Į Kategorija:
Kranų elektros įranga
Bendrosios sąvokos apie elektros srovė
Elektros srovė yra nukreiptas elektros krūvių – elektronų judėjimas. Nuolatinis judėjimas elektronai uždaroje grandinėje nuo juos gaminančio šaltinio (generatoriaus) vartotojui (elektros varikliai, lemputės ir kt.) palei šiuos elementus jungiantį laidininką (laidą) vadinami elektros srove.
Elektronų judėjimas vyksta veikiant srovės elektrovaros jėgai, kuri palaiko potencialų skirtumą arba vadinamąją įtampą įvairiuose grandinės taškuose.
Elektrovaros jėga (emf) yra elektros energijos šaltinio darbas, skirtas elektronams judėti uždaroje grandinėje. Elektrovaros jėga ir įtampa matuojami voltais (v), o srovės stipris matuojamas amperais (a).
Srovės atliktas darbo kiekis per laiko vienetą, išreikštas įtampos (voltais) ir srovės (amperais) sandauga, vadinamas elektros galia. Galios vienetas yra 1 vatas (W); 1000 vatų yra lygus 1 kilovatui (ket), kuris yra lygus 1,36 arklio galių(AG) l. Su. lygus 736 vatams. Galios ir laiko sandauga vadinama elektros darbai. Darbas matuojamas vatvalandėmis (Wh), kilovatvalandėmis (kWh).
Bokštiniuose kranuose sumontuotiems varikliams maitinti naudojama trifazė kintamoji srovė. Jis vadinamas kintamuoju, nes nuolat keičiasi dydžiu ir kryptimi. Generatoriaus generuojamos srovės stiprumas trumpą laiką periodiškai keičiasi nuo 0 iki didžiausios vertės, o po to vėl nukrenta iki 0, po to srovė keičia kryptį, išlaikant tą patį savo stiprumo kitimo modelį.
Laikas, per kurį srovė pereina visą šių pokyčių ciklą, vadinamas jos svyravimo periodu. Ciklų skaičius per sekundę vadinamas dažniu. kintamoji srovė. Dažnio vienetas yra hercas (Hz). Standartinis kintamosios srovės dažnis yra 50 ciklų per sekundę.
Trifazė kintamoji srovė gaunama specialiuose generatoriuose trifazė srovė, kuriame trys ritės sukasi tarp elektromagnetų polių, esančių 120 ° kampu. Šiose ritėse susidaro kintamos srovės, vienodo dydžio, bet fazėje pasislinkusios 7z periodo. Ritės apvijų galai sujungiami vienas su kitu nuliniame taške ir kartu su pradžia įvedami į išorinė grandinė.
Generatoriuje srovės reikšmės atsiranda šiek tiek vėliau nei įtampos vertės tam tikrai periodo daliai, atitinkančia kampą φ. Šis kampas vadinamas faziniu kampu. Dėl fazių poslinkio iš generatorių gaunama galia sumažėja vadinamojo kosinuso phi (koef.) reikšme. Didėjant fazės poslinkio kampui, koeficientas, o kartu ir naudingoji (aktyvioji) galia, mažėja. Šiuo atveju dalis pilna jėga kintamoji srovė nėra aktyvi, nes ji sunaudojama, pavyzdžiui, konvertavimui į mechaninė galia elektros varikliuose, esant induktyvumui – palaikyti periodinius srovės sukuriamus pokyčius magnetinis laukas. Koefinio tinklo vertė priklauso nuo imtuvų induktyvumo, ypač nuo statybinių mašinų elektros variklių, staklių ir kt.
ELEKTROS PRIETAISŲ IR TINKLŲ EKSPLOATACIJA
Dabar neįmanoma įsivaizduoti žmogaus gyvenimo be plačiausio elektros srovės taikymo. Elektros tinklai ir prietaisai mus supa ne tik – jie išlaisvina nuo nemažos dalies fizinio, įprasto protinio darbo, daro mūsų gyvenimą patogų, greitą, turtingą, vaisingą.
