Физика 8 класс. Сила тока. Единицы силы тока :: Класс!ная физика

Физика 8 класс. СИЛА ТОКА

Направленное движение заряженных частиц называется электрическим током.

Условия существования электрического тока в проводнике:
1. наличие свободных заряженных частиц ( в металлическом проводнике — свободных электронов),
2. наличие электрического поля в проводнике
(электрическое поле в проводнике создается источниками тока.).

Электрический ток имеет направление.
За направление тока принимают направление движения положительно заряженных частиц.

Сила тока ( I )- скалярная величина, равная отношению заряда q , прошедшего через поперечное сечение проводника, к промежутку времени t , в течение которого шел ток.

Сила тока показывает, какой заряд проходит через поперечное сечение проводника за единицу времени.

Единица измерения силы тока в системе СИ:
[I] = 1 A (ампер)

В 1948 г.

было предложено в основу определения единицы силы тока положить явление взаимодействия двух поводников с током:

……………………

при прохождении тока по двум параллельным проводникам в одном направлении проводники притягиваются, а при прохождении тока по этим же проводникам в противоположных направлениях отталкиваются.

За единицу силы тока 1 А принимают силу тока, при которой два параллельных проводника длиной 1м, расположенные на растоянии 1м друг от друга, взаимодействуют с силой 0,0000002 Н.

АНДРЕ-МАРИ АМПЕР
(1775 — 1836)
— французский физик и математик

— ввел такие термины, как электростатика, электродинамика, соленоид, ЭДС, напряжение, гальванометр, электрический ток и т. д.;
— предположил, что, вероятно, возникнет новая наука об общих закономерностях процессов управления и предложил назвать ее «кибернетикой»;
— открыл явление механического взаимодействия проводников с током и правило определения направления тока;
— имеет труды во многих областях наук: ботанике, зоологии, химии, математике, кибернетике;

— его именем названа единица измерения силы тока — 1 Ампер.

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ТОКИ В ПРИРОДЕ.

Мы живем в океане электрических разрядов, создаваемых машинами, станками и людьми. Эти разряды — кратковременные электрические токи не так мощны, и мы их часто не замечаем. Но они все-таки существуют и могут принести немало вреда!

Что такое молния?

В результате движения и трения друг о друга воздушные слои в атмосфере электризуются. В облаках с течением времени скапливаются большие заряды. Они-то и являются причиной молний.
В момент, когда заряд облака станет большим, между его частями, имеющими противоположные по знаку заряды, проскакивает мощная электрическая искра – молния. Молния может образовываться между двумя соседними облаками и между облаком и поверхностью Земли. В этом случае под действием электрического поля отрицательного заряда нижней части облака поверхность Земли под облаком электризуется положительно.

В результате молния ударяет в землю.
Природа молнии стала проясняться после исследований, проведенных в XVIII столетии русскими учеными М.В.Ломоносовым и Г.Рихманом и американским ученым Б.Франклином.

НЕУЖЕЛИ ?

Обычно молнию рисуют бьющей сверху вниз. Между тем в действительности свечение
начинается снизу и только затем распространяется по вертикальному каналу.
Молния – точнее ее видимая фаза, оказывается, бьет снизу вверх!

ЗАГЛЯНИ НА КНИЖНУЮ ПОЛКУ!

1. Как уберечься от молнии?
( или устройство громоотвода)
2. Эта загадочная молния!

А ЕСТЬ ЛИ ГРОМООТВОД У ТЕБЯ НА ДАЧЕ?

Одним из первых в мире громоотводов (молниеотводов) водрузил над крестом своего храма сельский священник из Моравии по имени Прокоп Дивиш, крестьянский сын, ученый и изобретатель.

Это было в июне 1754 года.
___

Первый в России молниеотвод появился в 1756 г. над Петропавловским собором в Петербурге.
Он был сооружен после того, как молния дважды ударила в шпиль собора и подожгла его.

Устали? — Отдыхаем!

