Həyatınızı elektrik enerjisi olmadan təsəvvür etmək mümkündürmü? Müasir insan özünü həyatda kömək edən məişət texnikası ilə möhkəm əhatə etmişdir. Artıq özümüzü və həyatımızı ağıllı ev köməkçiləri olmadan təsəvvür edə bilmirik.
Texnologiya getdikcə daha çox elektrik enerjisindən istifadəyə keçir. Hətta nəqliyyat da tədricən elektrik mühərriklərinə keçirilir ki, bu da təbiətə ciddi ziyanı azalda bilər.
Bu gün aşağıdakı suallara cavab verməyə çalışacağıq:
- Elektrik cərəyanı nədir?
- Elektrik gərginliyi nədir?
- Gərginliyi necə təyin etmək olar?
- Gərginlik nə ilə ölçülür?
Cari nədir?
Elektrik cərəyanının tədqiqi zamanı o, bir bədəni digərinə sürtməklə əldə edilmişdir. Təbii axıdmadan - ildırımdan istifadə edərək, tufan zamanı daha böyük bir yük ehtiyatı əldə edilə bilər. Məlumdur ki, bu üsul M. V. Lomonosovun tələbəsi - Rixterin həyatı bahasına başa gəlib.
Şarjın özü istifadə etmək çətindir və məntiqsizdir. Onun yönəldilmiş hərəkətini - elektrik cərəyanını əldə etmək lazımdır. Cari xüsusiyyətlər:
- keçirici qızdırmaq;
- kimyəvi təsir;
- mexaniki hərəkət;
- maqnit hərəkəti.
Onlar gündəlik həyatda və texnologiyada istifadə olunur. Cərəyanın mövcudluğu üçün zəruri şərt cərəyan mənbəyinin, sərbəst elektrik yüklərinin və qapalı keçiricinin olmasıdır.
Fon
1792-ci ildə məşhur italyan fiziki, fizioloq və ixtiraçı Alessandro Volta həmyerlisi Luici Galvaninin heyvan orqanlarında cərəyan impulslarının təbiəti ilə bağlı gəldiyi nəticələrlə maraqlandı. Metal qarmaqlara bərkidilmiş qurbağa ayaqlarının davranışının uzunmüddətli müşahidəsi ona belə qənaətə gəlməyə imkan verdi ki, elektrik enerjisinin mənbəyi canlı orqanizm deyil, bir-birinə bənzəməyən metalların təmasıdır. Məhz bu vəziyyət elektrik axınına kömək edir və sinir uclarının reaksiyası cərəyanın yalnız fizioloji təsiridir.
Unikal kəşf Voltaik Sütun adlanan dünyada ilk birbaşa cərəyan mənbəyinin yaradılmasına səbəb oldu. Bir-birinə bənzəməyən metallar (Volta bir sıra kimyəvi elementlərdə bir-birindən çıxarılmalı olduğunu iddia edirdi) maye "ikinci növ keçirici" ilə hopdurulmuş kağızla döşənir.
Bu cihaz sabit gərginliyin ilk mənbəyi idi. Elektrik gərginliyi vahidi Alessandro Voltanın adını əbədiləşdirdi.
DC enerji təchizatı
Elektrik dövrəsinin əsas elementi cərəyan mənbəyidir. Onun məqsədi elektrik sahəsi yaratmaqdır, onun təsiri altında sərbəst yüklü hissəciklər (elektronlar, ionlar) istiqamətləndirilmiş hərəkətə keçir. tarixində yığılmışdırmənbə yüklərinin ayrı-ayrı elementləri (onlara qütblər deyilir) müxtəlif işarələrə malikdir. Yükün özü qeyri-elektrik xarakterli qüvvələrin (mexaniki, kimyəvi, maqnit, istilik və s.) təsiri altında mənbə daxilində yenidən paylanır. Cari mənbədən kənarda qütblərin yaratdığı elektrik sahəsi, yükü qapalı keçiricidə hərəkət etdirmək işini görür. Alessandro Volta birbaşa cərəyan yaratmaq üçün qapalı dövrə ehtiyacından danışdı.
Yük elektrik olmayan qüvvələrin təsiri altında mənbələrdə hərəkət etdiyinə görə, bu qüvvələrin işlədiyini iddia etmək olar. Gəlin onları kənar adamlar adlandıraq. Cərəyan mənbəyi daxilində yükü ötürmək üçün xarici qüvvələrin işinin yükün böyüklüyünə nisbətinə elektrohərəkətçi qüvvə deyilir.
