Электр төгштік: Бұл не?

Electrical4u

Өріс: Негізгі электротехника

China

Электр төмен не болады?

Электр төмен - бұл электр зарядтарының (мисалы, электрондар немесе иондар) электр жолағы арқылы же космоста өтуі. Бұл электр зарядының уақытқа қатысты өту деңгейі. Электр төмен математикалық түрде (мисалы, формулаларда) "I" немесе "i" символымен белгіленеді. Төмендің бірлігі - ампер. Бұл A әріпімен белгіленеді.

Математикалық түрде, зарядтың уақытқа қатысты өту деңгейі мынадай түрде өрнектеледі,

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

Басқа сөзбен айтқанда, электр зарядтарының электр жолағы арқылы немесе космоста өтуі электр төмен деп аталады. Өткен зарядтар - электрондар, кошалар, иондар және басқалар болуы мүмкін.

Төмендің өтуі кондуктивті ортаның қасиеттеріне байланысты. Мысалы:

Жолақта төмендің өтуі электрондар арқылы.
Полупроводниктерде, төмендің өтуі электрондар немесе кошалар арқылы.
Электрлитте, төмендің өтуі иондар арқылы және
Плазмада - иондалған газ, төмендің өтуі иондар мен электрондар арқылы.

Егер екі нүктеде электр потенциалдық айырма қойылса, онда төмендің өтуі жоғары потенциалдан төмен потенциалға өтеді. Потенциалдық айырмасы үлкен болса, төмендің өту деңгейі де үлкен болады.

Егер цептең екі нүктесінің потенциалы бірдей болса, онда төмен өте алмайды. Төмендің өлшемі екі нүктедегі потенциалдық айырмадан тәуелді. Сондықтан, төмен - бұл потенциалдың әсері деп айтуға болады.

Электр тұрақты магниттік және электр магниттік өрістерді жасайды, олар индукторларда, трансформаторларда, генераторларда және электр моторларында қолданылады. Электр проводшыларында тұрақты резистивті жылуу же Жуль жылуулануы жасалады, бұл сыртқы жарық лампаста жарық жасайды.

Уақытша өзгерген электр тұрақты электромагниттік терезелерді жасайды, олар қоңыраулықта деректерді тарату үшін қолданылады.

АС және ДС тұрақты

Заряддың ағысуына негізделген, электр тұрақты екі түрге бөлінеді, яғни, айналмалы тұрақты (АС) және тұрақты тұрақты (ДС).

АС тұрақты

Электр зарядының периодикалық түрде кері бағытта ағысуы айналмалы тұрақты (АС) деп аталады. АС сөзі де "АС тұрақты" деп аталады. Бұл техникалық тұрғыдан екі рет қайталануына ұқсайды "АС тұрақты тұрақты".

Айналмалы тұрақты периодикалық аралықтарда бағытын өзгертеді.

Айналмалы тұрақты нөлден басталады, максимумға жетеді, нөлге дейін төмендейді, одан кейін кері бағытта максимумға жетеді, содан кейін бастапқы мәнге оралады және бұл цикл шексіздікке дейін қайталанады.

Айналмалы тұрақтының формасы синусоидалық, үшбұрышты, квадратты, пилдердің түрлері болуы мүмкін.

Форманың өзі маңызды емес—бірақ ол қайталанатын формасы болуы керек.

Бірақ, көптеген электр схемаларында, айналмалы тұрақтының типтік формасы синусоидалық формасы болады. Типтік синусоидалық формасы, қараңыз төмендегі суретте.

Альтернатор альтернатор жасауға болады. Альтернатор - бұл альтернаторлық токты жасау үшін өзгеше жобаланған электр генераторы.

AC электр энергиясы индустриялық және жергілікті қолданыстарда кеңінен қолданылады.

DC ток

Электр зарядының бір бағыттағы өткізілуін DC (прямой ток) деп атауға болады. DC сөзі "DC Current" деп да аталады. Бұл техникалық тұрғыдан екеуі де "Прямой ток ток" деп айтуға тең.

DC бір бағытта ғана өтеді; сондықтан оны бірбағытты ток деп те атауға болады. Прямой токтың графикасы төмендегі суретте көрсетілген.

