Care este definiția actuală în fizică? Cum se citesc diagramele

Cum se numește puterea actuală? Această întrebare a apărut în mintea noastră de mai multe ori sau de două ori în procesul de discuție a diferitelor probleme. Prin urmare, am decis să o tratăm mai detaliat și vom încerca să o facem cât mai accesibilă fără un număr mare de formule și termeni neclari.

Deci, ce este curentul electric? Acesta este un flux direcționat de particule încărcate. Dar ce sunt aceste particule, de ce se mișcă brusc și unde? Toate acestea nu sunt foarte clare. Prin urmare, să ne uităm la această problemă mai detaliat.

• Să începem cu întrebarea despre particulele încărcate, care, de fapt, sunt purtătoare de curent electric. Sunt diferite în diferite substanțe. De exemplu, ce este curentul electric în metale? Aceștia sunt electroni. În gaze există electroni și ioni; în semiconductori - găuri; iar în electroliți aceștia sunt cationi și anioni.

• Aceste particule au o anumită sarcină. Poate fi pozitiv sau negativ. Definiția sarcinii pozitive și negative este dată condiționat. Particulele care au aceeași sarcină se resping, iar particulele care au aceeași sarcină se atrag.

• Pe baza acestui fapt, se dovedește a fi logic că mișcarea va avea loc de la polul pozitiv la cel negativ. Și cu cât este mai mare numărul de particule încărcate prezente la un pol încărcat, cu atât numărul lor se va muta la polul cu un semn diferit.
• Dar aceasta este o teorie profundă, așa că să luăm un exemplu concret. Să presupunem că avem o priză la care nu este conectat niciun aparat. Există curent acolo?
• Pentru a răspunde la această întrebare trebuie să știm ce sunt tensiunea și curentul. Pentru a face acest lucru mai clar, să ne uităm la asta folosind exemplul unei țevi cu apă. Pentru a spune simplu, țeava este firul nostru. Secțiunea transversală a acestei conducte este tensiunea reteaua electrica, iar viteza de curgere este curentul nostru electric.
• Să ne întoarcem la magazinul nostru. Dacă facem o analogie cu o țeavă, atunci o priză fără aparate electrice conectate la ea este o țeavă închisă cu o supapă. Adică nu există curent electric acolo.

• Dar există tensiune acolo.Și dacă într-o țeavă, pentru a apărea un flux, este necesar să deschideți supapa, atunci pentru a crea un curent electric în conductor, trebuie să conectați o sarcină. Acest lucru se poate face prin conectarea ștecherului la priză.
• Desigur, aceasta este o prezentare foarte simplificată a problemei, iar unii profesioniști mă vor critica și vor indica inexactități. Dar oferă o idee despre ceea ce se numește curent electric.

Curent continuu și alternativ

Următoarea întrebare pe care ne propunem să o înțelegem este: ce este curentul alternativ și curentul continuu. La urma urmei, mulți nu înțeleg corect aceste concepte.

Constanta este un curent care nu își schimbă amploarea și direcția în timp. Destul de des, curentul pulsatoriu este, de asemenea, considerat constant, dar să vorbim despre totul în ordine.

• Curentul continuu se caracterizează prin faptul că aceeași cantitate sarcini electrice se înlocuiesc în mod constant într-o direcție. Direcția este de la un pol la altul.
• Se pare că un conductor are întotdeauna o sarcină pozitivă sau negativă.Și de-a lungul timpului aceasta rămâne neschimbată.

Notă! La determinarea direcției curentului continuu, pot exista dezacorduri. Dacă curentul este generat de mișcarea particulelor încărcate pozitiv, atunci direcția acestuia corespunde mișcării particulelor. Dacă curentul este format din mișcarea particulelor încărcate negativ, atunci direcția sa este considerată a fi opusă mișcării particulelor.

• Dar conceptul de curent continuu include adesea așa-numitul curent pulsatoriu. Diferă de o constantă doar prin faptul că valoarea ei se modifică în timp, dar în același timp nu își schimbă semnul.
• Să presupunem că avem un curent de 5A. Pentru curentul continuu, această valoare va rămâne neschimbată pe toată perioada de timp. Pentru curentul pulsatoriu, într-o perioadă de timp va fi 5, în altul 4, iar în a treia 4,5. Dar, în același timp, în niciun caz nu scade sub zero și nu își schimbă semnul.

• Acest curent de ondulare este foarte frecvent la conversia AC în DC. Acesta este exact curentul pulsatoriu produs de invertorul sau puntea de diode în electronică.
• Unul dintre principalele avantaje ale curentului continuu este că poate fi stocat. Puteți face acest lucru singur, folosind baterii sau condensatori.

Curent alternativ

Pentru a înțelege ce este curentul alternativ, trebuie să ne imaginăm o undă sinusoidală. Această curbă plată este cea care caracterizează cel mai bine schimbarea curentului continuu și este standardul.

Notă! Puteți vedea clar ce este curent alternativ și continuu folosind exemplul unui bec obișnuit. Acest lucru este vizibil în special la lămpile cu diode de calitate scăzută, dar dacă vă uitați cu atenție, îl puteți vedea și pe o lampă cu incandescență obișnuită. Când se lucrează la DC Ele ard cu o lumină uniformă, iar atunci când funcționează pe curent alternativ, pâlpâie abia vizibil.

Ce este puterea și densitatea de curent?

Ei bine, am aflat ce este curentul constant și ce este curentul alternativ. Dar probabil că mai aveți o mulțime de întrebări. Vom încerca să le luăm în considerare în această secțiune a articolului nostru.

Din acest videoclip puteți afla mai multe despre ce este puterea.

• Și prima dintre aceste întrebări va fi: ce este tensiunea electrică? Tensiunea este diferența de potențial dintre două puncte.