Elektros energija turi labai vertingų savybių:
1. Elektros energija su nedideliais nuostoliais ir gana paprastai paverčiama iš kitų energijos rūšių – mechaninės, branduolinės, šiluminės, cheminės ir kt. Tai yra elektros energijos gamybos, kaupimo ir išsaugojimo pagrindas;
2. savo ruožtu ji pati lengvai paverčiama kitų rūšių energija – mechanine, termine, chemine ir kt. Remiantis tuo plačiausias pritaikymas elektros energija;
3. elektros energija gana paprastomis priemonėmis perduodama į dideli atstumaišakotų tinklų pagalba;
4. jis lengvai smulkinamas, reguliuojamas ir paskirstomas beveik bet kokio pajėgumo vartotojams;
5. Elektros energija yra gerai kontroliuojama ir apskaitoma.
Elektros tinklų, įrenginių, įrenginių, sistemų eksploatavimas socialinės-kultūrinės sferos ir turizmo įmonėse (objektuose) yra susijęs su šių problemų sprendimu:
kompetentingas eksploatavimas, maksimalus tiek elektros tinklų, tiek prietaisų, įrangos, sistemų ir kt. tarnavimo laikas;
saugios aplinkos darbuotojams ir klientams kūrimas;
Elektros įrangos pirkimo, remonto ir eksploatavimo išlaidų mažinimas.
Pagrindinės idėjos ir koncepcijos apie elektros srovę
Elektros srovė yra įkrautų dalelių srautas. Apibrėžime nenurodoma terpė, kurioje juda įkrautos dalelės (gali būti kieta, skysta ir dujinė), nei įkrautų dalelių kilmė, nei specifinės charakteristikos. Viena vertus, apibrėžimas yra neįprastai talpus - jis nurodo visus įsivaizduojamus elektros srovės srauto atvejus ir, kita vertus, leidžia mums nurodyti šį srautą tam tikromis mus dominančiomis sąlygomis. Kasdieniame gyvenime susiduriame su situacijomis, kai elektronai ir jonai (teigiamai ar neigiamai įkrauti atomai ar molekulės) pasirodo esantys elektros srovės nešėjai. Kai kurios medžiagos neturi įkrautų dalelių arba jos negali būti išleistos judėti paprastomis priemonėmis - jos negali pravesti elektros srovės, todėl yra dielektrikai, izoliatoriai.
Elektroninį laidumą turi metalai, lydiniai ir daugelis puslaidininkių. Elektrolitų tirpalai ir lydalai (medžiagos, kurių sudėtyje yra arba susidaro vandeniniame tirpale, jonai) turi joninį laidumą.
Metalai ir lydiniai naudojami kaip elektros laidininkai, jų smulkios struktūros centre yra kristalinė gardelė, kurios mazguose yra metalo atomai arba lydinį sudarantys elementai. Elektronai (bendrai lyginami su elektronų dujomis) juda veikiami elektrinis laukas kristalinės gardelės tuštumose, judant praktiškai nepatiria mechaninio pasipriešinimo (dėl savo dydžio nereikšmingumo, palyginti su atomų dydžiu). Štai kodėl elektrinė varžašiek tiek metalų ir lydinių.
Tirpalo ar lydalo terpėje esantys jonai patiria mechaninį (klampų) terpės atsparumą, be to, jie yra tūkstančius kartų didesni ir sunkesni už elektronus, todėl yra mažiau judrūs elektriniame lauke, inerciškesni, silpniau seka pokyčius elektrinis laukas. Todėl elektrolitų tirpalų ir lydalų elektrinė varža daug kartų didesnė už metalinių laidininkų varžą.
AT Žmogaus kūnas yra daug elektrolitų (kalio ir natrio jonų ir kt., chlorido jonų, organinių anijonų ir kt.). Žmogus yra 65 - 70% vandens, visi gyvybiškai svarbūs biocheminiai procesai vyksta vandeniniame tirpale. Todėl elektros srovės praėjimą per žmogaus kūną, organus, struktūras ir žmogaus žalą lemia joninis laidumas.
Elektros srovės nešikliai gali judėti pastoviame arba kintamajame elektriniame lauke. Pastovų lauką sukuria elektrovaros šaltiniai (elektros baterijos), baterijos, lygintuvai. Kintamąjį lauką sukuria elektros (elektromagnetiniai) generatoriai.