DC ток батареялар батареялар, солнечные элементтер, горючий материалдар, термопаралар, коммутатордық типті электр генераторлары және т.б. арқылы жасалуы мүмкін. Альтернаторлық ток ректификаторды пайдаланып прямой токқа айналдырылуы мүмкін.

DC электр энергиясы низкотендеу қолданыстарда кеңінен қолданылады. Көптеген электрондық схемалар прямой токты қажет етеді.

Электр токты қандай бірліктермен өлшейді?

Токтың СИ бірлігі ампер немесе амп. Бұл A арқылы білдіріледі. Ампер - электр токтың негізгі СИ бірлігі. Ампер бірлігі ұлы физик Андрей Мари Амперге атауленген.

СИ системасында, 1 ампер - бұл екі нүкте арасында секунда сайын бір кулон шаршылық заряды өткізу. Сонымен,

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

Сонымен электр төгілгені кулондық секунд арқылы немесе C/S өлшем бірлігінде өлшенеді.

Электр төгілгенің формуласы

Төгілгенің негізгі формулалары:

Төгілгені, напряжение және сопротивление арасындағы байланыс (Ом заңы)
Төгілгені, энергия және напряжение арасындағы байланыс
Төгілгені, энергия және сопротивление арасындағы байланыс

Бұл байланыстар төмендегі суретте көрсетілген.

Төгілгенің формуласы 1 (Ом заңы)

Ом заңына сәйкес,

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

Сонымен,

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

Мысал

Төмендегі схемада көрсетілгендей $24\,\,V$ түздеу напряжение сопротивление $12\,\,\Omega$ арқылы қолданылады. Сопротивтің арқасындағы токты есептеңіз.

Шешім:

Берілген деректер: $V=24\,\,V ,\,\, R=12\,\,\Omega$

Ом заңына сәйкес,

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

Сонымен, теңдеуді пайдаланып, резистор арқылы ағып жатқан ток $2\,\,A$ .

Ток формуласы 2 (Қуат және напряжение)

Өткен қуат - бұл қуаттың напряжациясы мен электр токтың көбейтіндісі.

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

Сонымен, ток - бұл қуатты напряжацияға бөлу. Математикалық түрде,

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

Мұнда $A$ - ампер немесе амперлер (электр токтың өлшем бірлігі).

Мысал

Төмендегі схемада көрсетілгендей, $24\,\,V$ деңгейіндегі жүкті $48\,\,W$ дыбысқа қосылады. $48\,\,W$ дыбысқа тұратын ағынды анықтаңыз.Шешім:

Берілген мәліметтер: $V=24\,\,V ,\,\, P=48\,\,W$

Формула бойынша,

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

Демек, өстінде берілген теңдеу арқылы $48\,\,W$ дыбыстың ағыны $2\,\,A$ болады.

Ағын формуласы 3 (Қуат және сопротивтік, Омдік жою, Сопротивтік ысыту)

Біз білеміз, $P = V * I$

Ом заңын $V = I * R$ осы теңдеуге енгізгенде, біз мынаны алады:

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

Сонымен, ток - бұл күш мен сопротивление нисбатының квадрат түбірі. Математикалық түрде, бұл формула былай болады:

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

Мысал

Төмендегі схемада көрсетілгендей, $100\,\,W$ , $20\,\,\Omega$ лампасындағы токты анықтаңыз

Шешім:

Берілген мәлімет: $P=100\,\,W ,\,\, R=20\,\,\Omega$

Жоғарыда көрсетілген ток, күш және сопротивление арасындағы байланысқа қарай:

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

Сондықтан, теңдеуді пайдаланып, $100\,\,W$ , $20\,\,\Omega$ лампаға тиісті ток $2.24\,\,A$ .

Токтың өлшемдері

Масса (M), ұзындық (L), уақыт (T) және ампер (A) өлшемдері арқылы токтың өлшемдері $M^0L^0T^-^1Q$ түрінде беріледі.

Ток (I) секунд сайын кулон ретінде білінеді. Сондықтан,

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

Традициондық ағыс және электрондың ағысы

Традициондық ағыс және электрондың ағысы туралы бірнеше қатесі бар. Енді екеуінің айырмашылығын түсінеміз.

Электр өтушілер арқылы электр зарядын өткізетін заттар - қозғалысқа қабыл болатын немесе жеке электрондар. Электрдік өрістің бағыты, анықтама бойынша, ол өрісте тербелген оң тест зарядтарына байланысты. Сондықтан, осы теріс зарядталған заттар, яғни, электрондар, электрдік өріс бағытына кері бағытта өтеді.

