Apa itu elektrik
Dalam erti kata yang luas, elektrik ialah keseluruhan set fenomena elektromagnet, yang merupakan pelbagai manifestasi medan elektromagnet dan interaksinya dengan jirim; dalam erti kata yang sempit ia digunakan dalam ungkapan "kuantiti elektrik", yang sinonim dengan "cas elektrik" dalam kuantifikasi yang terakhir.
Apakah yang terlintas di fikiran anda apabila anda mendengar perkataan "elektrik" atau "elektrik"? Seseorang akan membayangkan soket elektrik, yang lain - talian kuasa, pengubah atau mesin kimpalan, seorang nelayan akan memikirkan kilat, seorang suri rumah akan memikirkan bateri dengan jarinya atau pengecas telefon bimbit, seorang pemutar akan memikirkan motor elektrik, dan seseorang akan membayangkan Nikola Tesladuduk di makmalnya berhampiran gegelung aruhan bergema yang meletus kilat.
Dalam satu cara atau yang lain, terdapat banyak manifestasi elektrik di dunia moden. Tamadun hari ini secara keseluruhan adalah mustahil untuk dibayangkan tanpa elektrik. Tetapi apa yang kita tahu tentang dia? Mari kita jelaskan maklumat ini.
Daripada loji janakuasa kepada perkakas elektrik
Apabila kita pasang soket di rumah, hidupkan cerek atau tekan suis, pada dasarnya ingin menyalakan mentol, kemudian pada masa itu kita menutup litar antara sumber dan penerima elektrikuntuk menyediakan laluan untuk cas elektrik bergerak, contohnya melalui lingkaran cerek.
Punca elektrik di rumah kita biasanya adalah saluran keluar. Caj elektrik yang bergerak melalui wayar (yang dalam contoh kita ialah gegelung nichrome pada cerek) ialah elektrik… Wayar menyambungkan soket kepada pengguna dengan dua wayar: sepanjang satu wayar cas bergerak dari soket ke pengguna, sepanjang wayar kedua pada masa yang sama — daripada pengguna — ke soket. Jika arus bergantian, maka wayar menukar peranannya 50 kali setiap saat.
Sumber tenaga untuk pergerakan cas elektrik (atau, lebih mudah, sumber elektrik) dalam rangkaian bandar adalah terutamanya loji kuasa. Dalam loji kuasa, elektrik dijana oleh yang berkuasa penjana, pemutar yang digerakkan ke dalam putaran oleh pemasangan nuklear atau loji kuasa jenis lain (contohnya, turbin hidro).
Di dalam penjana, rotor bermagnet melintasi wayar stator, menyebabkan daya gerak elektrik (EMF)menjana voltan antara terminal penjana. Dan ia sentiasa voltan berselang-seli dengan frekuensi 50 Hz, kerana pemutar penjana mempunyai 2 kutub magnet dan berputar pada frekuensi 3000 rpm, atau mempunyai 4 kutub dan kelajuan 1500 rpm.
Ia adalah ketegangan dalam hubungan kami yang kami gunakan setiap hari tanpa berfikir. tentang perjalanan elektrik yang jauh dari stesen janakuasa ke alur keluar kami pada kelajuan cahaya (299,792,458 meter sesaat — kelajuan perambatan medan elektrik di sepanjang wayar, yang menolak elektron di dalamnya, mencipta arus).
Voltan AC 220 volt pada output
Voltan yang dijana untuk output adalah berubah-ubah kerana: pertama, ia boleh diubah dengan mudah (berkurang atau meningkat), dan kedua, ia dijana dengan lebih mudah dan dihantar dengan kehilangan wayar yang kurang daripada voltan malar.
Dengan menghidupkan wayar yang disambungkan pengubah, voltan berselang-seli, kami perolehi arus ulang alik, yang secara harmoni menukar arahnya 50 kali sesaat, mampu menjana medan magnet berselang-seli dalam litar magnet pengubah, yang seterusnya, sekali lagi dapat merangsang arus elektrik dalam wayar belitan sekunder yang melilitkan litar magnet...
Jika medan magnet adalah tetap dalam ruang yang diliputi oleh gegelung, arus dalam gegelung tidak akan diarahkan (rujuk. hukum aruhan elektromagnet).
Untuk mendapatkan arus, adalah perlu untuk menukar fluks magnet di angkasa, selepas itu ia akan berakhir di sekeliling medan elektrik, ia akan bertindak pada cas elektrik, yang contohnya boleh terletak di dalam wayar kuprum (elektron bebas) yang terletak di sekitar ruang ini dengan fluks magnet yang berubah-ubah.
Operasi kedua-dua penjana dan pengubah adalah berdasarkan prinsip ini, dengan satu-satunya perbezaan bahawa dalam pengubah tidak ada bahagian kerja yang bergerak: sumber fluks magnet berselang-seli dalam pengubah adalah arus ulang-alik penggulungan primer, dan dalam penjana. terdapat pemutar berputar dengan medan magnet kekal.
Dan di sana sini, medan magnet yang berubah-ubah, mengikut undang-undang aruhan elektromagnet, menghasilkan medan elektrik pusar, yang bertindak ke atas elektron bebas di dalam wayar, menetapkan elektron ini bergerak. Jika litar ditutup kepada pengguna, arus akan mengalir melalui pengguna.