• Apare imediat întrebarea, ce este potențialul? Acum profesioniștii mă vor critica din nou, dar să spunem asta: acesta este un exces de particule încărcate. Adică, există un punct în care există un exces de particule încărcate - și există un al doilea punct în care există fie mai multe, fie mai puține dintre aceste particule încărcate. Această diferență se numește tensiune. Se măsoară în volți (V).

• Să luăm ca exemplu o priză obișnuită. Probabil știți cu toții că tensiunea sa este de 220V. Avem două fire în priză, iar o tensiune de 220V înseamnă că potențialul unui fir este mai mare decât potențialul celui de-al doilea fir cu exact acești 220V.
• Trebuie să înțelegem conceptul de tensiune pentru a înțelege care este puterea unui curent electric. Deși din punct de vedere profesional, această afirmație nu este în întregime corectă. Curentul electric nu are putere, dar este derivatul său.

• Pentru a înțelege acest punct, să ne întoarcem la analogia noastră cu conducta de apă. După cum vă amintiți, secțiunea transversală a acestei conducte este tensiunea, iar debitul în conductă este curentul. Deci: puterea este cantitatea de apă care curge prin această conductă.
• Este logic să presupunem că, cu secțiuni transversale egale, adică tensiuni, cu cât debitul este mai puternic, adică curentul electric, cu atât debitul de apă se deplasează mai mare prin conductă. În consecință, cu atât mai multă putere va fi transferată consumatorului.
• Dar dacă, în analogia cu apa, putem transfera o cantitate strict definită de apă printr-o conductă de o anumită secțiune transversală, deoarece apa nu este comprimată, atunci cu curentul electric totul este diferit. Putem transmite teoretic orice curent prin orice conductor. Dar, în practică, un conductor cu o secțiune transversală mică la o densitate mare de curent se va arde pur și simplu.

• În acest sens, trebuie să înțelegem ce este densitatea de curent. În linii mari, acesta este numărul de electroni care se deplasează printr-o anumită secțiune transversală a unui conductor pe unitate de timp.
• Acest număr ar trebui să fie optim. La urma urmei, dacă luăm un conductor de secțiune transversală mare și transmitem un curent mic prin el, atunci prețul unei astfel de instalații electrice va fi mare. În același timp, dacă luăm un conductor de secțiune transversală mică, atunci datorită densității mari de curent se va supraîncălzi și se va arde rapid.
• În acest sens, PUE are o secțiune corespunzătoare care vă permite să selectați conductorii în funcție de densitatea de curent economică.

• Dar să revenim la conceptul despre ce este puterea actuală? După cum am înțeles din analogia noastră, cu aceeași secțiune transversală a conductei, puterea transmisă depinde numai de puterea curentului. Dar dacă se mărește secțiunea transversală a conductei noastre, adică crește tensiunea, în acest caz, la aceleași debite, se vor transmite volume de apă complet diferite. La fel este și în electricitate.

• Cu cât tensiunea este mai mare, cu atât este nevoie de mai puțin curent pentru a transmite aceeași putere. De aceea, liniile electrice de înaltă tensiune sunt folosite pentru a transmite puteri mari pe distanțe mari.

La urma urmei, o linie cu o secțiune transversală a firului de 120 mm 2 pentru o tensiune de 330 kV este capabilă să transmită de multe ori mai multă putere în comparație cu o linie de aceeași secțiune transversală, dar cu o tensiune de 35 kV. Deși ceea ce se numește puterea curentă va fi aceeași în ei.

Metode de transmitere a curentului electric

Ne-am dat seama ce sunt curentul și tensiunea. Este timpul să ne dați seama cum să distribuiți curentul electric. Acest lucru vă va permite să vă simțiți mai încrezători în a vă ocupa de aparatele electrice în viitor.

După cum am spus deja, curentul poate fi alternativ și constant. În industrie și în prizele dvs. se folosește curent alternativ. Este mai frecventă deoarece este mai ușor de transmis prin fire. Faptul este că schimbarea tensiunii DC este destul de dificilă și costisitoare, dar schimbarea tensiunii AC se poate face folosind transformatoare obișnuite.

Notă! Niciun transformator de curent alternativ nu va funcționa pe curent continuu. Deoarece proprietățile pe care le folosește sunt inerente numai curentului alternativ.

• Dar asta nu înseamnă deloc că curentul continuu nu este folosit nicăieri. Are alta proprietate utilă, care nu este inerent variabilei. Poate fi acumulat și depozitat.
• În acest sens, curentul continuu este utilizat în toate aparatele electrice portabile, în transportul feroviar, precum și în unele unități industriale unde este necesară menținerea funcționalității chiar și după o pierdere completă a alimentării cu energie electrică.

• Cea mai comună metodă de stocare a energiei electrice sunt bateriile. Au special proprietăți chimice, permițându-vă să acumulați și apoi, dacă este necesar, să eliberați curent continuu.
• Fiecare baterie are o cantitate strict limitată de energie acumulată. Aceasta se numește capacitatea bateriei și este parțial determinată de curentul de pornire al bateriei.
• Care este curentul de pornire al bateriei? Aceasta este cantitatea de energie pe care bateria este capabilă să o furnizeze chiar în momentul inițial al conectării sarcinii. Cert este că, în funcție de proprietățile lor fizice și chimice, bateriile diferă prin modul în care eliberează energia acumulată.

• Unii oameni pot da multe deodată. Din această cauză, ei, desigur, se vor descărca rapid. Iar acestea din urmă dau mult timp, dar puțin la un moment dat. În plus, un aspect important al unei baterii este capacitatea sa de a menține tensiunea.
• Cert este că, după cum spun instrucțiunile, pentru unele baterii, pe măsură ce capacitatea lor este eliberată, tensiunea lor scade treptat. Și alte baterii sunt capabile să livreze aproape întreaga capacitate cu aceeași tensiune. Pe baza acestor proprietăți de bază, sunt alese aceste instalații de stocare a energiei electrice.
• Pentru transmiterea curentului continuu se folosesc în toate cazurile două fire. Aceasta este o venă pozitivă și negativă. Rosu si albastru.

