رفتن اتمی

برای درک مبانی برق، ما باید با تمرکز بر اتم ها، یکی از بلوک های اصلی ساختمان و زندگی، شروع کنیم. اتم ها در بیش از یکصد فرم مختلف به عنوان عناصر شیمیایی مانند هیدروژن، کربن، اکسیژن و مس وجود دارند. اتمهای بسیاری از انواع می توانند مولکول ها را ترکیب کنند که ماده ای را تشکیل می دهند که ما می توانیم از نظر جسمی و لمس آن را بسازیم.

اتمها کوچک هستند و در حدود حداکثر تا 300 پیکومتر طول دارند (یعنی 3x10-10 یا 0.0000000003 متر). یک پنی مس (اگر در واقع از 100٪ مس ساخته شده باشد) 1022 عدد 3.22 (اتمی 32،000،000،000،000،000،000،000) مس در داخل آن خواهد داشت.

حتی اتم به اندازه کافی کوچک نیست که کارهای برق را توضیح دهد. ما باید یک سطح دیگر را فرو ببریم و در بلوک های ساخت اتم ها نگاه کنیم: پروتون ها، نوترون ها و الکترون ها.

ساخت بلوک اتم

یک اتم با ترکیبی از سه ذره متمایز ساخته شده است: الکترون، پروتون و نوترون. هر اتم دارای یک هسته مرکزی است، که در آن پروتون ها و نوترون ها با هم بسته بندی می شوند. در اطراف هسته، گروهی از الکترونهای در حال چرخش هستند.

یک مدل اتم ساده. این به اندازه گیری نیست اما برای درک اینکه چگونه یک اتم ساخته شده مفید است. هسته هسته پروتون ها و نوترون ها توسط الکترون های در حال چرخش احاطه شده است.

هر اتم باید حداقل یک پروتون داشته باشد. تعداد پروتون ها در یک اتم مهم است، زیرا آن را مشخص می کند که چه عنصر شیمیایی اتم را نشان می دهد. به عنوان مثال یک اتم با تنها یک پروتون هیدروژن است، یک اتم با 29 پروتون مس است و یک اتم با 94 پروتون، پلوتونیوم است. این تعداد پروتون ها عدد اتمی است.

هسته شار پروتون، نوترون ها، به اهداف مهم اهمیت می دهند؛ آنها پروتون ها را در هسته نگه می دارند و ایزوتوپ اتم را تعیین می کنند. آنها برای درک ما از برق مهم نیست، بنابراین اجازه ندهید که در مورد این آموزش نگران نباشید.

الکترونها برای کارهای الکتریکی حیاتی هستند (متوجه موضوعی مشترک در نامشان هستند). در حالت پایدار و متعادل تر، اتم تعداد الکترونهایی همانند پروتون ها است. همانطور که در مدل اتمی بور، در زیر، یک هسته با 29 پروتون (که آن را یک اتم مس می سازد) توسط یک عدد الکترون برابر احاطه شده است.

همانطور که درک ما از اتم ها تکامل یافته است، همچنین روش ما برای مدل سازی آنها است. مدل بور، یک مدل اتم بسیار مفید است زیرا ما برق را کشف می کنیم.

الکترونها اتم برای همیشه به اتم وابسته نیستند. الکترونها در مدار بیرونی اتم الکترونهای valence نامیده می شوند. با نیروی کافی نیروی خارجی، یک الکترون ولنتاین میتواند از مدار اتم فرار کند و آزاد شود. الکترونهای آزاد به ما اجازه می دهند که شارژ کنند، یعنی چیزی است که برق است. صحبت از اتهام ...

هزینه های جریان

همانطور که در ابتدای این آموزش ذکر شد، برق به عنوان جریان بار الکتریکی تعریف شده است. شارژ دارایی ماده است - مانند جرم، حجم و یا تراکم. قابل اندازه گیری است همانطور که می توانید مقدار چگالی چگالی را تعیین کنید، می توانید مقدار چقدر شارژ آن را اندازه گیری کنید. مفهوم کلیدی با اتهام این است که می تواند در دو نوع باشد: مثبت (+) یا منفی (-).

به منظور حرکت شارژ ما نیاز به حمل بار است، و این که در آن دانش ما از ذرات اتمی، به طور خاص الکترون و پروتون، مفید است. الکترونها همیشه بار منفی را حمل می کنند، در حالی که پروتون ها همیشه بار مثبت دارند. نوترونها (درست به نام آنها) بی طرف هستند، آنها هیچ هزینه ای ندارند. هر دو الکترون و پروتون همان مقدار شارژ را دارند، فقط یک نوع متفاوت هستند.

