Elektr toki nima? Elektr tokining mavjudligi shartlari: xarakteristikalar va harakatlar

2024 Muallif: Howard Calhoun | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2023-12-17 10:44

Elektr toki harakatdagi elektr zaryadidir. U chaqmoq kabi statik elektrning to'satdan tushishi shaklida bo'lishi mumkin. Yoki bu generatorlar, batareyalar, quyosh yoki yonilg'i xujayralaridagi boshqariladigan jarayon bo'lishi mumkin. Bugun biz "elektr toki" tushunchasini va elektr tokining mavjudligi shartlarini ko'rib chiqamiz.

Elektr energiyasi

Biz foydalanadigan elektr energiyasining katta qismi elektr tarmog'idan o'zgaruvchan tok ko'rinishida keladi. U Faraday induksiya qonuniga muvofiq ishlaydigan generatorlar tomonidan yaratilgan, buning natijasida oʻzgaruvchan magnit maydon oʻtkazgichda elektr tokini keltirib chiqarishi mumkin.

Generatorlarda magnit maydonlar orqali oʻtadigan aylanadigan sim boʻlaklari mavjud.aylanish. Bobinlar aylanayotganda ular magnit maydonga nisbatan ochiladi va yopiladi va har bir burilishda yo'nalishni o'zgartiradigan elektr tokini hosil qiladi. Oqim sekundiga 60 marta oldinga va orqaga to'liq aylanishdan o'tadi.

Generatorlar koʻmir, tabiiy gaz, neft yoki yadroviy reaktor bilan isitiladigan bugʻ turbinalari yordamida quvvatlanishi mumkin. Jeneratördan oqim bir qator transformatorlardan o'tadi, bu erda uning kuchlanishi ortadi. Simlarning diametri ular haddan tashqari qizib ketmasdan va quvvatni isrof qilmasdan ko'tara oladigan oqim miqdori va kuchini belgilaydi va kuchlanish faqat simlarning erdan qanchalik yaxshi izolyatsiya qilinganligi bilan chegaralanadi.

Qiziq jihati shundaki, oqim ikkita emas, faqat bitta sim orqali amalga oshiriladi. Uning ikki tomoni ijobiy va salbiy deb belgilanadi. Biroq, o'zgaruvchan tokning qutbliligi sekundiga 60 marta o'zgarganligi sababli, ular boshqa nomlarga ega - issiq (magistral elektr uzatish liniyalari) va tuproqli (sxemani yakunlash uchun yer ostidan o'tish).

Bizga elektr energiyasi nima uchun kerak?

Elektr energiyasidan koʻp foydalanish mumkin: u uyingizni yoritishi, kiyimingizni yuvish va quritish, garaj eshigini koʻtarish, choynakda suv qaynatish va hayotimizni ancha osonlashtiradigan boshqa uy-roʻzgʻor buyumlarini quvvatlantirishi mumkin. Biroq, oqimning axborotni uzatish qobiliyati tobora muhim ahamiyat kasb etmoqda.

Internetga ulanishda kompyuter elektr tokining faqat kichik bir qismini ishlatadi, ammo bu zamonaviy odamsiz.uning hayotini tasavvur qila olmayman.

Elektr toki tushunchasi

Daryo oqimi, suv molekulalari oqimi kabi elektr toki ham zaryadlangan zarrachalar oqimidir. Bunga nima sabab bo'ladi va nega u doimo bir yo'nalishda ketmaydi? Oqim so'zini eshitganingizda nima deb o'ylaysiz? Ehtimol, bu daryo bo'ladi. Bu yaxshi assotsiatsiya, chunki elektr toki o'z nomini oldi. U suv oqimiga juda o'xshaydi, faqat kanal bo'ylab harakatlanadigan suv molekulalari o'rniga zaryadlangan zarralar o'tkazgich bo'ylab harakatlanadi.

Elektr tokining mavjudligi uchun zarur bo'lgan shartlar orasida elektronlar mavjudligini ta'minlaydigan element mavjud. Supero'tkazuvchilar materialdagi atomlarda atomlar atrofida va ular orasida suzib yuradigan bu erkin zaryadlangan zarralarning ko'pchiligi mavjud. Ularning harakati tasodifiy, shuning uchun hech qanday yo'nalishda oqim yo'q. Elektr tokining mavjudligi uchun nima kerak?

