrolitdə, akımın axını iyonlardan ibarətdir və
Plazma - ionlaşmış gazda, akımın axını iyonlar və elektronlardan ibarətdir.

İki nöqtə arasında elektrik potensial fərqi tətbiq olunduqda, iletici ortamda yüksək potensialdan aşağı potensiala doğru elektrik akımı axın başlayır. voltaj və ya potensial fərqi neçə dəfə yüksəkdir, iki nöqtə arasında daha çox akım axın edir.

Əgər bir şəbəkdəki iki nöqtə eyni potensiyadadirsə, akım axına bilməz. Akımın ölçüsü iki nöqtə arasındakı voltaj və ya potensial fərqindən asılıdır. Buna görə, akımın voltajın effektidir demək olar.

Elektrik akımı elektromagnit sahələr yarada bilər, bu sahələr induktorlar, transformatorlar, generatorlar və motorlarda istifadə olunur. Elektrik iletkenlərdə, akım rezistiv isitma və ya joul isitması səbəbindən bir incandescan lampada işıq yaradılır.

Zamanla dəyişən elektrik akımı elektromagnit dalğalar yaratır, bu dalğalar telekomunikasiyada məlumatların yayılmasına istifadə olunur.

AC və DC Akımı

Zərhın hərəkəti əsasında, elektrik akımı iki növə aid edilir, yəni, alternativ akım (AC) və doğu akım (DC).

Alternativ Akım (AC)

Zərhın periodik olaraq tərs istiqamətdə hərəkəti alternativ akım (AC) kimi tanınır. AC, "AC Akımı" kimi də adlanır. Bu, texniki olaraq eyni şeyi iki dəfə söyləmək deməkdir "AC Akımı Akımı".

Alternativ akım periodik aralıklarla istiqamətini dəyişir.

Alternativ akım sıfırdan başlayır, maksimuma qaldır, sonra sıfıra endir, sonra tərsinə dəyişir və qarşı istiqamətdə maksimuma çatır, sonra yenidən orijinal qiymətinə qayıdır və bu dövrü sonsuz olaraq təkrar edir.

Alternativ akım forması sinusoidal, üçbucaqlı, kvadrat, testere dişi və s. ola bilər.

Formanın xüsusiyyətləri önəmlidir — əsaslı olanı tez-tez təkrarlanan formadır.

Bununla belə, çoxsaylı elektrik şəbəkələrdə, tipik alternativ akım forması sinusoidal dalğadır. Alternativ akım kimi görə biləcəyiniz tipik sinusoidal dalğa aşağıdakı şəkildə göstərilmişdir.

Alternator alternator elektrik cürrenti yaradı bilər. Alternator, müxtəlif təkamül cürrenti yaratmaq üçün xüsusi növ elektrik generatorudur.

AC elektrik enerjisi endirsa və mənzil cihazlarında geniş şəkildə istifadə olunur.

DC Cürrent

Yalnız bir istiqamətdə elektrik zərərinin axını dairəvi cürrent (DC) kimi tanınır. DC həmçinin "DC Cürrent" kimi də adlandırılır. Bu, texniki olaraq eyni şeyi iki dəfə söyləmək deməkdir "Dairəvi Cürrent Cürrent".

DC yalnız bir istiqamətdə axın olduğu üçün, unidirectional cürrent kimi də adlandırılır. Dairəvi cürrentin dalğalı forması aşağıdakı şəkildə göstərilmişdir.

DC, batareya, günəş pilləri, yanacaqlar, termoparalar, kommutatorlu elektrik generatorları və s. tərəfindən yaradıla bilər. Alternativ cürrent dairəvi cürrentə bir rektifikatorun istifadəsi ilə çevrilə bilər.

DC elektrik enerjisi genelliklə aşağı voltajlı tətbiqlərdə istifadə olunur. Çoxsaylı elektronik şəbəkələr DC enerji mənbəyinə ehtiyac duyarlar.

Elektrik Cürrent Nə ilə Ölçülür (Cürrent Vahidləri)?