یک اتم لیتیوم (3 پروتون) با برچسب با برچسب.

اتهام الکترون ها و پروتون ها مهم است، زیرا ما ابزارهایی برای اعمال فشار بر آنها می گذارد. نیروی الکترواستاتیک!

نیروی الکترواستاتیک

نیروی الکترواستاتیک (همچنین قانون کولمب نامیده می شود) نیرویی است که بین اتهامات عمل می کند. این اعلام می کند که اتهامات مشابه همانند یکدیگر را دفع می کنند، در حالی که اتهامات متضاد با یکدیگر متجلی می شوند. مخالفان جذب می کنند و دوست دارند بازتاب دهند.

مقدار نیرویی که بر روی دو اتهام قرار میگیرد بستگی دارد تا آنجا که آنها از یکدیگر فاصله دارند. دو بار اتمام نزدیکتر دریافت می شود، بیشتر نیروی (یا فشار دادن به هم و یا کشیدن دور) تبدیل می شود.

با توجه به نیروی الکترواستاتیک، الکترونها الکترونهای دیگر را خاموش می کنند و به پروتون ها جذب می شوند. این نیرو بخشی از "چسب" است که اتم ها را با هم نگه می دارد، اما این نیز ابزار ما نیاز به ساختن الکترون ها (و اتهامات) جریان!

ایجاد جریان هزینه

اکنون همه ابزارها برای جبران هزینه ها وجود دارد. الکترون ها در اتم ها می توانند به عنوان حامل شارژ ما عمل کنند، زیرا هر الکترون دارای بار منفی است. اگر ما بتوانیم یک اتم را از اتم آزاد کنیم و آن را مجبور کنیم حرکت کنیم، می توانیم برق تولید کنیم.

مدل اتمی یک اتم مس، یکی از منابع اصلی ترجیحی جریان جریان شارژ را در نظر بگیرید. در حالت متعادل آن، مس 29 پروتون در هسته آن و تعداد الکترونهایی است که در اطراف آن قرار دارد. الکترون ها در فاصله های مختلف از هسته اتم قرار دارند. الکترونهایی که به هسته نزدیکتر میشوند، جاذبهی بسیار قویتری نسبت به سیارههای دورتر دارند. الکترونهای دورتر از اتم، الکترونهای valence نامیده می شوند، و این نیاز به کمترین نیرویی که از اتم آزاد می شود.

این یک نمودار هسته مس است: 29 پروتون در هسته، که توسط نوارهای الکترونهای گردان احاطه شده است. الکترون هایی که به هسته نزدیک تر می شوند، سخت است که حذف شوند، در حالی که الکترونی valence (حلقه بیرونی) نیازمند انرژی نسبتا کمی است که از اتم خارج می شود.

با استفاده از نیروی الکترواستاتیک کافی بر روی الکترون ولنتاکس - یا فشار آن را با یک بار دیگر منفی یا جذب آن با یک بار مثبت - ما می توانیم الکترون را از مدار اطراف اتم ایجاد الکترون آزاد آزاد.

حالا یک سیم مسی را در نظر بگیرید: ماده پر از اتم های بی شماری مس. همانطور که الکترون آزاد ما در فضای بین اتم شناور است، با اتمام اطراف آن در آن فضا کشیده می شود. در این هرج و مرج، الکترون آزاد در نهایت یک اتم جدید برای چسبیدن به آن پیدا می کند؛ در انجام این کار، بار منفی این الکترون، الکترون دیگری از اتم را از بین می برد. در حال حاضر یک الکترون جدید از طریق فضای آزاد به دنبال انجام همان کار است. این اثر زنجیره ای می تواند بر روی جریان الکتریکی جریان الکتریکی ایجاد کند.

یک مدل بسیار ساده از اتهام که از طریق اتم ها جریان می یابد جریان دارد.

هدایت

برخی از اتمهای عنصری در آزاد کردن الکترونها بهتر از دیگران هستند. برای بدست آوردن بهترین جریان الکترون ممکن، ما می خواهیم از اتم هایی استفاده کنیم که به الکترون های ولنتاک آنها بسیار محکم نیست. هدایت عنصر اندازه گیری می کند که چگونه الکترون به یک اتم نزدیک است.