Įsivaizduokite dviejų laidų kintamosios srovės elektros tinklą, kurio įtampa yra 220 V (voltų), o jo virpesių dažnis yra 50 Hz (1 Hz (hercas) lygus vienam virpesiui per sekundę). (Rusijoje mes dažniausiai su tuo susiduriame.) elektros įtampa vienas iš šių laidų yra lygus 220 V; šis laidas vadinamas faze. Kitame laide įtampa lygi nuliui ir ji vadinama nuliu (šis laidas yra artimiausiame vartotojui transformatorinė pastotė naudojant specialus prietaisas fiziškai prijungtas prie žemės (įžemintas). Elektros grandinė yra uždaryta ir per ją teka srovė, kai šie laidai yra prijungti (tiesiogiai - trumpas sujungimas, arba per bet kurį elektros prietaisas, įjungtas mūsų pagal paskirtį arba per tam tikras žmogaus kūno vietas nelaimingo atsitikimo atveju). Iš to tampa aišku, kad elektros srovė teka net ir tokiomis sąlygomis, kai fazinis laidas yra uždarytas į įžemintą objektą (tiesiogiai nesusijusį su elektros grandine, pavyzdžiui, vandens ar dujų vamzdžio ir pan.) arba paties žemės.
Elektros grandinė pasižymi elektrine varža. Kintamosios srovės grandinėse jis yra aktyvus ir reaktyvus. aktyvus pasipriešinimas R turi laidininkus ir elektros grandinės elementus, kurie įkaista, kai per juos teka srovė. Reaktyvumas X sukurti elementus, turinčius induktyvumą arba talpą. Tai bet kokie prietaisai su elektros varikliais ir droseliais (induktoriais) – elektros varikliai, šaldytuvai, oro kondicionieriai, kopijavimo ar lazeriniai biuro įrenginiai, halogeninės ir lazerinės lempos, siurbliai, skalbyklės ir indaplovės, mikrobangų krosnelės, kompresoriai, soliariumai, nuotraukų apdorojimo įranga ir tt . Nešakotosios grandinės varža Z susideda iš aktyvus pasipriešinimas R, indukcinė reaktyvumas X L, ir talpinė varža X C:
Z \u003d (R 2 + (X L - X C) 2) ½.
Srovės dydis (srovės stiprumas) visose nešakotosios elektros grandinės atkarpose turi ta pati vertė. Srovės stiprumas (srovė) yra susijęs su grandinės įtampa ir varža pagal Ohmo dėsnį: I=U/Z, kur I - srovė, A (amperais); U - įtampa, V (voltas); Z - pasipriešinimas, Ohm.
Iš Ohmo dėsnio išplaukia, kad kuo mažesnė srovė, tuo mažesnė įtampa ir tuo didesnė grandinės elektrinė varža.
Saugumo požiūriu pageidautina naudoti žemos įtampos tinklus. Suprantama, kodėl žemos įtampos elektros grandinės naudojamos automobiliuose, orlaiviuose, povandeniniuose laivuose ir kituose aukšto saugumo įrenginiuose.
Jei Omo dėsnio išraiškos vardiklyje yra be galo didelė reikšmė, tada srovės vertė taps nuliu, o tai atitinka elektros grandinės pertrauką. Pasirodo, yra medžiagų, kurios turi tokį be galo didelį atsparumą; jie vadinami izoliatoriais.
Izoliatoriai, o tai yra guma ir gumuotos medžiagos, stiklas, porcelianas, oras, sausa mediena, kartonas, popierius, sausi audiniai, polimerinės medžiagos ir plastikai ir kt., Nepraleidžia elektros, tai yra, jie nutraukia elektros grandinę. Tai yra jų naudojimo kaip pagrindas apsauginė įranga(gumines pirštines, dielektriniai kilimėliai, įrankių rankenos danga, laidų izoliacija ir kt.).
Šiame straipsnyje siūlau prisiminti pagrindines elektrikos sąvokas, be kurių bet koks darbas, susijęs su elektra, tampa problemiškas.
Taigi bet koks elektros grandinė yra įvairių prietaisų, kurie sudaro kelią elektros srovei praeiti, rinkinys. Paprasčiausią elektros grandinę gali sudaryti energijos šaltinis, apkrova ir laidininkai.
laidininkai - Medžiagos, kurios praleidžia elektrą. Jie turi mažą varžą y., turi mažiausią pasipriešinimą srovei) ir gali pravesti elektros srovę praktiškai be nuostolių. Geriausi laidininkai yra auksas, sidabras, varis ir aliuminis. Labiausiai paplitę dėl brangios aukso ir sidabro, gavo varį ir aliuminį. Varis yra labiausiai paplitęs laidininkas, skirtingai nei aliuminis, kuris yra atsparesnis oksidacijai ir fiziniam poveikiui: lenkimui, sukimui. Vario trūkumas, palyginti su aliuminiu, yra didesnė kaina.