Penyimpanan elektrik dan arus terus
Adalah paling mudah untuk mengumpul tenaga elektrik dalam kehidupan seharian dalam bentuk tenaga kimia, iaitu dalam bateri… Tindak balas kimia dengan elektrod mampu menghasilkan arus apabila litar luaran ditutup kepada pengguna, dan semakin besar kawasan elektrod bateri, semakin banyak arus boleh diperoleh daripadanya dan bergantung kepada bahan elektrod dan bilangan sel yang disambungkan secara bersiri dalam bateri, voltan yang dihasilkan oleh bateri boleh berbeza.
Jadi, untuk bateri litium-ion, voltan standard sel tunggal ialah 3.7 volt dan boleh naik sehingga 4.2 volt. Semasa nyahcas, ion litium bercas positif bergerak dalam elektrolit dari anod (-) berdasarkan kuprum dan grafit ke katod (+) berdasarkan aluminium, dan semasa mengecas dari katod ke anod, di mana di bawah tindakan EMF pengecas sebatian grafit-litium terbentuk, akibatnya tenaga terkumpul dalam bentuk sebatian kimia.
Kapasitor elektrolitik berfungsi dengan cara yang sama, berbeza daripada bateri dengan kapasiti elektrik yang lebih rendah, tetapi dalam sejumlah besar kitaran pelepasan cas.
Untuk bateri litium-ion, hayat penuh dihadkan kepada maksimum 1000 kitaran nyahcas cas, dan kandungan tenaga khusus mencapai 250 Wj / kg. Bagi kapasitor elektrolitik, hayat arus yang diperbetulkan dianggarkan pada puluhan ribu jam, tetapi penggunaan tenaga biasanya kurang daripada 0.25 Wh / kg.
Elektrik statik
Jika anda meletakkan helaian sutera di atas selimut bulu, tekan dengan baik bersama-sama, dan kemudian cuba bentangkannya, maka akan ada elektrifikasi... Ini akan berlaku kerana di bawah keadaan geseran jasad dengan pemalar dielektrik yang berbeza, pemisahan cas berlaku pada permukaannya: bahan dengan pemalar dielektrik yang lebih tinggi akan dicas secara positif, dan bahan dengan pemalar dielektrik yang lebih rendah - secara negatif .
Lebih besar perbezaan dalam parameter ini, lebih kuat elektrifikasi. Apabila anda menggosok kaki anda dengan permaidani bulu, anda mengecas negatif, dan permaidani positif. Tahap potensi boleh mencecah puluhan ribu volt di sini, dan menyentuh, sebagai contoh, pili air yang disambungkan kepada sesuatu yang dibumikan akan memberikan anda kejutan elektrik. Tetapi oleh kerana kapasiti elektrik adalah terhad, peristiwa yang tidak menyenangkan ini tidak akan menimbulkan ancaman besar kepada kehidupan anda.
Perkara lain ialah mesin elektroforetik, di mana cas statik yang dihasilkan oleh geseran terkumpul dalam kapasitor. Pertuduhan yang terkumpul di Leyden Bank sudah mengancam nyawa.
Istilah dan definisi yang paling penting
Apakah medan elektromagnet
Medan elektromagnet ialah sejenis jirim khas yang dicirikan oleh pengedaran berterusan dalam angkasa (gelombang elektromagnet) dan mendedahkan kediskretan struktur (foton), dicirikan oleh keupayaan untuk merebak dalam vakum (tanpa ketiadaan medan graviti yang kuat), mengenakan kesan daya pada zarah bercas, bergantung pada kelajuannya.
Apakah cas elektrik
Caj elektrik ialah sifat zarah jirim atau jasad yang mencirikan hubungannya dengan medan elektromagnetnya sendiri dan interaksinya dengan medan elektromagnet luaran. Ia mempunyai dua jenis yang dikenali sebagai caj positif (cas proton, positron, dll.) dan caj negatif (cas elektron, dll.). Sebagai kuantiti, ia dikira oleh interaksi kuat satu badan bercas dengan badan bercas lain.
Apakah zarah bercas
Zarah bercas ialah zarah jirim yang mempunyai cas elektrik.
Apakah medan elektrik
Medan elektrik adalah salah satu daripada dua sisi medan elektromagnet, disebabkan oleh cas elektrik dan perubahan dalam medan magnet, memberikan kesan daya pada zarah dan jasad bercas dan didedahkan oleh kesan daya pada jasad dan zarah bercas pegun.
Apakah medan magnet
Medan magnet adalah salah satu daripada dua sisi medan elektromagnet yang disebabkan oleh cas elektrik pada zarah dan jasad bercas yang bergerak dan oleh perubahan dalam medan elektrik yang mengenakan daya pada zarah bercas yang bergerak dan didedahkan oleh tindakan daya yang diarahkan secara amnya. berbanding dengan arah pergerakan zarah-zarah ini dan berkadar dengan kelajuannya.
Apakah itu arus elektrik
Arus elektrik adalah fenomena pergerakan zarah bercas dan fenomena perubahan dalam medan elektrik dari semasa ke semasa, disertai dengan medan magnet.
Apakah tenaga medan elektrik
Tenaga medan elektrik — tenaga yang dikaitkan dengan medan elektrik dan ditukar kepada bentuk tenaga lain apabila medan elektrik berubah.
Apakah tenaga medan magnet
Tenaga Medan Magnet — Tenaga yang dikaitkan dengan medan magnet dan ditukar kepada bentuk tenaga lain dengan tiga perubahan dalam medan magnet.
Apakah tenaga elektromagnet (tenaga elektrik)
Tenaga elektrik — tenaga medan elektromagnet, yang terdiri daripada tenaga medan elektrik dan tenaga medan magnet.
Lihat juga:
Syarat kewujudan arus elektrik