Fizik elektrik: penentuan, pengalaman, unit

Elektrik Fizik - adalah sesuatu yang mana yang dihadapi oleh setiap daripada kita. Dalam artikel ini kita akan melihat kepada konsep asas yang berkaitan dengannya.

Apa yang elektrik? Bagi orang yang belum tahu dikaitkan dengan kilat atau tenaga TV bekalan dan mesin basuh. Dia tahu bahawa penggunaan satu elektrik elektrik. Apa lagi yang dia boleh tahu? Tentang kebergantungan kepada tenaga elektrik diingatkan talian kuasa. Seseorang boleh memetik beberapa contoh lain.

Walau bagaimanapun, disebabkan oleh elektrik banyak fenomena lain, kurang jelas, tetapi setiap hari. Dengan mereka semua kita memperkenalkan fizik. Elektrik (tugas, definisi dan formula) kita mula belajar di sekolah. Dan kami belajar banyak perkara yang menarik. Ternyata, jantung berdegup itu dengan berlari, atlet, tidur kanak-kanak dan ikan terapung - semua menjana tenaga elektrik.

Elektron dan proton

Kita menentukan konsep asas. Dari sudut pandangan ahli sains, fizik elektrik yang berkaitan dengan pergerakan elektron dan zarah yang lain ke dalam pelbagai bahan. Oleh itu, pemahaman saintifik tentang sifat fenomena menarik kepada kami bergantung kepada tahap pengetahuan mengenai atom dan zarah subatom konstituen mereka. Kunci kepada pemahaman ini adalah elektron kecil. Atom apa-apa bahan yang terdiri daripada satu atau lebih elektron bergerak dalam orbit yang berbeza di seluruh teras, seperti orbit planet mengelilingi matahari. Biasanya, bilangan elektron dalam atom adalah sama dengan bilangan proton dalam nukleus. Walau bagaimanapun, proton, yang jauh lebih berat daripada elektron boleh dianggap seolah-olah telah dinyatakan di pusat atom. Ini model amat dipermudahkan atom yang cukup untuk menerangkan asas-asas fenomena seperti fizik elektrik.

Apa lagi yang anda perlu tahu? Elektron dan proton mempunyai yang sama terbesar caj elektrik (tetapi berlawanan tanda), supaya mereka tertarik antara satu sama lain. bertanggungjawab bagi proton adalah positif dan elektron - negatif. Atom mempunyai elektron adalah lebih besar daripada atau kurang daripada biasa, yang dipanggil ion. Jika atom yang tidak mencukupi, ia dipanggil ion positif. Jika ia mengandungi lebihan daripada mereka, ia dipanggil ion negatif.

Apabila elektron meninggalkan atom yang memperoleh beberapa caj positif. Elektron tanpa bertentangan - satu proton atau bergerak ke atom lain, atau kembali ke sebelumnya.

Mengapa elektron meninggalkan atom?

Ini adalah kerana beberapa sebab. Yang paling biasa adalah hakikat bahawa di bawah dorongan cahaya atau mana-mana elektron luaran dalam elektron atom bergerak boleh diusir dari orbitnya. Haba menyebabkan atom berayun lebih cepat. Ini bermakna bahawa elektron boleh dipancarkan dari atom itu. Dalam tindak balas kimia, mereka juga bergerak dari atom ke atom.

Satu contoh yang baik hubungan aktiviti kimia dan elektrik otot memberikannya kepada kita. kontrak gentian mereka apabila isyarat elektrik dari sistem saraf. arus elektrik merangsang tindak balas kimia. Mereka juga membawa kepada pengurangan dalam otot. isyarat elektrik luar sering digunakan untuk buatan merangsang aktiviti otot.

kekonduksian

Sebahagian bahan elektron di bawah pengaruh yang bergerak medan elektrik luaran lebih bebas daripada yang lain. Mereka mengatakan bahawa bahan-bahan tersebut mempunyai kekonduksian yang baik. Mereka dipanggil konduktor. Ini termasuklah kebanyakan logam, gas panas dan sedikit cecair. Air, getah dan minyak, polietilena dan kaca tidak mengalirkan elektrik. Mereka dipanggil penebat dan digunakan untuk penebat konduktor yang baik. penebat Ideal (sama sekali tidak menjalankan semasa) tidak wujud. Dalam keadaan tertentu, elektron boleh dikeluarkan dari mana-mana atom. Selalunya, bagaimanapun, keadaan ini begitu sukar untuk mencapai bahawa dari sudut praktikal, seperti bahan yang boleh dianggap sebagai bukan konduktif.

