Электротехника Природа электричества.
В природе все вещества состоят из молекул. Молекула, в свою очередь, состоит из атомов, атом – из ядра, а ядро - из положительных протонов и не имеющих заряда нейтронов. Вокруг ядра на орбитах вращаются электроны. Ядро имеет положительный заряд, электроны – отрицательный:
Атом в целом электрически нейтрален, но при воздействии на него (например, при нагревании) он приобретает дополнительную энергию, в результате чего разрывается связь между ядром и наиболее удалённым электроном. Этот электрон уходит со своей орбиты и весь атом становится положительньно заряженным ионом. Оторвавшийся электрон либо начинает хаотическое движение (так называемый свободный электрон), либо присоединяется к другому атому, превращая его в отрицательно заряженный ион. В природе существуют вещества, имеющие или не имеющие свободные электроны. Все вещества в зависимости от электропроводности делятся на проводники, полупроводники и диэлектрики.
Проводники делятся на 2 класса:
1 класс - металлы и сплавы
2 класс - водные растворы кислот, солей и щелочей.
Полупроводники пропускают ток только в одном направлении.
Диэлектрики не имеют свободных электронов, поэтому не проводят электрический ток.
Если к концам
проводника подсоединить источник
электродвижущей силы - ЭДС (например,
батарею), то движение свободных электронов
в проводнике станет упорядоченным, то
есть, по проводнику потечёт электрический
ток, это
упорядоченное движение электронов
называется электрически током.
Количество свободных электронов
характеризует способность материала
проводить электрический ток. Количество
электронов, равное 6,23
1019
принято
считать, как 1 Кулон (Кл).
При силе
тока 1А за 1с в проводнике проходит
количество электричества, равное 1Кл.
Электрический
потенциал
(читается
«фи»).
Если в магнитном поле положительного заряда находится другой положительный заряд, то эти заряды стремятся оттолкнуться друг от друга. При этом совершается определённая работа за счёт совместного действия полей обоих зарядов. Отношение этой энергии (W) к величине перемещаемого заряда (q) называется электрическим потенциалом. Так как энергия совместного поля зарядов W при отдалении двух зарядов ослабевает, то и электрический потенциал в разных точках проводника будет разным:
Электрическое напряжение.
Электрическим напряжением называется разность потенциалов между двумя полюсами источника тока при замкнутой электрической цепи, либо между двумя точками проводника.
Напряжение
измеряется в вольтах (В), обозначается
U:
U
=
Если напряжение отрицательно, значит ток по цепи проходит в обратном направлении.
ЭДС.
Если два разноимённо заряженных тела соединить проводником, то свободные электроны начнут направленное движение, то есть, по проводнику потечёт электрический ток. Он будет протекать до тех пор, пока напряжение (разность потенциалов) на концах проводника не станет равным нулю. Для непрерывности процесса необходимо постоянно поддерживать разность потенциалов, то есть, к концам проводника необходимо присоединить источник электрической энергии, например, генератор или аккумуляторную батарею. Разность потенциалов на полюсах источника электрической энергии при незамкнутой цепи называется ЭДС источника. Единица измерения ЭДС - Вольт (В).
1 Эл. об.