Be dirigentų, yra ir dielektrikai - medžiagos, turinčios didelį specifinį atsparumą elektros srovei ( y., yra nelaidžios elektros srovės). Tai plastikas, medis, tekstolitas ir kt.
Taip pat reikėtų pažymėti, kad yra ir kitas tipas - puslaidininkiai . Pagal savo varžą jie užima tarpinę padėtį tarp laidininkų ir dielektrikų. Šių medžiagų laidumas labai skiriasi veikiant išoriniams veiksniams. Yra daug puslaidininkių cheminiai elementai, tačiau plačiausiai naudojamas silicis ir germanis.
Energijos šaltinis - prietaisas, kuris mechaninę, cheminę, šiluminę ir kitokią energiją paverčia elektros energija.
- elektros energijos vartotojas, t. y. bet koks elektros prietaisas, kuris elektros energiją paverčia mechanine, šilumine, chemine ir kt.Elektros srovės praėjimas galimas tik esant uždarai grandinei.
elektros šokas elektrotechnikoje jie vadina kryptingą įkrautų dalelių judėjimą veikiant elektros lauko sukuriamam energijos šaltiniui. Srovę apibūdinanti vertė vadinama srovės stiprumu. Srovės stiprumas matuojamas amperais ir nurodomas raide BET. Atskirkite nuolatinę ir kintamąją srovę.
D.C (DC, angl. Direct Current) – srovė, kurios savybės ir kryptis laikui bėgant nekinta. Žymima D.C. ir įtampa trumpo horizontalaus brūkšnelio arba dviejų lygiagrečių, iš kurių vienas yra brūkšninis, pavidalu.
Kintamoji srovė (AC anglų k. Kintamoji srovė) yra srovė, kurios dydis ir kryptis laikui bėgant keičiasi. Ant elektros prietaisų jis žymimas sinusoidės segmentu „~“. Pagrindiniai kintamosios srovės parametrai yra periodas, amplitudė ir dažnis.
Laikotarpis - laiko intervalas, per kurį srovė baigia vieną pilną virpesį.
Dažnis yra periodo, periodų skaičiaus per sekundę, grįžtamoji vertė, matuojama hercais (Hz).
Srovė ir įtampa apkrovoje didėja ir mažėja, o skirtumas tarp jų minimalių ir didžiausių verčių vadinamas amplitudė .
Srovės matavimas atliekamas ampermetru, kuris nuosekliai sujungtas su apkrova.
Bet kuris grandinės laidininkas, priklausomai nuo skerspjūvio, ilgio, medžiagos, priešinasi elektros srovės pratekėjimui. Vadinama laidininko savybė neleisti pratekėti elektros srovei pasipriešinimas . Atsparumas matuojamas Ohmah (Ohm).
Potencialų skirtumas maitinimo šaltinio galuose vadinamas Įtampa . Įtampa matuojama voltais ir žymima raide V (V). Trijų fazių elektros tinklas atskirti tokias sąvokas kaip tiesinė ir fazinė įtampa. Linijinė įtampa (arba kitaip tarpfazinė) yra įtampa tarp dviejų fazių laidų (380 V). Fazinė įtampa yra įtampa tarp nulinio laido ir vieno iš fazinių laidų (220V). Įtampa matuojama voltmetru, kuris jungiamas lygiagrečiai su apkrova.
Kita svarbi elektros inžinerijos sąvoka yra sąvoka galia . šaltinis apibūdina elektros perdavimo ar konversijos greitį. Galia matuojama Vatai (W, W).
Bendra visų prijungtų vartotojų galia yra lygi kiekvieno vartotojo suvartojamos galios sumai. Рviso = Р1+Р2+...Рn
Atskirkite aktyvaus ir re sąvokas aktyvioji galia. P- aktyvioji galia (efektyvioji), susijusi su elektros energija, kurią galima paversti kitų rūšių energija – šilumine, šviesos, mechanine ir kt., matuojama vatais (W), yra naudingoji galia, kurią galima panaudoti atliekant darbus.