Mendapat pengetahuan Sains kerana fizik (seksyen "Elektrik"), kita mengetahui bahawa terdapat satu kumpulan khas bahan. Ia semikonduktor. Mereka berkelakuan sebahagiannya sebagai dielektrik, dan sebahagiannya - sebagai konduktor. Ini termasuk, khususnya, termasuk: germanium, silikon, dan oksida tembaga. Kerana sifat-sifatnya semikonduktor mendapati banyak kegunaan. Sebagai contoh, ia mungkin satu injap elektrik: seperti injap tayar basikal ia membolehkan caj bergerak dalam satu arah sahaja. Peranti sedemikian dipanggil penerus. Ia digunakan dalam penerima radio kecil, dan loji kuasa besar untuk menukar AC ke DC.

Haba adalah satu bentuk huru-hara pergerakan molekul atau atom dan suhu - ukuran keamatan pergerakan (di kebanyakan logam pergerakan ke bawah suhu elektron menjadi longgar). Ini bermakna bahawa rintangan kepada pergerakan bebas elektron berkurangan dengan suhu berkurangan. Dengan kata lain, kekonduksian kenaikan logam.

kesuperkonduksian

Banyak bahan-bahan pada suhu yang sangat rendah, rintangan terhadap aliran elektron lenyap dan elektron mula bergerak ia terus selama-lamanya. Fenomena ini dipanggil kesuperkonduksian. Pada suhu beberapa darjah di atas sifar mutlak (- 273 ° C) ia diperhatikan dalam logam seperti timah, plumbum, aluminium, dan niobium.

penjana Van De Graaff

Kurikulum ini merangkumi pelbagai eksperimen dengan elektrik. Terdapat mozhestvo penjana spesies, salah satu yang kita mahu mengulas lanjut. Van De Graaff pemecut digunakan untuk mendapatkan voltan superhigh. Jika objek yang mengandungi lebihan ion positif, untuk dimasukkan ke dalam bekas, kemudian pada permukaan bahagian dalam kedua akan elektron, dan di luar - jumlah yang sama ion positif. Jika kini menyentuh permukaan dalam objek yang dikenakan, maka ia akan lulus semua elektron bebas. Di luar caj positif kekal.

Dalam Van De Graaff ion positif dari sumber yang digunakan untuk ban berjalan melanjutkan dalam sfera logam. Pita disambungkan ke permukaan dalam sfera oleh konduktor dalam bentuk rabung. Elektron mengalir dari permukaan dalam sfera. Di sebelah luarnya, dari situ muncul ion positif. Kesannya boleh dipertingkatkan dengan menggunakan dua penjana.

arus elektrik

Dalam fizik sekolah tentu ia termasuk perkara yang sedemikian sebagai arus elektrik. Apa yang ia? Arus elektrik disebabkan oleh gerakan caj elektrik. Apabila lampu elektrik disambungkan kepada bateri, dihidupkan, arus mengalir di sepanjang wayar dari satu tiang bateri untuk lampu, kemudian melalui rambut, menyebabkan ia bersinar, dan kembali semula kepada wayar kedua ke kutub lain bateri. Jika anda menghidupkan suis akan membuka litar - trafik semasa berhenti dan lampu padam.

Pergerakan elektron

Semasa dalam kebanyakan kes adalah gerakan yang diperintahkan elektron dalam logam berkhidmat sebagai konduktor. Semua konduktor dan beberapa bahan lain sentiasa berlaku beberapa rawak pergerakan mereka, walaupun semasa tidak mengalir. Elektron dalam bahan boleh menjadi agak bebas, atau sangat terikat. konduktor yang baik mempunyai elektron bebas dapat bergerak. Tetapi dalam konduktor miskin atau penebat, majoriti zarah ini adalah cukup tegas berkaitan dengan atom yang menghalang pergerakan mereka.

