Ano ang direktang paggalaw ng mga naka-charge na particle? Para sa marami, ito ay isang hindi maintindihan na lugar, ngunit sa katunayan ang lahat ay napaka-simple. Kaya, kapag pinag-uusapan nila ang itinuro na paggalaw ng mga sisingilin na particle, ang ibig nilang sabihin ay kasalukuyang. Tingnan natin ang mga pangunahing katangian at formula nito, pati na rin isaalang-alang ang mga isyu sa seguridad kapag nagtatrabaho dito.
Pangkalahatang impormasyon
Magsimula sa isang kahulugan. Sa pamamagitan ng electric current ay palaging sinadya ang iniutos (itinuro) na paggalaw ng mga sisingilin na particle, na isinasagawa sa ilalim ng impluwensya ng isang electric field. Anong uri ng mga bagay ang maaaring isaalang-alang sa kasong ito? Ang mga particle ay nangangahulugang mga electron, ion, proton, hole. Mahalaga rin na malaman kung ano ang kasalukuyang lakas. Ito ang bilang ng mga naka-charge na particle na dumadaloy sa cross section ng conductor bawat unit ng oras.
Nature ng phenomenon
Lahat ng pisikal na sangkap ay binubuo ng mga molekula na nabuo mula sa mga atomo. Hindi rin sila ang panghuling materyal, dahil mayroon silang mga elemento (isang nucleus at mga electron na umiikot sa paligid nito). Ang lahat ng mga kemikal na reaksyon ay sinamahan ng paggalaw ng mga particle. Halimbawa, sa pakikilahok ng mga electron, ang ilang mga atomo ay makakaranas ng kanilang kakulangan, habang ang iba ay makakaranas ng labis. Sa kasong ito, ang mga sangkap ay may magkasalungat na singil. Kung mangyari ang kanilang pakikipag-ugnayan, ang mga electron mula sa isa ay malamang na mapupunta sa isa pa.
Ang ganitong pisikal na katangian ng elementarya na mga particle ay nagpapaliwanag sa kakanyahan ng electric current. Ang direksyong paggalaw na ito ng mga naka-charge na particle ay magpapatuloy hanggang sa magkapantay ang mga halaga. Sa kasong ito, ang reaksyon ng mga pagbabago ay isang kadena. Sa madaling salita, sa halip na ang umalis na elektron, isa pa ang pumapalit sa lugar nito. Ang mga particle ng kalapit na atom ay ginagamit para sa kapalit. Ngunit ang kadena ay hindi rin nagtatapos doon. Ang isang electron ay maaari ding dumating sa sukdulang atom, halimbawa, mula sa negatibong poste ng pinagmumulan ng dumadaloy na kasalukuyang.
Ang isang halimbawa ng ganitong sitwasyon ay isang baterya. Mula sa negatibong bahagi ng konduktor, ang mga electron ay lumipat sa positibong poste ng pinagmulan. Kapag ang lahat ng mga particle sa negatibong nahawaang bahagi ay naubos, ang kasalukuyang hihinto. Sa kasong ito, ang baterya ay sinasabing patay na. Ano ang bilis ng itinuro na paggalaw ng mga sisingilin na particle na gumagalaw sa ganitong paraan? Ang pagsagot sa tanong na ito ay hindi kasingdali ng tila sa unang tingin.
Ang papel ng stress
Para saan ang konseptong ito? Ang boltahe ay isang katangian ng isang electric field, na kung saan ay ang potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng dalawang punto na nasa loob nito. Para sa marami, ito ay maaaring mukhang nakalilito. Pagdating sa nakadirekta (nakaayos) na paggalaw ng mga naka-charge na particle, kailangan mong maunawaan ang boltahe.
Isipin natin na mayroon tayong simpleng konduktor. Maaaring ito ay isang kawad na gawa sa metal, tulad ng tanso o aluminyo. Sa aming kaso, hindi ito napakahalaga. Ang masa ng isang electron ay 9.10938215(45)×10-31kg. Nangangahulugan ito na ito ay medyo materyal. Ngunit ang konduktor na metal ay solid. Paano, kung gayon, maaaring dumaloy dito ang mga electron?