Curent alternativ

Dar cu curentul alternativ totul este mult mai complicat. Poate fi transmis pe unul, două, trei sau patru fire. Pentru a explica acest lucru, trebuie să înțelegem întrebarea: ce este curentul trifazat?

• Curentul nostru alternativ este produs de un generator. De obicei, aproape toate au o structură trifazată. Aceasta înseamnă că generatorul are trei borne și la fiecare dintre aceste borne este furnizat un curent electric, deosebindu-se de cele anterioare printr-un unghi de 120⁰.

• Pentru a înțelege acest lucru, să ne amintim sinusoidul nostru, care este un model pentru descrierea curentului alternativ și în conformitate cu legile cărora se modifică. Să luăm trei faze - „A”, „B” și „C”, și să luăm un anumit moment în timp. În acest moment, unda sinusoidală a fazei „A” este în punctul zero, unda sinusoidă a fazei „B” este în punctul extrem pozitiv, iar unda sinusoială a fazei „C” este în punctul extrem negativ.
• În fiecare unitate de timp ulterioară, curentul alternativ în aceste faze se va schimba, dar sincron. Adică, după un anumit timp, în faza „A” va exista un maxim negativ. În faza „B” va fi zero, iar în faza „C” va fi un maxim pozitiv. Și după ceva timp, se vor schimba din nou.

• Ca urmare, rezultă că fiecare dintre aceste faze are propriul potențial, diferit de potențialul fazei învecinate. Prin urmare, trebuie să existe ceva între ele care să nu conducă curentul electric.
• Această diferență de potențial între două faze se numește tensiune de linie. În plus, au o diferență de potențial față de pământ - această tensiune se numește tensiune de fază.
• Și astfel, dacă tensiunea liniară dintre aceste faze este de 380V, atunci tensiunea de fază este de 220V. Acesta diferă cu o valoare de √3. Această regulă se aplică întotdeauna pentru orice tensiune.

• Pe baza acestui lucru, dacă avem nevoie de o tensiune de 220V, atunci putem lua un fir de fază și un fir conectat rigid la pământ. Și vom reuși retea monofazata 220V. Dacă avem nevoie de o rețea de 380V, atunci putem lua doar 2 faze și putem conecta un fel de dispozitiv de încălzire ca în videoclip.

Dar, în majoritatea cazurilor, sunt folosite toate cele trei faze. Toți consumatorii puternici sunt conectați la o rețea trifazată.

Concluzie

Ce este curent indus, curent capacitiv, curent de pornire, curent fără sarcină, curenți de secvență negativă, curenți paraziți și multe altele, pur și simplu nu putem lua în considerare într-un articol.

La urma urmei, problema curentului electric este destul de extinsă și o întreagă știință a ingineriei electrice a fost creată pentru a o lua în considerare. Dar sperăm cu adevărat că am putut să explicăm într-un limbaj accesibil principalele aspecte ale acestei probleme, iar acum curentul electric nu va fi ceva înfricoșător și de neînțeles pentru tine.

Curentul electric este mișcarea ordonată a particulelor încărcate. În solide, aceasta este mișcarea electronilor (particule încărcate negativ), în corpurile lichide și gazoase, aceasta este mișcarea ionilor (particule încărcate pozitiv). Mai mult, curentul poate fi constant sau alternativ și au mișcări complet diferite ale sarcinilor electrice. Pentru a înțelege și a stăpâni bine subiectul mișcării curente în conductori, poate că mai întâi trebuie să înțelegeți mai detaliat elementele de bază ale electrofizicii. Aici voi începe.

Deci, cum curge curentul electric în primul rând? Se știe că substanțele constau din atomi. Acestea sunt particule elementare de materie. Structura atomului seamănă cu a noastră sistem solar, unde nucleul atomului este situat în centru. Este format din protoni (particule electrice pozitive) și neutroni (particule neutre din punct de vedere electric) strâns presați împreună. În jurul acestui nucleu, electronii (particule mai mici cu sarcină negativă) se rotesc pe orbitele lor cu o viteză extraordinară. Substanțe diferite au numere diferite de electroni și orbite în care se rotesc. Atomii solidelor au ceea ce se numește o rețea cristalină. Aceasta este structura unei substanțe în care atomii sunt aranjați unul față de celălalt într-o anumită ordine.

De unde poate apărea curent electric aici? Se dovedește că în unele substanțe (conductori de curent), electronii care sunt cei mai îndepărtați de nucleul lor se pot rupe de atom și se pot muta la un atom vecin. Această mișcare a electronilor se numește liberă. Electronii pur și simplu se mișcă în interiorul unei substanțe de la un atom la altul. Dar dacă un câmp electromagnetic extern este conectat la această substanță (conductor electric), creând astfel un circuit electric, atunci toți electronii liberi vor începe să se miște într-o direcție. Aceasta este tocmai mișcarea curentului electric în interiorul unui conductor.

Acum să ne dăm seama ce sunt curentul continuu și alternativ. Deci, curentul continuu se mișcă întotdeauna într-o singură direcție. După cum sa spus la început, electronii se mișcă în solide, iar ionii se mișcă în corpuri lichide și gazoase. Electronii sunt particule încărcate negativ. În consecință, în solide, curentul electric circulă de la minus la plus al sursei de energie (electronii se deplasează de-a lungul circuitului electric). În lichide și gaze, curentul se mișcă în două direcții deodată, sau mai degrabă, simultan, electronii curg către plus, iar ionii (atomi individuali care nu sunt interconectați printr-o rețea cristalină, fiecare fiind pe cont propriu) curg către minus de sursa de alimentare.

A fost acceptat oficial de oamenii de știință că mișcarea are loc de la plus la minus (opusul a ceea ce se întâmplă în realitate). Deci, din punct de vedere științific este corect să spunem că curentul electric se mișcă de la plus la minus, dar din punct de vedere real (natură electrofizică) este mai corect să credem că curentul trece de la minus la plus (în solide). Acest lucru a fost probabil făcut pentru o oarecare comoditate.

