Posible bang isipin ang iyong buhay na walang kuryente? Ang modernong tao ay mahigpit na pinalibutan ang kanyang sarili ng mga gamit sa bahay na nakakatulong sa buhay. Hindi na natin maiisip ang ating sarili at ang ating buhay na walang mga smart home assistant.
Ang teknolohiya ay lalong lumilipat sa paggamit ng kuryente. Maging ang transportasyon ay unti-unting inililipat sa mga de-koryenteng motor, na maaaring mabawasan ang malaking pinsala sa kalikasan.
Ngayon ay susubukan naming sagutin ang mga sumusunod na tanong:
- Ano ang electric current?
- Ano ang boltahe ng kuryente?
- Paano matukoy ang boltahe?
- Ano ang sinusukat na boltahe?
Ano ang kasalukuyan?
Sa bukang-liwayway ng pag-aaral ng kuryente, ito ay nakuha sa pamamagitan ng paghagod ng isang katawan laban sa isa pa. Maaaring makakuha ng mas malaking supply ng singil sa panahon ng bagyo gamit ang natural na discharge - kidlat. Nabatid na ang paraang ito ay nagbuwis ng buhay ng isang estudyante ng M. V. Lomonosov - Richter.
Ang singil mismo ay mahirap at hindi makatwiran na gamitin. Ito ay kinakailangan upang makuha ang nakadirekta na paggalaw nito - isang electric current. Mga kasalukuyang property:
- pinainit ang konduktor;
- aksyong kemikal;
- mekanikal na pagkilos;
- magnetic na pagkilos.
Ginagamit ang mga ito sa pang-araw-araw na buhay at teknolohiya. Ang isang kinakailangang kondisyon para sa pagkakaroon ng kasalukuyang ay ang pagkakaroon ng kasalukuyang pinagmumulan, mga libreng singil sa kuryente at isang saradong konduktor.
Background
Noong 1792, ang sikat na Italyano na pisiko, physiologist at imbentor na si Alessandro Volta ay naging interesado sa mga konklusyon ng kanyang kababayan na si Luigi Galvani tungkol sa likas na katangian ng kasalukuyang mga impulses sa mga organo ng hayop. Ang pangmatagalang pagmamasid sa pag-uugali ng mga binti ng palaka, na naayos sa mga kawit na metal, ay nagpapahintulot sa kanya na tapusin na ang pinagmumulan ng kuryente ay hindi isang buhay na organismo, ngunit ang pakikipag-ugnay sa magkakaibang mga metal. Ang sitwasyong ito ang nag-aambag sa daloy ng kuryente, at ang reaksyon ng mga nerve ending ay isang physiological effect lamang ng kasalukuyang.
Isang natatanging pagtuklas ang humantong sa paglikha ng unang direktang kasalukuyang pinagmumulan ng mundo, na tinatawag na Voltaic Pillar. Ang mga di-magkatulad na metal (nagtalo si Volta na dapat silang alisin sa isa't isa sa isang serye ng mga elemento ng kemikal) ay inilalagay sa papel na pinapagbinhi ng likidong "conductor of the second kind."
Ang device na ito ang unang pinagmumulan ng pare-parehong boltahe. Ang yunit ng boltahe ng kuryente ay nag-imortal sa pangalan ni Alessandro Volta.
DC power supply
Ang pangunahing elemento ng electrical circuit ay kasalukuyang pinagmumulan. Ang layunin nito ay lumikha ng isang electric field, sa ilalim ng impluwensya kung saan ang mga libreng sisingilin na mga particle (mga electron, ions) ay pumapasok sa direksyon na paggalaw. Naipon saAng mga indibidwal na elemento ng source charges (tinatawag silang mga pole) ay may iba't ibang palatandaan. Ang singil mismo ay muling ibinahagi sa loob ng pinagmulan sa ilalim ng pagkilos ng mga puwersa na hindi de-kuryente (mekanikal, kemikal, magnetic, thermal, at iba pa). Ang electric field na nilikha ng mga pole sa labas ng kasalukuyang pinagmumulan ay gumagawa ng gawain ng paglipat ng singil sa isang saradong konduktor. Nagsalita si Alessandro Volta tungkol sa pangangailangan para sa isang closed circuit upang lumikha ng direktang kasalukuyang.
Dahil gumagalaw ang singil sa mga pinagmumulan sa ilalim ng pagkilos ng mga puwersang hindi de-kuryente, maaaring pagtalunan na gumagana ang mga puwersang ito. Tawagin natin silang mga tagalabas. Ang ratio ng gawain ng mga panlabas na puwersa upang ilipat ang singil sa loob ng kasalukuyang pinagmumulan sa magnitude ng singil ay tinatawag na electromotive force.