P = IUcosf – už vienfazė grandinė, P = √3IUcosph- dėl trifazė grandinė, P = U*I- grandinėje, kurioje yra tik aktyvioji varža.
K- reaktyvioji galia, susijusi su elektros energijos mainais tarp šaltinio ir vartotojo, matuojama reaktyviaisiais voltais (var), kai vidutinė laikotarpio galios vertė lygi nuliui, aktyvioji galia lygi nuliui, energija, sukaupta induktyvumo magnetinis laukas grįžta atgal į šaltinį, srovė grandinėje neveikia reaktyvioji srovė Nenaudingai apkrauna energijos šaltinius ir perdavimo linijų laidus. Šaltiniai reaktyvioji energija gali būti elementai su induktyvumu – elektros varikliai, transformatoriai. Siekiant sumažinti reaktyviąją galią vartotojų gnybtuose, kondensatoriai jungiami (nuosekliai arba lygiagrečiai).
Q = IUsinf- vienfazei grandinei, Q = √3IUsinf– trifazei grandinei
Fazių poslinkis tarp srovės ir įtampos rodomas kampu φ. Galios koeficientas yra aktyviosios galios ir visos galios santykis, cos reikšmė lygi fazės kampui tarp įtampos ir srovės. Kuo didesnis cos φ, tuo mažesnė srovė reikalinga elektros energijai paversti kitomis energijos rūšimis. Tai lemia energijos nuostolių, jos taupymo mažinimą.
Kol kas tiek, o kitoje dalyje susipažinsime su pagrindiniais elektrotechnikos dėsniais, kuriuos turi žinoti kiekvienas su elektra susijęs žmogus.
Patyręs elektrikas niekada nesako – klydau, sako: Oho, kaip įdomu pasirodė
Elektros srovė yra judantis elektros krūvis. Tai gali pasireikšti staigaus statinės elektros iškrovos, pavyzdžiui, žaibo, pavidalu. Arba tai gali būti kontroliuojamas procesas generatoriuose, baterijose, saulės ar kuro elementuose. Šiandien mes apsvarstysime pačią „elektros srovės“ sąvoką ir elektros srovės egzistavimo sąlygas.
Elektros energija
Dauguma Mūsų naudojama elektros energija gaunama iš elektros tinklo kintamos srovės pavidalu. Jį sukuria generatoriai, veikiantys pagal Faradėjaus indukcijos dėsnį, dėl kurio besikeičiantis magnetinis laukas gali indukuoti elektros srovę laidininke.
Generatoriai turi besisukančias vielos rites, kurios sukimosi metu praeina per magnetinius laukus. Kai ritės sukasi, jos atsidaro ir užsidaro magnetinio lauko atžvilgiu ir sukuria elektros srovę, kuri keičia kryptį su kiekvienu apsisukimu. Srovė praeina visą ciklą pirmyn ir atgal 60 kartų per sekundę.
Generatoriai gali būti maitinami garo turbinomis, šildomomis anglimi, gamtinėmis dujomis, nafta arba branduoliniu reaktoriumi. Iš generatoriaus srovė praeina per transformatorių seriją, kur jos įtampa didėja. Laidų skersmuo lemia srovės stiprumą ir stiprumą, kurį jie gali perduoti neperkaisdami ir neeikvodami energijos, o įtampą riboja tik tai, kaip gerai linijos izoliuotos nuo žemės.
Įdomu pastebėti, kad srovę neša tik vienas laidas, o ne du. Jo dvi pusės yra pažymėtos kaip teigiamos ir neigiamos. Tačiau kadangi kintamosios srovės poliškumas keičiasi 60 kartų per sekundę, jos turi kitus pavadinimus – karštos (pagrindinės elektros linijos) ir įžemintos (praeinančios po žeme, kad užbaigtų grandinę).
Kodėl reikalinga elektra?
Elektra gali būti naudojama įvairiai: ji gali apšviesti jūsų namus, išplauti ir išdžiovinti drabužius, pakelti garažo duris, užvirti vandenį virdulyje ir aprūpinti kitais namų apyvokos daiktais, kurie labai palengvina mūsų gyvenimą. Tačiau srovės gebėjimas perduoti informaciją tampa vis svarbesnis.