Acum, în ceea ce privește curentul electric alternativ. Aici totul este puțin mai complicat. Dacă în cazul curentului continuu mișcarea particulelor încărcate are o singură direcție (din punct de vedere fizic, electronii cu semnul minus curg către plus), atunci cu curent alternativ direcția de mișcare se schimbă periodic în sens opus. Probabil ați auzit că o rețea electrică obișnuită de oraș are o tensiune alternativă de 220 de volți și o frecvență standard de 50 de herți. Deci, acești 50 de herți indică faptul că într-o secundă curentul electric reușește să treacă printr-un ciclu complet având formă sinusoidală de 50 de ori. De fapt, într-o secundă direcția curentului se schimbă de până la 100 de ori (se schimbă de două ori într-un ciclu).

P.S. Direcția curentului în scheme electrice este important. În multe cazuri, dacă circuitul este proiectat pentru o singură direcție de curent și îl schimbați accidental în direcția opusă sau conectați curent alternativ în loc de curent continuu, atunci cel mai probabil dispozitivul va eșua pur și simplu. Mulți semiconductori care funcționează în circuite se pot sparge și se pot arde atunci când curentul curge în direcția opusă. Deci, atunci când conectați puterea electrică, direcția curentului trebuie respectată cu strictețe de către dvs.

„Curentul electric este mișcarea ordonată a particulelor încărcate numite ELECTRONI.” Electronii, ce sunt? Să nu intrăm în detalii manual scolarîn fizică și chimie. Voi încerca să vă spun în cuvinte simpleși folosind un exemplu simplu - NU este dificil un electron este prezent în orice metal, aluminiu, fier, cupru, tot din care sunt făcute linguri, căni și fire de metal. Un electron este o particulă încărcată negativ cu semnul minus (-). Electronii se mișcă cu o viteză enormă, aproape instantaneu și în același timp haotic. Mutarea înăuntru directii diferite, se ciocnesc între ele și cu alte particule care sunt prezente și în metale, iar această mișcare haotică a electronilor nu vă aduce niciun beneficiu. Pentru ca fierul de călcat să funcționeze și becul să se aprindă, trebuie să faceți electronii să se miște în firele electrice strict într-o direcție, dați-le o direcție. Cum să o facă? Da, foarte simplu! Trebuie să conectați o sursă de alimentare la fir, de exemplu o baterie obișnuită. O baterie are un plus și un minus aplicând plusul la un capăt al firului și minusul la celălalt, obținem mișcarea direcțională a electronilor. Electronii se vor mișca în fir strict într-o direcție de la plus la minus, iar în fir va apărea un curent electric.

Munca de curent electric

Desigur, înțelegeți că nu puteți scurtcircuita bateriile plus și minus cu un fir? Bateria se va epuiza, firul se va încălzi și nu va fi niciun beneficiu de pe urma asta, dar dacă rupeți firul și conectați un bec la întrerupere, atunci veți obține propria sursă de lumină, becul se va aprinde , adică curentul electric va începe să lucreze pentru tine. Becul aprins doar confirmă definiția - (lucrarea curentului electric).

Din cauza lucrului curentului electric se aprinde un bec, un televizor, un cuptor cu microunde etc. Dacă nu există o mișcare ordonată a electronilor, atunci aceste dispozitive electrice nu vor funcționa.

Dacă există o întrerupere a unui fir electric sau un întrerupător este oprit sau se întâmplă altceva care împiedică curgerea curentului electric, mișcarea ordonată a electronilor se va opri și odată cu aceastacurentul electric se va opri.

Efectul curentului electric asupra corpului uman

Aș dori să vă atrag atenția asupra faptului că o persoană poate fi și conductor de curent electric. Și dacă conectați o persoană la rețeaua electrică (puneți degetele în priză).curentul electric va curge prin corpul uman.

Când conectați un curent electric la un bec, acesta se va aprinde pur și simplu și se pot întâmpla consecințe foarte neplăcute unei persoane. Curentul electric peste o anumită valoare poate provoca daune unei persoane, cum ar fi arsuri, probleme de respirație, probleme de ritm cardiac și deces. Curentul electric nu are culoare, sunet sau miros, așa că trebuie să manevrezi curentul electric cu foarte multă atenție, dar nici nu ar trebui să-ți fie prea frică de el până la bâlbâială și transpirație rece. Trebuie doar să știi proprietăți fiziceși urmați măsurile de siguranță.

Să conectăm un LED la bateria AA, iar dacă polaritatea este corectă, se va aprinde. În ce direcție se va stabili curentul? În zilele noastre, toată lumea știe că de la plus la minus. Și în interiorul bateriei, prin urmare, de la minus la plus - curentul din acest circuit electric închis este constant.

Direcția curentului într-un circuit este de obicei considerată a fi direcția de mișcare a particulelor încărcate pozitiv, dar în metale electronii sunt cei care se mișcă, iar ei, după cum știm, sunt încărcați negativ. Aceasta înseamnă că, în realitate, conceptul de „direcție a curentului” este o convenție. Să ne dăm seama de ce, în timp ce electronii curg prin circuit de la minus la plus, toată lumea din jur spune că curentul trece de la plus la minus. De ce așa absurditate?

Răspunsul se află în istoria formării ingineriei electrice. Când Franklin și-a dezvoltat teoria electricității, el a considerat mișcarea acesteia ca fiind similară cu mișcarea unui lichid care pare să curgă dintr-un corp în altul. Acolo unde există mai mult fluid electric, de acolo curge în direcția în care este mai puțin.

De aceea Franklin a numit corpurile cu un exces de fluid electric (condițional!) electrizate pozitiv, iar corpurile cu lipsă de fluid electric - electrizate negativ. De aici a venit ideea de mișcare. Sarcina pozitivă curge, ca printr-un sistem de vase comunicante, de la un corp încărcat la altul.

