Što je stalna električna struja?

Stalna električna struja je kontinuirano kretanje elektrona iz područja negativnog (-

Za stvaranje strujanja elektrona potreban je konstantni strujni krug. To je izvor energije (na primjer, baterija) i vodič koji ide od pozitivnog do negativnog pola. U krug mogu biti uključeni različiti električni uređaji.

Kontinuirano kretanje elektrona

DC struja je kontinuirano kretanje elektrona kroz vodljivi materijal, kao što je metalna žica. Punjene čestice prelaze u pozitivni (+) potencijal. Da bi se stvorio protok električne energije, potreban je električni krug koji se sastoji od istosmjernog napajanja i žice koja tvori zatvorenu petlju. Dobar primjer takvog kruga je baterijska svjetiljka.

Dok negativno nabijeni elektroni kretati kroz žicu na pozitivni (+) pol izvora struje, trenutni pokret je naznačeno u suprotnom smjeru. To je rezultat neuspješnog i zbunjujućeg dogovora. znanstvenici, Eksperimentiranje s strujama smatralo se da se struja kreće od (+) do (-), a postalo je uobičajeno više prije otkrića elektrona. U stvarnosti, negativne nabijene čestice prelaze na pozitivni pol, suprotno smjeru koji je označen kao smjer strujanja. To je zbunjujuće, ali nakon što je dogovor postignut, već je teško ispraviti nešto.

Napon, struja i otpor

Struja koja prolazi kroz žicu ili drugi vodič karakterizira napon U, struja I i otpor R. Napon je potencijalna energija. Struja je struja elektrona u vodiču, a otpor je sila njezina trenja.

Dobar način predstavljanja konstantne električne struje je privući analogiju s vodom koja teče kroz crijevo. Napon je potencijal koji se gradi na jednom kraju žice zbog višak negativno nabijenih elektrona. To je slično povećanom tlaku vode u crijevu. Potencijalni uzroci elektrona se kreću kroz žicu na područje pozitivnog naboja. Ta se potencijalna energija naziva napon i mjeri se u volti.

Stalna električna struja je struja elektrona izmjerenih u ampere. Slično je brzini protoka vode kroz crijevo.

om je jedinica električnog otpora. Atomi dirigenata nalaze se tako da će elektroni proći s malo trenja. U izolatorima ili lošim vodičima, atomi pokazuju snažnu otpornost ili ometaju kretanje napunjenih čestica. To je analogno trenju vodom u crijevu dok prolazi kroz njega.

Dakle, napon je sličan tlaku, strujnom protoku i hidrauličkom otporu električnom otporu.

Stvaranje izravne struje

Iako statički elektricitet može biti ispušten kroz metalnu žicu, to nije izvor istosmjerne struje. To su baterije i generatori.

U baterijama se koriste kemijske reakcije za generiranje istosmjernog napajanja. Na primjer, akumulator za automobil sastoji se od olovnih ploča, postavljen u otopini sumporne kiseline. Kad se ploče napaja iz napajanja ili generatora automobila, kemijski se mijenjaju i drže naboj. Ovaj izvor DC se tada može koristiti za napajanje prednjih svjetala automobila, itd. Problem je u tome što je sumporna kiselina vrlo trošenja i opasno.

Druga baterija može se samostalno napraviti od limuna. Ne zahtijeva punjenje, već ovisi o kiseloj reakciji različitih metala. Bakar i cink rade najbolje. Možete koristiti bakrenu žicu ili novčić. Kao drugačija elektroda može se upotrijebiti pocinčani nokat. I željezo će raditi, ali ne tako dobro. Dovoljno je staviti bakrenu žicu i pocinčani nokat u normalan limun i izmjeriti napon između njih s voltmetrom. Neki ljudi s ovom baterijom uspjeli su čak i upaliti žarulju svjetiljke.

pouzdan izvor je generator koji je izrađen od žice rane između sjevernog i južnog pola magneta.

Stoga je konstantna električna struja kontinuirano kretanje elektrona od negativnog do pozitivnog pola vodiča, kao što je metalna žica. Lanac je potreban za prolaz nabijenih čestica. U njemu smjer strujanja strujanja je suprotan struji elektrona. Krug je karakteriziran takvim količinama kao što su napon, struja i otpor. Izvori izravne struje su akumulatori i generatori.

Električni krugovi

Električni krug izravne struje sastoji se od izvora čiji su polovi spojeni na povezivanje vodiča prijemnici u zatvorenoj petlji. To je preduvjet za prolaz struje. Lanci mogu biti sekvencijalni, paralelni ili kombinirani.