Prisijungęs prie interneto kompiuteris sunaudoja tik nedidelę dalį elektros srovės, tačiau be to šiuolaikinis žmogus neįsivaizduoja savo gyvenimo.
Elektros srovės samprata
Kaip upės srovė, vandens molekulių srautas, elektros srovė yra įkrautų dalelių srautas. Kas tai sukelia ir kodėl tai ne visada vyksta ta pačia kryptimi? Išgirdę žodį srautas, apie ką galvojate? Galbūt tai bus upė. Tai gera asociacija, nes dėl to elektros srovė ir gavo savo pavadinimą. Jis labai panašus į vandens tėkmę, tik vietoj vandens molekulių, judančių kanalu, įkrautos dalelės juda išilgai laidininko.
Tarp sąlygų, būtinų elektros srovei egzistuoti, yra elementas, numatantis elektronų buvimą. Laidžiosios medžiagos atomai turi daug šių laisvai įkrautų dalelių, kurios plūduriuoja aplink ir tarp atomų. Jų judėjimas yra atsitiktinis, todėl jokia kryptimi nėra srauto. Ko reikia, kad egzistuotų elektros srovė?
Elektros srovės egzistavimo sąlygos apima įtampos buvimą. Kai jis taikomas laidininkui, visi laisvieji elektronai judės ta pačia kryptimi, sukurdami srovę.
Domina elektros srovė
Įdomu tai, kad kai elektros energija laidininku perduodama šviesos greičiu, patys elektronai juda daug lėčiau. Tiesą sakant, jei ramiai vaikščiotumėte šalia laidžios vielos, jūsų greitis būtų 100 kartų didesnis nei juda elektronai. Taip yra dėl to, kad jiems nereikia keliauti didžiulių atstumų, kad perduotų energiją vienas kitam.
Nuolatinė ir kintamoji srovė
Šiandien plačiai naudojami du skirtingi srovės tipai – tiesioginė ir kintamoji. Pirmajame elektronai juda viena kryptimi – iš „neigiamos“ pusės į „teigiamą“. Kintamoji srovė stumia elektronus pirmyn ir atgal, kelis kartus per sekundę keisdama srauto kryptį.
Elektrinėse elektrai gaminti naudojami generatoriai yra skirti gaminti kintamąją srovę. Tikriausiai niekada nepastebėjote, kad šviesa jūsų namuose mirga, kai keičiasi srovės kryptis, tačiau tai vyksta per greitai, kad akys atpažintų.
Kokios yra nuolatinės elektros srovės egzistavimo sąlygos? Kodėl mums reikia abiejų tipų ir kuris iš jų yra geresnis? Tai geri klausimai. Tai, kad mes vis dar naudojame abiejų tipų sroves, rodo, kad jie abu tarnauja konkretiems tikslams. Dar XIX amžiuje buvo aišku, kad efektyvus energijos perdavimas dideliais atstumais tarp elektrinės ir namo įmanomas tik esant labai aukštai įtampai. Tačiau problema buvo ta, kad siųsti tikrai aukštą įtampą buvo itin pavojinga žmonėms.
Šios problemos sprendimas buvo sumažinti stresą už namų ribų prieš siunčiant jį į vidų. Iki šiol nuolatinė elektros srovė naudojama perdavimui dideliais atstumais, daugiausia dėl to, kad ji gali lengvai konvertuoti į kitas įtampas.
Kaip veikia elektros srovė
Elektros srovės egzistavimo sąlygos apima įkrautų dalelių buvimą, laidininką ir įtampą. Daugelis mokslininkų ištyrė elektrą ir nustatė, kad yra dviejų tipų ji: statinė ir srovė.
Būtent pastarasis vaidina svarbų vaidmenį Kasdienybė bet kuris asmuo, nes tai reiškia elektros srovę, kuri praeina per grandinę. Mes naudojame jį kasdien, kad aprūpintume savo namus ir dar daugiau.
Kas yra elektros srovė?
Kai elektros krūviai cirkuliuoja grandinėje iš vienos vietos į kitą, susidaro elektros srovė. Elektros srovės egzistavimo sąlygos apima, be įkrautų dalelių, laidininko buvimą. Dažniausiai tai yra viela. Jo grandinė yra uždara grandinė, kurioje srovė teka iš maitinimo šaltinio. Kai grandinė atvira, jis negali užbaigti kelionės. Pavyzdžiui, kai jūsų kambaryje yra išjungta šviesa, grandinė yra atvira, bet kai grandinė uždaryta, lemputė dega.