Сила тока. Единицы силы тока

На прошлых уроках мы вплотную подошли к тому факту, что ток — это физическая величина. Т.е., действия электрического тока могут иметь разную степень или же силу. Мы уже много раз говорили о том, что электрический ток — это движение заряженных частиц. Логично предположить, что

сила тока зависит либо от количества этих частиц, либо от скорости их движения.

Это действительно так: опытным путём было установлено, что сила тока зависит от количества заряда, проходящего по цепи в единицу времени. Поэтому, чем больше частиц переместится от одного полюса к другому, тем больше будет суммарный перенесённый заряд.

Сила тока равна отношению электрического заряда, прошедшего, через поперечное сечение проводника, ко времени его прохождения:

Как мы помним, заряд измеряется в кулонах, а время — в секундах (в системе СИ).

На прошлом уроке, мы уже узнали, что единицей измерения силы тока является ампер:

Однако, каждая физическая единица измерения должна быть соотнесена с тем или иным явлением. Рассмотрим, что же легло в основу определения силы тока в 1 А. Поскольку заряженные частицы взаимодействуют между собой, проводники, через которые проходит ток — тоже будут взаимодействовать в той или иной степени. Эта степень будет зависеть от длины проводников, от расстояния между ними, от среды, в которой находятся проводники, и, конечно, от силы тока. Для опыта мы можем взять два проводника одинаковой длины, которые, разумеется, будут находиться в одинаковой среде. Подключим оба проводника к источнику тока, держа их на фиксированном расстоянии. Тогда, сила тока будет единственным фактором, влияющим на силу взаимодействия проводников. Перед тем, как начать опыт, заметим, что проводники будут притягиваться, если токи в обоих проводниках сонаправлены, и наоборот — будут отталкиваться, если токи противоположны по направлению.

Это, фактически, приведёт к изменению расстояния между проводниками. Чтобы этим обстоятельством можно было пренебречь, возьмём очень длинные и тонкие проводники. Поместим эти проводники в вакуум на расстоянии 1 м друг от друга и пустим по ним одинаковый ток. Рассмотрим метровые участки таких проводников: они будут практически параллельны.

Итак, единицей силы тока считается сила, при которой два таких отрезка взаимодействуют с силой 0,2 мкН.

Теперь мы можем дать определение и единице заряда, о которой мы говорили ранее. 1 Кл — это заряд, который за 1 с прошел сквозь поперечное сечение проводника при силе тока 1 А.

Помимо ежедневного использования электрического освещения, все мы знаем ещё один яркий пример электрического тока. Это молния. Молния обладает очень большой силой тока, который может проходить либо между облаками, либо между облаком и поверхностью земли.

В результате трения друг о друга, слои воздуха электризуются, накапливая все больший и больший заряд. В момент, когда этот заряд становится достаточно большим, между облаками проскакивает электрический ток в виде молнии. Также, наэлектризованное облако, обладающее отрицательным зарядом в нижней части может способствовать тому, что поверхность земли под ним электризуется положительно, и молния ударяет в землю. Молния часто бьёт в объекты, возвышающиеся над остальными (например, в одиноко стоящее дерево). Здесь нет ничего удивительного: ток идёт по кратчайшему пути, а то, что является самой высокой точкой для нас — ближе всего к облакам. Однако, есть много других факторов, влияющих на то, куда ударит молния, поэтому предсказать следующую «мишень» крайне сложно.

Упражнения.

Задача 1. Сила тока в лампочке составляет 200 мА. Какой заряд проходит через лампочку за 3 минуты?

Задача 2. Через поперечное сечение проводника прошло 900 миллиардов электронов за 0,3 мкс. Какова сила тока в этом проводнике?

На первый взгляд может показаться, что такое огромное число электронов просто не могло пройти поперечное сечение за одно мгновение.

Но, ведь, размер электрона очень мал, а его скорость, как правило, составляет несколько миллиметров в секунду.

Задача 3. Какова скорость электронов в проводнике с током 2 А, если одновременно через сечение проходит 70 млн электронов? Радиус электрона считать за 2,82 ×10⁻¹⁵ м, предполагая, что электроны двигаются вплотную друг к другу.