Электрон теориясына сәйкес, кондуктордың арқасында напряжение немесе потенциал айырмасы қолданылғанда, зарядталған заттар цепьде өтеді, бұл электр ағысын құрайды.

Бұл зарядталған заттар, дәлірек айтқанда, жоғары потенциалдан төмен потенциалға, яғни, батарейаның оң контакттан теріс контактқа дейінгі сыртқы цепь арқылы өтеді.

Бірақ, металлдық кондукторда, оң зарядталған заттар негізгі қалыптасқан жерде қалады, ал теріс зарядталған заттар, яғни, электрондар, қозғалысқа қабыл болады. Полупроводниктерде зарядталған заттардың өтуі оң немесе теріс болуы мүмкін.

Оң зарядталған заттар мен теріс зарядталған заттардың кері бағытта өтуі электр цепінде бірдей әсер етеді. Электр ағысының өтуі оң немесе теріс зарядталған заттар, немесе екеуінің де қолданысына байланысты, ағыс бағыты үшін әдетте қабылданған бір ұйымдастыру қажет.

Традициондық ағыс бағыты оң зарядталған заттардың өтуінің бағыты, яғни, жоғары потенциалдан төмен потенциалға қарай. Сондықтан, теріс зарядталған заттар, яғни, электрондар, традициондық ағыс бағытына кері бағытта өтеді, яғни, төмен потенциалдан жоғары потенциалға қарай. Демек, традициондық ағыс және электрондың ағысы кері бағытта өтеді, бұл төмендегі суретте көрсетілген.

direction of coventional current and electron flow — Традициондық ағыс және электрондың ағысы бағыты

Конвенционалдық ағыс: Батареяның оң терминалынан теріс терминалына дейінгі оң зарядты тасымалдаушылардың ағысы конвенционалдық ағыс деп аталады.
Электрондық ағыс: Электрондардың ағысы электрондық ағыс деп аталады. Батареяның теріс терминалынан оң терминалына дейінгі теріс зарядты тасымалдаушылар - яғни, электрондар - электрондық ағыс деп аталады. Электрондық ағыс конвенционалдық ағыс ағысына кері бағытта болады.

Конвенционалдық ағыс және электрондық ағыс бағыттары төмендегі суретте көрсетілген.

Конвенционалдық ағыс vs Кондуктивтік ағыс

Конвекциялық ағыс

Конвекциялық ағыс - бұл су, газ немесе вакуум сызықтың ішінде ағысатын ағыс.

Конвекциялық ағыс үшін проводниктерге болмауы мүмкін; сондықтан ол Ом заңын қанағаттандырмайды. Конвекциялық ағыс мысалы - вакуумдың ішінде катодтан анодқа дейінгі электрондардың ағысуы.

Кондуктивтік ағыс

Проводық арқылы ағысатын ағыс кондуктивтік ағыс деп аталады. Кондуктивтік ағыс үшін проводық қажет; сондықтан ол Ом заңын қанағаттандырады.

Дисплейсменттік ағыс

Резистор мен конденсатор параллельде V напряжение көзімен байланыстырылған, төмендегі суретте көрсетілген. Конденсатор арқылы ағысатын ағыс резистор арқылы ағысатын ағыстан өзгешеліктері бар.

Резистор арқылы ағысатын ағыс непрерывен және ол былайша теңдеу арқылы берілетіні:

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

Бұл ағын “өткізгіш ағыны” деп аталады.

Енді конденсатор бойынша ағын тек конденсатор бетіндегі напряжение өзгерген кезде ғана ағысады, бұл теңдеумен беріледі,

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

Бұл ағын “перемещение ағыны” деп аталады.

Физикалық түрде перемещение ағыны – бұл ағын емес, себебі зарядтар сызықты жүгіруі сияқты физикалық мөлшердің өтуі жоқ.

Ағынды өлшеу тәсілі

Электр желілерінде және электроникалық желілерде ағынды өлшеу маңызды параметр болып табылады.

Электр ағынын өлшеуге арналған прибор амперметр деп аталады. Ағынды өлшеу үшін амперметр сериялық түрде өлшенетін желімен қосылатынды.