Mai târziu, cercetătorul francez Charles Dufay, în experimentele sale, a stabilit că nu numai corpurile frecate sunt încărcate, ci și cele frecate, iar la contact încărcările ambelor corpuri sunt neutralizate. S-a dovedit că de fapt sunt două specii individuale sarcină electrică, care se neutralizează reciproc atunci când interacționează. Această teorie a două electricități a fost dezvoltată de contemporanul lui Franklin, Robert Simmer, care s-a convins că ceva nu era în întregime corect în teoria lui Franklin.

Fizicianul scoțian Robert Simmer a purtat două perechi de ciorapi: izolați din lână și o a doua pereche de mătase deasupra. Când și-a scos ambii ciorapi de pe picior deodată și apoi a scos unul din celălalt, a observat următoarea imagine: ciorapii de lână și mătase se umflă, luând forma piciorului și se lipesc brusc unul de celălalt. În același timp, ciorapii din același material, precum lâna și mătasea, se resping reciproc.

Dacă Simmer ținea doi ciorapi de mătase într-o mână și doi ciorapi de lână în cealaltă, atunci când și-a adunat mâinile, respingerea ciorapilor din același material și atragerea ciorapilor din materiale diferite au dus la o interacțiune interesantă între ei: diferiti. ciorapii păreau să se năpustească unul peste altul și s-au împletit într-o minge.

Observațiile asupra comportamentului propriilor ciorapi l-au condus pe Robert Simmer la concluzia că fiecare corp are nu unul, ci două fluide electrice - pozitive și negative, care sunt conținute în corp în cantități egale. Când frecați două corpuri, unul dintre ele poate trece de la un corp la altul, apoi într-un corp va exista un exces de unul dintre lichide, iar în celălalt - deficiența acestuia. Ambele corpuri se vor electrifica cu electricitate de semn opus.

Cu toate acestea, fenomenele electrostatice ar putea fi explicate cu succes folosind atât ipoteza lui Franklin, cât și ipoteza lui Simmer cu două electricități. Aceste teorii au concurat unele cu altele de ceva timp. Când în 1779 Alessandro Volta și-a creat coloana voltaică, după care a fost investigată electroliza, oamenii de știință au ajuns la concluzia fără echivoc că există într-adevăr două fluxuri opuse de purtători de sarcină care se mișcă în soluții și lichide - pozitive și negative. Teoria dualistă a curentului electric, deși nu a fost înțeleasă de toată lumea, a triumfat totuși.

În cele din urmă, în 1820, vorbind în fața Academiei de Științe din Paris, Ampere a propus alegerea uneia dintre direcțiile de mișcare a sarcinii ca direcție principală a curentului. I-a fost convenabil să facă acest lucru, deoarece Ampere investiga interacțiunile curenților între ei și curenții cu magneții. Și astfel încât de fiecare dată în timpul mesajului să nu menționați că două fluxuri de sarcină opuse se mișcă în două direcții de-a lungul unui conductor.

Ampere a sugerat să luăm pur și simplu direcția de mișcare a electricității pozitive ca direcție a curentului și să vorbim mereu despre direcția curentului, adică mișcarea sarcinii pozitive.. De atunci, poziția pe direcția curentului propusă de Ampere a fost acceptată peste tot și este folosită și astăzi.

Când Maxwell și-a dezvoltat teoria electromagnetismului și a decis să aplice regula șurubului potrivit pentru comoditatea determinării direcției vectorului de inducție magnetică, el a respectat și această poziție: direcția curentului este direcția de mișcare a sarcină pozitivă.

Faraday, la rândul său, a remarcat că direcția curentului este condiționată, este pur și simplu un mijloc convenabil pentru oamenii de știință de a determina fără ambiguitate direcția curentului. Lenz, introducând regula sa Lenz (vezi - ), a folosit și termenul „direcția curentului”, adică mișcarea electricității pozitive. Este doar convenabil.

Și chiar și după ce Thomson a descoperit electronul în 1897, convenția de direcție a curentului încă a rămas. Chiar dacă numai electronii se mișcă efectiv într-un conductor sau în vid, direcția opusă este totuși luată ca direcție a curentului - de la plus la minus.

La mai bine de un secol de la descoperirea electronului, în ciuda ideilor lui Faraday despre ioni, chiar și odată cu apariția tuburilor vidate și a tranzistorilor, deși au apărut dificultăți în descrieri, starea obișnuită de lucruri rămâne încă. Este mai convenabil să operați cu curenți, navigați-i campuri magnetice, iar acest lucru nu pare să cauzeze dificultăți reale nimănui.

La școală, nu-mi amintesc în ce clasă mi-au explicat că curentul curge de la + la -. Acestea. dacă introduceți un bec între bornele bateriei (au fost astfel - KBS), atunci curentul va trece prin borna pozitivă a bateriei, apoi prin bec, se va aprinde și prin borna negativă va trece intra in baterie. Câțiva ani mai târziu, profesorul de fizică a explicat că direcția curentului de la + la - este condiționată. De fapt, curentul este mișcarea sarcinilor electrice, dintre care doar electronii liberi se pot deplasa de-a lungul unui fir. Acestea. curentul curge de la – la +.

O condiție necesară aspectul curentului este circuitul închis. În acel moment, stăpâneam deja 6P3S, conectat la anodul tubului de ieșire al receptorului de emisie și nu mă îndoiam deloc de acest postulat. Mai ales după câteva șocuri cu acest curent.

Zilele trec și se transformă în ani. Au început primele manifestări de nebunie senilă și, se pare, acest lucru m-a făcut să mă îndoiesc de cunoștințele pe care le dobândisem la școală.

Aici avem o sursă de curent și un circuit închis cu o sarcină. Un curent cu obraji trandafirii, încrezător în sine s-a scurs, indiferent de la ce terminal, și s-a repezit spre sarcină. M-am luptat cu ea, pentru că nu voia doar să cedeze și să reziste, dar curentul și-a făcut treaba, deși a cedat o parte din energie la sarcină și, transpirat și ușor palid, a fugit până la terminalul doi al sursă.

