Elektrik akımı nedir? Elektrik akımının varlığı için koşullar: özellikler ve eylemler

2024 Yazar: Howard Calhoun | [email protected]. Son düzenleme: 2023-12-17 10:43

Elektrik akımı, hareket halindeki bir elektrik yüküdür. Yıldırım gibi ani bir statik elektrik boşalması şeklini alabilir. Veya jeneratörlerde, pillerde, güneş enerjisi veya yakıt hücrelerinde kontrollü bir süreç olabilir. Bugün "elektrik akımı" kavramını ve bir elektrik akımının varlığının koşullarını ele alacağız.

Elektrik enerjisi

Kullandığımız elektriğin çoğu, elektrik şebekesinden gelen alternatif akım şeklinde gelir. Faraday'ın indüksiyon yasasına göre çalışan jeneratörler tarafından oluşturulur, bu nedenle değişen bir manyetik alan bir iletkende bir elektrik akımı indükleyebilir.

Jeneratörlerin manyetik alanlardan geçen dönen tel bobinleri vardır.rotasyon. Bobinler döndükçe manyetik alana göre açılıp kapanırlar ve her dönüşte yön değiştiren bir elektrik akımı oluştururlar. Akım, saniyede 60 kez ileri ve geri tam bir döngüden geçer.

Jeneratörler, kömür, doğal gaz, petrol veya bir nükleer reaktörle ısıtılan buhar türbinleriyle çalıştırılabilir. Jeneratörden akım, voltajının arttığı bir dizi transformatörden geçer. Tellerin çapı, aşırı ısınmadan ve gücü boşa harcamadan taşıyabilecekleri akımın miktarını ve gücünü belirler ve voltaj yalnızca tellerin topraktan ne kadar iyi yalıtıldığıyla sınırlıdır.

Akımın iki değil, yalnızca bir tel tarafından taşınması ilginçtir. İki tarafı pozitif ve negatif olarak belirlenmiştir. Bununla birlikte, alternatif akımın polaritesi saniyede 60 kez değiştiğinden, başka isimleri vardır - sıcak (ana elektrik hatları) ve topraklanmış (devreyi tamamlamak için yer altından geçen).

Neden elektriğe ihtiyacımız var?

Elektriğin birçok kullanım alanı vardır: Evinizi aydınlatabilir, kıyafetlerinizi yıkayıp kurutabilir, garaj kapınızı kaldırabilir, su ısıtıcısında su kaynatabilir ve hayatımızı çok daha kolaylaştıran diğer ev eşyalarına güç sağlayabilir. Ancak, akımın bilgi iletme yeteneği giderek daha önemli hale geliyor.

İnternete bağlanırken, bir bilgisayar elektrik akımının yalnızca küçük bir bölümünü kullanır, ancak bu modern bir insanın sahip olmadığı bir şeydir.onun hayatını hayal edemiyorum.

Elektrik akımı kavramı

Bir nehir akışı, su moleküllerinin akışı gibi, elektrik akımı da yüklü parçacıkların akışıdır. Buna sebep olan nedir ve neden hep aynı yöne gitmiyor? Akış kelimesini duyduğunuzda aklınıza ne geliyor? Belki bir nehir olacak. Bu iyi bir ilişki, çünkü elektrik akımının adını almasının nedeni bu. Suyun akışına çok benzer, sadece kanal boyunca hareket eden su molekülleri yerine, iletken boyunca yüklü parçacıklar hareket eder.

Elektrik akımının olması için gerekli koşullar arasında elektronların varlığını sağlayan bir madde vardır. İletken bir malzemedeki atomlar, atomların etrafında ve arasında yüzen bu serbest yüklü parçacıkların çoğuna sahiptir. Hareketleri rastgeledir, bu nedenle herhangi bir yönde akış yoktur. Bir elektrik akımının var olması için ne gerekir?

Elektrik akımının varlığı için koşullar, voltajın varlığını içerir. Bir iletkene uygulandığında, tüm serbest elektronlar aynı yönde hareket ederek bir akım oluşturur.

Elektrik akımını merak ediyorum

İlginç olan şey, elektrik enerjisi bir iletkenden ışık hızında iletildiğinde, elektronların kendilerinin çok daha yavaş hareket etmesidir. Aslında, iletken bir telin yanında yavaş yavaş yürürseniz, hızınız öncekinden 100 kat daha hızlı olacaktır.elektronlar hareket eder. Bunun nedeni, birbirlerine enerji aktarmak için büyük mesafeler kat etmelerine gerek olmamasıdır.

Doğru ve alternatif akım

Bugün, iki farklı akım türü yaygın olarak kullanılmaktadır - doğrudan ve alternatif. İlkinde, elektronlar "negatif" taraftan "pozitif" tarafa bir yönde hareket eder. Alternatif akım elektronları ileri geri iterek akışın yönünü saniyede birkaç kez değiştirir.

Enerji santrallerinde elektrik üretmek için kullanılan jeneratörler alternatif akım üretecek şekilde tasarlanmıştır. Mevcut yön değiştikçe evinizdeki ışığın titrediğini muhtemelen hiç fark etmemişsinizdir, ancak bu gözlerin algılaması için çok hızlı gerçekleşir.

Doğru elektrik akımının varlığının koşulları nelerdir? Neden her iki türe de ihtiyacımız var ve hangisi daha iyi? Bunlar iyi sorular. Hala her iki akım türünü de kullandığımız gerçeği, her ikisinin de belirli amaçlara hizmet ettiğini gösteriyor. 19. yüzyıla kadar, bir elektrik santrali ile bir ev arasındaki uzun mesafelerde verimli güç iletiminin ancak çok yüksek voltajlarda mümkün olduğu açıktı. Ancak sorun şu ki, gerçekten yüksek voltaj göndermek insanlar için son derece tehlikeliydi.

