Зарядталган бөлүкчөлөрдүн багытталган кыймылы деген эмне? Көптөр үчүн бул түшүнүксүз аймак, бирок чындыгында баары абдан жөнөкөй. Ошентип, алар заряддалган бөлүкчөлөрдүн багытталган кыймылы жөнүндө айтканда, алар токту билдирет. Келгиле, анын негизги мүнөздөмөлөрүн жана формулаларын карап чыгалы, ошондой эле аны менен иштөөдө коопсуздук маселелерин карап көрөлү.
Жалпы маалымат
Анықтама менен башта. Электр тогу деп дайыма электр талаасынын таасири астында ишке ашырылуучу заряддалган бөлүкчөлөрдүн иреттүү (багытталган) кыймылы түшүнүлөт. Бул учурда кандай объекттерди кароого болот? Бөлүкчөлөр электрондорду, иондорду, протондорду, тешиктерди билдирет. Ошондой эле азыркы күч кандай экенин билүү маанилүү. Бул өткөргүчтүн кесилишинен убакыт бирдигинде агып өткөн заряддуу бөлүкчөлөрдүн саны.
Кубулуштун табияты
Бардык физикалык заттар атомдордон пайда болгон молекулалардан турат. Алар ошондой эле акыркы материал эмес, анткени аларда элементтер (ядро жана анын айланасында айлануучу электрондор) бар. Бардык химиялык реакциялар бөлүкчөлөрдүн кыймылы менен коштолот. Мисалы, электрондордун катышуусу менен кээ бир атомдор жетишсиздигин, кээ бирлери ашыкчалыкты сезишет. Бул учурда заттар карама-каршы зарядга ээ. Эгер алардын контакты пайда болсо, анда биринин электрондору экинчисине өтүүгө ыкташат.
Элементардык бөлүкчөлөрдүн мындай физикалык табияты электр тогунун маңызын түшүндүрөт. Бул заряддуу бөлүкчөлөрдүн багыттуу кыймылы маанилер барабар болгонго чейин уланат. Бул учурда, өзгөрүүлөрдүн реакциясы чынжыр болуп саналат. Башкача айтканда, кеткен электрондун ордуна башкасы келет. Алмаштыруу үчүн коңшу атомдун бөлүкчөлөрү колдонулат. Бирок чынжыр муну менен эле бүтпөйт. Электрон экстремалдык атомго да келе алат, мисалы, агып жаткан токтун булагынын терс уюлунан.
Мындай абалдын мисалы - батарея. Өткөргүчтүн терс жагынан электрондор булактын оң уюлуна жылат. Терс жуккан компоненттин бардык бөлүкчөлөрү түгөнүп калганда ток токтойт. Бул учурда, батарея өлүп калган деп айтылат. Ушундай жол менен кыймылдаган заряддуу бөлүкчөлөрдүн багытталган кыймылынын ылдамдыгы кандай? Бул суроого жооп берүү биринчи караганда көрүнгөндөй оңой эмес.
Стресстин ролу
Бул түшүнүк эмне үчүн колдонулат? Чыңалуу - электр талаасынын мүнөздөмөсү, анын ичиндеги эки чекиттин ортосундагы потенциалдар айырмасы. Көптөр үчүн бул түшүнүксүз көрүнүшү мүмкүн. Заряддалган бөлүкчөлөрдүн багытталган (тартиптүү) кыймылы жөнүндө сөз болгондо, чыңалууну түшүнүү керек.
Бизде жөнөкөй дирижер бар деп элестетип көрөлү. Бул жез же алюминий сыяктуу металлдан жасалган зым болушу мүмкүн. Биздин учурда бул анчалык деле маанилүү эмес. Электрондун массасы 9,10938215(45)×10-31kg. Бул абдан материалдык экенин билдирет. Бирок өткөргүч металл катуу. Анда кантип электрондор ал аркылуу өтө алат?
Эмне үчүн металл буюмдарында ток болушу мүмкүн
Келгиле, ар бирибиз мектептен үйрөнүүгө мүмкүнчүлүгүбүз болгон химиянын негиздерине кайрылалы. Эгерде заттагы электрондордун саны протондордун санына барабар болсо, анда элементтин нейтралдуулугу камсыз кылынат. Менделеевдин мезгилдик мыйзамынын негизинде кайсы зат менен иштөө керектиги аныкталат. Бул протондордун жана нейтрондордун санына жараша болот. Ядро менен электрондордун массаларынын ортосундагы чоң айырманы көз жаздымда калтыруу мүмкүн эмес. Эгер алар алынып салынса, атомдун салмагы дээрлик өзгөрүүсүз калат.
Мисалы, протондун массасы электрондун маанисинен болжол менен 1836га чоң. Бирок бул микроскопиялык бөлүкчөлөр абдан маанилүү, анткени алар оңой эле кээ бир атомдорду таштап, башкаларына кошула алышат. Ошол эле учурда алардын санынын азайышы же көбөйүшү алып келетатомдун зарядын өзгөртүү үчүн. Эгерде биз бир атомду эске алсак, анда анын электрондорунун саны ар дайым өзгөрүлмө болот. Алар тынымсыз кетип, кайра келишет. Бул жылуулук кыймылына жана энергияны жоготууга байланыштуу.