Pare a fi o imagine reală, legea conservării energiei este îndeplinită, dar pentru testare - este fantastic! Testul este foarte simplu: introduceți-l în circuit înainte și după sarcină folosind un ampermetru. Și ce arată ele? Și adevărul este că mărimea curentului înainte și după contactul cu sarcina este ACEEAȘI!

Poate că mincinosul nostru actual nu a avut nimic de-a face cu sarcina, de aceea ampermetrele arată același curent? Dar nu, dacă încărcătura era un bec, atunci am văzut lumina. A fost cu siguranță o risipă de energie! Dar cum rămâne cu faptul că curentul care curge este egal cu curentul care curge?

Minunate sunt lucrările Tale, Doamne!

Experienţă N 2.

Conectam câte un fir la fiecare terminal al sursei și încercăm să determinăm semnul potențialului la capetele acestora. Deoarece curentul este mișcarea electronilor, datorită capacității firului și diferenței de potențial dintre bornă și fir, electronii vor curge în fir și la capătul acestuia, conectat la borna negativă, vom găsi sarcini negative.

Din aceeași definiție a curentului rezultă că nu vor exista sarcini la capătul conductorului conectat la borna pozitivă. Cu toate acestea, ele se găsesc acolo. Și cele pozitive la fel.

Stop! Cele pozitive nu merg de-a lungul firului! De unde au venit?

„Dar pur și simplu – spun oamenii cunoscători – Sursa a dat o parte din electroni firului și a compensat deficitul luând aceeași cantitate dintr-un alt fir. Deoarece a existat o lipsă de electroni în acest fir, acesta a devenit „încărcat” pozitiv. Sursa de curent este o pompă care pompează electroni.”

Pare o explicație normală.

Stop. În primul rând, numărul de electroni liberi nu este infinit, de exemplu, pentru un conductor de cupru, un electron liber este de aproximativ unu și jumătate până la două milioane de atomi (1), iar magnitudinea curentului în timpul unui scurtcircuit este wow! În al doilea rând, dacă o sarcină este conectată la cablaj, iar sursa de curent este, de fapt, o pompă (de ce se numește atunci sursă?), atunci energia curentului de ieșire trebuie să fie mai mare decât energia curentului de intrare. , deoarece ceva trebuie să fie disipat de sarcină. Și curenții din conductori sunt egali ca mărime. (Nu menționăm Creatorul în zadar pentru a doua oară).

Deci cum curge curentul???

De la plus la minus, de la minus la plus, este aceeași problemă...

Pentru a înțelege cumva, este logic să începem cu definiții. În înțelegerea general acceptată, curentul este considerat ca circulaţie sarcini electrice. Această mișcare este cauzată de forța electromotoare a unei surse de curent sau de diferența de potențial atunci când sarcinile electrice se deplasează de-a lungul unui conductor de la un obiect încărcat la unul neîncărcat. Dar nu ne interesează mișcarea sarcinilor, ci modul în care acestea transferă energia.

Există două modele general acceptate aici. În primul, electronii (purtătorii de sarcină) sunt considerați „bile” accelerați de o diferență de potențial sau de fem. Adică, cu cât le accelerăm mai mult, cu atât dobândesc mai multă energie. Când întâlnesc o sarcină, „bilele” încetinesc, renunță la o parte din energia lor și, în mod natural, numărul de „bile” care trec prin secțiunea transversală a conductorului pe unitate de timp scade. În al doilea model, sarcina este o formare de energie. Trecând prin sarcină, unele dintre sarcini îi transferă energie și dispar. Ca urmare, mărimea curenților din ramurile circuitului nu este aceeași.

Contradicția dintre experiență și legea conservării energiei rămâne. Fie ceva din „conservator” trebuie corectat, fie înțelegem greșit ceva.

Acelor radioamatori care protestează împotriva acestor argumente logice, permiteți-mi să vă reamintesc cel puțin două fapte cunoscute de ei.

1. Valoarea SWR la începutul alimentatorului este mai mică decât la intrarea sarcinii pe care o alimentează.

2. Amplitudinea undelor de curent staționar în LW sau într-un vibrator alimentat la mijloc, de câțiva λ lungime, scade de la punctul de alimentare până la capătul firului.

Există o explicație cunoscută pentru aceste fapte: curentul își pierde energia atunci când sarcinile se deplasează printr-un conductor.

Să atragem atenția asupra inconsecvențelor unor prevederi binecunoscute.

1. Viteza electronilor liberi de-a lungul unui conductor nu coincide cu viteza de propagare a curentului în acesta.

2. Electroscopul școlar poate fi încărcat cu sarcini pozitive. Dacă plasați un electroscop neîncărcat lângă el și îl conectați cu un conductor, atunci apare un curent de încărcare pe termen scurt al celui de-al doilea electroscop. Acestea. Sarcinile POZITIV au circulat de-a lungul conductorului. Care este transportatorul lor?

3. Dacă două surse sunt conectate spate în spate într-un circuit DC, atunci fiecare dintre ele va fi o sarcină pentru cealaltă, iar curentul din circuit va avea o valoare diferită. Cu curent alternativ, dacă întâlnește o neomogenitate a undei în circuit, apare o undă de curent reflectată. Acest val de curent se deplasează spre cel principal și curentii nu se opun unul altuia. Parcă nu se observă unul pe altul.

Trebuie să recunoaștem sincer că nu știm ce este curentul electric!

Teoria general acceptată a curentului electric afirmă că înainte ca curentul să curgă în fir, se propagă un câmp electric, fără de care mișcarea sarcinilor este de neconceput. Acestea. în experimentul nr. 2 de mai sus, un câmp de potențial pozitiv este propagat de-a lungul unuia dintre conductori și un potențial negativ de-a lungul celuilalt.