عناصر با هدایت بالا، که دارای الکترون های بسیار همراه هستند، هادی ها نامیده می شوند. این ها انواع مواد مورد نظر ما برای استفاده از سیم و اجزای دیگر است که به جریان الکتریکی کمک می کند. فلزات مانند مس، نقره و طلا معمولا انتخاب های برتر ما برای هادی خوب است.

عناصر با رسانایی کم، عایق ها نامیده می شوند. مقره ها برای اهداف بسیار مهم استفاده می شوند: آنها از جریان الکترون ها جلوگیری می کنند. عایق های محبوب شامل شیشه، لاستیک، پلاستیک و هوا هستند.

برق ایستا یا جاری

قبل از اینکه ما خیلی بیشتر بدانیم، بیایید درباره دو شکل برق صحبت کنیم: ایستا یا جریان. در کار با الکترونیک، برق فعلی بسیار رایج خواهد بود، اما الکتریسیته ساکن برای اهمیت آن نیز مهم است.

الکتریسیته ساکن

الکتریسیته ساکن زمانی ایجاد می شود که اتهامات مخالف بر روی اشیاء جدا شده توسط یک مقره باشد. استاتیک (به عنوان "در حالت استراحت") برق وجود دارد تا زمانی که دو گروه از اتهامات مخالف می توانند مسیری را بین یکدیگر برای تعادل سیستم بیابند.

هنگامی که اتهامات به معنی برابری است، تخلیه استاتیک رخ می دهد. جاذبه اتهامات خیلی زیاد است که می توانند حتی از بهترین عایق ها (هوا، شیشه، پلاستیک، لاستیک، و غیره) جریان پیدا کنند. تخلیه استاتیک می تواند مضر باشد بسته به نوع رسانه ای که اتهامات از دست می رود و به چه سطح انتقال هزینه ها می انجامد. اتهاماتی که از طریق یک شکاف هوا برابر می شوند می توانند به یک شوک قابل مشاهده منجر شوند که الکترونهای مسافرتی با الکترون در هوا برخورد می کنند که باعث تحریک و آزاد شدن انرژی در شکل نور می شوند.

برای ایجاد یک تخلیه استاتیک کنترل شده، از سوزن های شکاف جرقه استفاده می شود. هزینه های متقابل بر روی هر یک از هادی ها ایجاد می شود تا جاذبه آن هزینه های بسیار بالایی از طریق هوا باشد.

یکی از چشمگیرترین نمونه های تخلیه استاتیک رعد و برق است. هنگامی که یک سیستم ابر جمع آوری شارژ به اندازه کافی نسبت به هر گروه دیگری از ابرها و یا زمین زمین، اتهامات سعی خواهد کرد برابر است. با تخلیه ابر، مقادیر عظیمی از هزینه های مثبت (یا گاهی اوقات منفی) از طریق زمین از طریق هوا پخش می شود و موجب تاثیر قابل ملاحظه ای که همه ما آن را آشنا می دانیم.

الکتریسیته ساکن نیز به طور آشنا وجود دارد وقتی که ما بالون ها را روی سرمان ببندیم تا موهایمان بلند شوند یا وقتی روی کف با دمپایی های فازی قرار می گیریم و گربه خانواده را شوکه می کنند (البته به طور تصادفی). در هر مورد، اصطکاک از مالش انواع مختلف مواد انتقال الکترون. شارژ الکترونها به طور مثبت شارژ می شود، در حالیکه الکترونهای به دست آوردن جسم منفی می شوند. دو اشیاء به یکدیگر متصل می شوند تا بتوانند راهی برای مقابله با آن پیدا کنند.

کار با الکترونیک، ما به طور کلی نیازی به مقابله با برق استاتیک نداریم. هنگامی که ما انجام می دهیم، ما معمولا تلاش می کنیم از قطعات الکترونیکی حساس خودمان که از تخلیه ایستا برخورداریم محافظت کنیم. اقدامات پیشگیرانه علیه برق استاتیک شامل پوشیدن مچ بند های ESD (ترشحات الکترواستاتیک) یا اضافه کردن اجزای ویژه در مدارهای محافظت شده در برابر موج های بسیار زیاد شارژ می باشد.

