Өмүрүңүздү электр жарыгысыз элестетүүгө болобу? Заманбап адам жашоого жардам берген тиричилик техникасы менен бекем курчалган. Биз өзүбүздү жана жашообузду акылдуу үй жардамчыларысыз элестете албайбыз.
Технология барган сайын электр энергиясын колдонууга өтүп жатат. Атүгүл транспорт да акырындап электр кыймылдаткычтарына өтүп жатат, бул жаратылышка олуттуу зыян келтирет.
Бүгүн биз төмөнкү суроолорго жооп бергенге аракет кылабыз:
- Электр тогу деген эмне?
- Электр чыңалуу деген эмне?
- Чыңалууну кантип аныктоого болот?
- Чыңалуу эмне менен өлчөнөт?
Учурда эмне?
Электр тогун изилдөөнүн башталышында бир денени экинчи денеге сүртүү аркылуу алынган. Табигый разряддын - чагылгандын жардамы менен күн күркүрөгөндө заряддын көбүрөөк запасын алууга болот. Бул ыкма М. В. Ломоносовдун шакирти Рихтердин өмүрүн кыйганы белгилүү.
Заряддын өзүн колдонуу кыйын жана акылга сыйбайт. Анын багытталган кыймылын - электр тогун алуу зарыл. Учурдагы касиеттери:
- өткөргүчтү жылытуу;
- химиялык аракет;
- механикалык аракет;
- магниттик аракет.
Алар күнүмдүк жашоодо жана технологияда колдонулат. Токтун болушунун зарыл шарты болуп ток булагынын, бош электр заряддарынын жана жабык өткөргүчтүн болушу саналат.
Фон
1792-жылы атактуу италиялык физик, физиолог жана ойлоп табуучу Алессандро Вольта өзүнүн жердеши Луиджи Галванинин жаныбарлардын органдарындагы ток импульстарынын табияты жөнүндөгү корутундуларына кызыгып калган. Металл илгичтерге бекитилген баканын буттарынын жүрүм-турумун узак убакыт бою байкоо ага электр энергиясынын булагы тирүү организм эмес, окшош эмес металлдардын контакты деген тыянак чыгарууга мүмкүндүк берди. Дал ушул жагдай электр тогунун агымын шарттайт, ал эми нерв учтарынын реакциясы токтун физиологиялык таасири гана болуп саналат.
Уникалдуу ачылыш Voltaic Pillar деп аталган дүйнөдө биринчи түз токтун булагын түзүүгө алып келди. Окшош эмес металлдар (Вольта аларды химиялык элементтердин сериясында бири-биринен алып салуу керек деп ырастады) суюк "экинчи түрдөгү өткөргүч" менен сиңирилген кагаз менен төшөлөт.
Бул түзмөк туруктуу чыңалуунун биринчи булагы болгон. Электр чыңалуу бирдиги Алессандро Вольтанын атын түбөлүккө калтырды.
DC кубат менен камсыздоо
Электр чынжырынын негизги элементи ток булагы болуп саналат. Анын максаты – электр талаасын түзүү, анын таасири астында эркин заряддуу бөлүкчөлөр (электрондор, иондор) багытталган кыймылга келет. боюнча топтолгонбулак заряддарынын айрым элементтери (алар уюлдар деп аталат) ар кандай белгилерге ээ. Заряддын өзү булактын ичинде электрдик эмес мүнөздөгү күчтөрдүн (механикалык, химиялык, магниттик, жылуулук ж.б.у.с.) таасири астында кайра бөлүштүрүлөт. Ток булагынын сыртындагы уюлдар тарабынан түзүлгөн электр талаасы зарядды жабык өткөргүчтө жылдыруу ишин аткарат. Алессандро Вольта туруктуу ток жаратуу үчүн жабык чынжырдын зарылдыгы жөнүндө айтты.
Заряд электрдик эмес күчтөрдүн таасири астында булактарда кыймылдагандыктан, бул күчтөр иштейт деп айтууга болот. Аларды сырттан келгендер дейли. Ток булагынын ичиндеги зарядды өткөрүү үчүн тышкы күчтөрдүн ишинин заряддын чоңдугуна болгон катышы электр кыймылдаткыч күч деп аталат.
