Mis on elekter
Laias laastus on elekter elektromagnetiliste nähtuste kogum, mis on elektromagnetvälja ja selle vastasmõju ainega mitmesugused ilmingud; kitsas tähenduses kasutatakse seda väljendis "elektri kogus", mis on viimase kvantifitseerimisel "elektrilaengu" sünonüüm.
Mis tuleb meelde, kui kuulete sõna "elekter" või "elekter"? Üks inimene kujutab ette elektripistikut, teine - elektriliini, trafot või keevitusmasinat, kalur mõtleb välku, koduperenaine näpuga akut või mobiiltelefoni laadijat, treial elektrimootor, ja keegi isegi kujutab ette Nikola Teslaistub oma laboris resoneeriva induktsioonmähise läheduses, mis purskas välku.
Ühel või teisel viisil on tänapäeva maailmas elektrienergia ilminguid palju. Tänapäeva tsivilisatsiooni tervikuna on võimatu ette kujutada ilma elektrita. Aga mida me temast teame? Täpsustame seda teavet.
Elektrijaamast elektriseadmeni
Kui paneme kodus pistikupessa, paneme veekeetja tööle või vajutame lülitit, põhimõtteliselt soovides pirni põlema panna, siis sel hetkel sulgeme ahela vahel allikas ja elektri vastuvõtjaet võimaldada elektrilaengu liikumiseks teed, näiteks läbi veekeetja spiraali.
Meie kodus on elektriallikaks tavaliselt pistikupesa. Läbi juhtme liikuv elektrilaeng (mis meie näites on veekeetja nikroommähis) on elektrit… Traat ühendab pistikupesa kasutajaga kahe juhtmega: mööda üht juhet liigub laeng pistikupesast kasutajani, mööda teist juhet samal ajal — kasutajalt — pistikupessa. Kui vool on vahelduv, vahetavad juhtmed oma rolli 50 korda sekundis.
Elektrilaengute liikumise energiaallikaks (või lihtsamalt öeldes elektriallikaks) linnavõrgus on eelkõige elektrijaam. Elektrijaamas toodab elektrit võimas generaator, mille rootor pannakse pöörlema tuumarajatise või muud tüüpi elektrijaama (näiteks hüdroturbiin) abil.
Generaatori sees ületab magnetiseeritud rootor staatori juhtmeid, põhjustades elektromotoorjõud (EMF)generaatori klemmide vahel pinge tekitamine. Ja see on alati nii vahelduvpinge sagedusega 50 Hz, kuna generaatori rootoril on 2 magnetpoolust ja see pöörleb sagedusega 3000 p/min või on 4 poolust ja kiirus 1500 p/min.
See on pinge meie kontaktis, mida me kasutame iga päev isegi mõtlemata. pika tee kohta, mida elekter liigub elektrijaamast meie väljalaskeavani valguse kiirusega (299 792 458 meetrit sekundis — elektrivälja levimiskiirus mööda juhtmeid, mis surub nende sees olevad elektronid, tekitades voolu).
Vahelduvpinge väljundis 220 volti
Väljundite genereeritav pinge on muutuv, kuna: esiteks on seda lihtne teisendada (vähendada või suurendada) ja teiseks genereeritakse seda kergemini ja edastatakse väiksema kadumisega juhtmetes kui konstantset pinget.
Toiteallikaga juhtmed, millega see on ühendatud trafo, vahelduvpinge, saame vahelduvvoolu, mis muudab harmooniliselt suunda 50 korda sekundis, suudab genereerida trafo magnetahelas vahelduvat magnetvälja, mis omakorda on võimeline taas ergastama elektrivoolu sekundaarmähiste juhtmetes, mis kerivad magnetahel ...
Kui magnetväli oleks mähisega kaetud ruumis konstantne, ei oleks mähistes olev vool lihtsalt suunatud (vt. elektromagnetilise induktsiooni seadus).
Voolu saamiseks on vaja muuta magnetvoogu ruumis, misjärel see jõuab ümber elektriväli, toimib see elektrilaengule, mis võib näiteks paikneda vasktraadi sees (vabad elektronid), mis paiknevad selle ruumi ümber muutuva magnetvooga.
Nii generaatorite kui ka trafode töö põhineb sellel põhimõttel, ainsa erinevusega, et trafos pole liikuvaid tööosi: vahelduva magnetvoo allikaks trafos on primaarmähise vahelduvvool ja generaatoris. seal on püsimagnetväljaga pöörlev rootor.
Ja siin-seal tekitab muutuv magnetväli vastavalt elektromagnetilise induktsiooni seadusele pöörisliku elektrivälja, mis mõjub juhtmete sees olevatele vabadele elektronidele, pannes need elektronid liikuma. Kui ahel on tarbijale suletud, siis voolab vool läbi tarbija.
