Huidige sterkte

De huidige sterkte is een fysieke grootheid die de snelheid van een lading in een geleider kenmerkt. Het proces in de geleider gaat gepaard met het vrijgeven van een bepaalde hoeveelheid energie volgens de wet Joule-Lenz. De stroom werd ontdekt door Alessandro Volt op basis van de experimenten van Galvani, en de theorie voor experimentele verschijnselen werd vastgelegd in 1794.

Hoe de elektrische stroom wordt gevormd

Gedurende 2,5 duizend jaar voor Christus in het Oude Egypte wisten ze van elektrische vissen en beschouwden ze als verdedigers van in het water levende inwoners. De Grieken en Romeinen hadden een idee over dit onderwerp, soms probeerden ze deze functie te gebruiken voor de behandeling van hoofdpijn of jicht. Het valt op dat de lading perfect wordt overgebracht door metalen voorwerpen. De eerste probeerde 600 jaar voor Christus statische elektriciteit te bestuderen.e. Thales van Miletus. Toen erkenden ze de eigenschap van barnsteen, gedragen met wol, om ongelijksoortige diëlektrische materialen aan te trekken. Maar de pundit bereikte snel een impasse.

Het concept van elektriciteit begon zich in de jaren 1600 te ontwikkelen door William Gilbert, die experimenteerde met magnetisch ijzererts en Amber wreef. De term is afkomstig van de Griekse taal. Vertaald elektriciteit betekent "zoals barnsteen", met vergelijkbare eigenschappen. Blijkbaar is de eerste gedrukte publicatie over het onderwerp Thomas Brown's Pseudodoxia Epidemica, gepubliceerd in 1646.

Verder onderzoek is apart aan de gang. In 1752 bond Benjamin Franklin bijvoorbeeld een metalen sleutel aan een vlieger en gooide die in een stormachtige lucht. Hij zag vonken uit zijn hand springen en suggereerde de elektrische aard van de bliksem. In het Arabisch is trouwens het natuurlijke fenomeen lang hetzelfde woord genoemd met de naam van elektrische stralen. Benjamin Franklin geloofde dat elke materie een vloeistof bevat, waarvan het gebrek zich manifesteert in een negatieve lading, en de overmaat - in een positieve. Om onbekende redenen werd glas toegeschreven aan de eerste soort materialen en rubber aan de tweede. Vloeistofbeweging produceert elektrische stroom.

Als resultaat van de beschreven aanname bleek dat de richting van de stroming van het fluïdum tegengesteld is aan de bewegingsrichting van de elektronen. En vandaag in de fysica wordt de stroom aangegeven door een pijl die in de tegenovergestelde richting wijst. Deze beweging is niet snel en wordt niet uitsluitend gevormd door elektronen. De snelheid van de elementaire deeltjes is eenheden van centimeters per seconde. En de elektrische golf beweegt veel sneller. Daarom komt de stroom in de omgeving voor en verspreidt zich ongeveer bij de snelheid van het licht en verdwijnt snel.

Teruggaan naar de experimenten met rubber en glas. Het valt op dat ze versleten zijn, maar een stuk identiek materiaal afstoten. Zo ontstond het idee van twee soorten vloeistof. Lichamen die in staat zijn eigenschappen te vertonen die op rubber of glas lijken, worden elektrisch geladen genoemd. Sommige materialen bevatten een positieve en een negatieve vloeistof, stoten glas af, maar worden aangetrokken door rubber en omgekeerd.

De stroom kan worden getransporteerd door elektronen( negatieve deeltjes) of protonen( positieve deeltjes).Vaak wordt in de theorie van halfgeleiders de term "gat" gebruikt. Dit is de plaats waar op een bepaald moment een tekort is aan elektronen. De lading van deze koerier is positief. Vaak is er geen verschil in welk deeltje de stroom wordt gevormd.

Meeteenheid van elektrische stroom

Elektrische stroom wordt weergegeven als het volume van de lading dat per tijdseenheid wordt overgedragen via een eenheid van dwarsdoorsnede van een materiaal. Ampere wordt herkend als meeteenheid en de Latijnse letter I, afgeleid van de Franse uitdrukking intensite de courant, wordt gebruikt als aanduiding. Dit symbool werd gebruikt door Ampere, wiens naam de eenheid wordt genoemd, hoewel tot 1896 particuliere tijdschriften C bleven gebruiken. Er is een andere definitie van ampère in de natuurkunde:de kracht van interactie in het gebied van 1 meter lengte van 0,2 nN ".

