Mis on vaba voolava või paigalduva laengu elektrivoolu mõiste?

Elektriline vool on laengude liikumine ajas. Vool võib jagada kahe peamise tüübi: vool, mille tekitavad vabalt liikuvad laengud, ja vool, mis seostub paigaliste laengutega (kuid täpsemalt öeldes ei tekita paigalised laengud ise voolu, kuid võivad selle indukirida). Allpool on mõlemat olukorda selgitatud:

1. Vool vabalt liikuvate laengute tõttu

Määratlus

Elektriline vool defineeritakse kui ühikuajaga läbipääsenud laengu hulk. Matemaatiliselt defineeritakse vool I kui laengu q muutumiskiirus aja t suhtes:

q aja t suhtes:

dt:

I=dq/dt

Siin dq esindab laengu hulka, mis läbib lõikepinda aja intervallis dt.

Omadused

• Suund: Tavaliselt defineeritakse voolu suunda positiivsete laengute liikumissuuna kaudu. Metallides on tegelikult vool vabade elektronide (mis kannavad negatiivset laengut) liikumine, kuid voolu suunaks peetakse vastupidist suunda, kui tegelikult elektronid liiguvad.

• Ühikud: Voolu standardühik on Ampere (A), kus 1 Ampere defineeritakse kui 1 Coulomb laeng, mis läbib lõikepinda sekundi jooksul.

Näide

Vool juhes: Kui juhele rakendatakse pinget, siis juhe sees liiguvad vabad elektronid, moodustades voolu.

2. Paigaliste laengutega indukiratud vool

Määratlus

Kuigi paigalised laengud ise ei moodusta voolu, võivad need teatud olukordades, näiteks kondensaatorite laadimisel või lahtilaadimisel või kui laengud ümberjagunevad keskkonnas, voolu tootmiseks põhjustada.

Omadused

• Kondensaatorid: Kui kondensaator laaditakse, siis laengud liiguvad ühest energialtandijast teise, luues elektrivälja kondensaatoriplaatide vahel. Selle protsessi käigus voolab vool kondensaatori välises ringis.

• Lahtilaadimine: Kui kondensaator lahtilaaditakse, tagastub plaatidel olev laeng energialtandijasse välise ringi kaudu, moodustades voolu.

Näide

Kondensaatorite laadimine ja lahtilaadimine: Kui kondensaator ühendatakse energialtandijaga, voolab vool välises ringis, kuni kondensaator on täielikult laetud; kui kondensaator ühendatakse koormusega, voolab vool uuesti välises ringis, kuni kondensaator on täielikult lahtilaaditud.

Kokkuvõte

Elektriline vool on laengu muutumiskiirus ajas, tavaliselt moodustatud vabade laengute liikumisest. Metallides peetakse voolu suuna vastupidiseks vabade elektronide tegelikule liikumisse. Kuigi paigalised laengud ise ei toota voolu, võivad need indukirida voolu kondensaatorite laadimise ja lahtilaadimise protsessides.

Kui teil on veel küsimusi või soovite rohkem informatsiooni, andke mulle teada!