404 page not found | Fluke

Talk to a Fluke sales expert

Связаться с Fluke по вопросам обслуживания, технической поддержки и другим вопросам»

What is your favorite color?

Имя *

Фамилия *

Электронная почта *

FörКомпанияetag *

Номер телефона *

Страна * United States (Estados Unidos)CanadaAfghanistanAlbaniaAlgeriaAmerican SamoaAndorraAngolaAnguillaAntarticaAntigua and BarbudaArgentinaArmeniaArubaAustraliaAzerbaijanBahamasBahrainBangladeshBarbadosБеларусь (Belarus)Belgien/Belgique (Belgium)BelizeBeninBermudaBhutanBoliviaBonaireBosnia and HerzegovinaBouvet IslandBotswanaBrasil (Brazil)British Indian Ocean TerritoryBrunei DarussalamBulgariaBurkina FasoBurundiCambodiaCameroonCape VerdeCayman IslandsCentral African RepublicČeská republika (Czech Republic)ChadChile中国 (China)Christmas IslandCittà Di VaticanCocos (Keeling) IslandsCook IslandsColombiaComorosCongoThe Democratic Republic of CongoCosta RicaCroatiaCyprusCôte D’IvoireDanmark (Denmark)Deutschland (Germany)DjiboutiDominicaEcuadorEgyptEl SalvadorEquatorial GuineaEritreaEspaña (Spain)EstoniaEthiopiaFaroese FøroyarFijiFranceFrench Southern TerritoriesFrench GuianaGabonGambiaGeorgiaGhanaGilbralterGreeceGreenlandGrenadaGuatemalaGuadeloupeGuam (USA)GuineaGuinea-BissauGuyanaHaitiHeard Island and McDonald IslandsHondurasHong KongHungaryIcelandIndiaIndonesiaIraqIrelandIsraelIslas MalvinasItalia (Italy)Jamaica日本 (Japan)JordanKazakhstanKenyaKiribati대한민국 (Korea Republic of)KuwaitKyrgyzstanLaosLatviaLebanonLesothoLiberiaLibyaLiechtensteinLithuaniaLuxembourgMacaoMacedoniaMadagascarMalawiMalaysiaMaldivesMaliMaltaMarshall IslandsMartiniqueMauritaniaMauritiusMayotteMéxico (Mexico)MicronesiaMoldovaMonacoMongoliaMontenegroMonserratMoroccoMozambiqueMyanmarNamibiaNauruNederland (Netherlands)Netherlands AntillesNepalNew CaledoniaNew ZealandNicaraguaNigerNigeriaNiueNorge (Norway)Norfolk IslandNorthern Mariana IslandsOmanÖsterreich (Austria)PakistanPalauPalestinePanamaPapua New GuineaParaguayPerú (Peru)PhilippinesPitcairn IslandPuerto RicoРоссия (Russia)Polska (Poland)Polynesia (French)PortugalQatarRepública Dominicana (Dominican Republic)RéunionRomânia (Romania)RwandaSaint HelenaSaint Pierre and MiquelonSaint Kitts and NevisSaint LuciaSaint Vincent and The GrenadinesSan MarinoSao Tome and PrincipeSaudi ArabiaSchweiz (Switzerland)SenegalSerbiaSeychellesSierra LeoneSingaporeSlovakiaSloveniaSolomon IslandsSomaliaSouth AfricaSouth Georgia and The South Sandwich IslandsSouth SudanSri LankaSudanSuomi (Finland)SurinameSvalbard and Jan MayenSverige (Sweden)SwazilandTaiwanTajikistanTanzaniaThailandTimor-LesteTokelauTogoTongaTrinidad and TobagoTunisiaTürkiye (Turkey)TurkmenistanTurks and Caicos IslandsTuvaluUgandaUkraineUnited Arab EmiratesUnited KingdomUnited States Minor Outlying IslandsUruguayUzbekistanVanuatuVirgin Islands (British)Virgin Islands (USA)VenezuelaVietnamWallis and FutunaWestern SaharaWestern SamoaYemenZambiaZimbabwe