SI sisteminin cürrent üçün baz vahidi amperdir. Bu A ilə işarə olunur. Amper, elektrik cürrentinin SI baz vahidi olup, böyük fizik Andrey Mari Ampere-nin onuruna adlandırılmışdır.

SI sisteminə görə, 1 amper, iki nöqtə arasındakı elektrik zərərinin saniyədə bir coulomb tezliklə axın etməsidir. Beləliklə,

$\begin{align*} 1 \,\, Ampere = \frac {1\,\,Coulomb} {1\,\,Second} = \frac {C} {S} \end{align*}$

Buna görə də elektrik akımı különbə saniyə və ya C/S ilə ölçülür.

Elektrik Akımı Formulu

Akımın əsas formulları:

Akim, qüvvət və mühümlik (Ohm Qanunu) arasındakı əlaqə
Akim, gücü və qüvvəti arasındakı əlaqə
Akim, gücü və mühümliyi arasındakı əlaqə

Bu əlaqələr aşağıdakı şəkildə ümumiləşdirilmişdir.

Akim Formulu 1 (Ohm Qanunu)

Ohm qanununa görə,

$\begin{align*} V = I*R \end{align*}$

Beləliklə,

$\begin{align*} I = \frac{V}{R}\,\,A \end{align*}$

Nümunə

Aşağıdaki şəmada göstərildiyi kimi $24\,\,V$ təmin edilən qüvvət mühümətlərinə rezistor üzərindən akışan cürəni tapın.

Həll:

Verilən məlumatlar: $V=24\,\,V ,\,\, R=12\,\,\Omega$

Ohm qanununa görə,

$\begin{align*} & I = \frac{V}{R} \\ & = \frac{24}{12} \\ & I = 2\,\,A \end{align*}$

Beləliklə, tənliyi istifadə edərək rezistora keçən cürranı $2\,\,A$ alırıq.

Cürran Formulu 2 (Güç və Nəqil Shəhərləri)

Nəqil edilən güç nəqliyyat voltajının və elektrik cürranının hasilidir.

$\begin{align*} P = V*I \end{align*}$

Beləliklə, cürran voltajla bölünmüş gücdür. Riyazi olaraq,

$\begin{align*} I = \frac{P}{V}\,\,A \end{align*}$

Bu yer də $A$ amper və ya ampir (elektrik cürranının birlikləri) deməkdir.

Nümunə

Aşağıdaki şəmada göstərildiyi kimi, $24\,\,V$ qüvvə dəyişkəni $48\,\,W$ lampa təyin olunmuşdur. $48\,\,W$ lampa tərəfindən götürülən cürrəni müəyyənləşdirin.Həlli:

Verilən Məlumatlar: $V=24\,\,V ,\,\, P=48\,\,W$

Formulaya görə,

$\begin{align*} & I = \frac{P}{V} \\ & = \frac{48}{24} \\ & I = 2\,\,A \end{align*}$

Bundan, yuxarıdakı tənliyə görə $48\,\,W$ lampa tərəfindən götürülən cürrən $2\,\,A$ bərabərdir.

Cürrən Formulu 3 (Güç və Qarşıtma, Ohm Zərər, Qarşıtma Isı)

Məlum olduğu kimi, $P = V * I$

İndi Ohm qanununu $V = I * R$ bu tənliyə daxil etdikdə, alırıq,

$\begin{align*} P = I^2*R \end{align*}$

Buna görə, cürəm elə qüvvə və mühümətlərin nisbətinin kvadrat köküdür. Riyazi olaraq, bu düstur aşağıdakı kimi ifadə olunur:

$\begin{align*} I = \sqrt{\frac{P}{R}}\,\,A \end{align*}$

Nümunə

Aşağıdaki şəkildə göstərildiyi kimi, $100\,\,W$ , $20\,\,\Omega$ lampa tərəfindən götürülmüş cürəmi müəyyənləşdirin

Həlli:

Verilən Məlumat: $P=100\,\,W ,\,\, R=20\,\,\Omega$

Yuxarıda göstərilən cürəm, güc və mühümlik arasındakı əlaqəyə görə:

$\begin{align*} & I = \sqrt{\frac{P}{R}} \\ & = \sqrt{\frac{100}{20}} \\ & = \sqrt{5} \\ & I = 2.24\,\,A \end{align*}$

Buna görə, tənliyi istifadə edərək, $100\,\,W$ , $20\,\,\Omega$ lampa tərəfindən götürülmüş cürəm $2.24\,\,A$ olur.