برق فعلی

برق فعلی شکل الکتریسیته است که تمام جیزهای الکترونیکی ما را ممکن می سازد. این شکل از برق وجود دارد زمانی که هزینه ها قادر به جریان مداوم هستند. در مقایسه با الکتریسیته ساکن که در آن هزینه ها جمع شده و در حالت استراحت قرار می گیرند، برق فعلی دینامیک است، هزینه ها همیشه در حال حرکت هستند. ما در این باره از برق در طول بقیه تمرکز تمرکز خواهیم کرد.

مدارها

برای جریان، برق فعلی نیاز به یک مدار دارد: یک حلقه بسته و یکپارچه از مواد رسانا. یک مدار می تواند به سادگی به عنوان یک سیم هدایت شده متصل به پایان به پایان باشد، اما مدارهای مفید معمولا حاوی ترکیبی از سیم و اجزای دیگر است که جریان برق را کنترل می کنند. تنها قاعده ای که در مورد ساخت مدار می آید این است که آنها نمی توانند شکاف های عایق بندی در آنها داشته باشند.

اگر شما یک سیم کامل از اتم های مس و می خواهید برای ایجاد جریان الکترون ها از طریق آن، تمام الکترون های آزاد نیاز به جایی در همان جهت کلی جریان. مس یک هدایت بزرگ است، مناسب برای ایجاد جریان هزینه. اگر یک مدار سیم مسی شکسته شود، اتهامات نمی توانند از طریق هوا جریان پیدا کنند، که همچنین از هر گونه اتهام به سمت وسط به هر نقطه جلوگیری می کند.

از سوی دیگر، اگر سیم به پایان رسید، تمام الکترون ها دارای یک اتم همسایه هستند و می توانند در همان جهت کلی جریان داشته باشند.

اکنون ما درک می کنیم که چگونه الکترونها می توانند جریان پیدا کنند، اما ما چگونه می توانیم آنها را در جریان قرار دهیم؟ سپس، هنگامی که الکترونها جریان می یابند، چگونه انرژی لازم برای روشن کردن لامپ های الکتریکی یا موتورهای اسپین تولید می کنند؟ برای آن، ما باید میدان های الکتریکی را درک کنیم.

میدان های الکتریکی

ما در مورد اینکه چگونه الکترونها از طریق ماده برای ایجاد برق جریان می یابند. همه چیز به برق است خوب، تقریبا همه حالا ما یک منبع برای ایجاد جریان الکترون ها داریم. اغلب این منبع جریان الکتریکی از یک میدان الکتریکی وارد می شود.

یک فیلد چیست؟

فیلد یک ابزار است که ما برای مدلسازی تعاملی فیزیکی استفاده میکنیم که هیچ تماس قابل مشاهدهی را شامل نمی شود. زمینه ها را نمیتوان دید زیرا آنها یک ظاهر فیزیکی ندارند، اما تأثیر آنها بسیار واقعی است.

ما همه ناخودآگاه با یک میدان خاص آشنا هستیم: میدان گرانشی زمین، اثر یک بدن عظیم جذب بدن دیگر. میدان گرانشی زمین را می توان با مجموعه ای از بردارها که همه را به مرکز سیاره نشان می دهند، مدل سازی می کنند؛ بدون در نظر گرفتن جایی که در آن هستید، نیروی شما را به سوی آن می کشاند.

قدرت و شدت رشته ها در تمام نقاط در یک حوزه یکسان نیست. هرچه بیشتر از منبع این زمینه اثر کمتری داشته باشد. بزرگترین میدان گرانشی زمین کاهش می یابد، همانطور که دورتر از مرکز سیاره می شوید.

همانطور که ما به دنبال کشف زمینه های الکتریکی به ویژه یاد می گیریم که چگونه میدان گرانشی زمین کار می کند، هر دو زمینه مشترکات بسیاری دارند. زمینه های گرانشی نیرویی را بر جسم جرم اعمال می کنند و میدان های الکتریکی نیرویی را بر روی اجزای شارژ اعمال می کنند.

میدان های الکتریکی

زمینه های الکتریکی (زمینه های الکترونیکی) یک ابزار مهم در درک اینکه چگونه برق شروع می شود و همچنان جریان دارد. میدان های الکتریکی نیروی کشش یا فشار را در فضای بین اتهامات توضیح می دهند. در مقایسه با میدان گرانشی زمین، میدان های الکتریکی یک تفاوت عمده دارند: در حالی که میدان زمین به طور کلی فقط جسم دیگر جرم (از آنجا که همه چیز به میزان قابل توجهی کمتر است) جذب می کند، میدان های الکتریکی به همان اندازه که آنها را جذب می کنند، اتهامات را به بار می آورند.