Бул катыш үчүн математикалык белгилер:
- Ε=Ast: q,
мында E – электр кыймылдаткыч күч (ЭКК), Ast– тышкы күчтөрдүн иши, q – булактагы тышкы күчтөрдүн заряды.
EMF булактын ток жаратуу жөндөмдүүлүгүн мүнөздөйт, бирок булактын негизги мүнөздөмөсү кээде электрдик чыңалуу (потенциалдык айырма) каралат.
Voltage
Өткүчтөгү зарядды жылдыруу үчүн талаанын ишинин заряддын чоңдугуна болгон катышы электр чыңалуу деп аталат.
Аны аныктоо үчүн талаа жумушунун маанисин заряддын маанисине бөлүү керек. q зарядын жылдыруу үчүн ток булагынын электр талаасынын аткарган иши А болсун. U - электр чыңалуу. Тиешелүү формуланын математикалык белгиси:
U=A: q
Баардык физикалык чоңдуктар сыяктуу эле чыңалуу да өлчөө бирдигине ээ. Чыңалуу кантип өлчөнөт? Дүйнөдөгү биринчи туруктуу ток булагын ойлоп табуучу Алессандро Вольтанын аты менен бул мааниге өзүнүн өлчөө бирдиги берилген. Эл аралык системада чыңалуу вольт (V) менен өлчөнөт.
1 В чыңалуу – 1 С зарядды жылдыруу үчүн 1 Дж иштеген электр талаасынын чыңалуусу.
V=J/C=N•m/(A•s)=кг•м/(A•s3).
Негизги SI бирдиктеринде электр чыңалуу бирдиги:
kg•м/(A•s3).
Талап кылынган маани
Токтун күчү деген түшүнүктү киргизүү эмне үчүн аздык кылат? Келгиле, ой жүгүртүү экспериментин жасайлы. Келгиле, эки башка лампаны алалы: кадимки тиричилик лампа жана кол чырактан чыккан чырак. Аларды ар кандай ток булактарына (шаардык тармак жана батарейка) туташтырганда, сиз так ошол эле учурдагы маанини ала аласыз. Ошол эле учурда тиричилик лампасы көбүрөөк жарык берет, башкача айтканда андагы токтун иши бир топ чоң.
Ар кандай ток булактарында ар кандай чыңалуу бар. Андыктан бул маани маанилүү.
Пайдалуу аналогия
Электр чыңалуусунун физикалык маанисин түшүнүү кызыктуу аналогиядан келип чыгат. Байланыштуу идиштерде, эгерде аларда басымдын айырмасы болсо, суюктук түтүктөн түтүккө өтөт. Суюктуктун агымы теңдик болгон учурда токтойтбасым.
Эгер суюктук токту электр зарядынын агымы менен салыштырса, анда суюктук мамычаларынын басым айырмасы ток булагындагы потенциалдык айырма менен бирдей роль ойнойт.
Уюлдарда заряддын кайра бөлүштүрүлүшү менен коштолгон процесстер ток булагынын ичинде жүрсө, ал өткөргүчтө ток жаратууга жөндөмдүү. Электр тогунун чыңалуусу вольт менен өлчөнөт, басымдын айырмасы өлчөө бирдигине ээ - паскаль.
Алмашуучу ток
Өз багытын мезгил-мезгили менен өзгөртүп турган электр тогу өзгөрмө деп аталат. Бул өзгөрмө чыңалуу булагы тарабынан түзүлөт. Көбүнчө бул генератор. Келгиле, түшүндүрүүгө аракет кылалы: AC чыңалуусун өлчөө деген эмне?
Токтун генерациясынын принцибинин өзү электромагниттик индукция кубулушуна негизделген. Магнит талаасында жабык чынжырдын айлануусу өткөргүчтө потенциалдар айырмасынын пайда болушуна алып келет. Чыңалуу вольт менен өлчөнөт жана ток өзгөргөн учурда.
