כמויות בסיסיות של זרם חשמלי. תכנית, תיאור

אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
ספרייה חינם / ערכות של מכשירים רדיו-אלקטרוניים וחשמליים

כמויות בסיסיות של זרם חשמלי. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / חשמל למתחילים

כמות החשמל והזרם. ההשפעות של זרם חשמלי יכולות להיות חזקות או חלשות. עוצמת הזרם החשמלי תלויה בכמות המטען שזורמת במעגל ביחידת זמן מסוימת.

ככל שיותר אלקטרונים עברו מקוטב אחד של המקור לשני, כך גדל המטען הכולל המועבר על ידי האלקטרונים. מטען נטו זה נקרא כמות החשמל העוברת דרך מוליך.

בפרט, ההשפעה הכימית של זרם חשמלי תלויה בכמות החשמל, כלומר, ככל שהמטען עובר דרך תמיסת האלקטרוליט גדול יותר, כך יושקע יותר חומר על הקתודה והאנודה. בהקשר זה, ניתן לחשב את כמות החשמל על ידי שקילת מסת החומר המופקד על האלקטרודה וידיעה של המסה והמטען של יון אחד של חומר זה.

חוזק זרם הוא כמות השווה ליחס בין המטען החשמלי העובר בחתך הרוחב של המוליך לזמן זרימתו. יחידת המטען היא הקולומב (C), הזמן נמדד בשניות (שניות). במקרה זה, יחידת הזרם מבוטאת ב-C/s. יחידה זו נקראת אמפר (A).

על מנת למדוד את הזרם במעגל, נעשה שימוש במכשיר מדידה חשמלי הנקרא מד זרם. להכללה במעגל, מד הזרם מצויד בשני מסופים. הוא מחובר בסדרה למעגל.

מתח חשמלי. אנחנו כבר יודעים שזרם חשמלי הוא תנועה מסודרת של חלקיקים טעונים - אלקטרונים. זו תנועה. נוצר באמצעות שדה חשמלי, שעושה כמות מסוימת של עבודה. תופעה זו נקראת עבודת הזרם החשמלי.

על מנת להעביר יותר מטען דרך מעגל חשמלי תוך 1 שניות, השדה החשמלי חייב לעשות יותר עבודה. בהתבסס על זה, מתברר שעבודת הזרם החשמלי צריכה להיות תלויה בעוצמת הזרם. אבל יש עוד ערך אחד שבו תלויה עבודת הזרם. כמות זו נקראת מתח.

מתח הוא היחס בין העבודה שעושה הזרם בקטע מסוים של מעגל חשמלי למטען הזורם באותו קטע של המעגל. עבודה נוכחית נמדדת בג'אול (J), מטען - בקולומב (C). בהקשר זה, יחידת המדידה למתח תהפוך ל-1 J/C. יחידה זו נקראה וולט (V).

על מנת שמתח יתעורר במעגל חשמלי, יש צורך במקור זרם. כאשר המעגל פתוח, מתח קיים רק במסופים של מקור הזרם. אם מקור זרם זה כלול במעגל, מתח יתעורר גם בחלקים בודדים של המעגל.

בהקשר זה, יופיע זרם במעגל. כלומר, אנו יכולים לומר בקצרה את הדברים הבאים: אם אין מתח במעגל, אין זרם.

על מנת למדוד מתח, נעשה שימוש במכשיר מדידה חשמלי הנקרא מד מתח. במראהו הוא מזכיר את מד הזרם שהוזכר קודם לכן, כשההבדל היחיד הוא שהאות V כתובה בסולם מד המתח (במקום A במד הזרם). למד המתח שני מסופים, בעזרתם הוא מחובר במקביל למעגל החשמלי.

התנגדות חשמלית. לאחר חיבור מוליכים שונים ומד זרם למעגל החשמלי, ניתן להבחין כי בעת שימוש במוליכים שונים, מד הזרם נותן קריאות שונות, כלומר במקרה זה, עוצמת הזרם הזמינה במעגל החשמלי שונה.

ניתן להסביר תופעה זו בכך שלמוליכים שונים יש התנגדות חשמלית שונה, שהיא כמות פיזיקלית. זה נקרא אוהם לכבודו של הפיזיקאי הגרמני. ככלל, משתמשים ביחידות גדולות יותר בפיזיקה: קילו אוהם, מגה אוהם וכו'.

ההתנגדות של מוליך מסומנת בדרך כלל באות R, אורך המוליך הוא L ושטח החתך הוא S. במקרה זה ניתן לכתוב את ההתנגדות כנוסחה:

R = r * L/S,

כאשר מקדם p נקרא התנגדות. מקדם זה מבטא את ההתנגדות של מוליך באורך 1 מ' עם שטח חתך שווה ל-1 מ"ר. התנגדות מתבטאת באוהם x m.

מכיוון שלחוטים, ככלל, יש חתך קטן למדי, השטחים שלהם מתבטאים בדרך כלל במילימטרים רבועים. במקרה זה, יחידת ההתנגדות תהיה אוהם x מ"מ²/M. בטבלה למטה. איור 1 מציג את ההתנגדויות של חומרים מסוימים.