Почтовый индекс *

Интересующие приборы

iGLastMSCRMCampaignID

?Отмечая галочкой этот пункт, я даю свое согласие на получение маркетинговых материалов и специальных предложений по электронной почте от Fluke Electronics Corporation, действующей от лица компании Fluke Industrial или ее партнеров в соответствии с политикой конфиденциальности.

consentLanguage

Политика конфиденциальности

Сила тока. Единицы силы тока

вы уже знаете что такое электрический ток вы уже знаете как можно обнаружить электрический ток по его действиям тепловое химическое магнитное световое если вспомнить например тепловое действие какой но опыт проводили у нас была натянута проволока ее концы были закреплены и когда мы пропускали пони электрический ток проволока нагревалась и поэтому прогибалась и вы наверное заметили что я поворачиваю какую-то ручку на источнике тока мог увеличивать этот прогиб уменьшать а в конце мы даже сажали эту провала то есть действие тока может быть больше а может быть меньше то же самое можно сказать о любом действии тока магнитным можно сделать так что вот так катушка будет поднимать десять гвоздей а можно сделать так что она будет борьба только пять гвоздей значит должна существовать какая-то физическая величина описывающие этот электрический ток описывающий электрический ток и чем она больше тем действие тока будет больше и вот сегодня мы с этой физической величиной познакомимся она называется сила тока хотя к механической силе она никакого отношения ними так просто исторически сложилось тема урока сила тока . единицы силы тока . амперметры сила тока единицы силы тока амперметр и домашнее задание на среду на послезавтра конспект у перышки ну два параграфа а именно 37 38 37 38 и полу к шику задачи с номерами 1261 1264 пять задач как обычно и так что же такое сила тока сила тока эта величина которая имеет аналог в описании движение воды вот например что такое электрический ток электрический ток это направленное движение электрических зарядов заряженных частиц электрический ток чем-то похож на движение частиц воды по трубопроводу и вот по трубе может протекать больше воды вода может течь быстрее а может протекать меньше воды и можно например ввести такую величину объем воды которая протекает через трубу за единицу времени измеряться в кубических метрах в секунду у нее кстати есть свое название она называется объемный расход и вот аналогично можно поступить и для описания электрического тока что такое электрический ток направленное движение заряженных частиц нарисуем проводник точнее кусочек этого проводника вот он и вот допустим заряженные частицы движутся электроны если это металл движутся вот так к нам скажите пожалуйста а куда течет электрический ток при этом в противоположную сторону потому что за направление тока мы принимаем направление движения положительно заряженных частиц значит ток течет сюда и вот вот эти заряженные частицы переносящий электрический заряд двигаясь по проводнику пересекают вот эту поверхность она называется поперечное сечение проводника поперечное сечение проводника его кстати не обязательно рисовать на самом конце поперечное сечение можно выделить где угодно вы можете проводник разрезать где угодно вот здесь разрезать вот здесь вот здесь и та поверхность которая получается при разрезе при рассечении называется поперечным сечением и через поперечное сечение проводника за время t проходит какой-то заряд электрически заряженные частицы движутся переносят заряд проходит заряд какой буквы мы обозначаем электрический заряд q проходит зарядку но теперь представьте себе что за в первом случае за одну секунду прошел заряд ну например 1 кулон в другом случае за одну секунду прошел заряд 2 кулона как вы думаете в каком случае действие электрического тока будет больше конечно во втором потому что больший заряд проходит за одно и то же время поэтому физическая величина которую я уже объявил и назвал сила тока получится если мы разделим заряд проходящий через поперечное сечение проводника на время его прохождения или можно сказать так это физическая величина равна заряду протекающему через поперечное сечение проводника за единицу времени сила тока обозначается буквой и от слова им конфеты английского сила тока это определение эта формула объясняет нам что такое сила тока то что здесь написано виде формулы давайте сейчас запишем словами и так силой тока называется физическая величина силой