Elektr tokining mavjudligi shartlariga kuchlanish mavjudligi kiradi. Supero'tkazuvchilarga qo'llanilganda, barcha erkin elektronlar bir xil yo'nalishda harakatlanib, oqim hosil qiladi.

Elektr tokiga qiziqaman

Qizigʻi shundaki, elektr energiyasi oʻtkazgich orqali yorugʻlik tezligida uzatilsa, elektronlarning oʻzi ancha sekinroq harakatlanadi. Haqiqatan ham, agar siz o'tkazuvchan sim yonida bemalol yurgan bo'lsangiz, tezligingiz 100 baravar tezroq bo'lar edi.elektronlar harakat qiladi. Buning sababi shundaki, ular energiyani bir-biriga o'tkazish uchun katta masofalarni bosib o'tishlari shart emas.

Toʻgʻridan-toʻgʻri va oʻzgaruvchan tok

Bugungi kunda ikki xil turdagi tok keng qo'llaniladi - to'g'ridan-to'g'ri va o'zgaruvchan. Birinchisida elektronlar bir yo'nalishda, "salbiy" tomondan "ijobiy" tomonga harakat qiladi. O'zgaruvchan tok elektronlarni oldinga va orqaga suradi, oqim yo'nalishini soniyasiga bir necha marta o'zgartiradi.

Elektr stansiyalarida elektr energiyasi ishlab chiqarish uchun ishlatiladigan generatorlar oʻzgaruvchan tok ishlab chiqarish uchun moʻljallangan. Siz uyingizdagi yorug'lik joriy yo'nalish o'zgarganda miltillashayotganini hech qachon sezmagan bo'lsangiz kerak, lekin bu ko'zlar tanib bo'lmaydigan darajada tez sodir bo'ladi.

To'g'ridan-to'g'ri elektr tokining mavjudligi uchun qanday shartlar mavjud? Nima uchun bizga ikkala tur kerak va qaysi biri yaxshiroq? Bu yaxshi savollar. Biz hali ham tokning ikkala turini qo'llayotganimiz, ularning ikkalasi ham muayyan maqsadlarga xizmat qilishini ko'rsatadi. 19-asrdayoq elektr stantsiyasi va uy o'rtasidagi uzoq masofalarga elektr energiyasini samarali uzatish faqat juda yuqori kuchlanish sharoitida mumkinligi aniq edi. Ammo muammo shundaki, haqiqatan ham yuqori kuchlanishni yuborish odamlar uchun juda xavfli edi.

Bu muammoning yechimi uni ichkariga yuborishdan oldin tashqaridagi stressni kamaytirish edi. Bugungi kunga qadar to'g'ridan-to'g'ri elektr toki katta hajmdagi uzatish uchun ishlatiladimasofa, asosan boshqa kuchlanishlarga osonlik bilan aylantirish qobiliyati tufayli.

Elektr toki qanday ishlaydi

Elektr tokining mavjudligi uchun shartlarga zaryadlangan zarrachalar, o'tkazgich va kuchlanish kiradi. Ko'pgina olimlar elektrni o'rganishdi va uning ikki turi borligini aniqladilar: statik va oqim.

Har qanday odamning kundalik hayotida juda katta rol o'ynaydigan ikkinchisi, chunki u zanjir orqali o'tadigan elektr tokidir. Biz undan har kuni uyimizni quvvatlantirish va boshqalar uchun foydalanamiz.

Elektr toki nima?

Elektr zaryadlari zanjirda bir joydan ikkinchi joyga aylansa, elektr toki hosil bo'ladi. Elektr tokining mavjudligi shartlari zaryadlangan zarrachalardan tashqari, o'tkazgichning mavjudligini ham o'z ichiga oladi. Ko'pincha bu simdir. Uning davri yopiq sxema bo'lib, unda oqim quvvat manbaidan oqadi. Davra ochiq bo'lsa, u sayohatni yakunlay olmaydi. Misol uchun, xonangizdagi yorug'lik o'chganida, kontaktlarning zanglashiga olib borishi ochiq, lekin kontaktlarning zanglashiga olib yopilganda, chiroq yonadi.

Hozirgi quvvat

Supero'tkazuvchilarda elektr tokining mavjudligi shartlariga quvvat kabi kuchlanish xarakteristikasi katta ta'sir ko'rsatadi. Bu ma'lum vaqt oralig'ida qancha quvvat sarflanishining o'lchovidir.