Bu sorunun çözümü, eve göndermeden önce dışarıdaki stresi az altmaktı. Bugüne kadar, büyük iletim için doğrudan elektrik akımı kullanılmaktadır.mesafe, esas olarak diğer voltajlara kolayca dönüştürme yeteneği nedeniyle.

Elektrik akımı nasıl çalışır

Bir elektrik akımının varlığı için koşullar, yüklü parçacıkların, bir iletkenin ve voltajın varlığını içerir. Birçok bilim insanı elektriği inceledi ve iki tür olduğunu buldu: statik ve akım.

Devreden geçen bir elektrik akımı olduğu için, herhangi bir kişinin günlük yaşamında büyük rol oynayan saniyedir. Evlerimize ve daha fazlasına güç sağlamak için her gün kullanıyoruz.

Elektrik akımı nedir?

Elektrik yükleri bir devrede bir yerden diğerine dolaştığında, bir elektrik akımı üretilir. Bir elektrik akımının varlığı için koşullar, yüklü parçacıklara ek olarak bir iletkenin varlığını içerir. Çoğu zaman bir teldir. Devresi, akımın bir güç kaynağından aktığı kapalı bir devredir. Devre açıkken yolculuğu tamamlayamaz. Örneğin odanızdaki ışık kapalıyken devre açıktır ama devre kapalıyken ışık yanar.

Mevcut güç

Bir iletkende bir elektrik akımının varlığı için koşullar, güç gibi bir voltaj özelliğinden büyük ölçüde etkilenir. Bu, belirli bir süre boyunca ne kadar güç kullanıldığının bir ölçüsüdür.

Bunun için kullanılabilecek birçok farklı birim vardır. Bu özelliğin ifadeleri. Bununla birlikte, elektrik gücü neredeyse watt ile ölçülür. Bir watt, saniyede bir joule'ye eşittir.

Hareket halindeki elektrik yükü

Elektrik akımının varlığının koşulları nelerdir? Yıldırım veya yünlü bir bezle sürtünmeden kaynaklanan kıvılcım gibi statik elektriğin ani boşalması şeklini alabilir. Bununla birlikte, daha sık olarak, elektrik akımı hakkında konuştuğumuzda, ışıkların ve aletlerin çalışmasını sağlayan daha kontrollü bir elektrik biçimini kastediyoruz. Elektrik yükünün çoğu, atom içindeki negatif elektronlar ve pozitif protonlar tarafından taşınır. Bununla birlikte, ikincisi çoğunlukla atom çekirdeği içinde hareketsizdir, bu nedenle yükü bir yerden diğerine aktarma işi elektronlar tarafından yapılır.

Metal gibi iletken bir malzemedeki elektronlar, daha yüksek elektron yörüngeleri olan iletim bantları boyunca bir atomdan diğerine hareket etmekte büyük ölçüde serbesttir. Yeterli bir elektromotor kuvvet veya voltaj, elektronların bir iletken boyunca elektrik akımı olarak hareket etmesine neden olabilecek bir yük dengesizliği yaratır.

Su ile bir benzetme yaparsak, örneğin bir pipo alalım. Suyun boruya girmesine izin vermek için bir uçtaki vanayı açtığımızda, o suyun borunun sonuna kadar çalışmasını beklemek zorunda değiliz. Gelen su zaten boruda olan suyu ittiği için neredeyse anında diğer uçtan su alıyoruz. Telde elektrik akımı olduğunda olan budur.

Elektrik akımı: elektrik akımının varlığı için koşullar

Elektrik akımı genellikle bir elektron akışı olarak görülür. Pilin iki ucu metal bir tel ile birbirine bağlandığında, bu yüklü kütle telin içinden akünün bir ucundan (elektrot veya kutbu) zıt yönde akar. Öyleyse, bir elektrik akımının varlığının şartlarını isimlendirelim:

1. Yüklenmiş parçacıklar.
2. Gezgin.
3. Voltaj kaynağı.

Ancak, her şey o kadar basit değil. Elektrik akımının varlığı için hangi koşullar gereklidir? Bu soruya aşağıdaki özelliklere bakılarak daha detaylı cevap verilebilir:

• Potansiyel fark (voltaj). Bu, ön koşullardan biridir. 2 nokta arasında potansiyel bir fark olmalıdır, yani yüklü parçacıkların bir yerde oluşturdukları itme kuvveti, başka bir noktadaki kuvvetlerinden daha büyük olmalıdır. Gerilim kaynakları, kural olarak, doğada oluşmaz ve elektronlar çevrede oldukça eşit bir şekilde dağılır. Yine de bilim adamları, bu yüklü parçacıkların birikebileceği belirli türde cihazlar icat etmeyi başardılar ve böylece çok gerekli voltajı (örneğin pillerde) yarattılar.
• Elektrik direnci (iletken). Bu, bir elektrik akımının varlığı için gerekli olan ikinci önemli koşuldur. Bu, yüklü parçacıkların hareket ettiği yoldur. Yalnızca elektronların serbestçe hareket etmesine izin veren malzemeler iletken olarak hareket eder. aynı olanlarBu yeteneğe sahip olmayanlara yalıtkan denir. Örneğin, bir metal tel mükemmel bir iletken olurken, kauçuk kılıfı mükemmel bir yalıtkan olacaktır.

Elektrik akımının ortaya çıkışı ve varlığı için koşulları dikkatle inceleyen insanlar, bu güçlü ve tehlikeli elementi evcilleştirip insanlığın yararına yönlendirmeyi başardılar.