Ako uzmete izvor istosmjerne struje, na primjer bateriju, spojite ga pozitivno i negativanstupovi žice do opterećenja, na primjer žarulja, onda se formira električni krug. Drugim riječima, struja teče s jedne baterije u drugi kontakt. U skladu s svjetiljkom, možete instalirati prekidač koji, ako je potrebno, regulirat će opskrbu konstantnom električnom strujom.

DC napajanje

Krug zahtijeva izvor napajanja. Tipično, koristi bateriju ili bateriju. Drugi izvor energije je DC generator. Osim toga, moguće je prolaziti izmjeničnu struju kroz ispravljač. Standardni adapter koji se koristi s nekim prijenosnim uređajima (kao što su pametni telefoni) pretvara 220 U AC do DC 5 V.

vodiči

Žice i opterećenja moraju voditi struju. Bakar ili aluminij su dobri vodiči i niski otpor. Tungsten filament u žarulji sa žarnom niti provodi struju, ali ima visoku otpornost, što uzrokuje svoj grijane i grijane.

Serijska i paralelna veza

U električni krugovi Nekoliko uređaja, poput žarulja, može se spojiti u jednu liniju između pozitivnih i negativnih polova baterije. Ova veza naziva se serijski. Jedan od problema s ovim rasporedom je da ako jedan žarul izgori, to djeluje kao prekidač i isključuje cijeli krug.

prijemnici također se mogu spojiti paralelno, tako da ako se neka lampica ugasi, krug neće biti de-energiziran. Paralelni krug se koristi ne samo u Božićno drvce žarulje - električna ožičenja u kućama također se provodi paralelno. Stoga se rasvjeta i uređaji mogu samostalno uključiti i isključiti.

Ohmov zakon

Zakoni izravne električne struje uključuju Ohmov zakon koji je najosnovnija formula za električne sklopove. Prema njegovim riječima, struja koja prolazi kroz dirigent je izravno proporcionalna potencijalnoj razlici na to. Zakon je prvi put formuliran 1827. godine Njemački fizičar George Ohm, kada je istraživao vodljivost metala. Ohmov zakon najbolje opisuje jednostavne električne strujne krugove. Iako se također primjenjuje na izmjeničnu struju, u ovom slučaju treba razmotriti i druge moguće varijable. Odnos između struje, napona i otpora omogućuje izračunavanje jedne fizičke veličine ako su poznate druge dvije vrijednosti.

Ohmov zakon pokazuje odnos između napona, struje i otpora u jednostavnom električnom krugu. U najjednostavnijem obliku napisana je jednadžbom U = I × R. Ovdje je U napon u volti, I je struja u amperi, a R je otpor u ohmima. Dakle, ako su poznati I i R, mogu se izračunati U. Ako je potrebno, formula se može mijenjati metodama algebre. Na primjer, ako poznati U i R i nužno je pronaći I, tada je jednadžba I = U / R. Or, ako dati U i I i potrebno je izračunati R, tada se primjenjuje izraz R = U / I.

Važnost Ohmovog zakona je da ako je poznata vrijednost dvije varijable u jednadžbi, tada možemo odrediti treći. Bilo koja od ovih fizičkih veličina može se mjeriti pomoću voltmetra. Većina voltmetara ili multimetara mjere U, I, R konstantne i izmjenične struje.

Izračunavanje U, I, R

Napon na poznat VDC struje i otpornosti može naći pomoću formule I U = × R. Na primjer, ako = 0,2 i R = 1000 Ohm, zatim U = 0,2 * 1000 Ohm = 200 V.

Ako je poznatog napona i otpora, struja se može izračunati pomoću jednadžbe I = V / R. Na primjer, ako U = 110 U i R = 22000 Ohm, onda I = 110 U / 22000 Ohm = 0,005 A.

Ako su poznati napon i struja tada R = V / I. Ako je V = 220 U i I = 5 , tada R = 220 U / 5 = 44 Ohm.

Na taj način, Ohmov zakon prikazuje odnos između napona, struje i otpora u jednostavnom električnom krugu. Može se primijeniti na krugove izravne i izmjenične struje.

DC napajanje

Punjenje se kreće u krugu (ako nije supravodič) troši energiju. To može uzrokovati zagrijavanje ili okretanje motora. Električna energija je brzina kojom se struja pretvara u drugi oblik, poput mehaničke energije, topline ili svjetlosti. To je jednak proizvodu struje i napona: P = U × I. Izmjeren u wima. Na primjer, ako je U = 220 U i I = 0,5 , zatim P = 220 U * 0.5 = 110 W.