Резистор арқылы ағынды амперметрмен өлшеу төмендегі суретте көрсетілген.

Электр ағынын гальванометр арқылы да өлшеуге болады. Гальванометр электр ағынының бағыты мен өлшемін береді.

Ағынды цепьді басқатпау арқылы ағынмен байланысты магниттік поле арқылы өлшеуге болады. Цептьді басқатпау арқылы ағынды өлшеуге арналған бірнеше приборлар бар.

Холл эффектінің ағым сенсоры трансформаторлары
Ағым трансформаторы (CT) (только измеряет переменный ток)
Клеммалы амперметрлер
Шунт резисторлар
Магнето резистивтік магниттық сенсорлар

Ағым жөніндегі кеңескеу туралы сұрақтар

Електр ағымына байланысты бірнеше кеңескеу туралы сұрақтарды қарастырайық.

Не електромагнитпен электр ағымын өлшейді?

Гальванометр - бұл электромагнитпен электр ағымын өлшеген өлшеу приборы.

Гальванометр - абсолютті прибор; ол электр ағымын дефлекция бұрышының тангенсі арқылы өлшейді.

Гальванометр электр ағымын тиімді өлшей алады, бірақ бұл үшін цепьнің жабылуы қажет; сондықтан бейтарап болуы мүмкін.

Электр ағымы магниттік күшті қалай пайда етеді?

Магниттік поледа орналасқан ағымды айналдыратын провод күшке тапсырады, себебі ағым зарядтардың ағысуы болып табылады.

Ағымды айналдыратын проводды қарастырайық, оның ағымы төменгі суретте көрсетілген (a). Флемингдің оң қол ережесіне сәйкес, бұл ағым сағат тіліне қарай магниттік поле қалыптасады.

企业微信截图_17098660781451.png 企业微信截图_17098660847078.png

Электр ағымы тағы магниттік күш

Проводтың магниттік полясы оның жоғары жағында магниттік поле қалыптасқан және төменде ол жеңіледі.

Магниттік сызықтар қозғалған жұмсақ баңдар сияқты; сондықтан олар проводты төменге басқарады, яғни күш төменге бағытталған, төменгі суретте (b) көрсетілген сияқты.

Бұл мысал магниттік айналмаға төменгі көрсеткіштің түсірген күшін сипаттайтын. Келесі теңдеу төменгі көрсеткіштегі магниттік күштің өлшемін анықтауға болады.

$\begin{align*} F_B = BIL\,\,Sin\theta \end{align*}$

Электр токты ағыту үшін төмендегілерді қажет етуі керек

Электр токты ағыту үшін төмендегілерді қажет етуі керек:

Екі нүктеде потенциал айырмашылығы бар болуы керек. Егер схемадағы екі нүкте бірдей потенциалда болса, ток ағып өтпейді.
Вольтаж басқаруы же ток басқаруы, мысалы, батарея немесе элемент, электр токты құрайтын жазық электрондарды шығаратын.
Электр зарылықтарды қозғайтын құрчы немесе провод.
Схема толық немесе жабылған болуы керек. Егер схема ашық болса, ток ағып өтпейді.

Бұл электр токты ағыту үшін қажетті шарттар. Төмендегі сурет толық схемада өткен токты көрсетеді.

Электр ток мен статикалық электрдің арасындагы айырмашылықтың қандайы дұрыс түсіндірілгені

Электр ток мен статикалық электрдің арасындагы негізгі айырмашылық - электр токта электрондар немесе зарылықтар құрчы арқылы өтеді.

Электр ток электрондардың өткенінен пайда болады, ал статикалық электр басқа объекттен теріс зарылықтардың өтуінен пайда болады.

Электр ток ғана құрчыда пайда болады, ал статикалық электр құрчыда немесе изоляторда пайда болуы мүмкін.

Электр ток магниттік полюсқа қалай тәсір етеді?

Біздің білуімізше, электр ток ағып өткенде, яғни электр зарылықтары қозғалғанда, магниттік айналма пайда болады. Егер магнитті магниттік айналмаға қоюға болса, ол күшке тап болады.

Электрик тезілері, магниттың солтүстік және оңтүстік полюстарының өзара тартуы мен басылуы сияқты. Сондықтан, электр тезісі магниттік полюстарға магниттік өрі арқылы тәсер етеді.