тока называется физическая величина численно равная силой тока называется физическая величина численно равная заряду проходящему через поперечное сечение проводника заряду проходящему через поперечное сечение проводника за единицу времени за единицу времени физическая величина численно равная заряду протекающему через поперечное сечение проводника за единицу времени у любой физической величины есть какие-то единицы измерения сила тока измеряется в единицах которые называются ампер и обозначается буквой а называется ампер в честь французского физика андре мари ампер а который изучал электрические и магнитные лень казалось бы если вас спросят что такое 1 ампер вы можете сказать это сила тока при котором заряд в 1 кулон протекает за одну секунду а скажите пожалуйста а когда мы изучали электрические заряды мы давали определение что такое кулон нет не давали а вот сегодня дадим дело в том что ампер также как килограмм секунда метр является основной единицей международной системы си поэтому для ампера должен существовать какой-то эталон что же такое ампер таком случае для того чтобы задать какую-то силу тока наверно стоит наблюдать за действиями этого тока чем больше сила тока тем ярче проявляются действия электрического тока как вы думаете для создания эталона силы тока эталона ампера какое действие лучше всего использовать тепловое магнитное или химическое как вы думаете магнитное тепловое химическое смотрите допустим мы хотим использовать тепловое действие тока тогда нам нужен очень высококачественный калориметр для того чтобы ни один джоуль теплоты не пропал чтобы мы могли все это измерить нам нужны очень серьезные приборы для измерения температуры это не рационально потому что идеального теплоизолятора наверное не существует даже если у вас есть вакуум в нем теплопередача через излучение возможно химическое действие тока это идеально чистые вещества идеальной чистоты достичь практически невозможной но сейчас уже почти этого достигнули нужно очень тщательно взвешивать эти вещества реакции должны проходить контролируем это тоже очень неудобно а вот с магнитным действием тока лучше всего связать силу ток поэтому как раз 1 ампер определяется через магнитное действие тока я вам показывал как если пропускать ток покатушки она втягивает в себя мид и железные предметы оказывается что магнитное действие тока может проявляться и по другому если у вас есть два проводника по каждому из которых мы будем пропускать ток то если эти токи текут в одну сторону то проводники будут притягиваться друг другу если по двум проводникам пропускать электрические токи в противоположных направлениях то такие два проводника будут отталкиваться друг от друга и вот в определении силы тока в определении 1 ампера как раз входит сила с которой взаимодействуют два проводника причем они должны быть расположены параллельно они должны быть очень длинными будем говорить бесконечно длинными они должны быть в вакууме чтобы вещество никак не влияло на результат этого опыта и они должны быть тонкими и вот что из себя представляет один ампер смотрите это одно из самых сложных определений которые нам встретятся возьмем два бесконечно длинных тонких проводника расположенных в вакууме на расстояние 1 метр друг от друга на расстояние 1 метр друга друга допустим по ним текут токи в противоположных направлениях пусть здесь течет ток 1 ампер и здесь течет в противоположную сторону то кто же в 1 ампер этого легко достигнуть если просто с эти проводники соединить один за другим где-то там очень далеко проводите будут отталкиваться друг от друга возьмем на про водички отрезочек длиной в 1 метр вот отрезок длиной 1 метр на него со стороны 2 провода будут действовать сила причем эта сила будет распределена по всему проводнику на каждый метр проводника будет действовать какая-то своя сила обозначим эту силу f на второй проводник тоже будет действовать такая же сила новое и изображать не будет так вот из токи здесь один ампер расстояние между проводниками 1 метр они расположены в вакууме они бесконечны длинные и параллельные и тонкие тонкие та сила f будет равняться 2 на десять в минус седьмой ньютона на каждый метр длины нарисовали а теперь давайте запишем одно из самых длинных определений в курсе физики 1 ампер cherry 1 ампер и это сила такого неизменного тока 1 ампер терры это сила такого неизменного тока , который протекая по двум тонким бесконечно длинным тонким