Ffiseg Trydan: penderfyniad, profiad, uned

Ffiseg Trydan - yn rhywbeth â hwy a wynebir gan bob un ohonom. Yn yr erthygl hon byddwn yn edrych ar y cysyniadau sylfaenol sy'n gysylltiedig ag ef.

Beth yw trydan? Ar gyfer y person anwybodus yn gysylltiedig â fflach o mellt neu ynni cyflenwi teledu a pheiriant golchi. Mae'n gwybod bod y defnydd o drydan trydan. Beth arall all ddweud? Am ein dibyniaeth ar drydan i atgoffa llinellau pŵer. Gall rhywun dyfynnu nifer o enghreifftiau eraill.

Fodd bynnag, o ganlyniad i drydan llawer o ffenomenau eraill, llai amlwg, ond bob dydd. Gyda phob un ohonynt yn cyflwyno ffiseg. Trydan (tasgau, diffiniadau a fformiwlâu) rydym yn dechrau astudio yn yr ysgol. Ac rydym yn dysgu llawer o bethau diddorol. Mae'n troi allan, y galon guro, rhedeg athletwr, plentyn cysgu a physgod fel y bo'r angen - i gyd yn cynhyrchu ynni trydanol.

Electronau a phrotonau

Rydym yn diffinio cysyniadau sylfaenol. O safbwynt y gwyddonydd, ffiseg trydan sy'n gysylltiedig â symudiad electronau a gronynnau godir eraill i wahanol sylweddau. Felly, y ddealltwriaeth wyddonol o natur y ffenomen o ddiddordeb i ni yn dibynnu ar y lefel o wybodaeth ynghylch atomau a'u gronynnau isatomig cyfansoddol. Yr allwedd i ddealltwriaeth hon yw electronau bach. Atomau unrhyw sylwedd sy'n cynnwys un neu fwy o electronau sy'n symud mewn gwahanol orbitau o amgylch y craidd, yn union fel y orbitau blaned o amgylch yr haul. Yn nodweddiadol, mae'r nifer yr electronau mewn atom yn hafal i nifer y protonau yn y niwclews. Fodd bynnag, gall protonau, yn sylweddol drymach na electronau yn cael eu hystyried fel pe nodir yng nghanol yr atom. Mae'r model hwn yn symleiddio hynod yr atom yn ddigon i esbonio hanfodion ffenomenau megis ffiseg trydan.

Beth arall sydd angen i chi ei wybod? Mae'r electronau a phrotonau yn cael yr un mwyaf gwefr drydanol (ond arwydd gyferbyn), fel eu bod yn cael eu denu at ei gilydd. gyfrifol am y proton yn gadarnhaol ac mae'r electron - negyddol. Atom cael electron yn fwy na neu'n llai nag arfer, ion o'r enw. Os nad yr atom yn ddigon, fe'i gelwir yn ïon positif. Os yw'n cynnwys gormodedd ohonynt, fe'i gelwir yn ïon negatif.

Pan fydd electronau yn gadael yr atom sydd yn caffael rhywfaint o wefr bositif. Electron amddifad o'i gyferbyn - proton neu symudiadau i atom arall, neu ddychwelyd i'r blaenorol.

Pam electronau yn gadael yr atom?

Mae hyn oherwydd nifer o resymau. Y mwyaf cyffredin yw'r ffaith y gall o dan y impulse golau neu unrhyw electron allanol yn electron atom yn symud yn cael ei daflu allan o'i orbit. Gwres yn achosi i'r atomau i osgiladu gyflymach. Mae hyn yn golygu y gall yr electronau a allyrrir yn cael eu o'i atom. Mewn adweithiau cemegol, maent hefyd yn symud o atom i atom.

Enghraifft dda o'r berthynas gweithgarwch cemegol a thrydanol y cyhyrau ei roi i ni. Mae eu contract ffibrau pan fydd signal trydanol gan y system nerfol. cerrynt trydanol yn ysgogi yr adweithiau cemegol. Maent hefyd yn arwain at ostyngiad yn y cyhyrau. signalau trydanol allanol yn cael eu defnyddio'n aml i ysgogi gweithgarwch cyhyrau artiffisial.

dargludedd

Mewn rhai sylweddau electronau dan ddylanwad o allanol yn symud maes trydanol yn fwy rhydd nag mewn eraill. Maent yn dweud bod deunyddiau o'r fath yn cael dargludedd da. Maent yn elwir yn ddargludyddion. Mae'r rhain yn cynnwys y rhan fwyaf o fetelau, nwyon poeth a rhai hylifau. Nid Awyr, rwber ac olew, polyethylen a gwydr yn dargludo trydan. Fe'u gelwir yn ynysyddion ac yn cael eu defnyddio ar gyfer inswleiddio o ddargludyddion da. Nid yw ynysyddion Delfrydol (hollol beidio â chynnal ar hyn o bryd) yn bodoli. O dan amodau penodol, gall electronau gael eu tynnu oddi ar unrhyw atom. Fel arfer, fodd bynnag, yr amodau hyn mor anodd i gyflawni hynny o safbwynt ymarferol, gall sylwedd o'r fath yn cael ei ystyried fel nad ydynt yn dargludol.