Interpretatie is te wijten aan het feit dat de stromende stroom een ​​magnetisch veld rondom de geleider creëert, met succes in wisselwerking met anderen. Het proces wordt genormaliseerd door de wet van Ampere, afgeleid in 1820.Aanvankelijk omvatte de formule magnetische inductie, maar toen bleek het een optionele waarde te zijn. Het hangt af van de grootte van de stroom, de afstand tot het punt dat wordt bestudeerd en de magnetische constante( fysieke constante).

Wisselstroom

Voordat ze niet de aandacht vestigden, maar in het dagelijks leven, is het veel handiger om wisselstroom te gebruiken. Het is gemakkelijker om over de circuits te transporteren, dankzij de mogelijkheid om transformatoren te gebruiken die de isolatie van afzonderlijke segmenten en de transformatie van parameters uitvoeren. De frequenties van het industriële netwerk liggen meestal binnen het bereik van 50 - 60 Hz en de meeste mensen zijn geïnteresseerd in de oorzaken van de indicatoren. Nikola Tesla toonde bijvoorbeeld aan dat de huidige frequentie van meer dan 700 Hz praktisch geen schade toebrengt aan het menselijk lichaam, langs het oppervlak( huid).

Het opgegeven effect is algemeen bekend in de elektrotechniek. Het wordt 'oppervlakkig'( in het Engels) genoemd. Het fenomeen wordt gereduceerd tot het feit dat de stroom met toenemende frequentie steeds minder doordringt tot de dikte van materialen. Voor koperen geleiders met een frequentie van 60 Hz, bereikt de diepte 8,57 mm. Om de genoemde reden zijn stroomgeleiders vaak hol. Door de grote diameter zal de stroom nooit in de kern doordringen. Met holle geleiders kunt u besparen op materialen en de massa kabels verminderen.

Hier ligt de reden waarom de industrie nog niet naar een nieuw niveau is verhuisd. Het gebruik van een stroom van 700 Hz zal het netwerk immers voor de gewone burger aanzienlijk beveiligen. Een dergelijke stap vereist een radicale herziening van het ontwerp van meerfasige motoren, waardoor hun efficiëntie aanzienlijk wordt verhoogd( om de hoeveelheid overgedragen vermogen te verminderen).Wat in het huidige ontwikkelingsstadium van technologie vaak onmogelijk is.

Wisselstroom wordt meestal gevormd in een geleider door de richting van het externe magnetische veld te veranderen. Dit gebeurt op de krachtcentrale. De massieve turbine-as maakt een paar omwentelingen per seconde op de kracht, en de hoge frequentie wordt gegenereerd door het schakelen van de statorwikkeling. Dus veranderende industriestandaarden zijn relatief eenvoudig. Het gerucht gaat dat met toenemende frequentie verliezen in ferromagnetische materialen tot wervelstromen toenemen. Bovendien is de afhankelijkheid kwadratisch. Dit wordt gemakkelijk aangenomen, de kracht van inductiekoken wordt vaak verhoogd door de frequentie van de pulsen in de vermogensinvertor te verhogen.

In de literatuur wordt gezegd dat Nikola Tesla een wisselstroom van 220 V bij 60 Hz heeft voorgesteld als optimaal voor de werking van zijn eigen tweefasenmotoren( uitgevonden asynchrone machines, bewezen dat bij 60 Hz het maximale economische effect van het gebruik van eigen ontwikkelingen wordt bereikt).Vanwege een aantal verschillen in de coördinatie en lobby van particuliere belangen, zijn de parameters verschillend in de VS en Europa.

Nicola Tesla wordt beschouwd als de vader van AC en asynchrone motoren. Het genoemde type beweging van ladingsdragers verschilt van het constante type: "Wisselstroom verwijst naar de stroom ladingsdragers afwisselend in beide richtingen langs de geleider."

-definitie kan worden toegeschreven aan vloeistoffen. Wisselstroom wordt gevormd door één lading en vervolgens door een andere. In de praktijk wordt dit meestal een stroom van elektronen genoemd, twee keer de richting in een periode veranderend. De frequentie van het proces wordt gemeten in Hz, de grafiek( deeltjesfluxdichtheid) ligt dicht bij een sinusgolf. In industriële netwerken zijn er drie fasen( de voorouder - M. O. Dolivo-Dobrovolsky, de eerste die fouten aantreft in de theoretische limieten voor de efficiëntie van multifase-stroommotoren).Stel je voor dat onafhankelijke sinusoïden 120 graden gelijkmatig ten opzichte van elkaar worden verschoven. Terwijl de ene grafiek door nul gaat, is de tweede al bezig met een derde van de periode, en de andere - twee derde.