Физикалык кубулуштун химиялык өзгөчөлүгү
Электрдик заряддуу бөлүкчөлөрдүн багытталган кыймылы болгондо, атомдук масса жоголуп кетпейби? Дирижердун курамы өзгөрөбү? Бул көптөрдүн башын айланткан абдан маанилүү жаңылыштык. Бул учурда жооп терс гана болот. Бул химиялык элементтер атомдук массасы менен эмес, ядродогу протондордун саны менен аныкталат. Бул учурда электрондордун/нейтрондордун болушу же жоктугу роль ойнобойт. Иш жүзүндө мындай көрүнөт:
- Электрондорду кошуу же кемитүү. Бул ион болуп чыкты.
- Нейтрондорду кошуу же кемитүү. Бул изотоп болуп чыкты.
Химиялык элемент өзгөрбөйт. Бирок протондор менен абал башкача. Эгерде ал бир гана болсо, анда бизде суутек бар. Эки протон - жана биз гелий жөнүндө сөз болуп жатат. Үч бөлүкчө литий болуп саналат. Жана башкалар. Уландысына кызыккандар мезгилдик таблицадан караса болот. Эсиңизде болсун: ток өткөргүчтөн миң жолу өтсө да, анын химиялык курамы өзгөрбөйт. Бирок, балким, башкача.
Электролиттер жана башка кызыктуу учурлар
Электролиттердин өзгөчөлүгү - алардын химиялык курамы өзгөрөт. Анан агымдын таасири астындаэлектролит элементтери. Алардын потенциалы түгөнгөндө заряддалган бөлүкчөлөрдүн багытталган кыймылы токтойт. Бул абал электролиттердеги зарядды алып жүрүүчүлөр иондор болгонуна байланыштуу.
Мындан тышкары, электрондору таптакыр жок химиялык элементтер бар. Мисалы:
- Атомдук космостук суутек.
- Плазма абалындагы бардык заттар.
- Атмосферанын жогорку катмарындагы газдар (Жер гана эмес, аба массасы бар башка планеталар да).
- Ылдамдаткычтар менен коллайдерлердин мазмуну.
Ошондой эле белгилей кетүүчү нерсе, электр тогунун таасири астында кээ бир химиялык заттар түз мааниде кыйрап калышы мүмкүн. Белгилүү мисал - сактагыч. Микродеңгээлде ал кандай көрүнөт? Кыймылдуу электрондор атомдорду өз жолунда түртүшөт. Эгерде ток өтө күчтүү болсо, анда өткөргүчтүн кристалл торчосу туруштук бере албайт жана бузулат жана зат эрийт.
Ылдамдыкка кайтуу
Буга чейин бул жагдайга үстүртөн айтылган. Эми аны жакшыраак карап көрөлү. Заряддалган бөлүкчөлөрдүн электр тогу түрүндөгү багытталган кыймылынын ылдамдыгы жөнүндө түшүнүк жок экенин белгилей кетүү керек. Бул ар кандай баалуулуктар чырмалышкандыгы менен шартталган. Ошентип, электр талаасы өткөргүч аркылуу жарыктын кыймылына жакын ылдамдыкта, башкача айтканда, секундасына 300 000 километрге жакын ылдамдыкта тарайт.
Анын таасири астында бардык электрондор кыймылдай баштайт. Бирок алардын ылдамдыгыабдан кичинекей. Бул болжол менен секундасына 0,007 миллиметрди түзөт. Ошол эле учурда алар жылуулук кыймылында да туш келди шашышат. Протондор менен нейтрондордо абал башкача. Алар бир эле окуялар алардын башына келиши үчүн өтө чоң. Эреже катары, жарыктын маанисине жакын алардын ылдамдыгы жөнүндө сөз кылуунун кажети жок.
Физикалык параметрлер
Эми физикалык көз караштан электр талаасында заряддалган бөлүкчөлөрдүн кыймылы эмне экенин карап көрөлү. Бул үчүн бизде 12 бөтөлкө газдалган суусундук салынган картон куту бар деп элестетели. Ошол эле учурда ал жерге дагы бир контейнер коюу аракети болууда. Бул ийгиликтүү болду деп ойлойлу. Бирок куту эптеп аман калган. Башка бөтөлкө салганга аракет кылганыңызда, ал сынып, бардык идиштер түшөт.
Керилген кутучаны өткөргүчтүн кесилишине салыштырууга болот. Бул параметр (калың зым) канчалык жогору болсо, ал ошончолук көбүрөөк ток бере алат. Бул заряддалган бөлүкчөлөрдүн багытталган кыймылы кандай көлөмгө ээ боло аларын аныктайт. Биздин учурда, бирден он эки бөтөлкөдөн турган куту өз максатын оңой аткара алат (ал жарылбайт). Аналогия боюнча, дирижер күйбөйт деп айта алабыз.