Cael gyfarwydd â gwyddoniaeth fel ffiseg (adran "Trydan"), rydym yn dysgu bod yna grŵp arbennig o sylweddau. lled-ddargludyddion It. Maent yn ymddwyn yn rhannol fel deuelectrig, ac yn rhannol - fel dargludyddion. Mae'r rhain yn cynnwys, yn benodol, yn cynnwys: germaniwm, silicon, a chopr ocsid. Oherwydd ei briodweddau lled-ddargludyddion yn canfod llawer o ddefnyddiau. Er enghraifft, gall fod yn falf trydan: fel falf teiars beic mae'n galluogi'r taliadau yn symud mewn un cyfeiriad yn unig. Gelwir dyfeisiadau o'r fath yn cael Rectifier. Maent yn cael eu defnyddio mewn derbynwyr radio bach, a phlanhigion pŵer mawr i drosi AC i DC.

Gwres yn ffurf anhrefnus o symudiad moleciwlau neu atomau a thymheredd - mesur o ddwyster y symudiad (yn y rhan fwyaf o fetelau symud i lawr y tymheredd electron yn dod yn fwy llac). Mae hyn yn golygu bod y gwrthwynebiad i symud yn rhydd o electronau yn gostwng gydag gostwng tymheredd. Mewn geiriau eraill, mae'r dargludedd y cynnydd metel.

superconductivity

Mewn rhai sylweddau ar dymheredd isel iawn, ymwrthedd i lifo o electronau yn gyfan gwbl yn diflannu ac mae'r electronau yn dechrau symud yn parhau am gyfnod amhenodol. Gelwir y ffenomen yn superconductivity. Ar dymheredd ychydig o raddau uwch na sero absoliwt (- 273 ° C) ei fod yn cael ei arsylwi mewn metelau fel tun, plwm, alwminiwm, a niobium.

Van De Graaff generadur

Mae'r cwricwlwm yn cynnwys amrywiaeth o arbrofion gyda thrydan. Mae mozhestvo rhywogaethau generaduron, ac un ohonynt yr hoffem i ymhelaethu. Y sbardun Van De Graaff cael ei ddefnyddio i gael foltedd superhigh. Os yw gwrthrych sy'n cynnwys gormodedd o ïonau positif, er mwyn rhoi yn y cynhwysydd, yna ar wyneb tu mewn yr olaf yn electronau, ac ar y tu allan - yr un faint o ïonau positif. Os yn awr yn cyffwrdd y wyneb mewnol y gwrthrych a godir, yna bydd yn pasio holl electronau rhydd. Ar y tu allan i'r taliadau cadarnhaol yn parhau.

Yn y Van De Graaff ïonau positif o'r ffynhonnell yn cael eu cymhwyso i cludfelt sy'n ymestyn y tu mewn i sffêr metel. Tâp gysylltu i'r wyneb mewnol y sffêr gan arweinydd yn y ffurf y grib. Mae'r electronau yn llifo oddi ar wyneb mewnol y sffêr. Ar yr ochr allanol hynny yn ymddangos ïonau positif. Gall yr effaith yn cael ei wella drwy ddefnyddio dau generaduron.

cerrynt trydanol

Mewn ffiseg ysgol cwrs yn cynnwys y fath beth â cerrynt trydanol. Beth yw e? Mae'r cerrynt trydanol oherwydd y cynnig taliadau trydan. Pan fydd y lamp drydan cysylltu â'r batri, yn cael ei droi ymlaen, llif cyfredol ar hyd y wifren o un polyn o'r batri i'r lamp, yna trwy ei wallt, gan achosi iddo glow, ac yn dychwelyd yn ôl i'r ail wifren at y polyn arall y batri. Os byddwch yn troi y bydd y newid yn agor y gylched - traffig cyfredol yn stopio a golau yn mynd allan.

Mae'r cynnig o electronau

Ar hyn o bryd yn y rhan fwyaf o achosion yn cynnig archebu o'r electronau yn y metel gwasanaethu fel yr arweinydd. Mae'r holl arweinyddion a rhai sylweddau eraill bob amser yn digwydd rhai ar hap eu symud, hyd yn oed os na fydd y presennol yn llifo. Gall yr electronau yn y sylwedd fod yn gymharol rhad ac am ddim, neu bondio gryf. ddargludyddion da wedi electronau rhydd gallu symud. Ond mewn dargludyddion gwael neu ynysyddion, mae mwyafrif y gronynnau hyn yn ddigonol yn gysylltiedig yn gadarn gyda'r atomau sydd yn atal eu symudiadau.