جهت میدان های الکتریکی همیشه به عنوان مسیری است که هزینه های آزمون مثبت حرکت می کند، اگر در زمینه رها شده باشد، تعریف می شود. شارژ تست باید بی نهایت کوچک باشد تا بار شارژ آن را تحت تأثیر قرار دهد.

ما می توانیم با ساخت میدان های الکتریکی برای اتهامات مثبت و منفی انفرادی آغاز کنیم. اگر شارژ آزمایش مثبت را در نزدیکی شارژ منفی کاهش دهید، هزینه تست به سمت شارژ منفی جذب می شود. بنابراین، برای یک بار منفی، ما فلش میدان الکتریکی ما را به سمت خود هدایت می کنیم. شارژ آزمون مشابه در نزدیکی یک بار مثبت دیگر باعث انفجار بیرونی می شود، به این معنی که ما فلش ها را از شارژ مثبت می گیریم.

گروه های اتهامات الکتریکی می توانند برای ایجاد میدان های الکتریکی کامل تر ترکیب شوند.

یک میدان الکترونیکی واحد بالاتر از نقاط مثبت و نسبت به منفی ها فاصله دارد. تصور کنید یک هزینه تست مثبت اندکی کاهش یافته است در زمینه e؛ باید مسیر فلش را دنبال کند. همانطور که مشاهده کردیم، برق معمولا شامل جریان الکترونهای منفی اتفاقی است که در برابر میدان های الکتریکی جریان می یابد.

زمینه های الکتریکی ما را به نیروی تحت فشار برای ایجاد جریان فعلی نیاز دارد. یک میدان الکتریکی در یک مدار مانند یک پمپ الکترونی است: یک منبع بزرگ از بارهای منفی است که میتواند الکترونها را به حرکت درآورد، که از طریق مدار به سمت یک توده مثبت اتهام جریان مییابد.

پتانسیل الکتریکی (انرژی)

هنگامی که ما برق را برای تأسیس مدار، مدارس و ابزارهای ما قدرت می دهیم، ما واقعا انرژی را تبدیل می کنیم. مدارهای الکترونیکی باید بتوانند انرژی را ذخیره و آن را به شکلهای دیگر مانند گرما، نور یا حرکت انتقال دهند. انرژی ذخیره شده یک مدار، انرژی الکتریکی بالقوه نامیده می شود.

انرژی؟ انرژی پتانسیل؟

برای درک انرژی بالقوه ما باید انرژی را به طور کلی درک کنیم. انرژی به عنوان توانایی جسم برای انجام کار بر روی یک شی دیگر تعریف می شود که به معنی حرکت دادن آن شی در فاصله است. انرژی به فرم های بسیاری می رسد، برخی ما می بینیم (مثل مکانیک) و دیگران نمی توانند (مانند مواد شیمیایی یا الکتریکی). صرف نظر از آنچه که در آن است، انرژی در یکی از دو حالت وجود دارد: جنبشی یا پتانسیل.

یک جسم وقتی انرژی در حال حرکت است، انرژی جنبشی دارد. مقدار انرژی جنبشی یک جسم بستگی به جرم و سرعت آن دارد. از سوی دیگر، انرژی پتانسیل زمانی است که یک شی در حالت استراحت است انرژی ذخیره شده است. این توصیف می کند که چقدر کار می کند که جسم می تواند در صورت حرکت حرکت کند. این انرژی است که ما به طور کلی می توانیم کنترل کنیم. هنگامی که یک جسم در حرکت قرار می گیرد، انرژی بالقوه آن به انرژی جنبشی تبدیل می شود.

بیایید به عنوان مثال به استفاده از گرانش برویم. یک توپ بولینگ که نشسته در بالای برج خلیفه نشسته است دارای انرژی بالقوه (ذخیره شده) است. هنگامی که قطره قطره شد، توپ که توسط میدان گرانشی کشیده شد، به سمت زمین شتاب می گیرد. با افزایش سرعت توپ، انرژی بالقوه به انرژی جنبشی تبدیل می شود (انرژی از حرکت). در نهایت تمام انرژی توپ از پتانسیل به جنبشی تبدیل می شود، و سپس به هر آنچه که می رسد، منتقل می شود. وقتی توپ در زمین است، انرژی بالقوه آن بسیار کم است.

