Hayotingizni elektr energiyasisiz tasavvur qilish mumkinmi? Zamonaviy inson o'zini hayotda yordam beradigan maishiy texnika bilan mahkam o'rab oldi. Biz endi o'zimizni va hayotimizni aqlli uy yordamchilarisiz tasavvur qila olmaymiz.
Texnologiya tobora koʻproq elektr energiyasidan foydalanishga oʻtmoqda. Hatto transport ham asta-sekin elektr motorlariga o'tkazilmoqda, bu esa tabiatga sezilarli zararni kamaytirishi mumkin.
Bugun biz quyidagi savollarga javob berishga harakat qilamiz:
- Elektr toki nima?
- Elektr kuchlanishi nima?
- Kuchlanishni qanday aniqlash mumkin?
- Kuchlanish nima bilan o'lchanadi?
Hozirgi nima?
Elektr tokini oʻrganishning boshida u bir tanani boshqasiga surtish orqali olingan. Momaqaldiroq paytida tabiiy oqim - chaqmoq yordamida kattaroq zaryad olish mumkin edi. Ma'lumki, bu usul M. V. Lomonosovning shogirdi - Rixterning hayotiga qimmatga tushdi.
Toʻlovning oʻzi qiyin va undan foydalanish mantiqiy emas. Uning yo'n altirilgan harakatini - elektr tokini olish kerak. Joriy xususiyatlar:
- o'tkazgichni isitish;
- kimyoviy ta'sir;
- mexanik harakat;
- magnit harakat.
Ular kundalik hayotda va texnologiyada qoʻllaniladi. Oqim mavjudligi uchun zaruriy shart - bu oqim manbai, erkin elektr zaryadlari va yopiq o'tkazgichning mavjudligi.
Fon
1792 yilda mashhur italyan fizigi, fiziologi va ixtirochi Alessandro Volta o'z vatandoshi Luidji Galvanining hayvonlar a'zolaridagi oqim impulslarining tabiati haqidagi xulosalari bilan qiziqib qoldi. Metall ilgaklarga mahkamlangan qurbaqa oyoqlarining xulq-atvorini uzoq muddatli kuzatish unga elektr tokining manbai tirik organizm emas, balki turli metallar bilan aloqa qilish degan xulosaga kelishga imkon berdi. Aynan shu holat elektr oqimiga yordam beradi va asab tugunlarining reaktsiyasi faqat oqimning fiziologik ta'siridir.
Noyob kashfiyot Voltaik ustun deb nomlangan dunyodagi birinchi toʻgʻridan-toʻgʻri oqim manbasini yaratishga olib keldi. Bir-biriga o'xshamaydigan metallar (Volta ularni bir qator kimyoviy elementlarda bir-biridan olib tashlash kerakligini ta'kidladi) suyuq "ikkinchi turdagi o'tkazgich" bilan singdirilgan qog'oz bilan yotqizilgan.
Ushbu qurilma doimiy kuchlanishning birinchi manbai edi. Elektr kuchlanish birligi Alessandro Volta nomini abadiylashtirdi.
DC quvvat manbai
Elektr zanjirining asosiy elementi tok manbai hisoblanadi. Uning maqsadi elektr maydonini yaratishdir, uning ta'siri ostida erkin zaryadlangan zarralar (elektronlar, ionlar) yo'n altirilgan harakatga keladi. Yig'ilganmanba zaryadlarining alohida elementlari (ular qutblar deb ataladi) turli belgilarga ega. Zaryadning o'zi elektr bo'lmagan tabiat kuchlari (mexanik, kimyoviy, magnit, termal va boshqalar) ta'sirida manba ichida qayta taqsimlanadi. Oqim manbasidan tashqaridagi qutblar tomonidan yaratilgan elektr maydoni yopiq o'tkazgichda zaryadni ko'chirish ishini bajaradi. Alessandro Volta to'g'ridan-to'g'ri oqim hosil qilish uchun yopiq zanjir zarurligi haqida gapirdi.
Zaryad elektr bo'lmagan kuchlar ta'sirida manbalarda harakat qilganligi sababli, bu kuchlar ishlaydi deb da'vo qilish mumkin. Keling, ularni begonalar deb ataylik. Tok manbai ichidagi zaryadni uzatish uchun tashqi kuchlar ishining zaryad kattaligiga nisbati elektromotor kuch deb ataladi.