Există o presupunere că încărcăturile în sine sunt lipsite de inerție (2). Se poate presupune că sunt „aglomerări” energetice ale unui câmp electric longitudinal și, prin urmare, sub formă de unde de curent, se pot propaga de la terminalul sursei de curent cu viteza câmpului într-un mediu dat. Dacă conductoarele sunt scurtcircuitate la o sarcină, atunci fiecare undă de curent îi va oferi o parte din energia sa, iar mărimea curentului în ramurile „de intrare” și „ieșire” ale circuitului va fi egală cu suma mărimilor lui. curenții care curg de la un terminal dat și care circulă de la un alt terminal și care trec prin sarcină. Ampermetrele vor indica același curent! Astfel, legea conservării energiei atunci când curenții din ramurile de intrare și de ieșire ale sarcinii sunt egale este CONSERVATĂ! Și sursa actuală își ridică numele: CURENTUL PLEACE DE LA AMBELE TERMINALE!

Fantastic? Deloc. Există dovezi practice ale acestei presupuneri, deși acuzațiile în sine sunt ipotetice.

Să ne uităm la unele procese în linii lungi de alimentare. Pentru a „reconcilia” viteza electronilor liberi cu viteza reală de propagare a energiei în linie, s-a presupus că energia este transferată de o undă TEM. Pentru ca o astfel de undă să se formeze, la începutul liniei este necesar, conform lui Poynting, ca vectorul câmpului magnetic să fie perpendicular pe planul care trece prin cele două fire ale liniei, iar vectorul câmpului electric se află în acest plană și este direcționată de la un fir la altul. Prima condiție este îndeplinită atunci când direcțiile curenților din firele adiacente sunt diferite. Opțiunea „pompă electronică” face față cu succes. Dar a doua condiție necesită prezența DIFERITELOR ÎNCĂRCĂRI în firele adiacente!

„Pompa” nu este capabilă să îndeplinească această condiție. Dar taxele non-inerțiale sunt în regulă. Este suficient să ne amintim că direcția de curgere a curentului este acceptată în mod convențional . Dacă mișcarea sarcinilor pozitive de la terminalul sursă la sarcină este considerată ca fiind direcția curentului de la terminal, atunci mișcarea sarcinilor negative de la terminal la sarcină este considerată ca fiind direcția curentului către terminal. Acestea. Când curentul curge de la ambele terminale, sunt îndeplinite ambele condiții pentru formarea unei unde TEM. CONVENȚIONALITATEA DIRECȚIEI CURENTULUI CREAȚI ILUZIA CURENTULUI PENTRU UN TERMINAL ȘI ÎNTR-UN ALTUL!

Este imposibil de numărat câte concepții greșite a dat naștere acestei iluzii. Dar mai multe despre asta mai târziu.

Un alt exemplu care confirmă ipoteza că curentul curge de la ambele terminale este o linie închisă la capăt, sau un exemplu mai realist este o antenă buclă. După cum se știe din practică, la capătul liniei sau exact în mijlocul perimetrului cadrului, se formează un antinod de curent, a cărui mărime, fără a ține cont de pierderile în linie sau antenă, este egală cu dublul. magnitudinea undei de curent incident. Încercați să explicați originea acestui antinod actual fără ca acesta să curgă din ambele terminale? Nu va funcționa!

Tot ce s-a spus mai sus nu este invenția mea. Toate acestea sunt date sub formă de fragmente separate în manuale. De exemplu, conceptul de unde de curent se găsește în B.G. Belotserkovsky. (3) în secțiunea XI. Și D.P Linde (4) la pagina 17 oferă un desen care ilustrează aceleași unde de curent cu mișcarea sarcinilor pozitive și negative în ele. Doar autorilor de manuale nu le place să se concentreze asupra inconsecvențelor prevederilor individuale ale teoriei curentului electric și, pictând un tablou roz al cunoașterii generale a universului, ascund minții fragile ideea că Știința știe că încă mai face. nu stiu!

Rezuma. Cel mai probabil, pe lângă electroni și ioni, purtătorii de energie sunt formațiuni energetice legate de câmpul electric. Curentul alternativ sub formă de unde de curent curge de la ambele terminale ale sursei și, spre deosebire de curentul continuu, nu necesită închiderea galvanică a circuitului. Curentul continuu poate fi reprezentat ca curent alternativ cu o perioadă de oscilație foarte lungă. Caracteristicile curentului, greu de observat cu curentul continuu, sunt foarte vizibile cu curentul alternativ. Mai ales că frecvența acestuia crește.

De îndată ce radioamatorii au avut modelatori în mână, s-au grăbit imediat să testeze antene clasice binecunoscute și sistemele lor cu ajutorul lor. Și unele dintre rezultate au fost șocante!

De exemplu, s-a dovedit că reactivitatea apare în rezistența de intrare a unui vibrator cu jumătate de undă introdus într-un gol din material atunci când punctul de alimentare este deplasat din centru. Unde? La urma urmei, vibratorul are o lungime rezonantă! Și rezonanța este și rezonanță în Africa! El este, după cum mulți sunt siguri, cel care asigură funcționarea eficientă a antenei!

Această concepție greșită provine din tiparul de curent care curge de la un terminal al unei surse și care curge în celălalt, care presupune un circuit închis. Dacă circuitul nu este închis galvanic, atunci rolul „mai aproape” este atribuit condensatorului sau, mai precis, curenților de polarizare „curgând” în el. Pe această bază s-a născut convingerea că nu există antene fără contragreutate. Cauta si vei gasi! Și dacă nu vezi „gopher”, atunci el încă există cu siguranță!

De exemplu, I.V Goncharenko (5) susține că un vibrator cu jumătate de undă, alimentat de la capăt, nu funcționează fără cel puțin o contragreutate mică. În cazuri extreme, unul dintre firele liniei de alimentare acționează ca o contragreutate. Ce se întâmplă dacă nu există alimentator și antena este alimentată direct? Mai trebuie să existe un „gopher”!