Bu nisbət üçün riyazi qeyd:
- Ε=Ast: q,
burada E elektromotor qüvvədir (EMF), Astxarici qüvvələrin işidir, q mənbədə xarici qüvvələrin daşıdığı yükdür.
EMF mənbənin cərəyan yaratmaq qabiliyyətini xarakterizə edir, lakin mənbənin əsas xarakteristikası bəzən elektrik gərginliyi hesab olunur (potensial fərq).
Gərginlik
Keçiricidəki yükü daşımaq üçün sahənin işinin yükün böyüklüyünə nisbətinə elektrik gərginliyi deyilir.
Bunu müəyyən etmək üçün siz sahə işinin dəyərini ödəniş dəyərinə bölmək lazımdır. q yükünü hərəkət etdirmək üçün cərəyan mənbəyinin elektrik sahəsinin gördüyü iş A olsun. U - elektrik gərginliyi. Müvafiq düsturun riyazi qeydi:
U=A: q
Hər hansı fiziki kəmiyyət kimi, gərginliyin də ölçü vahidi var. Gərginlik necə ölçülür? Dünyanın ilk birbaşa cərəyan mənbəyinin ixtiraçısı Alessandro Voltanın adı ilə bu qiymətə öz ölçü vahidi verilmişdir. Beynəlxalq sistemdə gərginlik voltla (V) ölçülür.
1 V gərginlik 1 C yükü hərəkət etdirmək üçün 1 J işləyən elektrik sahəsinin gərginliyidir.
V=J/C=N•m/(A•s)=kq•m/(A•s3).
Əsas SI vahidlərində elektrik gərginliyi vahidi:
kg•m/(A•s3).
Tələb olunan dəyər
Cərəyanı xarakterizə edən cərəyan gücü anlayışını təqdim etmək niyə kifayət deyil? Gəlin bir düşüncə təcrübəsi edək. İki fərqli lampanı götürək: adi bir məişət lampası və fənərdən bir lampa. Onları müxtəlif cərəyan mənbələrinə (şəhər şəbəkəsi və akkumulyator) birləşdirərkən, tam olaraq eyni cari dəyəri əldə edə bilərsiniz. Eyni zamanda, məişət lampası daha çox işıq verir, yəni içindəki cərəyanın işi daha böyükdür.
Müxtəlif cərəyan mənbələrinin müxtəlif gərginlikləri var. Ona görə də bu dəyər vacibdir.
Faydalı analogiya
Elektrik gərginliyinin fiziki mənasını anlamaq maraqlı bir bənzətmədən gəlir. Əlaqələndirici gəmilərdə maye, təzyiq fərqi varsa, borudan boruya axır. Bərabərlik olduqda maye axını dayanırtəzyiq.
Maye cərəyanı elektrik yükünün axını ilə müqayisə edilərsə, o zaman maye sütunlarının təzyiq fərqi cərəyan mənbəyindəki potensial fərqlə eyni rol oynayır.
Qütblərdə yükün yenidən bölüşdürülməsi ilə müşayiət olunan proseslər cərəyan mənbəyinin daxilində baş verdiyi müddətcə keçiricidə cərəyan yarada bilir. Elektrik cərəyanının gərginliyi voltla ölçülür, təzyiq fərqinin ölçü vahidi var - paskal.
Alternativ cərəyan
İstiqamətini vaxtaşırı dəyişən elektrik cərəyanına dəyişən deyilir. Alternativ bir gərginlik mənbəyi tərəfindən yaradılmışdır. Çox vaxt bir generatordur. Gəlin izah etməyə çalışaq: AC gərginliyinin ölçülməsi nədir?
Cari nəsil prinsipinin özü elektromaqnit induksiya hadisəsinə əsaslanır. Bir maqnit sahəsində qapalı bir dövrənin fırlanması keçiricidə potensial fərqin görünüşünə səbəb olur. Gərginlik voltla və dəyişən cərəyan halında ölçülür.