Эгер көрсөтүлгөн мааниден ашсаңыз, объект иштебей калат. Дирижер болгон учурда каршылык пайда болот. Ом мыйзамы электрдик заряддуу бөлүкчөлөрдүн багытталган кыймылын абдан жакшы сүрөттөйт.
Ар кандай физикалык параметрлердин ортосундагы байланыш
Ар бир кутугабиздин мисалдан сиз дагы бирөөнү коё аласыз. Бул учурда аянтка 12 эмес, 24 бөтөлкө коюуга болот. Дагы бирөөнү кошобуз – алардын отуз алтысы бар. Кутулардын бирин чыңалууга окшош физикалык бирдик катары кароого болот.
Ал канчалык кенен болсо (ошентип каршылыкты азайтат), ошончолук көп бөтөлкөлөрдү (биздин мисалда токтун ордун алмаштырат) коюуга болот. Коробкалардын топтомун көбөйтүү менен, сиз аянтка кошумча контейнерлерди жайгаштырсаңыз болот. Бул учурда, күч көбөйөт. Бул кутуну (дирижерду) жок кылбайт. Бул аналогиянын корутундусу:
- Бөтөлкөлөрдүн жалпы саны кубаттуулукту жогорулатат.
- Кутудагы контейнерлердин саны учурдагы кубаттуулукту көрсөтөт.
- Бийиктиктеги кутучалардын саны чыңалууну баалоого мүмкүндүк берет.
- Кутучанын туурасы каршылык жөнүндө түшүнүк берет.
Мүмкүн болгон коркунучтар
Зарядталган бөлүкчөлөрдүн багытталган кыймылы ток деп аталат деп жогоруда айтканбыз. Бул көрүнүш адамдын ден соолугуна, ал тургай өмүрүнө коркунучтуу болушу мүмкүн экенин белгилей кетүү керек. Бул жерде электр тогу касиеттеринин кыскача маалыматы:
- Агып өтүүчү өткөргүчтүн жылытылышын камсыздайт. Эгерде тиричилик электр тармагы ашыкча жүктөлгөн болсо, анда изоляция акырындык менен күйүп, урап калат. Натыйжада, өтө кооптуу болгон кыска туташуу мүмкүнчүлүгү бар.
- Электр тогу тиричилик шаймандары жана зымдары аркылуу өткөндө бири-бирине жолугатматериалдарды түзүүчү элементтердин каршылыгы. Ошондуктан, ал бул параметр үчүн минималдуу мааниге ээ болгон жолду тандайт.
- Эгер кыска туташуу пайда болсо, токтун күчү кескин жогорулайт. Бул жылуулуктун олуттуу көлөмүн бөлүп чыгарат. Ал металлды эрите алат.
- Ным кирип кеткендиктен кыска туташуу пайда болушу мүмкүн. Мурда талкууланган учурларда жакын жердеги объекттер күйөт, бирок бул учурда адамдар дайыма кыйналышат.
- Электр шок олуттуу коркунуч алып келет. Ал тургай өлүмгө дуушар болушу толук ыктымал. Адам денеси аркылуу электр тогу өткөндө ткандардын каршылыгы абдан азаят. Алар ысый баштайт. Бул учурда клеткалар бузулуп, нерв учтары өлөт.
Коопсуздук маселелери
Электр тогунун таасиринен сактануу үчүн атайын коргоочу каражаттарды колдонуу керек. Жумуш резина колкапта, ошол эле материалдан жасалган килемче, разряддык штангаларды, ошондой эле жумуш орундарын жана жабдууларды жерге туташтыруучу түзүлүштөрдү колдонуу менен жүргүзүлүшү керек.
Түрдүү коргоосу бар чынжыр өчүргүчтөр адамдын өмүрүн сактап кала турган түзүлүш катары жакшы экени далилденген.
Ошондой эле иштөөдө негизги коопсуздук чараларын унутпаш керек. Эгерде өрт электр жабдууларынан чыкса, көмүр кычкыл газы жана порошок өрт өчүргүчтөрдү гана колдонууга болот. Акыркысы өрткө каршы күрөшүүдө эң жакшы натыйжаны көрсөтөт, бирок чаң басып калган жабдууларды дайыма эле калыбына келтирүү мүмкүн эмес.
Тыянак
Ар бир окурманга түшүнүктүү болгон мисалдарды колдонуу менен биз заряддалган бөлүкчөлөрдүн иреттүү багытталган кыймылы электр тогу деп аталаарын билдик. Бул физиканын да, химиянын да позицияларынан маанилүү болгон абдан кызыктуу көрүнүш. Электр тогы адамдын талыкпас жардамчысы. Бирок, ага этияттык менен мамиле кылуу керек. Макалада өлүмдү каалабаган учурда көңүл буруу керек болгон коопсуздук маселелери талкууланат.