Bakit maaaring magkaroon ng current sa mga produktong metal
Bumalik tayo sa mga pangunahing kaalaman sa chemistry, na bawat isa sa atin ay nagkaroon ng pagkakataong matuto sa paaralan. Kung ang bilang ng mga electron sa sangkap ay katumbas ng bilang ng mga proton, kung gayon ang neutralidad ng elemento ay natiyak. Batay sa pana-panahong batas ng Mendeleev, tinutukoy kung aling sangkap ang dapat harapin. Depende ito sa bilang ng mga proton at neutron. Imposibleng balewalain ang malaking pagkakaiba sa pagitan ng masa ng nucleus at mga electron. Kung aalisin ang mga ito, ang bigat ng atom ay mananatiling halos hindi nagbabago.
Halimbawa, ang masa ng isang proton ay humigit-kumulang 1836 na mas malaki kaysa sa halaga ng isang electron. Ngunit ang mga microscopic na particle na ito ay napakahalaga, dahil madali silang umalis sa ilang mga atomo at sumali sa iba. Kasabay nito, ang pagbaba o pagtaas sa kanilang bilang ay humahantong saupang baguhin ang singil ng atom. Kung isasaalang-alang natin ang isang solong atom, ang bilang ng mga electron nito ay palaging magiging variable. Patuloy silang umaalis at bumabalik. Ito ay dahil sa thermal motion at pagkawala ng enerhiya.
Pagtitiyak ng kemikal ng isang pisikal na kababalaghan
Kapag may direktang paggalaw ng mga particle na may kuryente, hindi ba nawawala ang atomic mass? Nagbabago ba ang komposisyon ng konduktor? Ito ay isang napakahalagang maling kuru-kuro na nakalilito sa marami. Ang sagot sa kasong ito ay negatibo lamang. Ito ay dahil sa ang katunayan na ang mga elemento ng kemikal ay tinutukoy hindi sa pamamagitan ng kanilang atomic mass, ngunit sa pamamagitan ng bilang ng mga proton na nasa nucleus. Ang pagkakaroon o kawalan ng mga electron/neutron ay hindi gumaganap ng isang papel sa kasong ito. Sa pagsasagawa, ganito ang hitsura:
- Magdagdag o magbawas ng mga electron. Ito ay lumabas na isang ion.
- Magdagdag o magbawas ng mga neutron. Isa itong isotope.
Ang kemikal na elemento ay hindi nagbabago. Ngunit sa mga proton, iba ang sitwasyon. Kung ito ay isa lamang, kung gayon mayroon tayong hydrogen. Dalawang proton - at pinag-uusapan natin ang tungkol sa helium. Ang tatlong particle ay lithium. atbp. Ang mga interesado sa pagpapatuloy ay maaaring tumingin sa periodic table. Tandaan: kahit na ang isang agos ay dumaan sa isang konduktor ng isang libong beses, ang kemikal na komposisyon nito ay hindi magbabago. Ngunit marahil kung hindi.
Electrolytes at iba pang kawili-wiling puntos
Ang kakaiba ng mga electrolytes ay ang kanilang kemikal na komposisyon ang nagbabago. Pagkatapos, sa ilalim ng impluwensya ng kasalukuyang,mga elemento ng electrolyte. Kapag ang kanilang potensyal ay naubos, ang itinuro na paggalaw ng mga sisingilin na particle ay titigil. Ang sitwasyong ito ay dahil sa katotohanan na ang mga tagadala ng singil sa mga electrolyte ay mga ion.
Bukod dito, may mga kemikal na elemento na walang electron. Ang isang halimbawa ay:
- Atomic cosmic hydrogen.
- Lahat ng substance na nasa estado ng plasma.
- Mga gas sa itaas na kapaligiran (hindi lamang ang Earth, kundi pati na rin ang iba pang mga planeta kung saan may mga masa ng hangin).