לפי הטבלה. 1 מתברר שלנחושת יש את ההתנגדות החשמלית הנמוכה ביותר, ולסגסוגת המתכת יש את הגבוהה ביותר. בנוסף, לדיאלקטריים (מבודדים) יש התנגדות גבוהה.

קיבול חשמלי. אנחנו כבר יודעים ששני מוליכים מבודדים זה מזה יכולים לצבור מטענים חשמליים. תופעה זו מאופיינת בגודל פיזיקלי הנקרא קיבול חשמלי.

הקיבול החשמלי של שני מוליכים הוא לא יותר מאשר היחס בין המטען של אחד מהם להפרש הפוטנציאל בין המוליך הזה לזה השכן. ככל שהמתח נמוך יותר כאשר המוליכים מקבלים מטען, כך גדלה הקיבולת שלהם. יחידת הקיבול החשמלי היא הפארד (F). בפועל, משתמשים בשברים של יחידה זו: מיקרופארד (μF) ופיקופראד (pF).

אם תיקח שני מוליכים מבודדים זה מזה ותמקם אותם במרחק קצר אחד מהשני, תקבל קבל.

הקיבול של קבל תלוי בעובי הלוחות שלו ובעובי הדיאלקטרי ובחדירות שלו. על ידי הפחתת עובי הדיאלקטרי בין הלוחות של הקבל, ניתן להגדיל באופן משמעותי את הקיבול של האחרון.

על כל הקבלים, בנוסף לקיבולת שלהם, יש לציין את המתח שעבורו מיועדים מכשירים אלה.

טבלה 1. התנגדות חשמלית של חומרים מסוימים
הכמויות העיקריות של זרם חשמלי

עבודה והספק של זרם חשמלי. מהאמור לעיל ברור שהזרם החשמלי עושה עבודה מסוימת. כאשר מנועים חשמליים מחוברים, הזרם החשמלי גורם לכל מיני ציוד לעבוד, מניע רכבות לאורך המסילה, מאיר רחובות, מחמם את הבית, וגם מייצר אפקט כימי, כלומר מאפשר אלקטרוליזה וכו'.

אנו יכולים לומר שעבודת הזרם בקטע מסוים של המעגל שווה למכפלת הזרם, המתח והזמן שבמהלכו בוצעה העבודה. העבודה נמדדת בג'אול, מתח בוולט, זרם באמפר, זמן בשניות. בהקשר זה, 1 J = 1 V x 1 A x 1 s. מכאן מסתבר שכדי למדוד את עבודת הזרם החשמלי יש להשתמש בשלושה מכשירים בו זמנית: מד זרם, מד מתח ושעון. אבל זה מסורבל ולא יעיל. לכן, בדרך כלל, העבודה של זרם חשמלי נמדדת עם מונים חשמליים. מכשיר זה מכיל את כל המכשירים הנ"ל.

הספק הזרם החשמלי שווה ליחס בין עבודת הזרם לזמן בו הוא בוצע. הספק מסומן באות "P" והוא מבוטא בוואט (W). בפועל משתמשים בקילו-ואט, מגה-וואט, הקטוואט וכדומה, כדי למדוד את הספק המעגל צריך לקחת מד וואט. מהנדסי חשמל מבטאים את עבודת הזרם בקילווואט-שעה (קוט"ש).

מחבר: Smirnova L.N.

ראה מאמרים אחרים סעיף חשמל למתחילים.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

עור מלאכותי לחיקוי מגע 15.04.2024

בעולם טכנולוגי מודרני בו המרחק הופך להיות נפוץ יותר ויותר, חשוב לשמור על קשר ותחושת קרבה. ההתפתחויות האחרונות בעור מלאכותי על ידי מדענים גרמנים מאוניברסיטת Saarland מייצגים עידן חדש באינטראקציות וירטואליות. חוקרים גרמנים מאוניברסיטת Saarland פיתחו סרטים דקים במיוחד שיכולים להעביר את תחושת המגע למרחקים. טכנולוגיה חדשנית זו מספקת הזדמנויות חדשות לתקשורת וירטואלית, במיוחד עבור אלה שמוצאים את עצמם רחוקים מיקיריהם. הסרטים הדקים במיוחד שפיתחו החוקרים, בעובי של 50 מיקרומטר בלבד, ניתנים לשילוב בטקסטיל וללבוש כמו עור שני. סרטים אלה פועלים כחיישנים המזהים אותות מישוש מאמא או אבא, וכמפעילים המשדרים את התנועות הללו לתינוק. הורים הנוגעים בבד מפעילים חיישנים המגיבים ללחץ ומעוותים את הסרט הדק במיוחד. זֶה ... >>