Weithiau naturiol neu artiffisial a grëwyd yn y cynnig arweinydd o electronau mewn cyfeiriad penodol. Gelwir y llif yn a sioc drydanol. Caiff ei fesur mewn amperes (A). cludwyr presennol hefyd yn gwasanaethu fel ïonau (mewn nwyon neu atebion) ac yn "twll" (diffyg electronau mewn mathau penodol o lled-ddargludyddion. cludwyr a godir ymddwyn fel bositif diweddar o'r cerrynt trydanol. I orfodi'r electronau i symud i un cyfeiriad neu'r llall, sy'n ofynnol yn rym. Yn natur, efallai ei fod yn ffynhonnell: amlygiad i olau'r haul, effeithiau magnetig ac adweithiau cemegol mae rhai ohonynt yn cael eu defnyddio i gynhyrchu cerrynt trydanol Fel arfer at y diben hwn yw: .. generadur ddefnyddio effeithiau magnetig, ac elfen (batri), effaith sydd i fod i adweithiau cemegol. Mae'r ddau dyfeisiau, gan greu grym electromotif (EMF) achosi electronau i symud i un cyfeiriad ar hyd y gadwyn. Mae maint y gem yn cael ei fesur mewn foltiau (V). Dyma'r unedau sylfaenol mesur pŵer.

Mae maint y EMF a chyfredol yn gydgysylltiedig fel pwysedd a llif yn yr hylif. pibellau dŵr bob amser yn cael eu llenwi â dŵr dan bwysau penodol, ond mae'r dŵr yn dechrau llifo dim ond pan fydd y falf yn agor.

Yn yr un modd, mae'r cylched trydanol gall fod yn gysylltiedig â ffynhonnell o rym electromotif, ond nid yw'r ynddo ar hyn o bryd yn llifo ar yr amod nad i'w sefydlu llwybr ar hyd y gall electronau symud. Gallant fod yn, er enghraifft, lamp neu sugnwr llwch trydanol, y newid yma yn chwarae rôl y craen, "sy'n cynhyrchu" presennol.

Y gymhareb rhwng cerrynt a foltedd

Gan fod y foltedd yn cynyddu ac mae'r twf presennol yn y gylched. Mae astudio cwrs ffiseg, rydym yn gwybod bod cylchedau trydanol wedi eu gwneud o nifer o adrannau gwahanol: fel arfer yn newid gwifrau a chyfarpar - defnyddwyr o drydan. Maent i gyd yn cael eu cysylltu gyda'i gilydd, yn darparu gwrthiant i cerrynt trydan, sydd (gan dybio cyson tymheredd) yn newid gydag amser, ond ar gyfer pob un ohonynt yn wahanol ar gyfer y cydrannau hyn. Felly, os bydd yr un foltedd ei gymhwyso i'r lamp ac i'r haearn, bydd y llif o electronau ym mhob un o'r dyfeisiau fod yn wahanol oherwydd eu gwrthiant gwahanol. O ganlyniad, mae'r cerrynt sy'n llifo drwy cyfran cylched arbennig yn cael ei bennu nid yn unig foltedd, ond gwrthiant ddargludyddion a dyfeisiau.

Deddf Ohm

Mae'r gwrthwynebiad trydan yn cael ei fesur mewn ohmau (ohm) mewn gwyddoniaeth megis fel ffiseg. Trydan (diffiniadau fformiwla arbrofion) - pwnc bras. Ni fyddwn yn dangos fformiwlâu cymhleth. Ar gyfer y adnabyddiaeth gyntaf gyda'r digon pwnc wedi cael ei ddweud uchod. Fodd bynnag, mae fformiwla mae'n werth i ddod. Mae'n snap. Ar gyfer unrhyw arweinydd neu system o ddargludyddion a dyfeisiau berthynas rhwng y foltedd, ar hyn o bryd a gwrthiant yn cael ei roi gan: foltedd = x gwrthiant cyfredol. Mae hyn yn fynegiant mathemategol o gyfraith Ohm, a enwyd er anrhydedd Georg ohm (1787-1854 gg.), Pa un yw'r cyntaf i sefydlu'r berthynas rhwng y tri paramedr.

Trydan Ffiseg - cangen diddorol iawn o wyddoniaeth. Rydym wedi ystyried dim ond y cysyniadau sylfaenol sy'n gysylltiedig ag ef. Rydych yn gwybod beth trydan, sut mae'n cael ei ffurfio. Rydym yn gobeithio y wybodaeth hon yn ddefnyddiol i chi.