Gərginliyin dəyişmədiyini iddia etmək olarmı? Aydındır ki, kontur müstəvisi ilə onun normalı arasındakı bucağın dəyişməsi səbəbindən yaranan gərginlik zamanla dəyişir. Onun dəyəri sıfırdan bəzi maksimum dəyərə qədər artır, sonra yenidən sıfıra enir. Müəyyən bir dəyərdən danışmağa ehtiyac yoxdur. Effektiv gərginlik dəyərini daxil edin:
- Ud=U: √2.
Gərginliyi hansı alət ölçür?
Elektrik gərginliyini ölçmək üçün cihaz - voltmetr. Onun işləmə prinsipi bir dövrənin cərəyan və maqnit sahəsi ilə qarşılıqlı təsirinə əsaslanırdaimi maqnit. Məlumdur ki, cərəyanı olan dövrə maqnit sahəsində fırlanır. Dövrədəki cərəyanın miqdarından asılı olaraq fırlanma bucağı dəyişir.
Dövrəyə ox əlavə etsəniz, dövrədə cərəyan keçdikdə o, sıfırdan kənara çıxır (adətən bobin). Gərginliyin nə ilə ölçüldüyündən asılı olaraq cihazın miqyası dərəcələndirilir. Alt çoxluqları və çoxalmaları istifadə etmək mümkündür.
Aşağı dəyərlər olduqda, elektrik gərginliyi millivolt və ya mikrovoltla ölçülür. Əksinə, yüksək gərginlikli şəbəkələrdə çoxlu vahidlər istifadə olunur.
İstənilən voltmetr gərginliyin ölçüldüyü dövrənin həmin hissəsinə paralel olaraq qoşulur. Cihaz dövrəsinin əsas xüsusiyyəti yüksək ohmik müqavimət adlandırıla bilər. Bir voltmetr, gərginliyin nə ilə ölçülməsindən asılı olmayaraq, dövrədəki cərəyan gücünə təsir etməməlidir. Ondan kiçik cərəyan keçir, bu da əsas dəyərə ciddi təsir göstərmir.
Gərginlik cədvəli
| Fiziki cihaz | Kontaklarındakı gərginlik, V |
| Volt dirəyi | 1, 1 |
| Fənər batareyası | 1, 5 |
| Qələvi batareya | 1, 25 |
| Turşu batareyası | 2 |
| Şəhər şəbəkəsi | 220 |
| Yüksək gərginlikelektrik xətləri | 500.000 |
| Tufanda buludlar arasında | 100.000.000-ə qədər |
Voltmetrin praktik tətbiqi
Voltmetrdən səmərəli istifadə etmək üçün ondan necə istifadə edəcəyinizi öyrənməlisiniz. Maraqlı eksperimentatora məktəb müəllimləri ilə əlaqə saxlamağı tövsiyə etmək olar.
Məktəb fizika sinifləri gərginliklərin ölçülməsi üçün laboratoriya və nümayiş alətləri ilə təchiz olunub.
Sadə qaydalara əməl etməklə istənilən voltmetri ehtiyatla işlədin:
- Voltmetrin maksimum ölçmə limiti var. Bu, onun miqyasında ən yüksək qiymətdir. Onu daha yüksək gərginlik elementi olan dövrəyə qoşmayın.
- Başqa mənbə və ya voltmetr yoxdursa, əlavə müqavimət sistemindən istifadə edə bilərsiniz. Bu halda voltmetrin şkalası da dəyişdirilməlidir.
- Elektrik cihazları, terminallarındakı doldurma işarəsinin göstəricilərindən asılı olaraq DC dövrəsinə qoşulur. Cərəyan mənbəyinin müsbət terminalı voltmetrin müsbət terminalına, mənfi terminal isə mənfi terminala qoşulmalıdır. Qarışıq olarsa, cihazın oxları əyilə bilər, bu çox arzuolunmazdır.
- Bütün bağlantılar yalnız enerjisiz dövrə ilə edilir.
Qeyri-sağlam
Elektrik cərəyanının hərəkəti insanlar üçün təhlükəli ola bilər. 24 V-dən az olanlar zərərsiz sayılır.
Şəhər şəbəkəsinin gərginliyi (220 V) altında cərəyanın hərəkəti kifayət qədər nəzərə çarpır. Çılpaq kontaktlara toxunmaq əhəmiyyətli "şok" ilə müşayiət olunur.
Tufan zamanı gərginlik insan bədənindən o qədər yüksək cərəyan keçir ki, onu öldürmək təhlükəsi yaradır. Həyatınızı və sağlamlığınızı riskə atmayın.