Cürəmin Ölçüləri

Cürəmin ölçüləri (M) kütlesi, (L) uzunluğu, (T) zamanı və (A) amperin nisbətində $M^0L^0T^-^1Q$ kimi verilir.

Cürəm (I) koulomb/un sekund kimi ifadə olunur. Buna görə,

$\begin{align*} I = \frac{Q}{t} = \frac{[Q]}{[T]} = QT^-^1 = M^0L^0T^-^1Q \end{align*}$

Adi Şərtləndirilmiş Cari və Elektron Axtarışı

Adi şərtləndirilmiş cari axını və elektron axtarışı haqqında bir qədər yanlış fikirlər mövcuddur. İndi bu iki növün arasındakı fərqi anlamaya çalışaq.

Elektrokimyanın doldurulması üçün iletkenlərdən keçən zülallar hərəkət edən və ya azad elektronlardır. Dairədəki elektrik sahasının istiqaməti, tərifinə görə, müsbət test yükü itələnən qanuna uyğundur. Beləliklə, bu mənfi yük zülalları, yəni elektronlar, elektrik sahasına qarşı istiqamatda axtarış edirlər.

Elektron nəzəriyyəsinə görə, voltaj və ya potensial fərqinin iletkeyə tətbiq olunmasından sonra, yük zülalları dairədən keçir və bu, elektrik carisini təşkil edir.

Bu yük zülalları yüksək potensialdan aşağı potensiala, yəni batareyanın müsbət terminalindən cihazın xarici dairəsi vasitəsilə batareyanın mənfi terminalinə doğru axtarış edirlər.

Amma, metall iletkenlərdə, müsbət yük zülalları sabit yerlərində saxlanılır və mənfi yük zülalları, yəni elektronlar, hərəkət etməyə imkan verilir. Yarımsiliklarda, yük zülallarının axtarışı müsbət və ya mənfi ola bilər.

Müsbət yük zülallarının və mənfi yük zülallarının ziddi istiqamətdə axtarışı, elektrik dairəsində eyni effekt yaradır. Çünki, cari axını müsbət və ya mənfi yük zülallarından, və ya hər ikisindən səbep olunur, beləliklə, cari istiqaməti belirləmək üçün bir konvensiya lazımdır ki, bu konvensiya yük zülallarının növlərinə asılı deyil.

Adi şərtləndirilmiş cari axını istiqaməti, müsbət yük zülallarının axtarış etdiyi istiqamət kimi qəbul edilir, yəni yüksək potensialdan aşağı potensiala. Bu səbəbdən, mənfi yük zülalları, yəni elektronlar, adi şərtləndirilmiş cari axınına qarşı istiqamətdə, yəni aşağı potensialdan yüksək potensiala doğru axtarış edirlər. Buna görə, adi şərtləndirilmiş cari və elektron axtarışı ziddi istiqamətlərə gider, bu da aşağıdakı şəkildə göstərilmişdir.

adi şərtləndirilmiş cari və elektron axtarışı istiqaməti — Adi Şərtləndirilmiş Cari və Elektron Axtarışı İstiqaməti

Adi Kəskin İti: Batareyanın müsbət terminalından mənfi terminalinə qədər müsbət zərərlərin axını adi kəskin iti adlanır.
Elektron Axını: Elektronların axını elektron iti adlanır. Batareyanın mənfi terminalindən müsbət terminalinə qədər mənfi zərərlər - yəni, elektronlar - olan axın elektron iti adlanır. Elektron iti, adi kəskin itinin əksidir.