Elektrisalvesti ja alalisvool
Kõige mugavam on igapäevaelus elektrit koguda keemilise energia kujul, nimelt patareides… Keemiline reaktsioon elektroodidega on võimeline tekitama voolu, kui väline vooluahel on kasutajale suletud ja mida suurem on aku elektroodide pindala, seda rohkem saab sellest voolu ja olenevalt aku materjalist. elektroodid ja akus järjestikku ühendatud elementide arv, võib aku tekitatav pinge olla erinev.
Seega on liitiumioonaku puhul ühe elemendi standardpinge 3,7 volti ja see võib tõusta kuni 4,2 volti. Tühjenemise ajal liiguvad positiivselt laetud liitiumioonid elektrolüüdis vase- ja grafiidipõhiselt anoodilt (-) alumiiniumil põhinevale katoodile (+) ning laadimise ajal katoodilt anoodile, kus elektrolüütide elektromagnetväljade toimel laadijas tekib grafiidi-liitiumi ühend, mille tulemusena koguneb energia keemilise ühendi kujul.
Elektrolüütkondensaatorid töötavad sarnaselt, erinedes väiksema elektrilise võimsusega akudest, kuid suure hulga laadimis-tühjenemise tsüklitega.
Liitiumioonaku täistööaeg on piiratud maksimaalselt 1000 laadimis-tühjenemistsükliga ja erienergiasisaldus ulatub 250 Wh / kg. Mis puutub elektrolüütkondensaatoritesse, siis nende korrigeeritud voolu eluiga on hinnanguliselt kümneid tuhandeid tunde, kuid energiatarve on tavaliselt alla 0,25 Wh / kg.
Staatiline elekter
Kui paned siidist lina villase teki peale, surud need hästi kokku ja proovid siis laiali ajada, siis tekib elektrifitseerimine... See juhtub seetõttu, et erineva dielektrilise konstandiga kehade hõõrdumise tingimustes toimub nende pindadel laengute eraldumine: kõrgema dielektrilise konstandiga materjal on positiivselt laetud ja madalama dielektrilise konstandiga materjal - negatiivselt. .
Mida suurem on nende parameetrite erinevus, seda tugevam on elektrifitseerimine.Villase vaibaga jalgu hõõrudes laete negatiivselt, vaipa positiivselt. Potentsiaalsed tasemed võivad siin ulatuda kümnete tuhandete voltideni ja näiteks millegi maandatud veekraani puudutamine annab elektrilöögi. Kuid kuna elektrivõimsust on vähe, ei kujuta see ebameeldiv sündmus teie elule suurt ohtu.
Teine asi on elektroforeetiline masin, mille kondensaatorisse koguneb hõõrdumisel tekkiv staatiline laeng. Leyden Banki kogutud laeng on juba eluohtlik.
Olulisemad terminid ja määratlused
Mis on elektromagnetväli
Elektromagnetväli on aine eritüüp, mida iseloomustab pidev jaotus ruumis (elektromagnetlained) ja struktuuri diskreetsuse paljastamine (footonid), mida iseloomustab võime levida vaakumis (tugevate gravitatsiooniväljade puudumisel), avaldades jõu mõju laetud osakestele, sõltuvalt nende kiirusest.
Mis on elektrilaeng
Elektrilaeng on aineosakeste või kehade omadus, mis iseloomustab nende suhet oma elektromagnetväljaga ja vastasmõju välise elektromagnetväljaga. Sellel on kahte tüüpi, mida nimetatakse positiivseks (prootoni, positroni laeng jne) ja negatiivseks (elektroni laeng jne). Kogusena mõõdetakse seda ühe laetud keha tugeva vastasmõjuga teise laetud kehaga.
Mis on laetud osake
Laetud osake on aineosake, millel on elektrilaeng.
Mis on elektriväli
Elektriväli on üks elektromagnetvälja kahest küljest, mis on põhjustatud elektrilaengutest ja magnetvälja muutustest, mis avaldab jõu mõju laetud osakestele ja kehadele ning ilmneb jõu mõjust statsionaarsetele laetud kehadele ja osakestele.
Mis on magnetväli
Magnetväli on elektromagnetvälja üks kahest poolest, mis on põhjustatud liikuvate laetud osakeste ja kehade elektrilaengutest ning elektrivälja muutusest, mis avaldab liikuvatele laetud osakestele jõudu ja avaldub üldiselt suunatud jõu mõjul. nende osakeste liikumissuuna suhtes ja võrdeline nende kiirusega.
Mis on elektrivool
Elektrivool on laetud osakeste liikumise nähtus ja aja jooksul elektrivälja muutumise nähtus, millega kaasneb magnetväli.
Mis on elektrivälja energia
Elektrivälja energia – elektriväljaga seotud energia, mis elektrivälja muutumisel muudetakse muudeks energialiikideks.
Mis on magnetvälja energia
Magnetvälja energia – energia, mis on seotud magnetväljaga ja muudetakse muudeks energialiikideks magnetvälja kolme muutuse tõttu.
Mis on elektromagnetiline energia (elektrienergia)
Elektrienergia — elektromagnetvälja energia, mis koosneb elektrivälja energiast ja magnetvälja energiast.
Vaata ka:
Elektrivoolu olemasolu tingimused