- Mga nilalaman ng mga accelerator at collider.
Dapat ding tandaan na sa ilalim ng impluwensya ng electric current, maaaring literal na gumuho ang ilang kemikal. Ang isang kilalang halimbawa ay isang piyus. Ano ang hitsura nito sa isang micro level? Ang mga gumagalaw na electron ay nagtutulak sa mga atomo sa kanilang landas. Kung ang agos ay napakalakas, kung gayon ang kristal na sala-sala ng konduktor ay hindi makatiis at masisira, at ang sangkap ay natutunaw.
Bumalik sa bilis
Kanina, mababaw ang puntong ito. Ngayon tingnan natin ito nang mas malapitan. Dapat pansinin na ang konsepto ng bilis ng nakadirekta na paggalaw ng mga sisingilin na particle sa anyo ng isang electric current ay hindi umiiral. Ito ay dahil sa ang katunayan na ang iba't ibang mga halaga ay magkakaugnay. Kaya, ang isang electric field ay kumakalat sa pamamagitan ng isang konduktor sa bilis na malapit sa paggalaw ng liwanag, iyon ay, mga 300,000 kilometro bawat segundo.
Sa ilalim ng impluwensya nito, lahat ng electron ay nagsimulang gumalaw. Pero ang bilis nilanapakaliit. Ito ay humigit-kumulang 0.007 milimetro bawat segundo. Kasabay nito, random din silang nagmamadali sa thermal motion. Sa kaso ng mga proton at neutron, iba ang sitwasyon. Masyado silang malaki para sa parehong mga kaganapan na mangyari sa kanila. Bilang isang tuntunin, hindi kinakailangang pag-usapan ang tungkol sa kanilang bilis na kasing lapit sa halaga ng liwanag.
Mga pisikal na parameter
Ngayon, tingnan natin kung ano ang paggalaw ng mga naka-charge na particle sa isang electric field mula sa pisikal na pananaw. Upang gawin ito, isipin natin na mayroon tayong isang karton na kahon na naglalaman ng 12 bote ng carbonated na inumin. Kasabay nito, may pagtatangka na maglagay ng isa pang lalagyan doon. Ipagpalagay natin na nagtagumpay ito. Ngunit ang kahon ay halos hindi nakaligtas. Kapag sinubukan mong maglagay ng isa pang bote, nabasag ito, at nahuhulog ang lahat ng lalagyan.
Ang kahon na pinag-uusapan ay maihahambing sa cross section ng isang konduktor. Kung mas mataas ang parameter na ito (mas makapal na wire), mas maraming kasalukuyang maibibigay nito. Tinutukoy nito kung anong volume ang maaaring magkaroon ng nakadirekta na paggalaw ng mga naka-charge na particle. Sa aming kaso, ang isang kahon na naglalaman ng isa hanggang labindalawang bote ay madaling matupad ang nilalayon nitong layunin (hindi ito sasabog). Sa pagkakatulad, masasabi nating hindi masusunog ang konduktor.
Kung lalampas ka sa ipinahiwatig na halaga, mabibigo ang bagay. Sa kaso ng isang konduktor, papasok ang paglaban. Ang batas ng Ohm ay napakahusay na naglalarawan sa direktang paggalaw ng mga particle na may kuryente.
Relasyon sa pagitan ng iba't ibang pisikal na parameter
Kada kahonmula sa aming halimbawa, maaari kang maglagay ng isa pa. Sa kasong ito, hindi 12, ngunit kasing dami ng 24 na bote ang maaaring ilagay sa bawat unit area. Nagdagdag kami ng isa pa - at mayroong tatlumpu't anim sa kanila. Ang isa sa mga kahon ay maaaring ituring bilang isang pisikal na yunit, katulad ng boltahe.