Adi kəskin iti və elektron itinin istiqaməti aşağıdakı şəkildə göstərilir.

Adi Kəskin İti və Kondüksiya İti

Adi Kəskin İti

Adi kəskin iti, sıvı, qaz və ya vakuum kimi izolyasiya ortamlarında axan iti deməkdir.

Adi kəskin iti, ileticilər tələb etmir, buna görə də Ohm qanununu ödəmir. Adi kəskin itinin bir nümunəsi, vakuum tüblüdür, burada katod tərəfindən istehsal olunan elektronlar vakuumda anoduya doğru axır.

Kondüksiya İti

İletici vasitəsilə hər hansı bir ileticiyə axan iti kondüksiya iti adlanır. Kondüksiya iti, ileticiyi tələb edir, buna görə də Ohm qanununu ödəyir.

Yerləndirmə İti

Rəzistor və kondansator paralel olaraq V voltaj manbaası ilə birləşdirilib ki, bu aşağıda göstərilmiş şəkillərdən biridir. Kondansatora axan itinin rəzistorda axan itinden fərqli olmasıdır.

Rəzistordan keçən potensial fərq, belə bir iti axını yaradır ki, bu iti axının təsviri tələb olunan tənliklə verilir,

$\begin{align*} I_1 = \frac{V}{R} \end{align*}$

Bu cürəm “həvəs cürəmi” adlanır.

İndi kondensatorun üzərindəki voltaj dəyişən zaman cürəm yalnız kondensatorun içində axır. Bu tənliyə görə,

$\begin{align*} I_2 = \frac{dQ}{dt} = C \frac{dV}{dt} \end{align*}$

Bu cürəm “yerləşmə cürəmi” adlanır.

Fiziki olaraq yerləşmə cürəmi heç bir fiziki məhsulun axını kimi bir şeyin axını deyil.

Necə Cürəm Ölçmək

Elektrik və elektronika şəbəkəsində cürəm ölçməsi ən vacib parametrdən biridir ki, ölçülə bilər.

Elektrik cürəmini ölçə bilən alət ampermetr adlanır. Cürəm ölçmək üçün ampermetr, onun cürəminin ölçüləcəyi şəbəkə ilə seriyada qoşulmalıdır.

Ampermetr ilə rezistorun içindən keçən cürəmin ölçümü aşağıdakı şəkildə göstərilir.

Elektrik cürəmi həmçinin galvanometrlə də ölçülə bilər. Galvanometr hem cürəmin istiqamətini, hem də ölçüsünü verir.

Cürəm, şəbəkəni kəsmədən, cürəmlə bağlı olan maqnit sahəni aşkarlayaraq da ölçülə bilər. Cürəmi şəbəkəni kəsmədən ölçmək üçün müxtəlif alətlər mövcuddur.

- Hall effekti ampermetr transduserləri
- Ampermetr (CT) (yalnız AC-ni ölçür)
- Klemmetrlər
- Shunt rezistorlar
- Magnetrezistiv səla bilgisi alıcıları
Elektrik akımına dair ümumi suallar

İndi elektrik akımına dair bəzi ümumi sualları araşdıralım.

Elektromagnit ilə elektrik akımını ölçən nədir?

Galvanometr, elektrik akımını ölçmək üçün elektromagniti istifadə edən bir ölçmə alətidir.
Galvanometr, mutlak alətdir; o, elektrik akımını defleksiya bucağının tangensinə görə ölçür.
Galvanometr elektrik akımını doğrudan ölçə bilir, lakin bu, şəbəkəni kəsməyə səbəb olur; beləliklə, bazen bu, məqsədə uyğun deyil.

Elektrik akımı nə qədər magnit kuvveti yaratır?