Met drie fasen in industriële eenheden kunt u een roterend magnetisch veld creëren( het geesteskind van Nikola Tesla), dat de rotoren van elektromotoren aandrijft. In dit geval is het mogelijk om aanzienlijk te sparen op het koper van de neutrale draad( neutraal), het grootste deel van de stroom verlaat de installatie via de fasedraden, waar de potentiaal tijdens deze cyclustijd lager is. Circuitontwerp van 380 V-netwerken verschilt aanzienlijk van 220.

Fenomenen met betrekking tot elektrische stroom

Magnetische velden

Er is al waargenomen dat de elektrische stroom die door een geleider vloeit een magnetisch veld daaromheen creëert. Het principe van de werking van apparaten is gebaseerd op dit principe. Onder het genoemde aantal worden elektrische sloten als de eenvoudigste beschouwd. Door het maken van coils of wire is het mogelijk om het effect van het resulterende veld uit elke beurt toe te voegen. Wat ze in de praktijk gebruiken, vormt een kleine stroom de aantrekkingskracht van het anker van het slot van enkele centers met een belachelijk nominaal vermogen van tien watt. Dit is hoe de meeste intercomsystemen werken.

Evenzo wordt het effect van het verschijnen van een magnetisch veld toegepast op:

1. Laden en lossen van ferrometalen op ontvangst- en verwerkingspunten.
2. Verschillende relais.
3. Elektrische motoren van alle modificaties.

Thermisch effect

De stroom tijdens de stroom door een geleider veroorzaakt een verwarmingseffect. Het fenomeen wordt beschreven door de wet Joule-Lenz, waarin staat dat het thermische effect recht evenredig is met het kwadraat van de elektrische stroom en de weerstand van de geleider. Het belangrijkste misverstand van technologie door beginners is hierop gebaseerd. Bij lage spanning verbruiken de meeste apparaten om hetzelfde vermogen te behouden meer stroom. Een treffend voorbeeld zijn de gloeilampen, waar bij de spanning van 27 V de voormalige intensiteit slechts wordt bereikt door een tienvoudige stroomstijging.

Dit veroorzaakt schokkende oververhitting van het netsnoer. Volgens het Joule-Lenz-effect, blijkt dat het vermogen afhangt van het kwadraat van de stroom. En wanneer de laatste 10 keer wordt verhoogd, neemt het thermische effect met twee orden van grootte toe( 100 keer).Dit verklaart een dergelijke hoge opwarming van de plaats van de lasboog, hoewel het netsnoer koud blijft. Het verzonden vermogen blijft hetzelfde, maar de spanning op de elektrode is veel lager dan de ingang 220 V. Het effect van temperatuurstijging treedt op.

Het thermische effect wordt toegepast in kachels, waar het wordt beschouwd als een bijwerking, maar nuttig. Wat betreft de bollen met gloeidraden, hier wordt het grootste deel van de energie verspild. De draad wordt verwarmd door de stroom van elektrische stroom, maar lage energie wordt omgezet in licht. Massa wordt uitgezonden door straling in het infrarode, onzichtbare spectrum. Deze complexiteit wordt opgelost in energiebesparende gloeilampen, waarbij de stroom zich in een gasvormig medium boort of fotonen uitzendt, die door de pn-overgang van een speciaal ontwerp gaan.

In elektrische kachels proberen ze de efficiëntie te verbeteren door richteigenschappen te creëren met behulp van spiegels en andere reflectoren.

Overdracht van informatie

Er is waargenomen dat de hoogfrequente stroom zich voornamelijk over het oppervlak van de geleider verspreidt en niet in de dikte. Dientengevolge straalt de metalen staaf actief energie de ruimte in. In conventionele draden om het effect van het scherm te blokkeren wordt gebruikt, als het opzettelijk is verwijderd, blijkt de antenne. Dit wordt gebruikt voor het verzenden van informatie via de ether. Nikola Tesla was van plan energie over te brengen naar de afstand met behulp van de beschreven methode. Maar het onderzoek bleef geclassificeerd door de FBI en maakte publiekelijk bekend dat het nieuwste werk van de wetenschapper de taak niet kan oplossen.