انرژی بالقوه الکتریکی

درست مثل جرم در یک میدان گرانشی انرژی بالقوه گرانشی دارد، اتهامات در میدان الکتریکی انرژی بالقوه الکتریکی دارند. انرژی پتانسیل الکتریکی شارژ نشان می دهد که انرژی ذخیره شده چقدر انرژی دارد، وقتی که با نیروی الکترواستاتیک حرکت می کند، این انرژی می تواند جنبشی شود و شارژ می تواند کار کند.

مانند یک توپ بولینگ نشسته در بالای برج، بار مثبت در نزدیکی یک بار مثبت دیگر دارای انرژی بالقوه بالایی است؛ چپ به راست آزادانه حرکت می کند، شارژ می شود از شارژ مشابه شلیک می شود. یک بار آزمایش مثبت که در نزدیکی بار منفی قرار می گیرد انرژی کم پتانسیل مشابه با توپ بولینگ بر روی زمین دارد.

برای پر کردن چیزی با انرژی بالقوه، ما باید با حرکت دادن آن بر روی یک مسیر کار کنیم. در مورد توپ بولینگ، کار از حمل آن تا 163 طبقه، در برابر میدان جاذبه است. به طور مشابه، کار باید انجام شود تا یک بار مثبت در برابر فلش های میدان الکتریکی (یا به سمت یک بار مثبت دیگر، و یا دور از یک بار منفی) فشار دهید. هر چه بیشتر این زمینه هزینه می شود، کار بیشتر شما باید انجام دهید. به همین ترتیب، اگر شما سعی می کنید یک بار منفی را از یک بار مثبت بردارید - در برابر میدان الکتریکی، شما مجبورید کار کنید.

برای هر شارژ در میدان الکتریکی انرژی پتانسیل الکتریکی آن بستگی به نوع (مثبت یا منفی)، میزان شارژ و موقعیت آن در میدان دارد. انرژی پتانسیل الکتریکی در واحد ژول (J) اندازه گیری می شود.

پتانسیل الکتریکی

پتانسیل الکتریکی بر روی انرژی پتانسیل الکتریکی ایجاد می کند تا تعریف کند که چه مقدار انرژی در میدان های الکتریکی ذخیره می شود. این یک مفهوم دیگر است که ما را به مدل رفتار میدان های الکتریکی کمک می کند. پتانسیل الکتریکی همان چیزی نیست که انرژی بالقوه الکتریکی دارد!

در هر نقطه ای از یک میدان الکتریکی، پتانسیل الکتریکی مقدار انرژی پتانسیل الکتریکی تقسیم بر میزان بار در آن نقطه می شود. این مقدار شارژ از معادله طول می کشد و ما را با ایده چگونگی بالقوه بالقوه انرژی خاص مناطق الکتریکی ممکن است ارائه می دهد. پتانسیل الکتریکی در واحد ژول در هر کولمب (J / C)، که ما به عنوان یک ولت (V) تعریف می کنیم، می آید.

در هر میدان الکتریکی دو نقطه پتانسیل الکتریکی وجود دارد که برای ما مهم است. نقطه ای از پتانسیل بالا وجود دارد، جایی که یک بار مثبت بیشترین انرژی بالقوه ممکن را داشته باشد، و نقطه ای از پتانسیل پایین وجود دارد، جایی که یک شارژ ممکن است کمترین انرژی بالقوه ممکن را داشته باشد.

یکی از رایج ترین شرایطی که ما در ارزیابی برق بحث می کنیم ولتاژ است. ولتاژ اختلاف پتانسیل بین دو نقطه در میدان الکتریکی است. ولتاژ یک ایده را برای ما فراهم می کند که چقدر نیروی الکتریکی نیرویی را تحمل می کند.

با انرژی بالقوه و بالقوه تحت کمربند ما تمام مواد لازم برای تولید برق فعلی را داریم. بیایید این کار را انجام دهیم!

برق در عمل!

پس از مطالعه فیزیک ذرات، نظریه میدان و انرژی بالقوه، اکنون ما به اندازه کافی برای ایجاد جریان برق می دانیم. بیایید یک مدار ایجاد کنیم

اولا مواد تشکیل دهنده ای را که باید برای تولید برق مورد بررسی قرار دهیم بررسی می کنیم:

تعریف برق جریان جریان است. معمولا اتهامات ما توسط الکترون های آزاد جریان می یابند.

