Какво Е Електрически Ток?

{h1}

Електрическият ток е електрически заряд в движение, като например потокът на електрони през жица.

Електрическият ток е електрически заряд в движение. Тя може да бъде под формата на внезапно изхвърляне на статично електричество, като например мълния или искра между пръста ви и планка за превключване на земята. По-често обаче, когато говорим за електрически ток, имаме предвид по-контролираната форма на електричество от генератори, батерии, слънчеви клетки или горивни клетки.

Повечето електрически заряд се носи от електроните и протоните в един атом. Протоните имат положителен заряд, докато електроните имат отрицателен заряд. Протоните обаче са предимно обездвижени в атомните ядра, така че задачата за пренасяне на заряд от едно място на друго се ръководи от електрони. Електроните в проводящ материал като метал са до голяма степен свободни да се движат от един атом до друг по техните проводими ленти, които са най-високите орбити на електрон. Достатъчна електромоторна сила (емф) или напрежение предизвиква дисбаланс на заряда, който може да накара електроните да се движат през проводник като електрически ток, според Серфиф Уран, професор по физика в Питсбургския държавен университет.

Макар че е малко мъчно да се сравнява електрическият ток с потока на водата в тръба, има някои прилики, които биха могли да направят малко по-лесно разбирането. Според Майкъл Дъбсън, професор по физика в Университета на Колорадо Болдер, можем да мислим за потока на електрони в жица като за потока вода в тръба. Предпочитанието е, че в този случай тръбата винаги е пълна с вода. Ако отворим клапана от единия си край, за да пуснем вода в тръбата, не е нужно да чакаме тази вода да си проправи път до края на тръбата. Получаваме вода от другия край почти мигновено, защото постъпващата вода изтласква водата, която вече е в тръбата, към края. Това се случва в случай на електрически ток в проводник. Проводните електрони вече присъстват в жицата; просто трябва да започнем да натискаме електрони в единия край и те започват да текат в другия край почти веднага.

Според уебсайта на HyperPhysics на държавния университет на Джорджия, действителната скорост на електрон в жица е от порядъка на няколко милиона метра в секунда, но той не се движи направо надолу по жицата. Той отскача почти на случаен принцип и постига напредък само с няколко милиметра в секунда. Това се нарича дрифтова скорост на електрона. Скоростта на предаване на сигнала обаче, когато електроните започнат да се изтласкват от другия край на жицата, след като завъртим превключвателя, е почти скоростта на светлината, която е около 300 милиона метра в секунда (186 000 мили в секунда). В случай на променлив ток, при който токът променя посоката 50 или 60 пъти в секунда, повечето от електроните никога не го правят от жицата.

Дисбалансите на таксите могат да бъдат създадени по много начини. Първият известен начин беше да се създаде статичен заряд чрез триене на два различни материала заедно, като например триене на парче кехлибар с животинска козина. Ток може да бъде създаден чрез докосване на кехлибара до тяло с по-малко зареждане или до земята. Този ток обаче имаше много високо напрежение, много нисък ток и продължи само частица от секундата, така че не можеше да бъде накаран да върши някаква полезна работа.

Постоянен ток

Следващият известен начин за създаване на дисбаланс на заряда е електрохимичната батерия, изобретена през 1800 г. от италианския физик Алесандро Волта, за която единицата за електромоторна сила, волта (V) е кръстена. Неговата "волтова купчина" се състоеше от куп редуващи се цинкови и медни плочи, разделени от пластове плат, напоени със солена вода и произвеждащи постоянен източник на постоянен ток (DC). Той и други подобряват и усъвършенстват изобретението си през следващите няколко десетилетия. Според Националния музей на американската история „батериите привличат вниманието на много учени и изобретатели и до 1840-те години осигуряват ток за нови електрически устройства като електромагнитите на Джоузеф Хенри и телеграфа на Самюел Морс“.

Други източници на постоянен ток включват горивни клетки, които комбинират кислород и водород във вода и произвеждат електрическа енергия в процеса. Кислородът и водородът могат да се доставят като чисти газове или от въздух и химическо гориво като алкохол. Друг източник на постоянен ток е фотоволтаичната орзоларна клетка. В тези устройства фотонната енергия от слънчевата светлина се абсорбира от електроните и се превръща в електрическа енергия.