Ushbu nisbat uchun matematik belgilar:
- Ε=Ast: q,
bu erda E - elektr harakatlantiruvchi kuch (EMF), Ast- tashqi kuchlarning ishi, q - manbadagi tashqi kuchlar tomonidan olib boriladigan zaryad.
EMF manbaning tok hosil qilish qobiliyatini tavsiflaydi, lekin manbaning asosiy xarakteristikasi ba'zan elektr kuchlanishi (potentsial farq) hisoblanadi.
Voltaj
O'tkazgichdagi zaryadni zaryadning kattaligiga ko'chirish uchun maydon ishining nisbati elektr kuchlanish deb ataladi.
Uni aniqlash uchun dala ishi qiymatini toʻlov qiymatiga boʻlish kerak. q zaryadini harakatlantirish uchun tok manbaining elektr maydoni tomonidan bajarilgan ish A bo'lsin. U - elektr kuchlanishi. Tegishli formulaning matematik yozuvi:
U=A: q
Har qanday fizik kattalik kabi kuchlanish ham oʻlchov birligiga ega. Voltaj qanday o'lchanadi? Dunyodagi birinchi to'g'ridan-to'g'ri oqim manbai ixtirochisi Alessandro Volta nomi bilan bu qiymatga o'ziga xos o'lchov birligi berilgan. Xalqaro tizimda kuchlanish voltda (V) o'lchanadi.
1 V kuchlanish - 1 C zaryadni harakatlantirish uchun 1 J ish qiladigan elektr maydonning kuchlanishi.
V=J/C=N•m/(A•s)=kg•m/(A•s3).
Asosiy SI birliklarida elektr kuchlanish birligi:
kg•m/(A•s3).
Majburiy qiymat
Tokni tavsiflovchi oqim kuchi tushunchasini kiritish nega yetarli emas? Keling, fikrlash tajribasini qilaylik. Keling, ikki xil chiroqni olaylik: oddiy maishiy chiroq va chiroqdan chiroq. Ularni turli xil oqim manbalariga (shahar tarmog'i va batareya) ulashda siz aynan bir xil oqim qiymatini olishingiz mumkin. Shu bilan birga, maishiy chiroq ko'proq yorug'lik beradi, ya'ni undagi tokning ishi ancha katta.
Turli oqim manbalari turli kuchlanishlarga ega. Shuning uchun bu qiymat juda muhim.
Foydali analogiya
Elektr kuchlanishining jismoniy ma'nosini tushunish qiziqarli analogiyadan kelib chiqadi. Aloqa qiluvchi tomirlarda, agar ularda bosim farqi bo'lsa, suyuqlik trubadan trubaga oqadi. Tenglik holatida suyuqlik oqimi to'xtaydibosim.
Agar suyuqlik oqimi elektr zaryadining oqimi bilan solishtirilsa, suyuqlik ustunlarining bosim farqi oqim manbaidagi potentsial farq bilan bir xil rol o'ynaydi.
Qutblarda zaryadning qayta taqsimlanishi bilan bog'liq jarayonlar oqim manbai ichida sodir bo'lsa, u o'tkazgichda tok hosil qila oladi. Elektr tokining kuchlanishi voltlarda o'lchanadi, bosim farqi o'lchov birligiga ega - paskal.
Oʻzgaruvchan tok
Vaqti-vaqti bilan yo'nalishini o'zgartiradigan elektr toki o'zgaruvchan deb ataladi. U o'zgaruvchan kuchlanish manbai tomonidan yaratilgan. Ko'pincha bu generatordir. Keling, tushuntirishga harakat qilaylik: AC kuchlanish o'lchovi nima?
Tokni yaratish printsipining o'zi elektromagnit induksiya hodisasiga asoslanadi. Yopiq kontaktlarning zanglashiga olib magnit maydonida aylanishi o'tkazgichdagi potentsial farqning paydo bo'lishiga olib keladi. Voltaj voltlarda va o'zgaruvchan tokda o'lchanadi.
Kuchlanish o'zgarmasligi haqida bahslashish mumkinmi? Shubhasiz, kontur tekisligi va unga nisbatan normal orasidagi burchakning o'zgarishi tufayli hosil bo'lgan kuchlanish vaqt o'tishi bilan o'zgaradi. Uning qiymati noldan ba'zi maksimal qiymatgacha o'sadi, keyin yana nolga tushadi. Muayyan qiymat haqida gapirishning hojati yo'q. Samarali kuchlanish qiymatini kiriting:
- Ud=U: √2.