Kung mas malawak ito (kaya binabawasan ang resistensya), mas maraming mga bote (na sa aming halimbawa ay pinapalitan ang kasalukuyang) ay maaaring ilagay. Sa pamamagitan ng pagtaas ng stack ng mga kahon, maaari kang maglagay ng mga karagdagang lalagyan sa bawat unit area. Sa kasong ito, tumataas ang kapangyarihan. Hindi nito sinisira ang kahon (konduktor). Narito ang buod ng pagkakatulad na ito:
- Ang kabuuang bilang ng mga bote ay nagpapataas ng lakas.
- Ang bilang ng mga lalagyan sa kahon ay nagpapahiwatig ng kasalukuyang lakas.
- Ang bilang ng mga kahon sa taas ay nagbibigay-daan sa iyong hatulan ang boltahe.
- Ang lapad ng kahon ay nagbibigay ng ideya sa paglaban.
Posibleng mga panganib
Napag-usapan na natin na ang direktang paggalaw ng mga naka-charge na particle ay tinatawag na current. Dapat tandaan na ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay maaaring mapanganib sa kalusugan ng tao at maging sa buhay. Narito ang isang buod ng mga katangian ng electric current:
- Nagbibigay ng pag-init ng konduktor kung saan ito dumadaloy. Kung ang network ng elektrikal ng sambahayan ay overloaded, pagkatapos ay ang pagkakabukod ay unti-unting char at gumuho. Bilang resulta, may posibilidad na magkaroon ng short circuit, na lubhang mapanganib.
- Agos ng kuryente, kapag dumadaloy ito sa mga gamit sa bahay at mga wire, ay tumutugonpaglaban ng mga elemento na bumubuo ng mga materyales. Samakatuwid, pinipili nito ang path na may pinakamababang halaga para sa parameter na ito.
- Kung magkaroon ng short circuit, tumataas nang husto ang kasalukuyang lakas. Naglalabas ito ng malaking halaga ng init. Maaari itong matunaw ang metal.
- Maaaring mangyari ang short circuit dahil sa moisture ingress. Sa mga kaso na napag-usapan kanina, nagliliwanag ang mga kalapit na bagay, ngunit sa kasong ito, palaging naghihirap ang mga tao.
- Ang electric shock ay may malaking panganib. Ito ay lubos na malamang na nakamamatay. Kapag ang isang electric current ay dumadaloy sa katawan ng tao, ang paglaban ng mga tisyu ay lubhang nababawasan. Nagsisimula silang uminit. Sa kasong ito, nasisira ang mga cell at namamatay ang mga nerve ending.
Mga Isyu sa Seguridad
Upang maiwasan ang pagkakalantad sa electric current, dapat kang gumamit ng mga espesyal na kagamitan sa proteksyon. Dapat isagawa ang trabaho sa mga guwantes na goma gamit ang isang banig ng parehong materyal, mga discharge rod, pati na rin ang mga grounding device para sa mga lugar ng trabaho at kagamitan.
Ang mga circuit switch na may iba't ibang proteksyon ay napatunayang mahusay bilang isang device na makapagliligtas sa buhay ng isang tao.
Gayundin, hindi dapat kalimutan ng isa ang tungkol sa mga pangunahing pag-iingat sa kaligtasan kapag nagtatrabaho. Kung may nangyaring sunog na kinasasangkutan ng mga de-koryenteng kagamitan, carbon dioxide at powder fire extinguisher lamang ang maaaring gamitin. Ang huli ay nagpapakita ng pinakamahusay na resulta sa paglaban sa sunog, ngunit ang mga kagamitang natatakpan ng alikabok ay hindi palaging maibabalik.
Konklusyon
Gamit ang mga halimbawang nauunawaan ng bawat mambabasa, nalaman namin na tinatawag na electric current ang inayos na direktang paggalaw ng mga naka-charge na particle. Ito ay isang napaka-kagiliw-giliw na kababalaghan, mahalaga mula sa mga posisyon ng parehong pisika at kimika. Ang electric current ay isang walang sawang katulong sa tao. Gayunpaman, dapat itong hawakan nang may pag-iingat. Tinatalakay ng artikulo ang mga isyu sa seguridad na dapat bigyang pansin kung walang pagnanais na mamatay.