Kadang-kadang semula jadi atau buatan dicipta dalam gerakan konduktor elektron dalam arah tertentu. aliran ini dipanggil dan kejutan elektrik. Ia diukur dalam ampere (A). pembawa arus juga boleh bertindak sebagai ion (dalam gas atau penyelesaian) dan "lubang" (kekurangan elektron dalam beberapa jenis semikonduktor. Baru-baru pembawa didakwa berkelakuan sebagai positif arus elektrik. Untuk memaksa elektron bergerak dalam satu arah atau yang lain, diperlukan daya. Secara semula jadi, sumbernya mungkin: pendedahan kepada cahaya matahari, kesan magnet dan tindak balas kimia Sesetengah daripada mereka digunakan untuk menghasilkan arus elektrik Biasanya untuk tujuan ini ialah: .. penjana menggunakan kesan magnet, dan elemen (bateri), kesan yang disebabkan oleh tindak balas kimia. Kedua-dua peranti, mewujudkan satu daya gerak elektrik (EMF) menyebabkan elektron bergerak dalam satu arah di sepanjang rantai. Magnitud dge yang diukur dalam volt (V). Ini adalah unit asas pengukuran kuasa.

Magnitud EMF dan semasa saling tekanan dan aliran dalam cecair. paip air sentiasa dipenuhi dengan air di bawah tekanan tertentu, tetapi air mula mengalir hanya apabila injap dibuka.

Begitu juga, litar elektrik yang disambungkan kepada sumber tenaga elektrik, tetapi ketika itu semasa tidak mengalir sepanjang tidak akan ditubuhkan jalan sepanjang mana elektron boleh bergerak. Mereka boleh, sebagai contoh, lampu atau vakum elektrik lebih bersih, suis di sini memainkan peranan kren, "yang menghasilkan" semasa.

Nisbah antara arus dan voltan

Kerana kenaikan voltan dan pertumbuhan semasa dalam litar. Belajar kursus fizik, kita tahu bahawa litar elektrik terdiri daripada beberapa bahagian yang berbeza: biasanya menukar wayar dan alat - pengguna elektrik. Mereka semua yang berkaitan bersama-sama, memberi rintangan kepada arus elektrik, yang (dengan andaian suhu malar) tidak berubah dengan masa, tetapi bagi setiap daripada mereka adalah berbeza bagi komponen ini. Oleh itu, sama ada voltan yang sama digunakan untuk lampu dan besi, aliran elektron dalam setiap peranti akan berbeza kerana rintangan yang berbeza. Oleh itu, arus yang mengalir melalui sebahagian litar tertentu yang bukan sahaja voltan, tetapi rintangan konduktor dan peranti.

Undang-undang Ohm

Rintangan elektrik diukur dalam ohm (ohm) dalam bidang sains seperti seperti fizik. Elektrik (definisi formula eksperimen) - topik yang luas. Kami tidak akan menunjukkan formula yang kompleks. Untuk kenalan pertama dengan cukup subjek yang telah diperkatakan di atas. Walau bagaimanapun, formula yang ia adalah bernilai untuk membawa. Ia adalah cepat. Untuk mana-mana konduktor atau sistem konduktor dan peranti hubungan antara voltan, arus dan rintangan diberikan oleh: voltan = rintangan x semasa. Ini adalah ungkapan matematik hukum Ohm, dinamakan sebagai penghormatan kepada Georg Ohm (1787-1854 gg.), Yang adalah yang pertama untuk mewujudkan hubungan di antara ketiga-tiga parameter.

Elektrik Physics - satu cabang yang sangat menarik sains. Kita hanya telah mengkaji konsep-konsep asas yang berkaitan dengannya. Anda tahu apa yang elektrik, bagaimana ia terbentuk. Kami berharap maklumat ini amat berguna kepada anda.