Kuchlanishni qanday asbob oʻlchaydi?
Elektr kuchlanishini o'lchash uchun qurilma - voltmetr. Uning ishlash printsipi zanjirning oqim va magnit maydon bilan o'zaro ta'siriga asoslangandoimiy magnit. Ma'lumki, oqim bilan zanjir magnit maydonda aylanadi. Zanjirdagi oqim miqdoriga qarab, aylanish burchagi o'zgaradi.
Agar siz kontaktlarning zanglashiga olib oʻqni biriktirsangiz, kontaktlarning zanglashiga olib oʻtganda u noldan ogʻadi (odatda lasan). Voltaj nimada o'lchanganiga qarab, qurilma shkalasi gradusli bo'ladi. Koʻpaytma va koʻpaytmalardan foydalanish mumkin.
Kam qiymatlar bo'lsa, elektr kuchlanish millivolt yoki mikrovoltlarda o'lchanadi. Aksincha, yuqori kuchlanishli tarmoqlarda bir nechta bloklar ishlatiladi.
Har qanday voltmetr kuchlanish o'lchanadigan kontaktlarning zanglashiga olib keladigan qismiga parallel ravishda ulanadi. Qurilma sxemasining asosiy xususiyati yuqori ohmik qarshilik deb atash mumkin. Voltmetr, kuchlanish qanday o'lchangan bo'lishidan qat'i nazar, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan oqim kuchiga ta'sir qilmasligi kerak. U orqali kichik oqim o'tadi, bu asosiy qiymatga sezilarli ta'sir qilmaydi.
Kuchlanish jadvali
| Jismoniy qurilma | Uning kontaktlaridagi kuchlanish, V |
| Volt qutbi | 1, 1 |
| Chiroq batareyasi | 1, 5 |
| Alkalin batareya | 1, 25 |
| Kislota batareyasi | 2 |
| Shahar tarmog'i | 220 |
| Yuqori kuchlanishelektr tarmoqlari | 500 000 |
| Momaqaldiroqli bulutlar orasida | 100 000 000 tagacha |
Voltmetrning amaliy qoʻllanilishi
Voltmetrdan samarali foydalanish uchun uni qanday ishlatishni o'rganishingiz kerak. Qiziq tajribachiga maktab o'qituvchilari bilan bog'lanish tavsiya etiladi.
Maktab fizika xonalari stresslarni oʻlchash uchun laboratoriya va koʻrgazmali asboblar bilan jihozlangan.
Har qanday voltmetrni ehtiyotkorlik bilan ishlating, oddiy qoidalarga amal qiling:
- Voltmetrda maksimal o'lchov chegarasi mavjud. Bu uning shkalasidagi eng yuqori ko'rsatkichdir. Uni yuqori kuchlanish elementi bo'lgan zanjirga ulamang.
- Boshqa manba yoki voltmetr bo'lmasa, siz qo'shimcha qarshilik tizimidan foydalanishingiz mumkin. Bunday holda, voltmetrning shkalasi ham o'zgartirilishi kerak.
- Elektr jihozlari doimiy tok zanjiriga uning terminallaridagi zaryad belgisi koʻrsatkichlariga qarab ulanadi. Oqim manbaining musbat terminali voltmetrning musbat terminaliga, salbiy terminali salbiy terminalga ulangan bo'lishi kerak. Agar aralashtirilsa, qurilma strelkalari egilib qolishi mumkin, bu juda istalmagan.
- Barcha ulanishlar faqat quvvatsizlangan kontaktlarning zanglashiga olib boriladi.
Nosog'lom
Elektr tokining ta'siri odamlar uchun xavfli bo'lishi mumkin. 24 V dan past kuchlanish zararsiz hisoblanadi.
Shahar tarmog'ining kuchlanishi (220 V) ostidagi oqimning ta'siri ancha sezilarli. Yalang'och kontaktlarga teginish sezilarli "zarba" bilan birga keladi.
Momaqaldiroq paytidagi kuchlanish inson tanasi orqali shunchalik katta oqim o'tkazadiki, bu uning o'limiga tahdid soladi. Hayotingiz va sog'ligingizni xavf ostiga qo'ymang.
