Τάση - σημαντική έννοια του ηλεκτρολόγου μηχανικού

Ηλεκτρική ενέργεια - η πιο διαδεδομένη μορφή ενέργειας προσώπου. Χωρίς υπερβολή, μπορούμε να πούμε ότι ο ορισμός του ηλεκτρικού ρεύματος και τα ηλεκτρόνια διέταξε κίνηση είναι γνωστό ακόμα και από το σχολείο φυσικής βιβλίο. Αλλά εδώ είναι ποια είναι η τάση του ρεύματος και πώς παρέχεται «ομαλή κίνηση» δεν απαντά σε όλους. Υπενθυμίζεται ότι το ηλεκτρόνιο, το στοιχειώδες ηλεκτρικό φορτίο ίδια μέσω του αγωγού δεν κινείται. Από την άλλη πλευρά, μόνο η κίνηση των φορτίων κατά μήκος της αλυσίδας συνοδεύεται εκτελώντας χρήσιμο έργο με τη μορφή της μετατροπής της ενέργειας από τη μία μορφή στην άλλη. Είναι μέσα από αυτούς τους μετασχηματισμούς του ηλεκτρικού ρεύματος σε ορισμένες περιπτώσεις λάμπει φως λαμπτήρα πυράκτωσης, και σε άλλες - περιστρέφει τον κινητήρα στροφείο. Στην πρώτη περίπτωση έχουμε την μετατροπή της ηλεκτρικής ενέργειας σε θερμότητα, και κατά το δεύτερο - η μαγνητική. Η ενέργεια που δαπανάται κινούμενα φορτία που οφείλονται στην πηγή που υποστηρίζει το ηλεκτρικό ρεύμα στο κύκλωμα. Ρέει μέσω του αγωγού, τρέχουσα μεταφέρει πηγή ενέργειας EMF στον καταναλωτή - οι περιελίξεις του νήματος του κινητήρα, κ.λπ.

Αν ορίσουμε ως τον τρέχοντα αριθμό των επιβαρύνσεων που ρέει μέσα από ένα αγωγό, μπορούμε να πούμε ότι η τρέχουσα εργασία εξαρτάται από το ύψος των εισφορών αυτών σε μια στιγμή. Και αυτό που καθορίζει το ηλεκτρικό ρεύμα στο κύκλωμα; Θεωρήστε ένα μοντέλο της ροής του ρεύματος στο παράδειγμα ενός πίδακα νερού που εξέρχεται από το άνοιγμα στον πυθμένα του κυλίνδρου γεμίζεται προς την κορυφή. Φανταστείτε ότι στο μοντέλο μας ένα κύλινδρο - ένα αγωγό, και το νερό - είναι ένας μεγάλος αριθμός των σταγονιδίων των ηλεκτρονίων. Στη συνέχεια, είναι σαφές ότι διαφυγή ανά μονάδα ποσότητας χρόνου του νερού εξαρτάται από δύο παραμέτρους - πίεση της στήλης του νερού που βρίσκεται σε ηλεκτρικά κυκλώματα, που αναφέρεται ως τάση, διάμετρος στομίου και - ένα αναλογικό ηλεκτρική αντίσταση. Το ύψος της στήλης του νερού στο μοντέλο ορίζει το άνω δυναμικού της πηγής ισχύος, φορτίζει σταγονίδιο-σαν ρεύμα των ηλεκτρονίων που ταξιδεύουν από το άνω προς το κάτω στρώμα. Η δυναμική ενέργεια της μάζας νερού, δηλ την ικανότητα να εκτελεί κάποια χρήσιμη εργασία για τα ανώτερα και κατώτερα επίπεδα είναι διαφορετικά. Λόγω της διαφοράς δυναμικού μεταξύ του ύδατος μπορεί να ρέει από την οπή και στη μετατροπή της δυναμικής ενέργειας της στήλης νερού σε κινητική ενέργεια με εκτόξευση νερού. Εάν το ύψος της στήλης του νερού για την αύξηση, τη διαφορά δυναμικού, ή την τάση, αυξάνεται, και η τρέχουσα, ή ακριβέστερα, η μάζα που ρέει ανά μονάδα χρόνου νερού αυξάνεται επίσης. Έτσι, το προτεινόμενο μοντέλο δείχνει ευθέως ανάλογη προς την ένταση του ρεύματος της τάσης.

Θεωρητικά, αυτή η ισχύς εξόδου γράφεται ως εξής: Ι = f (U) * Κ, όπου Ι - τρέχουσα, U - τάσης και Κ - ατομική χαρακτηριστικό ενός ηλεκτρικού κυκλώματος για τη διέλευση απόκριση ρεύματος - την αγωγιμότητα. Η τεχνική που χρησιμοποιείται συνήθως αντίστροφο της αγωγιμότητας του R = 1 / Κ, και ονομάζεται «αντίσταση». Αντίσταση συνήθως αντιμετωπίζεται ως ένα χρήσιμο φορτίο κύκλωμα. Στο μοντέλο μας, αυτή η «αντίσταση» περιοχή οπής χρησιμεύει για την αποστράγγιση του νερού: το μεγαλύτερο είναι, τόσο μεγαλύτερη διαπερατότητα του, ή, στη γλώσσα της ηλεκτρικής αγωγιμότητας, και ως εκ τούτου η αντίσταση ροής του νερού μειώνεται.

Το μοντέλο φαίνεται καθαρά ως μια δυναμική ενέργεια της ροής φορτίου-σταγονίδιο μετασχηματίζεται σε κινητική ενέργεια του ρέοντος ρεύματος. Η χαμηλότερη αντίσταση (ή υψηλής αγωγιμότητας), τόσο μεγαλύτερη είναι η μηχανική εργασία που εκτελείται στο σώμα του νερού. Με άλλα λόγια, διάφορα είδη των ωφέλιμων φορτίων - a DC μετατροπείς, όπως το νήμα μετατρέπει την ηλεκτρική ενέργεια σε θερμότητα και το φως, το πηνίο ρελέ μετατρέπει την ηλεκτρική ενέργεια σε ένα μαγνητικό, κ.λπ.

Επιστρέφοντας στο ηλεκτρικά κυκλώματα, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι η ένταση ρεύματος του ρεύματος Ι και η τάση U είναι ηλεκτρικές παράμετροι που καθορίζουν την τρέχουσα εργασία Α (Α = U * I).

Όταν αυτό το ρεύμα καθορίζεται από την ποσότητα του μεταβιβαζόμενου φορτίου, και η τάση είναι ο λόγος που προκαλεί τα ηλεκτρόνια «ομαλή» να κινηθούν από μία μεγαλύτερη προς μία μικρότερη χωρητικότητα. Αν η τάση είναι απούσα, δεν ποσό των ελεύθερων ηλεκτρονίων σε μια ουσία που δεν οδηγεί στην κυκλοφορία των τελών. Αυτό σημαίνει ότι η απουσία της τάσης δεν οδηγεί στη μεταβίβαση της ενέργειας.

Η καλή επίδειξη των ευρημάτων είναι υδροηλεκτρικά: χτίζουν χρησιμοποιώντας τη διαφορά μεγάλο επίπεδο (δυναμικό) του νερού. Εδώ η μάζα της πτώσης του νερού παρόμοιο με το τρέχον, και η διαφορά της άνω και κάτω επίπεδο της πισίνας παίζει το ρόλο του μία διαφορά δυναμικού.