الکترونهای مضر به طور اتفاقی به اتمهای مواد هدایت شده منتقل می شوند. با فشار کمی می توانیم الکترونها را از اتم ها آزاد کنیم و آنها را در جهت یکنواخت جریان دهند.

یک مدار بسته از مواد هدایت شده مسیری را برای الکترون فراهم می کند تا به طور مداوم جریان یابد.

اتهامات توسط میدان الکتریکی به حرکت در می آیند. ما به یک منبع پتانسیل الکتریکی (ولتاژ) نیاز داریم که الکترونها را از یک نقطه از انرژی بالقوه کم تا انرژی پتانسیل بالاتری فشار می دهد.

یک مدار کوتاه

باتری ها منابع انرژی مشترک هستند که انرژی شیمیایی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کنند. آنها دارای دو پایانه هستند که با بقیه مدار متصل می شوند. در یک ترمینال، بیش از هزینه های منفی وجود دارد، در حالیکه تمام هزینه های مثبت از سوی دیگر جمع می شوند. این یک تفاوت پتانسیل الکتریکی است فقط انتظار برای عمل!

اگر سیم ما پر از اتم های مس رسانایی را به باتری متصل کنیم، میدان الکتریکی بر روی الکترون های آزاد منفعل در اتم های مس تاثیر خواهد گذاشت. به طور همزمان توسط ترمینال منفی تحت فشار قرار می گیرد و توسط ترمینال مثبت می کشد، الکترون ها در مس از اتم به اتم حرکت می کنند که موج جریان جاری را که ما به عنوان برق می شناسیم می دانیم.

پس از یک ثانیه جریان جاری، الکترونها در واقع قطعههای بسیار کمی از یک سانتی متر را حرکت دادهاند. با این حال، انرژی تولید شده توسط جریان جاری بسیار بزرگ است، به ویژه از آنجا که در این مدار هیچ کمکی برای کاهش سرعت جریان یا مصرف انرژی وجود ندارد. اتصال مستقیم یک منبع خالص به منبع انرژی یک ایده بد است. انرژی به سرعت از طریق سیستم حرکت می کند و به حرارت در سیم تبدیل می شود که به سرعت ممکن است به سیم ذوب یا آتش تبدیل شود.

روشنایی یک لامپ نور

به جای صرفه جویی در تمام این انرژی، بدون اشاره به از بین بردن باتری و سیم، ساخت یک مدار است که چیزی مفید است! به طور کلی یک مدار الکتریکی انرژی الکتریکی را به شکل دیگر نور، گرما، حرکت و غیره انتقال خواهد داد. اگر ما یک لامپ را به باتری متصل کنیم، با سیم بین آن، ما یک مدار ساده و کاربردی داریم.

در حالی که الکترونها در سرعت حلزون حرکت می کنند، میدان الکتریکی تقریبا بلافاصله در مدار کل تاثیر می گذارد (ما سرعت سرعت نور را می گوییم). الکترون در سراسر مدار، چه در کمترین پتانسیل، بیشترین پتانسیل، و یا در کنار لامپ، تحت تاثیر میدان الکتریکی قرار دارد. هنگامی که سوئیچ بسته می شود و الکترون ها در میدان الکتریکی قرار می گیرند، تمام الکترون ها در مدار شروع به ظاهر شدن همزمان می کنند. افرادی که نزدیکترین لامپ هستند، یک قدم از مدار حرکت می کنند و انرژی را از طریق برق به نور (یا گرما) تبدیل می کنند.

منابع و ادامه دادن

در این آموزش ما فقط بخش کوچکی از نوک کوه یخی را کشف کردیم. هنوز هم یک توده از مفاهیم بیرون آمده است. از اینجا ما می خواهیم شما را به سمت راست بر روی Voltage، Current، Resistance و Law Learning Ohm برسانیم. اکنون که شما میدانید همه چیز درباره میدانهای الکتریکی (ولتاژ) و الکترونهای جریان (جریان)، شما به خوبی در درک قانون است که تعامل آنها را مدیریت می کند.

دسته: الکتریکی ,
برچسب ها : انرژی بالقوه الکتریکی , انرژی؟ انرژی پتانسیل؟ , برق الکتریکی , برق چیست , لامپ , مدارها , میدان های الکتریکی , وسایل برقی , چگونه برق کار میکند , یک فیلد چیست؟ ,
نظر شما چیست ؟ ۱ ۰