פסולת חתולים של Petgugu Global 15.04.2024

טיפול בחיות מחמד יכול להיות לעתים קרובות אתגר, במיוחד כשמדובר בשמירה על ניקיון הבית שלך. הוצג פתרון מעניין חדש של הסטארטאפ Petgugu Global, שיקל על בעלי החתולים ויעזור להם לשמור על ביתם נקי ומסודר בצורה מושלמת. הסטארט-אפ Petgugu Global חשפה אסלת חתולים ייחודית שיכולה לשטוף צואה אוטומטית, ולשמור על הבית שלכם נקי ורענן. מכשיר חדשני זה מצויד בחיישנים חכמים שונים המנטרים את פעילות האסלה של חיית המחמד שלכם ופועלים לניקוי אוטומטי לאחר השימוש. המכשיר מתחבר למערכת הביוב ומבטיח פינוי פסולת יעיל ללא צורך בהתערבות של הבעלים. בנוסף, לאסלה קיבולת אחסון גדולה הניתנת לשטיפה, מה שהופך אותה לאידיאלית עבור משקי בית מרובי חתולים. קערת המלטה לחתולים של Petgugu מיועדת לשימוש עם המלטה מסיסת במים ומציעה מגוון זרמים נוספים ... >>

האטרקטיביות של גברים אכפתיים 14.04.2024

הסטריאוטיפ שנשים מעדיפות "בנים רעים" כבר מזמן נפוץ. עם זאת, מחקר עדכני שנערך על ידי מדענים בריטים מאוניברסיטת מונאש מציע נקודת מבט חדשה בנושא זה. הם בדקו כיצד נשים הגיבו לאחריות הרגשית של גברים ולנכונותם לעזור לאחרים. ממצאי המחקר עשויים לשנות את ההבנה שלנו לגבי מה הופך גברים לאטרקטיביים לנשים. מחקר שנערך על ידי מדענים מאוניברסיטת מונאש מוביל לממצאים חדשים לגבי האטרקטיביות של גברים לנשים. בניסוי הראו לנשים תצלומים של גברים עם סיפורים קצרים על התנהגותם במצבים שונים, כולל תגובתם למפגש עם חסר בית. חלק מהגברים התעלמו מההומלס, בעוד שאחרים עזרו לו, כמו לקנות לו אוכל. מחקר מצא שגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב היו מושכים יותר לנשים בהשוואה לגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב. ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

עוברים מלאכותיים מתאי גזע 16.06.2023

מדענים מאוניברסיטת קיימברידג' והמכון הטכנולוגי של קליפורניה ערכו ניסוי שבו השתמשו בעוברים מלאכותיים שנוצרו מתאי גזע. גישה זו יכולה לסייע בחקר הפרעות גנטיות, אך מעלה בעיות אתיות ומשפטיות חמורות.

עוברים מלאכותיים גודלו ללא שימוש בביצים ובזרע. אין להם לב או מוח ראשוני, אבל מכילים את התאים היוצרים בדרך כלל את השליה ואת שק החלמון.

פרופסור מגדלנה זרניצקאיה-גוץ, דיברה במפגש השנתי של האגודה הבינלאומית לחקר תאי גזע בבוסטון, אמרה: "אנו יכולים ליצור מודלים הדומים לעוברים אנושיים על ידי תכנות מחדש של תאי גזע עובריים".

עם זאת, בתקופה הקרובה לא ניתן להשתמש בעוברים סינתטיים במרפאה, כיוון שהדבר עובר על החוק, וגם לא ידוע האם למבנים אלו יש פוטנציאל להתפתח עוד לאחר השלבים המוקדמים.

החוקרים מקווים שהמודלים הללו יסייעו בפתיחת המסתורין של "הקופסה השחורה" של ההתפתחות האנושית - התקופה שלאחר 14 יום מההפריה, שהיא הגבול המוסכם על פי חוק לגידול ולימוד עוברים במעבדה.

רובין לאבל-בדג', ראש תחום ביולוגיה של תאי גזע וגנטיקה התפתחותית במכון פרנסיס קריק בלונדון, מסביר: "הרעיון הוא שאם נוכל למעשה לדגמן התפתחות עוברית אנושית נורמלית עם תאי גזע, נוכל לקבל מידע רב על תחילת ההתפתחות ומה יכול להשתבש בלי להשתמש בעוברים מוקדמים במחקר.

עוד חדשות מעניינות:

▪ האור הירוק של מאדים

▪ תעלומת הירח האבוד

▪ גישה למערכות בית חכם מהמכונית

▪ יהיה קל יותר להבין את המרצה

▪ ביוצ'אר ישפר את הסביבה

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ חלק של האתר כלים ומנגנונים לחקלאות. מבחר מאמרים

▪ כתבה מה קורה איתך, מה שלא תתגעגע, אין כלום! ביטוי עממי

▪ מאמר כיצד מוקלטים קטעי מוזיקה? תשובה מפורטת

▪ מאמר בליגיה. אגדות, טיפוח, שיטות יישום

▪ מאמר השקיה אוטומטית עם הפונקציה של הגנה על חפצים. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ מאמר מתקני חשמל כבול. קרקוע. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר