Էլեկտրական հոսանքը ներառում է գործընթացներ. Ի՞նչ է էլեկտրական հոսանքը: Ինչպե՞ս է չափվում դրա բնույթը: Հիմնական չափման մեծություններ

Վերանորոգում

Ինչ է էլեկտրական հոսանքը Էլեկտրական լիցքավորված մասնիկների ուղղորդված շարժում ազդեցության տակ. Այդպիսի մասնիկներ կարող են լինել՝ հաղորդիչներում՝ էլեկտրոններէլեկտրոլիտներում – իոններ. Այդպիսի մասնիկներ կարող են լինել՝ հաղորդիչներում՝ (կատիոններ և անիոններ), կիսահաղորդիչներում՝եւ այսպես կոչված «անցքեր»(«էլեկտրոնային անցքի հաղորդունակություն»): Կա նաև «Տեղաշարժման հոսանք

«, որի առաջացումը պայմանավորված է կոնդենսատորի լիցքավորման գործընթացով, այսինքն՝ թիթեղների միջև պոտենցիալ տարբերության փոփոխությամբ: Թիթեղների միջև մասնիկների տեղաշարժ չի լինում, բայց կոնդենսատորի միջով հոսում է հոսանք:

Էլեկտրական շղթաների տեսության մեջ հոսանքը համարվում է էլեկտրական դաշտի ազդեցության տակ լիցքակիրների ուղղորդված շարժում հաղորդիչ միջավայրում։

Հաղորդման հոսանքը (ուղղակի հոսանք) էլեկտրական շղթաների տեսության մեջ հաղորդիչի խաչմերուկով մեկ միավոր ժամանակում հոսող էլեկտրաէներգիայի քանակն է՝ i=q/t, որտեղ i-ն հոսանք է։ Ա; q = 1.6·10 9 - էլեկտրոնային լիցք, C; t - ժամանակ, ս.

Այս արտահայտությունը վավեր է DC սխեմաների համար: Փոփոխական հոսանքի սխեմաների համար օգտագործվում է այսպես կոչված ակնթարթային հոսանքի արժեքը, որը հավասար է ժամանակի ընթացքում լիցքավորման փոփոխության արագությանը. i(t)= dq/dt:

Ինչպես հայտնի է, էլեկտրական լիցքերի պահպանման օրենքի համաձայն, դրանք չեն կարող ստեղծվել կամ անհետանալ։ Հետևաբար, եթե տարածության որևէ ծավալ, որտեղ հոսում են էլեկտրական հոսանքներ, շրջապատված է փակ մակերևույթով, ապա այս ծավալի մեջ հոսող հոսանքը պետք է հավասար լինի դրանից դուրս հոսող հոսանքին։

Փակ ճանապարհը, որի երկայնքով հոսում է էլեկտրական հոսանք, կոչվում է էլեկտրական հոսանքի միացում կամ էլեկտրական միացում։ Էլեկտրական շղթան բաժանված է երկու մասի՝ ներքին մասի, որտեղ էլեկտրական լիցքավորված մասնիկները շարժվում են էլեկտրաստատիկ ուժերի ուղղությամբ, և արտաքին մասի, որտեղ այդ մասնիկները շարժվում են էլեկտրաստատիկ ուժերի ուղղությամբ։ Էլեկտրոդների ծայրերը, որոնց միացված է արտաքին շղթան, կոչվում են սեղմիչներ։

Այսպիսով, էլեկտրական հոսանքը տեղի է ունենում, երբ հայտնվում է էլեկտրական շղթայի մի հատված էլեկտրական դաշտ, կամ հաղորդիչի երկու կետերի պոտենցիալ տարբերությունը։ Երկու կետերի պոտենցիալ տարբերությունը կոչվում է լարման կամ լարման անկում շղթայի այս հատվածում.

«Հոսանք» («ընթացիկ մեծություն») տերմինի փոխարեն հաճախ օգտագործվում է «ընթացիկ ուժ» տերմինը: Այնուամենայնիվ, վերջինս չի կարելի հաջողակ անվանել, քանի որ ընթացիկ ուժը բառի բուն իմաստով որևէ ուժ չէ, այլ միայն հաղորդիչում էլեկտրական լիցքերի շարժման ինտենսիվությունը, խաչի միջոցով մեկ միավորի ժամանակ անցնող էլեկտրաէներգիայի քանակը: - հաղորդիչի հատվածային տարածքը.
Հոսանքը բնութագրվում է , որը SI համակարգում չափվում է ամպերով (A), և հոսանքի խտությամբ, որը SI համակարգում չափվում է ամպերով մեկ քառակուսի մետրի համար։

Մեկ ամպերը համապատասխանում է մեկ կուլոն (C) հավասար էլեկտրական լիցքի շարժմանը հաղորդիչի խաչմերուկով մեկ վայրկյան (վրկ).

1A = 1C/վ:

Ընդհանուր դեպքում, հոսանքը նշելով i տառով, իսկ լիցքը q-ով, ստանում ենք.

i = dq / dt.

Հոսանքի միավորը կոչվում է ամպեր (A): Հաղորդավարում հոսանքը 1 Ա է, եթե հաղորդիչի խաչմերուկով 1 վայրկյանում անցնում է 1 կուլոնի հավասար էլեկտրական լիցք։

Եթե ​​հաղորդիչի երկայնքով լարում է կիրառվում, հաղորդիչի ներսում առաջանում է էլեկտրական դաշտ: E դաշտի ուժգնությամբ, e լիցք ունեցող էլեկտրոնների վրա գործում է f = Ee ուժը: f և E մեծությունները վեկտոր են։ Ազատ ճանապարհի ընթացքում էլեկտրոնները քաոսային շարժման հետ մեկտեղ ձեռք են բերում ուղղորդված շարժում: Յուրաքանչյուր էլեկտրոն ունի բացասական լիցք և ստանում է արագության բաղադրիչ՝ ուղղված E վեկտորին հակառակ (նկ. 1): Պատվիրված շարժում, որը բնութագրվում է ոմանց կողմից միջին արագությունէլեկտրոններ vcp, որոշում է էլեկտրական հոսանքի հոսքը:

Էլեկտրոնները կարող են ուղղորդված շարժում ունենալ հազվագյուտ գազերում: Էլեկտրոլիտներում և իոնացված գազերում հոսանքի հոսքը հիմնականում պայմանավորված է իոնների շարժով։ Համաձայն այն բանի, որ էլեկտրոլիտներում դրական լիցքավորված իոնները դրական բևեռից շարժվում են դեպի բացասական, պատմականորեն հոսանքի ուղղությունը համարվում էր հակառակ էլեկտրոնների շարժման ուղղությանը:

Հոսանքի ուղղությունը ընդունվում է որպես այն ուղղությունը, որով շարժվում են դրական լիցքավորված մասնիկները, այսինքն. ուղղությունը հակառակ էլեկտրոնների շարժմանը.
Էլեկտրական սխեմաների տեսության մեջ հոսանքի ուղղությունը պասիվ շղթայում (էներգիայի արտաքին աղբյուրներում) ընդունվում է որպես դրական լիցքավորված մասնիկների շարժման ուղղություն ավելի բարձր պոտենցիալից դեպի ավելի ցածր: Այս ուղղությունը ընդունվել է էլեկտրատեխնիկայի զարգացման հենց սկզբում և հակասում է լիցքակիրների շարժման իրական ուղղությանը` էլեկտրոնները, որոնք շարժվում են հաղորդիչ միջավայրում մինուսից պլյուս:

Այն արժեքը, որը հավասար է հոսանքի և խաչմերուկի տարածքի S հարաբերությանը, կոչվում է հոսանքի խտություն. I/S

Ենթադրվում է, որ հոսանքը հավասարաչափ բաշխված է հաղորդիչի խաչմերուկի վրա: Լարերի հոսանքի խտությունը սովորաբար չափվում է A/mm2-ով:

Ըստ էլեկտրական լիցքակիրների տեսակի և շարժման միջոցի՝ դրանք առանձնանում են հաղորդման հոսանքներև տեղաշարժման հոսանքները: Հաղորդունակությունը բաժանված է էլեկտրոնային և իոնային: Կայուն վիճակի համար առանձնանում են հոսանքների երկու տեսակ՝ ուղղակի և փոփոխական։

Էլեկտրական հոսանքի փոխանցումկոչել էլեկտրական լիցքերի փոխանցման երևույթը լիցքավորված մասնիկների կամ ազատ տարածության մեջ շարժվող մարմինների կողմից։ Էլեկտրական փոխանցման հոսանքի հիմնական տեսակը լիցք ունեցող տարրական մասնիկների դատարկության մեջ շարժումն է (ազատ էլեկտրոնների շարժումը էլեկտրոնային խողովակներում), ազատ իոնների շարժումը գազատար սարքերում։

Էլեկտրական տեղաշարժի հոսանք (բևեռացման հոսանք)կոչվում է էլեկտրական լիցքերի կապված կրիչների պատվիրված շարժում։ Այս տեսակի ընթացիկ կարելի է դիտարկել դիէլեկտրիկների մեջ:

Ընդհանուր էլեկտրական հոսանք- սկալյար մեծություն, որը հավասար է դիտարկվող մակերևույթի միջով էլեկտրական հաղորդման հոսանքի, էլեկտրական փոխանցման հոսանքի և էլեկտրական տեղաշարժի հոսանքի գումարին:

Հաստատուն հոսանք է, որը կարող է տարբեր լինել մեծությամբ, բայց կամայականորեն երկար ժամանակ չի փոխում իր նշանը: Այս մասին ավելին կարդացեք այստեղ՝

Մագնիսացման հոսանք - մշտական ​​միկրոսկոպիկ (ամպեր) հոսանք, որը մագնիսացված նյութերի սեփական մագնիսական դաշտի գոյության պատճառն է.

Փոփոխական հոսանքը հոսանք է, որը պարբերաբար փոխվում է ինչպես մեծությամբ, այնպես էլ նշանով:Փոփոխական հոսանքը բնութագրող մեծությունը հաճախականությունն է (SI համակարգում չափվում է հերցով), այն դեպքում, երբ դրա ուժը պարբերաբար փոխվում է։

Բարձր հաճախականության փոփոխական հոսանքստիպված է հաղորդիչի մակերեսին: Բարձր հաճախականության հոսանքները օգտագործվում են մեքենաշինության մեջ՝ մասերի մակերեսների ջերմամշակման և եռակցման համար, իսկ մետալուրգիայում՝ մետաղների հալման համար։Փոփոխական հոսանքները բաժանվում են սինուսոիդային և ոչ սինուսոիդային. Ներդաշնակ օրենքի համաձայն տատանվող հոսանքը կոչվում է սինուսոիդային.

ես = Ես մեղք եմ,

որտեղ ես եմ, - , A,

Փոփոխական հոսանքի փոփոխության արագությունը բնութագրվում է դրանով, որը սահմանվում է որպես մեկ միավոր ժամանակում ամբողջական կրկնվող տատանումների քանակ: Հաճախականությունը նշվում է f տառով և չափվում է Հերցով (Հց): Այսպիսով, 50 Հց ցանցում ընթացիկ հաճախականությունը համապատասխանում է վայրկյանում 50 ամբողջական տատանումների: Անկյունային հաճախականությունը w-ն վայրկյանում ռադիաններով հոսանքի փոփոխության արագությունն է և կապված է հաճախականության հետ պարզ հարաբերությամբ.

w = 2 pif

Ուղղակի և փոփոխական հոսանքների կայուն (ֆիքսված) արժեքներ I մեծատառով նշել անկայուն (ակնթարթային) արժեքներ՝ i տառը: Պայմանականորեն հոսանքի դրական ուղղությունը համարվում է դրական լիցքերի շարժման ուղղությունը։

Սա հոսանք է, որը ժամանակի ընթացքում փոխվում է սինուս օրենքի համաձայն։

Փոփոխական հոսանքը վերաբերում է նաև սովորական միաֆազ և եռաֆազ ցանցերում հոսանքներին: Այս դեպքում փոփոխական հոսանքի պարամետրերը փոխվում են ներդաշնակ օրենքի համաձայն:

Քանի որ փոփոխական հոսանքը փոխվում է ժամանակի ընթացքում, պարզ ուղիներ DC սխեմաների համար հարմար խնդիրների լուծումներն այստեղ ուղղակիորեն կիրառելի չեն: Շատ բարձր հաճախականություններում լիցքերը կարող են ենթարկվել տատանողական շարժման՝ հոսում են շղթայի մի տեղից մյուսը և ետ: Այս դեպքում, ի տարբերություն ուղղակի հոսանքի սխեմաների, շարքային միացված հաղորդիչների հոսանքները կարող են նույնը չլինել:

AC սխեմաներում առկա հզորությունները ուժեղացնում են այս ազդեցությունը: Բացի այդ, երբ ընթացիկ փոփոխությունները տեղի են ունենում ինքնաինդուկցիոն էֆեկտներ, որոնք զգալի են դառնում նույնիսկ ցածր հաճախականությունների դեպքում, եթե օգտագործվում են բարձր ինդուկտիվությամբ պարույրներ:

Համեմատաբար ցածր հաճախականություններում AC սխեմաները դեռ կարող են հաշվարկվել օգտագործելով , որը, այնուամենայնիվ, պետք է համապատասխանաբար փոփոխվի:

Շղթան, որը ներառում է տարբեր դիմադրիչներ, ինդուկտորներ և կոնդենսատորներ, կարելի է վերաբերվել այնպես, ասես այն բաղկացած է ընդհանրացված դիմադրիչից, կոնդենսատորից և ինդուկտորից, որոնք միացված են շարքով:

Դիտարկենք նման շղթայի հատկությունները, որոնք կապված են սինուսոիդային փոփոխական հոսանքի գեներատորի հետ։ AC սխեմաների հաշվարկման կանոններ ձևակերպելու համար անհրաժեշտ է գտնել լարման անկման և հոսանքի հարաբերությունը նման շղթայի յուրաքանչյուր բաղադրիչի համար:

Բոլորովին այլ դերեր է խաղում AC և DC սխեմաներում: Եթե, օրինակ, էլեկտրաքիմիական տարրը միացված է շղթային, ապա մինչև դրա վրա լարումը հավասարվի տարրի EMF-ին: Այնուհետև լիցքավորումը կդադարի, և հոսանքը կնվազի մինչև զրո:

Եթե ​​շղթան միացված է փոփոխական հոսանքի գեներատորին, ապա մեկ կիսաշրջանի ընթացքում էլեկտրոնները դուրս կհոսեն կոնդենսատորի ձախ թիթեղից և կկուտակվեն աջ կողմում, իսկ մյուսում` հակառակը:

Այս շարժվող էլեկտրոնները ներկայացնում են փոփոխական հոսանք, որի ուժը նույնն է կոնդենսատորի երկու կողմերում: Քանի դեռ փոփոխական հոսանքի հաճախականությունը շատ մեծ չէ, ռեզիստորի և ինդուկտորով անցնող հոսանքը նույնպես նույնն է:

AC սպառող սարքերում AC հոսանքը հաճախ ուղղվում է DC հոսանք արտադրելու համար:

Էլեկտրական հոսանքն իր բոլոր դրսևորումներով կինետիկ երևույթ է, որը նման է փակ հիդրավլիկ համակարգերում հեղուկի հոսքին: Ըստ անալոգիայի, ընթացիկ շարժման գործընթացը կոչվում է «հոսք» (ընթացիկ հոսքեր):

Այն նյութը, որի մեջ հոսում է, կոչվում է. Որոշ նյութեր ցածր ջերմաստիճաններում դառնում են գերհաղորդիչ: Այս վիճակում նրանք գրեթե ոչ մի դիմադրություն չեն ցուցաբերում հոսանքի նկատմամբ:

Մնացած բոլոր դեպքերում հաղորդիչը դիմադրում է հոսանքի հոսքին և արդյունքում էլեկտրական մասնիկների էներգիայի մի մասը վերածվում է ջերմության։ Ընթացիկ ուժը կարելի է հաշվարկել՝ օգտագործելով միացման հատվածը և Օհմի օրենքը ամբողջական միացման համար:

Հաղորդիչների մեջ մասնիկների շարժման արագությունը կախված է հաղորդիչի նյութից, մասնիկի զանգվածից և լիցքից, շրջակա ջերմաստիճանից, կիրառվող պոտենցիալների տարբերությունից և շատ ավելի քիչ է, քան լույսի արագությունը: Չնայած դրան, էլեկտրական հոսանքի տարածման արագությունը ինքնին հավասար է լույսի արագությանը տվյալ միջավայրում, այսինքն՝ էլեկտրամագնիսական ալիքի ճակատի տարածման արագությանը։

Ինչպե՞ս է հոսանքն ազդում մարդու մարմնի վրա:

Մարդու կամ կենդանու մարմնի միջով անցած հոսանքը կարող է առաջացնել էլեկտրական այրվածքներ, ֆիբրիլացիա կամ մահ: Մյուս կողմից, էլեկտրական հոսանքն օգտագործվում է ինտենսիվ թերապիայի մեջ հոգեկան հիվանդությունների, հատկապես դեպրեսիայի բուժման համար, ուղեղի որոշ հատվածների էլեկտրական խթանումը օգտագործվում է այնպիսի հիվանդությունների բուժման համար, ինչպիսիք են Պարկինսոնի հիվանդությունը և էպիլեպսիան, սրտի մկանները խթանող ռիթմավար: հոսանքն օգտագործվում է բրադիկարդիայի համար: Մարդկանց և կենդանիների մոտ հոսանքն օգտագործվում է նյարդային ազդակների փոխանցման համար:

Անվտանգության կանոնների համաձայն, մարդու կողմից ընկալելի նվազագույն հոսանքը 1 մԱ է: Հոսանքը մարդու կյանքի համար վտանգավոր է դառնում՝ սկսած մոտավորապես 0,01 Ա ուժից: Հոսանքը մարդու համար մահացու է դառնում՝ սկսած մոտավորապես 0,1 Ա ուժից: 42 Վ-ից պակաս լարումը համարվում է անվտանգ:

Էլեկտրական հոսանքը լիցքավորված մասնիկների պատվիրված շարժումն է։ Պինդ մարմիններում սա էլեկտրոնների շարժումն է (բացասական լիցքավորված մասնիկներ հեղուկ և գազային մարմիններում սա իոնների շարժումն է (դրական լիցքավորված մասնիկներ): Ընդ որում, հոսանքը կարող է լինել մշտական ​​կամ փոփոխական, իսկ նրանք ունեն բացարձակապես տարբեր շարժումէլեկտրական լիցքեր. Հաղորդավարների ընթացիկ շարժման թեման լավ հասկանալու և տիրապետելու համար, հավանաբար, նախ պետք է ավելի մանրամասն հասկանալ էլեկտրաֆիզիկայի հիմունքները: Այստեղից կսկսեմ։

Այսպիսով, ինչպես է առաջին հերթին հոսում էլեկտրական հոսանքը: Հայտնի է, որ նյութերը կազմված են ատոմներից։ Սրանք նյութի տարրական մասնիկներ են։ Ատոմի կառուցվածքը նման է մերին արեգակնային համակարգ, որտեղ ատոմի միջուկը գտնվում է կենտրոնում։ Այն բաղկացած է պրոտոններից (դրական էլեկտրական մասնիկներ) և նեյտրոններից (էլեկտրականորեն չեզոք մասնիկներ), որոնք սերտորեն սեղմված են իրար։ Էլեկտրոնները (բացասական լիցքով ավելի փոքր մասնիկներ) պտտվում են այս միջուկի շուրջ իրենց ուղեծրերում հսկայական արագությամբ։ Տարբեր նյութեր ունեն տարբեր թվով էլեկտրոններ և այն ուղեծրերը, որոնցում նրանք պտտվում են: Պինդ մարմինների ատոմներն ունեն այն, ինչ կոչվում է բյուրեղային ցանց: Սա այն նյութի կառուցվածքն է, որում ատոմները դասավորված են միմյանց նկատմամբ որոշակի հերթականությամբ:

Որտեղ կարող է էլեկտրական հոսանք առաջանալ այստեղ: Պարզվում է, որ որոշ նյութերում (ընթացիկ հաղորդիչներ) էլեկտրոնները, որոնք գտնվում են իրենց միջուկից առավել հեռու, կարող են պոկվել ատոմից և շարժվել դեպի հարևան ատոմ։ Էլեկտրոնների այս շարժումը կոչվում է ազատ։ Էլեկտրոնները պարզապես նյութի ներսում շարժվում են մի ատոմից մյուսը: Բայց եթե այս նյութին ( էլեկտրական հաղորդիչ) միացրեք արտաքին էլեկտրամագնիսական դաշտը, դրանով իսկ ստեղծելով էլեկտրական միացում, այնուհետև բոլոր ազատ էլեկտրոնները կսկսեն շարժվել մեկ ուղղությամբ: Սա հենց էլեկտրական հոսանքի շարժումն է հաղորդիչի ներսում:

Հիմա եկեք պարզենք, թե ինչ է DC և AC հոսանքը: Այսպիսով, ուղղակի հոսանքը միշտ շարժվում է միայն մեկ ուղղությամբ: Ինչպես նշվեց հենց սկզբում, էլեկտրոնները շարժվում են պինդ մարմիններում, իսկ իոնները՝ հեղուկ և գազային մարմիններում։ Էլեկտրոնները բացասական լիցքավորված մասնիկներ են։ Հետևաբար, պինդ մարմիններում էլեկտրական հոսանքը հոսում է էներգիայի աղբյուրի մինուսից մինչև գումարած (էլեկտրոնները շարժվում են էլեկտրական շղթայի երկայնքով): Հեղուկների և գազերի մեջ հոսանքը միանգամից շարժվում է երկու ուղղությամբ, ավելի ճիշտ՝ միաժամանակ էլեկտրոնները հոսում են դեպի պլյուս, իսկ իոնները (առանձին ատոմներ, որոնք փոխկապակցված չեն բյուրեղային ցանցով, յուրաքանչյուրն ինքնուրույն է) հոսում դեպի մինուս։ էներգիայի աղբյուրը։

Գիտնականների կողմից պաշտոնապես ընդունվեց, որ շարժումը տեղի է ունենում պլյուսից մինուս (հակառակը, ինչ տեղի է ունենում իրականում): Այսպիսով, գիտական ​​տեսանկյունից ճիշտ է ասել, որ էլեկտրական հոսանքը շարժվում է պլյուսից մինուս, բայց իրական տեսանկյունից (էլեկտրաֆիզիկական բնույթ) ավելի ճիշտ է հավատալ, որ հոսանքը հոսում է մինուսից պլյուս ( պինդ մարմիններ): Սա, հավանաբար, արվել է որոշակի հարմարության համար:

Հիմա՝ փոփոխական էլեկտրական հոսանքի մասին։ Այստեղ ամեն ինչ մի փոքր ավելի բարդ է։ Եթե ​​ուղիղ հոսանքի դեպքում լիցքավորված մասնիկների շարժումն ունի միայն մեկ ուղղություն (ֆիզիկապես մինուս նշանով էլեկտրոնները հոսում են դեպի գումարած), ապա փոփոխական հոսանքի դեպքում շարժման ուղղությունը պարբերաբար փոխվում է հակառակը։ Դուք հավանաբար լսել եք, որ սովորական քաղաքային էլեկտրական ցանցն ունի 220 վոլտ փոփոխական լարում և 50 հերց ստանդարտ հաճախականություն: Այսպիսով, այս 50 հերցը ցույց է տալիս, որ մեկ վայրկյանում էլեկտրական հոսանքը կարողանում է 50 անգամ անցնել սինուսոիդային ձևով ամբողջ ցիկլով: Փաստորեն, մեկ վայրկյանում հոսանքի ուղղությունը փոխվում է մինչև 100 անգամ (մեկ ցիկլի ընթացքում այն ​​փոխվում է երկու անգամ):

P.S. Էլեկտրական սխեմաներում հոսանքի ուղղությունը կարևոր է: Շատ դեպքերում, եթե միացումը նախատեսված է հոսանքի մեկ ուղղության համար, և դուք պատահաբար փոխում եք այն հակառակ ուղղությամբ կամ միացնում եք փոփոխական հոսանքը ուղղակի հոսանքի փոխարեն, ապա, ամենայն հավանականությամբ, սարքը պարզապես կխափանի: Շատ կիսահաղորդիչներ, որոնք աշխատում են սխեմաներում, կարող են ճեղքել և այրվել, երբ հոսանքը հոսում է հակառակ ուղղությամբ: Այսպիսով, էլեկտրական հոսանքը միացնելիս հոսանքի ուղղությունը պետք է խստորեն պահպանվի ձեր կողմից:

Էլեկտրական հոսանք առաջանում է նյութի մեջ միայն այն դեպքում, եթե կան ազատ լիցքավորված մասնիկներ։ Լիցքը կարող է ի սկզբանե առկա լինել միջավայրում կամ ձևավորվել արտաքին գործոնների (ջերմաստիճան, էլեկտրամագնիսական դաշտ, իոնատորներ) աջակցությամբ: Լիցքավորված մասնիկների շարժումը քաոսային է էլեկտրամագնիսական դաշտի բացակայության դեպքում, և երբ միացված է նյութի երկու կետերին, պոտենցիալ տարբերությունները վերածվում են ուղղորդվածների՝ մի նյութից մյուսը։

Էլեկտրական հոսանքի հայեցակարգը, էությունը և դրսևորումները

Սահմանում 1

Էլեկտրական հոսանքը լիցքավորված մասնիկների պատվիրված և ուղղորդված շարժումն է։

Նման մասնիկները կարող են լինել.

• գազերում՝ իոններ և էլեկտրոններ,
• մետաղներում՝ էլեկտրոններ,
• էլեկտրոլիտներում՝ անիոններ և կատիոններ,
• վակուումում՝ էլեկտրոններ (որոշակի պայմաններում),
• կիսահաղորդիչներում՝ անցքեր և էլեկտրոններ (էլեկտրոնային անցքի հաղորդունակություն)։

Ծանոթագրություն 1

Այս սահմանումը հաճախ օգտագործվում է: Էլեկտրական հոսանքը տեղաշարժի հոսանք է, որն առաջանում է ժամանակի ընթացքում էլեկտրական դաշտի փոփոխության արդյունքում:

Էլեկտրական հոսանքը կարող է արտահայտվել հետևյալ դրսևորումներով.

1. Հաղորդավարների ջեռուցում. Գերհաղորդիչներում ջերմության առաջացում չի առաջանում:
2. Փոփոխություն քիմիական կազմըորոշ դիրիժորներ. Այս դրսեւորումը հիմնականում նկատվում է էլեկտրոլիտներում։
3. Էլեկտրական դաշտի ձևավորում. Այն հայտնվում է բոլոր դիրիժորների մեջ առանց բացառության:

Նկար 1. Էլեկտրական հոսանք - լիցքավորված մասնիկների պատվիրված շարժում: Avtor24՝ ուսանողական աշխատանքների առցանց փոխանակում

Էլեկտրական հոսանքի դասակարգում

Սահմանում 2

Էլեկտրական հաղորդման հոսանքը մի երեւույթ է, երբ լիցքավորված մասնիկները շարժվում են որոշակի միջավայրի մակրոսկոպիկ տարրերի ներսում:

Կոնվեկցիոն հոսանքը երևույթ է, որի դեպքում շարժվում են մակրոսկոպիկ լիցքավորված մարմիններ (օրինակ՝ տեղումների լիցքավորված կաթիլներ)։

Կան ուղիղ, փոփոխական և իմպուլսային էլեկտրական հոսանքներ և դրանց տարբեր համակցություններ։ Այնուամենայնիվ, նման համակցություններում «էլեկտրական» տերմինը հաճախ բաց է թողնվում:

Էլեկտրական հոսանքի մի քանի տեսակներ կան.

1. Ուղղակի հոսանքը հոսանք է, որի մեծությունը և ուղղությունը ժամանակի ընթացքում մի փոքր տարբերվում են:
2. Փոփոխական հոսանքը հոսանք է, որի ուղղությունը և մեծությունը ժամանակի ընթացքում աստիճանաբար փոխվում են: Փոփոխական հոսանքը վերաբերում է հոսանքին, որը հաստատուն չէ: Փոփոխական հոսանքի բոլոր տեսակների շարքում հիմնականն այն է, որի արժեքը կարող է փոխվել միայն ըստ սինուսոիդային օրենք. Հաղորդավարի յուրաքանչյուր ծայրի պոտենցիալն է այս դեպքումփոխվում է մյուս ծայրի նկատմամբ՝ հերթով բացասականից դրականի, և հակառակը: Միաժամանակ այն անցնում է բոլոր միջանկյալ պոտենցիալներով։ Արդյունքում ձևավորվում է հոսանք, որն անընդհատ փոխում է ուղղությունը։ Շարժվելով մեկ ուղղությամբ՝ հոսանքն ավելանում է՝ հասնելով առավելագույնին, որը կոչվում է ամպլիտուդի արժեք։ Որից հետո այն նվազում է, որոշակի ժամանակահատվածում դառնում է զրոյի, որից հետո ցիկլը վերսկսվում է։
3. Քվազի-ստացիոնար հոսանքը փոփոխական հոսանք է, որը փոխվում է համեմատաբար դանդաղ իր ակնթարթային արժեքների համար, ուղղակի հոսանքների օրենքները բավարարված են բավարար ճշգրտությամբ. Նմանատիպ օրենքներ են Կիրխհոֆի և Օհմի օրենքները։ Քվազի-ստացիոնարը, ապա չճյուղավորված ցանցի բոլոր հատվածներում ունի նույն ուժը: Տվյալ հոսանքի սխեմաները հաշվարկելիս հաշվի են առնվում միաձուլված պարամետրերը: Քվազի-ստացիոնար արդյունաբերական հոսանքներն են այն հոսանքները, որոնց դեպքում գծի երկայնքով քվազիկայուն լինելու պայմանը բավարարված չէ (բացառությամբ հեռահաղորդակցման գծերի հոսանքների):
4. Բարձր հաճախականության փոփոխական հոսանքը էլեկտրական հոսանք է, որի դեպքում քվազի-ստացիոնար վիճակն այլևս չի պահպանվում: Այն անցնում է դիրիժորի մակերեսով և հոսում նրա շուրջը բոլոր կողմերից։ Այս ազդեցությունը կոչվում է մաշկի էֆեկտ:
5. Պուլսացիոն հոսանքը էլեկտրական հոսանք է, որի ուղղությունը մնում է հաստատուն, և փոխվում է միայն մեծությունը:
6. Շրջանառական հոսանքները կամ Ֆուկոյի հոսանքները փակ էլեկտրական հոսանքներ են, որոնք տեղակայված են զանգվածային հաղորդիչում և առաջանում են մագնիսական հոսքի փոփոխության ժամանակ։ Դրա հիման վրա պտտվող հոսանքները ինդուկտիվ են: Որքան արագ է փոխվում մագնիսական հոսքը, այնքան ուժեղանում են պտտվող հոսանքները: Նրանք չեն հոսում լարերի երկայնքով որոշակի ուղիներով, այլ փակ են հաղորդիչում և ձևավորում են հորձանուտի նման շղթաներ։

Շրջանառական հոսանքների առկայության պատճառով մաշկի էֆեկտն առաջանում է, երբ մագնիսական հոսքը և փոփոխական էլեկտրական հոսանքը տարածվում են հաղորդիչի մակերեսային շերտի երկայնքով: Շրջանառական հոսանքների միջոցով ջեռուցման պատճառով էներգիայի կորուստ է տեղի ունենում, հատկապես AC կծիկի միջուկներում: Շրջանառական հոսանքների համար էներգիայի կորուստը նվազեցնելու համար օգտագործվում է փոփոխական հոսանքի մագնիսական լարերը բաժանելով առանձին թիթեղների, որոնք մեկուսացված են միմյանցից և գտնվում են պտտվող հոսանքների ուղղությանը ուղղահայաց: Դրա պատճառով նրանց ուղիների հնարավոր ուրվագծերը սահմանափակ են, և այդ հոսանքների մեծությունը արագորեն նվազում է:

Էլեկտրական հոսանքի բնութագրերը

Պատմականորեն հաղորդիչում դրական լիցքերի շարժման ուղղությունը համընկնում է հոսանքի ուղղության հետ։ Եթե ​​էլեկտրական հոսանքի բնական կրիչները բացասական լիցքավորված էլեկտրոններ են, ապա հոսանքի ուղղությունը հակառակ կլինի դրական լիցքավորված մասնիկների ուղղությանը։

Լիցքավորված մասնիկների արագությունը ուղղակիորեն կախված է մասնիկների լիցքից և զանգվածից, հաղորդիչի նյութից, արտաքին միջավայրի ջերմաստիճանից և կիրառվող պոտենցիալ տարբերությունից։ Նպատակային շարժման արագությունը մի արժեք է, որը զգալիորեն փոքր է լույսի արագությունից: Էլեկտրոնները հաղորդիչում շարժվում են մեկ վայրկյանում՝ միլիմետրի մեկ տասներորդից պակաս պատվիրված շարժման պատճառով: Բայց, չնայած դրան, ընթացիկ տարածման արագությունը հավասար է լույսի արագությանը և էլեկտրամագնիսական ալիքների առջևի տարածման արագությանը։

Այն վայրը, որտեղ էլեկտրոնի շարժման արագությունը փոխվում է լարման փոփոխությունից հետո, շարժվում է տարածման արագությամբ էլեկտրամագնիսական տատանում.

Հաղորդավարների հիմնական տեսակները

Հաղորդավարները, ի տարբերություն դիէլեկտրիկների, պարունակում են չփոխհատուցվող լիցքերի անվճար կրիչներ։ Նրանք շարժվում են էլեկտրական պոտենցիալների ազդեցությամբ և առաջացնում էլեկտրական հոսանք։

Ընթացիկ-լարման բնութագիրը կամ, այլ կերպ ասած, հոսանքի կախվածությունը լարումից հաղորդիչի հիմնական բնութագիրն է։ Էլեկտրոլիտների և մետաղական հաղորդիչների համար այն ընդունում է ամենապարզ ձևը. ընթացիկ ուժն ուղիղ համեմատական ​​է լարմանը: Սա Օհմի օրենքն է։

Մետաղներում հոսանքի կրիչները հաղորդիչ էլեկտրոններ են, որոնք համարվում են էլեկտրոնային գազ։ Դրանցում հստակ դրսևորվում են այլասերված գազի քվանտային հատկությունները։

Պլազման իոնացված գազ է։ Այս դեպքում էլեկտրական լիցքը փոխանցվում է իոնների և ազատ էլեկտրոնների օգնությամբ։ Ազատ էլեկտրոնները ձևավորվում են ուլտրամանուշակագույն և ռենտգենյան ճառագայթման կամ ջերմության ազդեցության տակ:

Էլեկտրոլիտները պինդ կամ հեղուկ համակարգեր և նյութեր են, որոնցում առկա է իոնների նկատելի կոնցենտրացիան, որն առաջացնում է էլեկտրական հոսանքի անցում։ Էլեկտրոլիտային տարանջատման գործընթացում առաջանում են իոններ։ Էլեկտրոլիտների դիմադրությունը տաքացնելիս նվազում է իոնների քայքայվող մոլեկուլների քանակի ավելացման պատճառով։ Էլեկտրոլիտով էլեկտրական հոսանքի անցման արդյունքում իոնները մոտենում են էլեկտրոդներին և չեզոքանում՝ նստելով դրանց վրա։

Ֆարադեյի էլեկտրոլիզի ֆիզիկական օրենքները որոշում են նյութի զանգվածը, որն ազատվում է էլեկտրոդների վրա: Վակուումում առկա է նաև էլեկտրոնների էլեկտրական հոսանք, որն օգտագործվում է էլեկտրոնային ճառագայթային սարքերում։

Ժամանակակից մարդու կյանքն անհնար է պատկերացնել առանց էլեկտրականության։ Վոլտ, Ամպեր, Վատ - այս խոսքերը հնչում են, երբ խոսում են էլեկտրաէներգիայի վրա աշխատող սարքերի մասին: Բայց ի՞նչ է էլեկտրական հոսանքը և որո՞նք են դրա գոյության պայմանները։ Այս մասին մենք կխոսենք հետագա՝ հակիրճ բացատրություն տալով սկսնակ էլեկտրիկներին:

Սահմանում

Էլեկտրական հոսանքը լիցքակիրների ուղղորդված շարժումն է. սա ստանդարտ ձևակերպում է ֆիզիկայի դասագրքից: Իր հերթին լիցքակիրները կոչվում են նյութի որոշակի մասնիկներ։ Դրանք կարող են լինել.

• Էլեկտրոնները բացասական լիցքի կրողներ են։
• Իոնները դրական լիցքի կրողներ են։

Բայց որտեղի՞ց են գալիս լիցքակիրները: Այս հարցին պատասխանելու համար հարկավոր է հիշել նյութի կառուցվածքի մասին հիմնական գիտելիքները: Այն ամենը, ինչ մեզ շրջապատում է, նյութ է, այն բաղկացած է մոլեկուլներից, նրա ամենափոքր մասնիկներից: Մոլեկուլները կազմված են ատոմներից։ Ատոմը բաղկացած է միջուկից, որի շուրջ էլեկտրոնները շարժվում են տվյալ ուղեծրերով։ Մոլեկուլները նույնպես պատահական են շարժվում։ Այս մասնիկներից յուրաքանչյուրի շարժումն ու կառուցվածքը կախված է հենց նյութից և դրա վրա ունեցած ազդեցությունից միջավայրը, ինչպիսիք են ջերմաստիճանը, լարումը և այլն:

Իոնը ատոմ է, որի էլեկտրոնների և պրոտոնների հարաբերակցությունը փոխվել է: Եթե ​​ատոմը սկզբում չեզոք է, ապա իոններն իրենց հերթին բաժանվում են.

• Անիոնը ատոմի դրական իոն է, որը կորցրել է էլեկտրոնները:
• Կատիոնները ատոմ են, որի ատոմին կցված են «լրացուցիչ» էլեկտրոններ:

Ընթացքի չափման միավորը Ամպերն է, ըստ որի այն հաշվարկվում է բանաձևով.

որտեղ U-ը լարումն է, [V], իսկ R-ն դիմադրություն է, [Օմ]:

Կամ ուղիղ համեմատական ​​է մեկ միավոր ժամանակի համար փոխանցվող վճարի չափին.

որտեղ Q – լիցք, [C], t – ժամանակ, [s]:

Էլեկտրական հոսանքի առկայության պայմանները

Մենք պարզեցինք, թե ինչ է էլեկտրական հոսանքը, հիմա եկեք խոսենք, թե ինչպես ապահովել դրա հոսքը: Էլեկտրական հոսանքի համար անհրաժեշտ է երկու պայման.

1. Անվճար լիցքակիրների առկայություն.
2. Էլեկտրական դաշտ.

Էլեկտրաէներգիայի գոյության և հոսքի առաջին պայմանը կախված է այն նյութից, որում հոսում է հոսանքը (կամ չի հոսում), ինչպես նաև դրա վիճակից։ Իրագործելի է նաև երկրորդ պայմանը՝ էլեկտրական դաշտի առկայության համար անհրաժեշտ է տարբեր պոտենցիալների առկայություն, որոնց միջև կա միջավայր, որի մեջ կհոսեն լիցքակիրներ։

Հիշեցնենք.Լարումը, EMF-ը պոտենցիալ տարբերությունն է: Դրանից բխում է, որ հոսանքի առկայության պայմանները կատարելու համար՝ էլեկտրական դաշտի և էլեկտրական հոսանքի առկայություն, անհրաժեշտ է լարում։ Սրանք կարող են լինել լիցքավորված կոնդենսատորի, գալվանական տարրի կամ մագնիսական դաշտի (գեներատորի) ազդեցության տակ առաջացած EMF-ի թիթեղները:

Մենք պարզել ենք, թե ինչպես է դա առաջանում, եկեք խոսենք այն մասին, թե ուր է այն ուղղված: Հոսանքը, հիմնականում մեր սովորական օգտագործման դեպքում, շարժվում է դիրիժորների մեջ (էլեկտրական էլեկտրալարեր բնակարանում, շիկացած լամպեր) կամ կիսահաղորդիչներում (LED-ներ, սմարթֆոնի պրոցեսոր և այլ էլեկտրոնիկա), ավելի քիչ՝ գազերում (լյումինեսցենտային լամպեր):

Այսպիսով, հիմնական լիցքակիրները շատ դեպքերում էլեկտրոններն են, նրանք շարժվում են մինուսից (բացասական պոտենցիալով կետ) դեպի գումարած (դրական պոտենցիալ ունեցող կետ, այս մասին ավելին կիմանաք ստորև):

Բայց մի հետաքրքիր փաստ այն է, որ ընթացիկ շարժման ուղղությունը ընդունվել է որպես դրական լիցքերի շարժում՝ գումարածից մինուս: Չնայած իրականում ամեն ինչ հակառակն է լինում։ Փաստն այն է, որ հոսանքի ուղղության որոշումը կայացվել է նախքան դրա բնույթն ուսումնասիրելը, ինչպես նաև նախքան պարզելը, թե ինչպես է հոսում և գոյություն ունի հոսանքը։

Էլեկտրական հոսանք տարբեր միջավայրերում

Մենք արդեն նշել ենք, որ տարբեր միջավայրերում էլեկտրական հոսանքը կարող է տարբերվել լիցքակիրների տեսակից։ Միջոցները կարելի է բաժանել ըստ հաղորդունակության բնույթի (հաղորդունակության նվազման կարգով).

1. Հաղորդավար (մետաղներ):
2. Կիսահաղորդիչ (սիլիցիում, գերմանիում, գալիումի արսենիդ և այլն):
3. Դիէլեկտրիկ (վակուում, օդ, թորած ջուր):

Մետաղների մեջ

Մետաղները պարունակում են անվճար լիցքակիրներ, դրանք երբեմն կոչվում են «էլեկտրական գազ»։ Որտեղի՞ց են գալիս անվճար լիցքակիրները: Փաստն այն է, որ մետաղը, ինչպես ցանկացած նյութ, բաղկացած է ատոմներից։ Ատոմները այս կամ այն ​​կերպ շարժվում կամ թրթռում են: Որքան բարձր է մետաղի ջերմաստիճանը, այնքան ուժեղ է այս շարժումը: Միևնույն ժամանակ, ատոմներն իրենք հիմնականում մնում են իրենց տեղերում՝ իրականում ձևավորելով մետաղի կառուցվածքը։

Ատոմի էլեկտրոնային թաղանթներում սովորաբար լինում են մի քանի էլեկտրոններ, որոնց կապը միջուկի հետ բավականին թույլ է։ Ջերմաստիճանի, քիմիական ռեակցիաների և կեղտերի փոխազդեցության տակ, որոնք ամեն դեպքում մետաղի մեջ են, էլեկտրոնները պոկվում են նրանց ատոմներից, և առաջանում են դրական լիցքավորված իոններ։ Անջատված էլեկտրոնները կոչվում են ազատ և շարժվում են քաոսային:

Եթե ​​դրանք ենթարկվեն էլեկտրական դաշտի ազդեցությանը, օրինակ, եթե մարտկոցը միացնեք մետաղի մի կտորին, էլեկտրոնների քաոսային շարժումը կկարգավորվի: Էլեկտրոնները մի կետից, որտեղ միացված է բացասական պոտենցիալը (օրինակ՝ գալվանական բջիջի կաթոդը) կսկսեն շարժվել դեպի դրական պոտենցիալ ունեցող կետ։

Կիսահաղորդիչներում

Կիսահաղորդիչները այն նյութերն են, որոնցում նորմալ վիճակում չկան անվճար լիցքակիրներ: Նրանք գտնվում են այսպես կոչված արգելված գոտում։ Բայց եթե կիրառվում են արտաքին ուժեր, ինչպիսիք են էլեկտրական դաշտը, ջերմությունը, տարբեր ճառագայթները (լույս, ճառագայթում և այլն), նրանք հաղթահարում են գոտու բացը և շարժվում դեպի ազատ գոտի կամ հաղորդման գոտի։ Էլեկտրոնները պոկվում են իրենց ատոմներից և դառնում ազատ՝ ձևավորելով իոններ՝ դրական լիցքակիրներ:

Կիսահաղորդիչների մեջ դրական կրիչները կոչվում են անցքեր:

Եթե ​​դուք ուղղակի էներգիա փոխանցեք կիսահաղորդչին, օրինակ, տաքացնեք այն, կսկսվի լիցքակիրների քաոսային շարժումը։ Բայց եթե մենք խոսում ենքկիսահաղորդչային տարրերի մասին, ինչպիսիք են դիոդը կամ տրանզիստորը, ապա բյուրեղի հակառակ ծայրերում կառաջանա EMF (դրանց վրա կիրառվում է մետաղացված շերտ, և կապարները զոդվում են), բայց դա առնչվում է այսօրվա հոդվածի թեմային:

Եթե ​​կիսահաղորդչի վրա կիրառեք EMF աղբյուր, ապա լիցքակիրները նույնպես կտեղափոխվեն հաղորդման գոտի, և կսկսվի նաև դրանց ուղղորդված շարժումը. անցքերը կգնան ավելի ցածր էլեկտրական պոտենցիալով ուղղությամբ, իսկ էլեկտրոնները՝ ավելի բարձր: .

Վակումում և գազում

Վակուումը գազերի ամբողջական (իդեալական դեպք) բացակայությամբ կամ գազի նվազագույն (իրականում) քանակով միջավայր է: Քանի որ վակուումում նյութ չկա, լիցքակիրների համար տեղ չկա: Այնուամենայնիվ, վակուումում հոսանքի հոսքը նշանավորեց էլեկտրոնիկայի սկիզբը և էլեկտրոնային տարրերի մի ամբողջ դարաշրջան՝ վակուումային խողովակներ: Դրանք օգտագործվել են անցյալ դարի առաջին կեսին, իսկ 50-ական թվականներին սկսեցին աստիճանաբար իրենց տեղը զիջել տրանզիստորներին (կախված էլեկտրոնիկայի կոնկրետ բնագավառից)։

Ենթադրենք, որ մենք ունենք անոթ, որտեղից դուրս է մղվել ամբողջ գազը, այսինքն. դրա մեջ լիակատար վակուում կա։ Անոթի մեջ տեղադրվում են երկու էլեկտրոդներ, դրանք անվանենք անոդ և կաթոդ։ Եթե ​​EMF աղբյուրի բացասական պոտենցիալը միացնենք կաթոդին, իսկ դրական պոտենցիալը անոդին, ոչինչ չի պատահի, և հոսանք չի հոսի: Բայց եթե սկսենք տաքացնել կաթոդը, հոսանքը կսկսի հոսել: Այս գործընթացը կոչվում է թերմիոնային արտանետում՝ էլեկտրոնների արտանետում տաքացված էլեկտրոնային մակերևույթից:

Նկարը ցույց է տալիս ընթացիկ հոսքի գործընթացը վակուումային խողովակում: Վակուումային խողովակներում կաթոդը ջեռուցվում է մոտակա թելիկով (H), օրինակ՝ լուսավորող լամպի մեջ:

Միևնույն ժամանակ, եթե փոխեք էլեկտրամատակարարման բևեռականությունը - կիրառեք մինուս անոդին, իսկ պլյուսը կիրառեք կաթոդին, հոսանք չի հոսի: Սա կապացուցի, որ վակուումում հոսանք է հոսում էլեկտրոնների շարժման շնորհիվ ԿԱՏՈԴ-ից դեպի ԱՆՈԴ:

Գազը, ինչպես ցանկացած նյութ, բաղկացած է մոլեկուլներից և ատոմներից, ինչը նշանակում է, որ եթե գազը գտնվում է էլեկտրական դաշտի ազդեցության տակ, ապա որոշակի ուժգնությամբ (իոնացման լարման) էլեկտրոնները կպոկվեն ատոմից, ապա հոսքի երկու պայմաններն էլ. էլեկտրական հոսանքը կբավարարվի՝ դաշտային և ազատ կրիչներ։

Ինչպես արդեն նշվեց, այս գործընթացը կոչվում է իոնացում: Դա կարող է առաջանալ ոչ միայն կիրառվող լարման, այլև գազի տաքացման, ռենտգենյան ճառագայթման, ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման ազդեցության տակ և այլ բաների պատճառով։

Ընթացքը կհոսի օդի միջով, նույնիսկ եթե էլեկտրոդների միջև այրիչ է տեղադրված:

Իներտ գազերում հոսանքի հոսքը ուղեկցվում է գազի լուսարձակմամբ լյումինեսցենտային լամպեր. Էլեկտրական հոսանքի հոսքը գազային միջավայրում կոչվում է գազի արտանետում:

Հեղուկի մեջ

Ասենք, որ ունենք ջրով անոթ, որի մեջ տեղադրված են երկու էլեկտրոդներ, որոնց միացված է հոսանքի աղբյուր։ Եթե ​​ջուրը թորած է, այսինքն՝ մաքուր և կեղտ չի պարունակում, ապա դա դիէլեկտրիկ է։ Բայց եթե ջրի մեջ մի քիչ աղ, ծծմբաթթու կամ որեւէ այլ նյութ ավելացնենք, ապա առաջանում է էլեկտրոլիտ, և հոսանքը սկսում է հոսել դրա միջով։

Էլեկտրոլիտը մի նյութ է, որը էլեկտրական հոսանք է փոխանցում իոնների տարանջատման պատճառով:

Եթե ​​ջրի մեջ պղնձի սուլֆատ ավելացնեք, պղնձի շերտը կտեղակայվի էլեկտրոդներից մեկի (կաթոդի) վրա, սա կոչվում է էլեկտրոլիզ, ինչը ապացուցում է, որ հեղուկում էլեկտրական հոսանքն իրականացվում է իոնների շարժման պատճառով՝ դրական և բացասական: լիցքակիրներ.

Էլեկտրոլիզը ֆիզիկական և քիմիական գործընթաց է, որը ներառում է էլեկտրոլիտը կազմող բաղադրիչների բաժանումը էլեկտրոդների վրա:

Այսպես է առաջանում պղնձապատումը, ոսկեզօծումը և այլ մետաղներով պատելը։

Եզրակացություն

Ամփոփելու համար, էլեկտրական հոսանքի համար անհրաժեշտ են անվճար լիցքավորիչներ.

• էլեկտրոններ հաղորդիչների (մետաղների) և վակուումում;
• էլեկտրոններ և անցքեր կիսահաղորդիչների մեջ;
• իոններ (անիոններ և կատիոններ) հեղուկներում և գազերում:

Որպեսզի այդ կրիչների շարժումը կարգավորված դառնա, անհրաժեշտ է էլեկտրական դաշտ։ Պարզ բառերով- լարել մարմնի ծայրերին կամ տեղադրել երկու էլեկտրոդ մի միջավայրում, որտեղ սպասվում է էլեկտրական հոսանքի հոսք:

Հարկ է նաև նշել, որ հոսանքը որոշակի ձևով ազդում է նյութի վրա, կան երեք տեսակի ազդեցություն.

• ջերմային;
• քիմիական;
• ֆիզիկական.

Օգտակար

Ի՞նչ գիտենք մենք այսօր էլեկտրաէներգիայի մասին: Ըստ ժամանակակից հայացքների՝ շատ, բայց եթե ավելի մանրամասն խորանանք այս հարցի էության մեջ, կստացվի, որ մարդկությունը լայնորեն օգտագործում է էլեկտրականությունը՝ չհասկանալով այս կարևոր ֆիզիկական երևույթի իրական էությունը:

Սույն հոդվածի նպատակը չէ հերքել առօրյա կյանքում և արդյունաբերության մեջ լայնորեն կիրառվող էլեկտրական երևույթների ոլորտում կատարված հետազոտությունների գիտատեխնիկական կիրառական արդյունքները: ժամանակակից հասարակություն. Բայց մարդկությունը մշտապես բախվում է մի շարք երևույթների և պարադոքսների հետ, որոնք չեն տեղավորվում էլեկտրական երևույթների վերաբերյալ ժամանակակից տեսական հասկացությունների շրջանակում, սա ցույց է տալիս այս երևույթի ֆիզիկայի ամբողջական ըմբռնման բացակայությունը:

Նաև, այսօր գիտությունը գիտի փաստեր, երբ թվացյալ ուսումնասիրված նյութերը և նյութերը ցուցաբերում են անոմալ հաղորդունակության հատկություններ ( ) .

Նյութերի գերհաղորդականության ֆենոմենը նույնպես ներկայումս լիովին բավարար տեսություն չունի։ Կա միայն ենթադրություն, որ գերհաղորդականությունը կա քվանտային երևույթ , որն ուսումնասիրվում է քվանտային մեխանիկայի կողմից։ Քվանտային մեխանիկայի հիմնական հավասարումների՝ Շրյոդինգերի, ֆոն Նեյմանի, Լինդբլադի, Հայզենբերգի և Պաուլիի հավասարումների մանրակրկիտ ուսումնասիրության արդյունքում ակնհայտ կդառնա դրանց անհամապատասխանությունը: Փաստն այն է, որ Շրյոդինգերի հավասարումը չի ստացվում, այլ դրվում է դասական օպտիկայի հետ անալոգիայի մեթոդով՝ հիմնված փորձարարական տվյալների ընդհանրացման վրա։ Պաուլիի հավասարումը նկարագրում է լիցքավորված մասնիկի շարժումը սպինով 1/2 (օրինակ՝ էլեկտրոն) արտաքին էլեկտրամագնիսական դաշտում, սակայն սպին հասկացությունը կապված չէ տարրական մասնիկի իրական պտույտի և սպինի հետ։ Ենթադրվում է, որ կա վիճակների տարածություն, որոնք ոչ մի կերպ կապված չեն տարրական մասնիկի մասնիկների շարժման հետ սովորական տարածության մեջ:

Անաստասիա Նովիխի «Էզոոսմոս» գրքում նշվում է քվանտային տեսության անհամապատասխանության մասին. դասական մեխանիկա, բացարձակապես տեղին չէ . Առաջին հայացքից մարդկանց համոզիչ են թվում գերմանացի ֆիզիկոս Հայզենբերգի և ավստրիացի ֆիզիկոս Շրյոդինգերի փաստարկները, բայց եթե այս ամենը դիտարկվում է այլ տեսանկյունից, ապա նրանց եզրակացությունները միայն մասամբ են ճիշտ, իսկ ընդհանուր առմամբ երկուսն էլ լրիվ սխալ են։ . Բանն այն է, որ առաջինը էլեկտրոնը նկարագրել է որպես մասնիկ, իսկ մյուսը՝ որպես ալիք։ Ի դեպ, ալիք-մասնիկ երկակիության սկզբունքը նույնպես անտեղի է, քանի որ այն չի բացահայտում մասնիկի անցումը ալիքի և հակառակը։ Այսինքն՝ ուսյալ պարոնները ինչ-որ չափով խուլ են ստացվում։ Դա իրականում շատ պարզ է: Ընդհանրապես ուզում եմ ասել, որ ապագայի ֆիզիկան շատ պարզ է ու հասկանալի։ Հիմնական բանը այս ապագան տեսնելու համար ապրելն է։ Ինչ վերաբերում է էլեկտրոնին, ապա այն ալիք է դառնում միայն երկու դեպքում. Առաջինն այն է, երբ արտաքին լիցքը կորչում է, այսինքն՝ երբ էլեկտրոնը չի փոխազդում այլ նյութական առարկաների հետ, ասենք՝ նույն ատոմի հետ։ Երկրորդը՝ նախաօսմիկ վիճակում, այսինքն՝ երբ նվազում է նրա ներքին ներուժը»։

Նեյրոնների կողմից առաջացած նույն էլեկտրական իմպուլսները նյարդային համակարգմարդու, աջակցում է մարմնի ակտիվ բարդ բազմազան գործունեությունը: Հետաքրքիր է նշել, որ բջջի գործողության ներուժը (գրգռման ալիք, որը շարժվում է կենդանի բջջի մեմբրանի երկայնքով՝ գրգռվող բջջի փոքր տարածքում մեմբրանի ներուժի կարճաժամկետ փոփոխության տեսքով) գտնվում է որոշակի. միջակայք (նկ. 1):

Նեյրոնի գործողության ներուժի ստորին սահմանը գտնվում է -75 մՎ մակարդակում, որը շատ մոտ է մարդու արյան ռեդոքսային ներուժի արժեքին։ Եթե ​​վերլուծենք գործողության ներուժի առավելագույն և նվազագույն արժեքը զրոյի նկատմամբ, ապա այն շատ մոտ է կլորացված տոկոսին. իմաստը ոսկե հարաբերակցությունը , այսինքն. միջակայքի բաժանումը 62% և 38% հարաբերակցությամբ.

\(\Delta = 75 mV+40 mV = 115 mV\)

115 մՎ / 100% = 75 մՎ / x 1 կամ 115 մՎ / 100% = 40 մՎ / x 2

x 1 = 65,2%, x 2 = 34,8%

Բոլորը, հայտնի ժամանակակից գիտ, նյութերն ու նյութերը այս կամ այն ​​աստիճանով փոխանցում են էլեկտրականությունը, քանի որ պարունակում են էլեկտրոններ՝ բաղկացած 13 ֆանտոմ Po մասնիկներից, որոնք, իրենց հերթին, սեպտոնիկ փնջեր են («PRIMORDIAL ALLATRA PHYSICS» էջ 61)։ Միակ հարցը էլեկտրական հոսանքի լարումն է, որն անհրաժեշտ է էլեկտրական դիմադրությունը հաղթահարելու համար։

Քանի որ էլեկտրական երևույթները սերտորեն կապված են էլեկտրոնի հետ, «PRIMODIUM ALLATRA PHYSICS» զեկույցը տալիս է հետևյալ տեղեկատվությունը այս կարևոր տարրական մասնիկի վերաբերյալ. «Էլեկտրոնը ատոմի բաղադրիչն է՝ նյութի հիմնական կառուցվածքային տարրերից մեկը։ Էլեկտրոնները կազմում են այսօր հայտնի բոլոր քիմիական տարրերի ատոմների էլեկտրոնային թաղանթները։ Նրանք մասնակցում են գրեթե բոլոր էլեկտրական երեւույթներին, որոնց մասին այսօր գիտեն գիտնականները։ Բայց թե ինչ է իրականում էլեկտրականությունը, պաշտոնական գիտությունը դեռևս չի կարող բացատրել՝ սահմանափակվելով ընդհանուր արտահայտություններով, որ դա, օրինակ, «երևույթների մի շարք է, որը առաջանում է լիցքավորված մարմինների կամ էլեկտրական լիցքակիրների մասնիկների գոյությամբ, շարժմամբ և փոխազդեցությամբ»: Հայտնի է, որ էլեկտրաէներգիան շարունակական հոսք չէ, այլ փոխանցվում է մասերում - դիսկրետ».

Ըստ ժամանակակից գաղափարներ: « էլեկտրական հոսանք «Էլեկտրական լիցքերի գոյության, փոխազդեցության և շարժման հետևանքով առաջացած երևույթների ամբողջություն է»: Բայց ի՞նչ է էլեկտրական լիցքը:

Էլեկտրական լիցքավորում (Էլեկտրաէներգիայի քանակը) ֆիզիկական սկալյար մեծություն է (մեծություն, որի յուրաքանչյուր արժեքը կարող է արտահայտվել մեկ իրական թվով), որը որոշում է մարմինների՝ էլեկտրամագնիսական դաշտերի աղբյուր լինելու և էլեկտրամագնիսական փոխազդեցությանը մասնակցելու ունակությունը։ Էլեկտրական լիցքերը բաժանվում են դրական և բացասական (այս ընտրությունը գիտության մեջ համարվում է զուտ կամայական և յուրաքանչյուր լիցքավորման համար նշանակվում է շատ կոնկրետ նշան): Նույն նշանի լիցքով լիցքավորված մարմինները վանում են, իսկ հակառակ լիցք ունեցողները ձգում են։ Երբ լիցքավորված մարմինները շարժվում են (և՛ մակրոսկոպիկ մարմիններ, և՛ միկրոսկոպիկ լիցքավորված մասնիկներ, որոնք կրում են էլեկտրական հոսանք հաղորդիչներում), առաջանում է մագնիսական դաշտ և տեղի են ունենում երևույթներ, որոնք հնարավորություն են տալիս հաստատել էլեկտրականության և մագնիսականության միջև կապը (էլեկտրամագնիսականություն):

Էլեկտրադինամիկա ուսումնասիրում է էլեկտրամագնիսական դաշտը ամենաընդհանուր դեպքում (այսինքն՝ դիտարկվում են ժամանակից կախված փոփոխական դաշտերը) և դրա փոխազդեցությունը էլեկտրական լիցք ունեցող մարմինների հետ։ Դասական էլեկտրադինամիկան հաշվի է առնում միայն էլեկտրամագնիսական դաշտի շարունակական հատկությունները։

Քվանտային էլեկտրադինամիկա ուսումնասիրում է էլեկտրամագնիսական դաշտերը, որոնք ունեն ընդհատվող (դիսկրետ) հատկություններ, որոնց կրողներն են դաշտային քվանտաները՝ ֆոտոնները։ Էլեկտրամագնիսական ճառագայթման փոխազդեցությունը լիցքավորված մասնիկների հետ քվանտային էլեկտրադինամիկայի մեջ դիտարկվում է որպես մասնիկների կողմից ֆոտոնների կլանում և արտանետում։

Արժե մտածել, թե ինչու է մագնիսական դաշտ առաջանում հոսանք ունեցող հաղորդիչի շուրջ կամ ատոմի շուրջ, որի ուղեծրով շարժվում են էլեկտրոնները։ Բանն այն է, որ « այն, ինչ այսօր կոչվում է էլեկտրականություն, իրականում սեպտոնային դաշտի հատուկ վիճակ է , գործընթացներին, որոնց էլեկտրոնը շատ դեպքերում մասնակցում է իր այլ լրացուցիչ «բաղադրիչների» հետ միասին. «(«PRIMODIUM ALLATRA PHYSICS» էջ 90):

Իսկ մագնիսական դաշտի տորոիդային ձևը որոշվում է նրա ծագման բնույթով։ Ինչպես ասվում է հոդվածում. «Հաշվի առնելով Տիեզերքում ֆրակտալային օրինաչափությունները, ինչպես նաև այն, որ սեպտոնային դաշտը նյութական աշխարհ 6 չափումներում այն ​​հիմնարար, միասնական դաշտն է, որի վրա հիմնված են ժամանակակից գիտությանը հայտնի բոլոր փոխազդեցությունները, ապա կարելի է պնդել, որ դրանք բոլորն էլ ունեն տորուսի ձև: Եվ այս հայտարարությունը կարող է առանձնահատուկ գիտական ​​հետաքրքրություն առաջացնել ժամանակակից հետազոտողների համար»:. Հետևաբար, էլեկտրամագնիսական դաշտը միշտ կունենա տորուսի ձև, ինչպես սեպտոնի տորսը:

Եկեք դիտարկենք մի պարույր, որի միջով հոսում է էլեկտրական հոսանքը և ինչպես է ձևավորվում դրա էլեկտրամագնիսական դաշտը ( https://www.youtube.com/watch?v=0BgV-ST478M).

Բրինձ. 2. Ուղղանկյուն մագնիսի դաշտային գծեր

Բրինձ. 3. Հոսանքով պարույրի դաշտային գծեր

Բրինձ. 4. Պարույրի առանձին հատվածների դաշտային գծեր

Բրինձ. 5. Անալոգիա պարույրի դաշտային գծերի և ուղեծրային էլեկտրոններով ատոմների միջև

Բրինձ. 6. Ուժի գծերով պարույրի և ատոմի առանձին բեկոր

ԵԶՐԱԿԱՑՈՒԹՅՈՒՆՄարդկությունը դեռ պետք է իմանա էլեկտրաէներգիայի առեղծվածային երևույթի գաղտնիքները:

Պյոտր Տոտով

Բանալի բառեր:ՆԱԽՆԱԿԱՆ ԱԼԼԱՏՐԱ ՖԻԶԻԿԱ, էլեկտրական հոսանք, էլեկտրականություն, էլեկտրականության բնույթ, էլեկտրական լիցք, էլեկտրամագնիսական դաշտ, քվանտային մեխանիկա, էլեկտրոն

Գրականություն:

Նորերը. A., Ezoosmos, K.: LOTOS, 2013. - 312 p. http://schambala.com.ua/book/ezoosmos

Զեկույց «PRIMODIUM ALLATRA PHYSICS» միջազգային սոցիալական շարժման «ALLATRA» գիտնականների միջազգային խմբի կողմից, խմբ. Անաստասիա Նովիխ, 2015;