Ular uchun ishlatilishi mumkin boʻlgan juda koʻp turli birliklar mavjudbu xususiyatning ifodalari. Biroq, elektr quvvati deyarli vattlarda o'lchanadi. Bir vatt soniyasiga bir joulga teng.

Elektr zaryadi harakatda

Elektr tokining mavjudligi uchun qanday shartlar mavjud? Bu statik elektrning to'satdan chiqishi, masalan, chaqmoq yoki jun mato bilan ishqalanishdan uchqun chiqishi shaklida bo'lishi mumkin. Biroq, ko'pincha, biz elektr toki haqida gapirganda, biz yorug'lik va jihozlarning ishlashini ta'minlaydigan elektr energiyasining ko'proq boshqariladigan shaklini nazarda tutamiz. Elektr zaryadining katta qismi atom ichidagi manfiy elektronlar va musbat protonlar tomonidan tashiladi. Biroq, ikkinchisi asosan atom yadrolari ichida harakatsiz bo'ladi, shuning uchun zaryadni bir joydan ikkinchi joyga o'tkazish ishi elektronlar tomonidan amalga oshiriladi.

Metal kabi oʻtkazuvchan materialdagi elektronlar yuqori elektron orbitalari boʻlgan oʻtkazuvchanlik zonalari boʻylab bir atomdan ikkinchisiga koʻproq erkin oʻtadi. Etarli elektromotor kuch yoki kuchlanish zaryad nomutanosibligini keltirib chiqaradi, bu elektronlarning o'tkazgich orqali elektr toki sifatida harakatlanishiga olib kelishi mumkin.

Agar suvga oʻxshatish qilsak, masalan, quvurni olaylik. Quvurga suv kirishi uchun bir uchida valfni ochganimizda, biz bu suvning quvur oxirigacha ishlashini kutishimiz shart emas. Biz boshqa uchida deyarli bir zumda suv olamiz, chunki kiruvchi suv allaqachon quvurda bo'lgan suvni itarib yuboradi. Bu simda elektr toki bo'lganda sodir bo'ladi.

Elektr toki: elektr tokining mavjudligi uchun shartlar

Elektr toki odatda elektronlar oqimi sifatida qaraladi. Batareyaning ikki uchi bir-biriga metall sim bilan ulanganda, bu zaryadlangan massa akkumulyatorning bir uchidan (elektrod yoki qutb) teskari tomonga o'tadi. Shunday qilib, elektr tokining mavjudligi shartlarini nomlaylik:

1. Zaryadlangan zarralar.
2. Explorer.
3. Kuchlanish manbai.

Biroq, hamma narsa unchalik oddiy emas. Elektr tokining mavjudligi uchun qanday shartlar kerak? Bu savolga quyidagi xususiyatlarni koʻrib chiqish orqali batafsil javob berish mumkin:

• Potentsial farq (kuchlanish). Bu old shartlardan biridir. 2 nuqta o'rtasida potentsial farq bo'lishi kerak, ya'ni bir joyda zaryadlangan zarralar tomonidan yaratilgan itaruvchi kuch ularning boshqa nuqtadagi kuchidan katta bo'lishi kerak. Kuchlanish manbalari, qoida tariqasida, tabiatda uchramaydi va elektronlar muhitda teng ravishda taqsimlanadi. Shunga qaramay, olimlar ushbu zaryadlangan zarralar to'planishi va shu bilan juda zarur kuchlanishni (masalan, batareyalarda) yaratishi mumkin bo'lgan qurilmalarni ixtiro qilishga muvaffaq bo'lishdi.
• Elektr qarshiligi (o'tkazgich). Bu elektr tokining mavjudligi uchun zarur bo'lgan ikkinchi muhim shartdir. Bu zaryadlangan zarralar harakatlanadigan yo'ldir. Faqat elektronlarning erkin harakatlanishiga imkon beradigan materiallar o'tkazgich sifatida ishlaydi. Xuddi shularBunday qobiliyatga ega bo'lmaganlar izolyatorlar deb ataladi. Misol uchun, metall sim ajoyib o'tkazgich bo'ladi, uning rezina qobig'i esa ajoyib izolyator bo'ladi.

Elektr tokining paydo boʻlishi va mavjud boʻlish shart-sharoitlarini sinchkovlik bilan oʻrganib chiqqan odamlar bu kuchli va xavfli elementni oʻzlashtira oldilar va uni insoniyat manfaati uchun yoʻn altira oldilar.