Mathematical notation para sa ratio na ito:
- Ε=Ast: q,
kung saan ang E ay ang electromotive force (EMF), ang Astay ang gawain ng mga panlabas na puwersa, ang q ay ang singil na dala ng mga panlabas na puwersa sa pinagmulan.
Isinasaad ng EMF ang kakayahan ng isang source na lumikha ng isang kasalukuyang, ngunit ang pangunahing katangian ng isang pinagmulan ay minsan ay itinuturing na isang boltahe ng kuryente (potensyal na pagkakaiba).
Voltage
Ang ratio ng gawain ng field para ilipat ang charge sa conductor sa magnitude ng charge ay tinatawag na electric voltage.
Para matukoy ito, kailangan mong hatiin ang halaga ng field work sa halaga ng singil. Hayaan ang A ang gawaing ginawa ng electric field ng kasalukuyang pinagmumulan upang ilipat ang singil q. U - boltahe ng kuryente. Notation sa matematika ng kaukulang formula:
U=A: q
Tulad ng anumang pisikal na dami, ang boltahe ay may yunit ng sukat. Paano sinusukat ang boltahe? Sa pangalan ng imbentor ng unang direktang kasalukuyang mapagkukunan sa mundo, si Alessandro Volta, ang halagang ito ay binigyan ng sarili nitong yunit ng pagsukat. Sa internasyonal na sistema, ang boltahe ay sinusukat sa volts (V).
Ang boltahe na 1 V ay ang boltahe ng isang electric field na gumagana ng 1 J upang ilipat ang singil na 1 C.
V=J/C=N•m/(A•s)=kg•m/(A•s3).
Sa mga pangunahing yunit ng SI, ang yunit ng boltahe ng kuryente:
kg•m/(A•s3).
Kinakailangang halaga
Bakit hindi sapat, na nagpapakilala sa kasalukuyang, upang ipakilala ang konsepto ng kasalukuyang lakas? Gumawa tayo ng eksperimento sa pag-iisip. Kumuha tayo ng dalawang magkaibang lamp: isang ordinaryong lampara sa bahay at isang lampara mula sa isang flashlight. Kapag ikinonekta ang mga ito sa iba't ibang kasalukuyang pinagmumulan (network ng lungsod at baterya), maaari kang makakuha ng eksaktong parehong kasalukuyang halaga. Kasabay nito, ang lampara sa bahay ay nagbibigay ng higit na liwanag, ibig sabihin, ang gawain ng agos sa loob nito ay mas malaki.
Ang iba't ibang kasalukuyang pinagmumulan ay may iba't ibang boltahe. Samakatuwid, mahalaga ang halagang ito.
Kapaki-pakinabang na pagkakatulad
Ang pag-unawa sa pisikal na kahulugan ng boltahe ng kuryente ay nagmumula sa isang kawili-wiling pagkakatulad. Sa pakikipag-ugnayan ng mga sisidlan, ang likido ay dumadaloy mula sa tubo patungo sa tubo kung mayroong pagkakaiba sa presyon sa mga ito. Ang daloy ng likido ay humihinto sa kaso ng pagkakapantay-pantaypresyon.
Kung ang liquid current ay inihambing sa daloy ng electric charge, ang pagkakaiba sa presyon ng mga liquid column ay gumaganap ng parehong papel sa potensyal na pagkakaiba sa kasalukuyang pinagmulan.
Hangga't ang mga prosesong kasama ng muling pamimigay ng singil sa mga poste ay nagaganap sa loob ng kasalukuyang pinagmumulan, ito ay nakakagawa ng agos sa konduktor. Ang boltahe ng electric current ay sinusukat sa volts, ang pagkakaiba sa presyon ay may isang yunit ng pagsukat - pascal.
Alternating current
Ang agos ng kuryente, na pana-panahong nagbabago ng direksyon, ay tinatawag na variable. Ito ay nilikha ng isang alternating boltahe source. Kadalasan ito ay isang generator. Subukan nating ipaliwanag: ano ang sukat ng boltahe ng AC?
Ang mismong prinsipyo ng kasalukuyang henerasyon ay nakabatay sa phenomenon ng electromagnetic induction. Ang pag-ikot ng isang closed circuit sa isang magnetic field ay humahantong sa hitsura ng isang potensyal na pagkakaiba sa konduktor. Ang boltahe ay sinusukat sa volts at sa kaso ng iba't ibang kasalukuyang.