Чыңалуу өзгөрбөйт деп айтууга болобу? Албетте, контур тегиздиги менен ага нормалдуу ортосундагы бурчтун өзгөрүшүнө байланыштуу пайда болгон чыңалуу убакыттын өтүшү менен өзгөрөт. Анын мааниси нөлдөн кандайдыр бир максималдуу мааниге чейин өсөт, андан кийин кайра нөлгө түшөт. Белгилүү бир баалуулук жөнүндө сөз кылуунун кереги жок. Эффективдүү чыңалуу деп аталган маанини киргизиңиз:
- Ud=U: √2.
Чыңалууну кандай аспап өлчөйт?
Электр чыңалуусун өлчөөчү прибор - вольтметр. Анын иштөө принциби чынжырдын ток жана магнит талаасы менен өз ара аракеттенүүсүнө негизделгентуруктуу магнит. Магниттик талаада ток менен чынжыр айланары белгилүү. Схемадагы токтун көлөмүнө жараша айлануу бурчу өзгөрөт.
Эгер чынжырга жебе бекитсеңиз, анда чынжырда ток өткөндө ал нөлдөн четтейт (көбүнчө катушка). Чыңалуу эмне менен өлчөнгөнүнө жараша аппараттын масштабы градацияланат. Кошумча жана көптүкчөлөрдү колдонсо болот.
Төмөн маанилер болгон учурда электр чыңалуу милливольт же микровольт менен өлчөнөт. Тескерисинче, жогорку вольттогу тармактарда бир нече бирдиктер колдонулат.
Каалаган вольтметр чынжырдын чыңалуу өлчөнгөн бөлүгүнө параллелдүү кошулат. түзмөк схемасынын негизги касиети жогорку Ом каршылык деп атоого болот. Вольтметр, чыңалуу кандай өлчөө менен өлчөнбөсүн, чынжырдагы токтун күчүнө таасир этпеши керек. Ал аркылуу кичинекей ток өтөт, бул негизги мааниге олуттуу таасир этпейт.
Чыңалуу таблицасы
| Физикалык түзмөк | Анын контакттарындагы чыңалуу, V |
| Вольттук уюл | 1, 1 |
| Жарык батареясы | 1, 5 |
| Шелочу батарея | 1, 25 |
| Кислота батареясы | 2 |
| Шаардык тармак | 220 |
| Жогорку чыңалууэлектр линиялары | 500 000 |
| Булуттардын ортосунда күн күркүрөйт | 100 000 000ге чейин |
Волтметрдин практикалык колдонулушу
Волтметрди эффективдүү колдонуу үчүн аны кантип колдонууну үйрөнүү керек. Кызыккан экспериментаторго мектеп мугалимдери менен байланышууну сунуштаса болот.
Мектептин физика кабинеттери чыңалууларды өлчөө үчүн лабораториялык жана демонстрациялык аспаптар менен жабдылган.
Жөнөкөй эрежелерди сактоо менен бардык вольтметрди этияттык менен иштетиңиз:
- Вольтметрдин максималдуу өлчөө чеги бар. Бул анын масштабындагы эң жогорку баа. Аны жогорку чыңалуу элементи бар чынжырга туташтырбаңыз.
- Башка булак же вольтметр жок болсо, кошумча каршылык системасын колдонсоңуз болот. Бул учурда вольтметрдин шкаласын да өзгөртүү керек.
- Электр приборлору туруктуу токтун чынжырына анын терминалдарындагы заряд белгисинин көрсөткүчтөрүнө жараша туташтырылат. Ток булагынын оң терминалы вольтметрдин оң терминалына, терс терминалы терс терминалга туташтырылууга тийиш. Эгер аралашса, аппараттын жебелери ийилип калышы мүмкүн, бул өтө жагымсыз.
- Бардык туташуулар кубатсыз чынжырга гана жасалган.
Ден-соолукка зыян
Электр тогунун аракети адамдар үчүн кооптуу болушу мүмкүн. 24 Вдан азыраак ток зыянсыз деп эсептелет.
Шаардык тармактын чыңалуусу (220 В) астындагы токтун аракети кыйла байкалат. Жылаңач контакттарга тийүү олуттуу "шок" менен коштолот.
Күн күркүрөгөн кездеги чыңалуу адамдын денеси аркылуу ушунчалык чоң ток өтүп, аны өлтүрүп коюу коркунучу бар. Өмүрүңүздү жана ден соолугуңузду тобокелге салбаңыз.