Pentru o antenă J, contragreutatea este considerată a fi o buclă cu un sfert de undă. Antena RX3AKT are suprafața exterioară a cablului din care este realizat cablul. Ei bine, ceea ce este cel mai confuz este Antena Fuchs, în care autorul a „decuplat” vibratorul de la sursa de alimentare folosind toate metodele cunoscute.

O situație și mai paradoxală s-a dezvoltat cu GP. S-ar părea că totul este clar, aici este un emițător vertical și aici sunt contragreutăți care colectează curenți de polarizare. Dar radioamatorii curioși, jucându-se cu modelatorul, au descoperit (deși acest lucru era cunoscut mai devreme, de exemplu, când descriau funcționarea unui pătrat în sursele epocii pre-Man) că contragreutățile amplasate coaxial practic nu emit și, prin urmare, nu emit. nu primesc!

Ei bine, suntem prea leneși să studiem elementele de bază ale ingineriei electrice! Un condensator este un dispozitiv pentru stocarea energiei! Să nu ne deranjam dacă există sau nu un curent de polarizare, observăm că în acest dispozitiv, în teorie, nici un gram de energie nu este transferat de la o placă prin dielectric la cealaltă placă. Nu există curent prin condensator, există curenți de încărcare și descărcare, care curg către și dinspre placă de-a lungul aceluiași fir. Și numai pentru a simplifica calculele circuitelor electrice, se presupune că curentul de conducere este egal ca mărime cu curentul de deplasare care „curge” prin condensator.

În modelul actual propus, aceste inconsecvențe nu apar. De exemplu:

Dipol cu ​​punctul de alimentare deplasat din centru

Undele de curent direct (incident) curg în părțile scurte și lungi ale vibratorului de la sursă sau alimentator. După ce au ajuns la capete, acestea sunt reflectate și curg către punctul de alimentare, formând unde de curent staționar în suprapunere. Dar undele inverse (reflectate) nu ajung la punctul de alimentare simultan. Prin urmare, mărimile undelor de curent staționar la bornele sursei (de alimentare) nu sunt, în general, egale și defazate. În consecință, tensiunea și curentul la bornele sursei nu sunt în fază, ceea ce este o proprietate a unei sarcini reactive. O contramăsură este izolarea galvanică a vibratorului de sursă, linia de alimentare.

G.P.

Aceeași imagine ca în dipol. Curenții curg în vibrator și contragreutăți. Undele de curent permanent formează un câmp electric alternativ între vibrator și contragreutăți. Dacă lungimile lor sunt inegale, reactivitatea apare în rezistența de intrare.

Vibrator cu jumătate de undă alimentat de la capăt

Să presupunem că vibratorul este alimentat de o linie electrică. Curentul de intrare și reflectat de la capătul neconectat al vibratorului formează o semi-undă staționară de curent. Deoarece curenții își pierd o parte din energia prin radiație și depășind rezistența activă a firului, curentul la punctul de alimentare nu este zero. În firele de alimentare se formează, de asemenea, undele de curent și tensiune stătătoare. Deoarece vibratorul emite o parte din energia furnizată, energia undelor staționare în firele liniei va fi diferită. În firul de linie conectat la vibrator, amplitudinea curentului de unde staționare va fi mai mică, iar în firul de linie neconectat va fi mai mare. Pentru a egaliza curenții dintr-o linie, se folosesc două metode. Un dispozitiv de stocare a energiei tampon este plasat între antenă și linie - un rezonator sub forma unui circuit paralel sau a unei bucle cu un sfert de undă. A doua metodă este izolarea galvanică folosind un transformator. Antena Fuchs folosește ambele metode.

Fluxul de curent de la ambele terminale ale sursei vă permite să aruncați o privire nouă asupra funcționării sursei în sine. Orice fir conectat la un terminal transportă curent. Dacă, de regulă, un fir este conectat la terminalul „pozitiv”: antena sau miezul central al cablului, atunci carcasa radio și firul de masă sunt conectate la celălalt. Acestea. Mărimile undelor de curent incident în miezul central și împletitura cablului nu sunt, în principiu, egale și ar trebui luate măsuri pentru egalizarea acestora.

De regulă, sistemul oscilator (OS) al unui amplificator de putere radio este o conexiune paralelă de inductanță și capacitate, ale cărei capete sunt conectate la bornele de ieșire corespunzătoare. La fiecare dintre ele are loc adăugarea a două forțe: forța electromotoare, care trimite sarcini la sarcină și forța de atracție a sarcinilor pe plăcile condensatorului. Eds este, desigur, mai puternic. Dar dacă nu asigurați egalitatea aproximativă a mărimilor curenților de ieșire de la ambele capete ale circuitului, atunci numărul de încărcări de pe una dintre plăci va crește, iar forța de atracție a acestora nu va permite încărcărilor celeilalte plăci să lăsați-l. În acest caz, CS va ieși din rezonanță și, în cazuri extreme, va refuza să alimenteze sarcina. O experiență interesantă a fost descrisă de E. Kuznetsov (RA 1AIT) (6). Lucrând cu o antenă Fuchs cu putere de până la 5 W, el a descoperit că atunci când antena era conectată la plăcile rotorului unui condensator variabil, nu mai funcționează. Când este conectat la plăcile statorului, un bec cu neon adus pe corpul condensatorului a strălucit puternic. Acestea. Capacitatea corpului condensatorului a fost suficientă pentru a găzdui un număr de sarcini egal cu numărul de sarcini care au intrat în vibrator.

Dându-mi seama că acest articol va stârni o reacție mixtă, voi încheia cu cuvintele marelui poet: „O, câte descoperiri minunate ne pregătește Spiritul iluminării. Iar experiența este fiul greșelilor grele. ȘI …"

Noroc tuturor. 73!

Literatură.

A.A.Grishaev. Metale: legături chimice nestaționare și două mecanisme de transfer electric