Maaari bang pagtalunan na ang boltahe ay hindi nagbabago? Malinaw, dahil sa isang pagbabago sa anggulo sa pagitan ng eroplano ng tabas at ang normal dito, ang nabuong boltahe ay nagbabago sa paglipas ng panahon. Ang halaga nito ay lumalaki mula sa zero hanggang sa ilang pinakamataas na halaga, pagkatapos ay bumabagsak muli sa zero. Hindi na kailangang pag-usapan ang tungkol sa isang tiyak na halaga. Ilagay ang tinatawag na epektibong halaga ng boltahe:
- Ud=U: √2.
Anong instrumento ang sumusukat ng boltahe?
Isang device para sa pagsukat ng boltahe ng kuryente - isang voltmeter. Ang prinsipyo ng operasyon nito ay batay sa pakikipag-ugnayan ng isang circuit na may kasalukuyang at isang magnetic fieldpermanenteng magnet. Ito ay kilala na ang isang circuit na may kasalukuyang umiikot sa isang magnetic field. Depende sa dami ng kasalukuyang sa circuit, nagbabago ang anggulo ng pag-ikot.
Kung ikabit mo ang isang arrow sa circuit, lumilihis ito mula sa zero kapag dumadaloy ang kasalukuyang sa circuit (karaniwan ay ang coil). Depende sa kung saan ang boltahe ay sinusukat, ang sukat ng aparato ay nagtapos. Posibleng gumamit ng submultiple at multiple.
Sa kaso ng mga mababang halaga, ang boltahe ng kuryente ay sinusukat sa millivolts o microvolts. Sa kabaligtaran, maraming unit ang ginagamit sa mga network na may mataas na boltahe.
Anumang voltmeter ay konektado sa parallel sa bahaging iyon ng circuit kung saan sinusukat ang boltahe. Ang pangunahing pag-aari ng circuit ng aparato ay maaaring tinatawag na mataas na ohmic resistance. Ang isang voltmeter, kahit na ano ang boltahe ay sinusukat, ay hindi dapat makaapekto sa kasalukuyang lakas sa circuit. Isang maliit na agos ang dumaan dito, na hindi gaanong nakakaapekto sa pangunahing halaga.
Voltage table
| Pisikal na device | Voltage sa mga contact nito, V |
| Volt pole | 1, 1 |
| Baterya ng flashlight | 1, 5 |
| Baterya ng alkalina | 1, 25 |
| Acid na baterya | 2 |
| City network | 220 |
| Mataas na boltahemga linya ng kuryente | 500,000 |
| Sa pagitan ng mga ulap sa isang bagyong may pagkidlat | Hanggang 100,000,000 |
Praktikal na paggamit ng voltmeter
Para epektibong gamitin ang voltmeter, dapat mong matutunan kung paano ito gamitin. Maaaring payuhan ang isang mausisa na eksperimento na makipag-ugnayan sa mga guro ng paaralan.
Ang mga silid-aralan sa physics ng paaralan ay nilagyan ng mga laboratoryo at mga instrumento sa pagpapakita para sa pagsukat ng mga stress.
Paandarin ang anumang voltmeter nang may pag-iingat, sumusunod sa mga simpleng panuntunan:
- Ang voltmeter ay may maximum na limitasyon sa pagsukat. Ito ang pinakamataas na halaga sa kanyang sukat. Huwag ikonekta ito sa isang circuit na naglalaman ng mas mataas na elemento ng boltahe.
- Kung walang ibang source o voltmeter, maaari kang gumamit ng system ng karagdagang resistensya. Sa kasong ito, dapat ding baguhin ang sukat ng voltmeter.
- Ang mga electrical appliances ay konektado sa DC circuit depende sa mga indikasyon ng charge sign sa mga terminal nito. Ang positibong terminal ng kasalukuyang pinagmumulan ay dapat na konektado sa positibong terminal ng voltmeter, ang negatibong terminal sa negatibong terminal. Kung magkakahalo, maaaring yumuko ang mga arrow ng device, na lubhang hindi kanais-nais.
- Lahat ng koneksyon ay ginawang eksklusibo sa isang de-energized na circuit.
Hindi malusog
Ang pagkilos ng electric current ay maaaring hindi ligtas para sa mga tao. Mas mababa sa 24 V ay itinuturing na hindi nakakapinsala.
Ang pagkilos ng kasalukuyang sa ilalim ng boltahe ng network ng lungsod (220 V) ay medyo kapansin-pansin. Ang pagpindot sa mga hubad na contact ay sinamahan ng isang makabuluhang "pagkabigla".
Ang boltahe sa panahon ng bagyo ay dumadaan sa napakataas na agos sa katawan ng tao na nagbabanta itong papatayin siya. Huwag ipagsapalaran ang iyong buhay at kalusugan.