Məhdud magnit sahəsində yerləşən elektrik akımı olan həllik bir kuvvete məruz qalacaq, çünki elektrik akımı, zərələrin axınıdır.
Aşağıdaki şəkil (a) göstərdiyi kimi, elektrik akımı olan həllikə baxaq. Flemingin sağ əl qaydasına görə, bu elektrik akımı saat əqrəbinin əksinə istiqamətə bir magnit sahəsi yaradacaq.

Elektrik akımı tərəfindən yaradılan magnit kuvveti

Həllikin magnit sahəsinin nəticəsi, həllikin üstündəki magnit sahəsinin gücləndirilməsi və onun altındakının zayıflamasıdır.
Sahə xətləri, uzunlaşmış kaucuk lantları kimi, həlliki aşağı istiqamətə itəcəklər, yəni kuvvet aşağı istiqamətdədir, buna görə də şəkil (b)-də göstərilən kimi aşağı istiqamətdədir.
Bu misal, manyetik sahada olan elektrik akımını taşan iletkenin bir kuvvet etkisinde olduğunu belirtir. Aşağıdaki denklem, elektrik akımı taşıyan iletken üzerindeki manyetik kuvvetin büyüklüğünü belirler.
$\begin{align*} F_B = BIL\,\,Sin\theta \end{align*}$

Elektrik Akımının Akması İçin Aşağıdakı Şərtlərin Qarşılamaq Məcburiyyətidir

Elektrik akımının akması üçün aşağıdakı şərtlər qarşılanmalıdır:
- İki nöqtə arasında potensial fərq olması. Əgər devredə iki nöqtə eyni potensiyada olarsa, akım akamaz.
- Bir voltaj mənbəsi və ya akım mənbəsi, bateriya və ya element kimi özünlülük elektronları zorla hərəkət edən bir şey.
- Elektrik yükünü daşıyan iletken və ya tel.
- Devir bağlanmış və ya tam olmalıdır. Əgər devirlər açıksa, akım akamaz.
Bu, elektrik akımının akması üçün tələb olunan şərtlərdir. Aşağıdaki şəkil, kapalı devirdən keçən bir akımı göstərir.
Elektrik Akımı və Statik Elektrik Arasında Nə Fərq Var?

Elektrik akımı və statik elektrik arasındakı asıl fərq, elektronların və ya yükün iletken içində akmasıdır.
Bununla birlikdə, statik elektrikdə yükler dinləyib və maddənin səthində yığılır.
Elektrik akımı, elektronların akmasına görə, statik elektrik isə, bir obyektin digər obyekti nəzarət edən mənfi yükündən ibarətdir.
Elektrik akımı yalnızca iletkenlərdə yaranır, statik elektrik isə hem iletkenlərdə, hem də dielektrik maddələrdə yaranır.

Elektrik Akımı Manyetik Qütbləri Nə Qədər Təsirləyir?

Məlum ki, elektrik akımı, yəni elektrik yükünün hərəkəti, manyetik sahayı yaratır. Əgər manyetiği manyetik sahada saxlayaqsa, o, bir kuvvet etkisi altında olur.
Elektrik zərərləri, yəni elektrik akımı, məgnit polları cəlb edir və müqabil məgnit polları itirir. Deməli, elektrik akımının məgnit polu məgnit sahası vasitəsilə təsir etdiyini deyə bilərik.

Elektrik Akımını Ölçmək Üçün Hangi Alət İstifadə Olunur?

Elektrik akımını ölçə bilən alət ampermetr adlanır. Ampermetr, ölçüləcək akımın olduğu şəbəkə ilə seriyada qoşulmalıdır.
Elektrik akımını ölçmək üçün digər müxtəlif alətlərdə də istifadə olunur.
- Hall effekti akım sensor transduserləri
- Akım transformatoru (CT) (Yalnız AC-i ölçür)
- Kəskinlər ilə ölçmə alətləri
- Paralel rezistorlar
- Magnetrezistiv məgnit sahası sensorları
Mənbə: Electrical4u

Beyan: Orijinalə sayğac, yaxşı məqalələr paylaşılaraq dəyərlidir, əgər hüquqları pozmaq varsa lütfən silin.