Dabartinė galia
Elektros srovės egzistavimo laidininke sąlygoms didelę įtaką turi tokia įtampos charakteristika kaip galia. Tai matas, kiek energijos sunaudojama per tam tikrą laikotarpį.
Yra daug skirtingi vienetai, kuriuo galima išreikšti šią savybę. Tačiau elektros energija beveik matuojamas vatais. Vienas vatas yra lygus vienam džauliui per sekundę.
Elektrinis krūvis judant
Kokios yra elektros srovės egzistavimo sąlygos? Tai gali pasireikšti kaip staigus statinės elektros iškrovimas, pavyzdžiui, žaibas arba kibirkštis dėl trinties su vilnoniu audiniu. Tačiau dažniau, kai kalbame apie elektros srovę, turime omenyje labiau kontroliuojamą elektros energijos formą, dėl kurios veikia šviestuvai ir prietaisai. Dauguma elektros krūvis nešamas neigiamų elektronų ir teigiamų protonų atome. Tačiau pastarieji dažniausiai yra imobilizuoti viduje atomų branduoliai, todėl krūvio perkėlimo iš vienos vietos į kitą darbą atlieka elektronai.
Elektronai laidžioje medžiagoje, pavyzdžiui, metale, iš esmės gali laisvai judėti iš vieno atomo į kitą išilgai savo laidumo juostų, kurios yra aukštesnės elektronų orbitos. Pakankama elektrovaros jėga arba įtampa sukuria krūvio disbalansą, dėl kurio elektronai gali judėti laidininku elektros srovės pavidalu.
Jei pateiksime analogiją su vandeniu, paimkime, pavyzdžiui, vamzdį. Kai atidarome vožtuvą viename gale, kad vanduo patektų į vamzdį, mums nereikia laukti, kol tas vanduo nutekės iki pat vamzdžio galo. Vandenį kitame gale gauname beveik akimirksniu, nes įeinantis vanduo stumia vandenį, kuris jau yra vamzdyje. Taip nutinka elektros srovės laidu atveju.
Elektros srovė: elektros srovės egzistavimo sąlygos
Į elektros srovę paprastai žiūrima kaip į elektronų srautą. Kai du akumuliatoriaus galai sujungiami vienas su kitu metaline viela, ši įkrauta masė pereina per laidą iš vieno akumuliatoriaus galo (elektrodo arba poliaus) į priešingą. Taigi, pavadinkime elektros srovės egzistavimo sąlygas:
- įkrautų dalelių.
- Dirigentas.
- Įtampos šaltinis.
Tačiau ne viskas taip paprasta. Kokios sąlygos būtinos, kad egzistuotų elektros srovė? Į šį klausimą galima atsakyti išsamiau, atsižvelgiant į šias charakteristikas:
- Potencialų skirtumas (įtampa). Tai viena iš būtinų sąlygų. Tarp 2 taškų turi būti potencialų skirtumas, tai reiškia, kad atstūmimo jėga, kurią sukuria įkrautos dalelės vienoje vietoje, turi būti didesnė už jų jėgą kitame taške. Įtampos šaltinių, kaip taisyklė, gamtoje nėra, o elektronai aplinkoje pasiskirsto gana tolygiai. Nepaisant to, mokslininkams pavyko išrasti tam tikrų tipų prietaisus, kuriuose šios įkrautos dalelės gali kauptis ir taip sukurti labai reikalingą įtampą (pavyzdžiui, baterijose).
- Elektros varža (laidininkas). Tai antrasis svarbi sąlyga, kuris reikalingas elektros srovei egzistuoti. Tai kelias, kuriuo keliauja įkrautos dalelės. Laidininkais veikia tik tos medžiagos, kurios leidžia laisvai judėti elektronams. Tie, kurie neturi šios galimybės, vadinami izoliatoriais. Pavyzdžiui, metalinė viela bus puikus laidininkas, o jos guminis apvalkalas bus puikus izoliatorius.
Atidžiai ištyrę elektros srovės atsiradimo ir egzistavimo sąlygas, žmonės sugebėjo sutramdyti šį galingą ir pavojingą elementą ir nukreipti jį žmonijos labui.