Променлив ток

Повечето от електричеството, което използваме, идва под формата на променлив ток (променлив ток) от електрическата мрежа. Променливият ток се произвежда от електрически генератори, които работят по Закона за индукция на Фарадей, чрез който променящото се магнитно поле може да индуцира електрически ток в проводник. Генераторите имат въртящи се намотки от тел, които преминават през магнитни полета, докато се въртят. Докато бобините се въртят, те се отварят и затварят по отношение на магнитното поле и произвеждат електрически ток, който сменя посоката на всеки половин оборот. Токът преминава през пълен цикъл напред и назад 60 пъти всяка секунда или 60 херца (Hz) (50 Hz в някои страни). Генераторите могат да се захранват от парни турбини, нагрявани от въглища, природен газ, нефт или ядрен реактор. Те също могат да бъдат захранвани от вятърни турбини или водни турбини в хидроелектрически язовири.

От генератора токът преминава през поредица от трансформатори, където се засилва до много по-високо напрежение за предаване. Причината за това е, че диаметърът на проводниците определя количеството ток или ампераж, те могат да носят без прегряване и загуба на енергия, но напрежението е ограничено само от това колко добре линиите са изолирани от земята. Интересно е да се отбележи, че токът се носи само от един проводник, а не от два. Двете страни на постоянен ток са обозначени като положителни и отрицателни. Тъй като полярността на променливотока се променя 60 пъти в секунда, двете страни на променлив ток са обозначени като горещи и заземени. В далекопроводни електропроводи, проводниците носят горещата страна, а земната страна преминава през Земята, за да завърши веригата.

Тъй като мощността се равнява на напрежението пъти на ампераж, можете да изпращате повече мощност надолу по линията при същия ампераж, като използвате по-високо напрежение. След това високото напрежение се намалява, тъй като се разпределя през мрежа от подстанции, докато стигне до трансформатора в близост до къщата ви, където най-накрая е свален до 110 V. (В САЩ, стенните контакти и светлините работят на 110 V при 60 Hz. В Европа почти всичко работи на 230 V при 50 Hz.)

След като токът стигне до края на линията, по-голямата част от него се използва по един от двата начина: или за осигуряване на топлина и светлина чрез електрическо съпротивление, или механично движение чрез електрическа индукция. Има няколко други приложения - флуоресцентни светлини и микровълнови печки, които работят на различни принципи, но лъвският дял на мощността отива на устройства, базирани на устойчивост и / или индуктивност. Сешоар например използва и двете едновременно.

Това ни отвежда до важна характеристика на електрическия ток: той може да върши работа. Тя може да запали дома ви, да измие и изсуши вашите кърпи и дори да повдигне гаражната ви врата при натискане на превключвателя. Това, което става все по-важно, е способността на електрическия ток да предава информация, най-вече под формата на двоични данни. Въпреки че интернет връзката към вашия компютър използва само малка част от електрическия ток на, да речем, електрически нагревател, той става все по-важен за съвременния живот.

Допълнителни ресурси

  • Хиперфизика: електрически ток
  • Класът по физика: Ток на ток
  • Physics4Kids: Електрически ток


Видео Добавка: Електричен заряд и електричен ток/ Физика 7 клас/EDUAL.




Изследване


Еха! Нова Техника Надниква Вътре В Отделните Молекули
Еха! Нова Техника Надниква Вътре В Отделните Молекули

Странни „Техники-Кварки“ Може Да Се Крият Вътре В Частицата На Хигс Бозон
Странни „Техники-Кварки“ Може Да Се Крият Вътре В Частицата На Хигс Бозон

Наука Новини


13 Плешиви Орли Може Да Са Отровени: Предлага Се Награда
13 Плешиви Орли Може Да Са Отровени: Предлага Се Награда

Защо Ураганите Имат Очи? Учените Все Още Не Знаят Наистина
Защо Ураганите Имат Очи? Учените Все Още Не Знаят Наистина

Когато Конфликт Между Хора И Дивата Природа, Хуманните Решения Работят Най-Добре (Op-Ed)
Когато Конфликт Между Хора И Дивата Природа, Хуманните Решения Работят Най-Добре (Op-Ed)

Доверие И Увереност В Средствата За Масова Информация (Инфографика)
Доверие И Увереност В Средствата За Масова Информация (Инфографика)

Какво Искат Жените В Пениса? Целият Пакет
Какво Искат Жените В Пениса? Целият Пакет


BG.WordsSideKick.com
Всички Права Запазени!
Възпроизвеждането На Използваните Материали Оставя Само Prostanovkoy Активна Връзка Към Сайта BG.WordsSideKick.com

© 2005–2020 BG.WordsSideKick.com