бесконечно длинным параллельным проводникам расположенным параллельным проводникам расположенным в вакууме на расстояние 1 метр друга друга расположенным в вакууме на расстояние 1 метр друга друга вызывает их взаимодействие с силой вызывает их взаимодействие с силой 2 на десять в минус седьмой ньютона вызывает их взаимодействие силой 2 на 10 минут 7 ньютона на каждый метр длины вызывает и взаимодействие с силой 2 на 10 минус 7 ньютона на каждый метр длины 1 ампер это сила такого неизменного тока который протекая по двум бесконечно длинным тонким параллельным проводникам расположены в вакууме на расстояние 1 метр друга друга вызывает их взаимодействие с силой 2 на 10 минут 7 ньютона на каждый метр длины возникает вопрос а где мы возьмем бесконечно длинные проводники такого же нельзя сделать поэтому для того чтобы задать ампер используют немножечко другие способы используют взаимодействия не длинных бесконечных проводников а катушек и их силу взаимодействия из измеряют с помощью весов которые я вам сейчас покажу на картинке конечно вот сейчас мы посмотрим на эти весы вот это очень серьезный точный прибор вы видите здесь катушки внутри этих катушек есть другие катушки и вот когда мы по ним протекает ток то нарушается равновесие этих весов можно с большой точностью измерить силу взаимодействия катушек и по этой силе определить силу тока то есть это катушка эта система катушек называется таковые весы или ампер весы они используются в качестве средства задания тока в 1 ампер своеобразным эталоном пер теперь когда мы знаем что такое 1 ампер можно сразу ответить на вопрос что такое 1 кулон для этого воспользуемся вот этой формулой выразим отсюда заряд q равняется и умножить на t единица заряда которую мы знаем как кулон теперь у нас выражается через ампер и секунду то есть кулон это ампер умножено на секунду и если вас спросят что такое кулон вы можете ответить cool 1 кулон это заряд протекающей за одну секунду через поперечное сечение проводника с током силой 1 ампер давайте это запишем 1 кулон тире это заряд протекающий через поперечное сечение проводника с током в 1 ампер протекающий через поперечное сечение проводника с током в 1 ампера за одну секунду протекающий через поперечное сечение проводника с током 1 ампер за одну секунду 1 ампер это не очень маленькая и не очень большая сила тока например через электроплитку или через электрокамин протекает ток 5 10 ампер через лампочку вот эту небольшую протекает ток порядка четверти ампера в мобильном телефоне в зависимости от того работает он на передачу или на прием тоже ток порядка там единиц ампер не больше обычно меньше через часы электронные которые у нас висят на стене и они идут наверное больше года от одного маленького гальванического элемента там сила тока гораздо меньше 1 ампера и в таком случае не удобно пользоваться амперам и пользуются всеми единицами которые получается с помощью десятичных префиксов давайте запишем что такое один миллиампер 1 мили ампер мили означает 10 минус 3 10 в минус 3 ампера один микроампер это одна миллионная первые 10 минус 6 ампер а бывают ситуации когда текут токи даже меньше 1 микроампер а это наноампер это редко бывает но бывает наноампер 10 в минус девятой ампера а бывает наоборот ситуации где токи протекают тысячи ампер тогда существует единица 1 кило ампер например в мощных сварочных аппаратах ток может доходить до таких значений 1 кило ампер это 10 в третьей степени ампер приборы для измерения силы тока называются амперметра my бывают амперметры но бывают и миллиамперметр и и микроамперметр и и кило амперметры зависимости от того какого порядка токио не измеряют их немножко по-разному обозначают например вот как обозначается амперметр кружочек обязательно два вывода посередине буква а а вот это что такое как вы думаете это миллиамперметр обратите внимание что буковка тут латинская мы можем еще изобразить и микроамперметр тоже кружочек но посередине стоит греческая буква и и буква а вот микроамперметр можно и кило амперметр показать я понимаю что это не сложно сделать вот кило амперметр как вы думаете как он обозначается буква к наверное латинская раз микро мили обозначается латинской киева амперметр вот так это обозначение приборов давайте теперь посмотрим как они выглядят и заодно поговорим о их характеристиках вот смотрите вот амперметр скажите пожалуйста на какую силу тока рассчитан этот амперметр до верхний предел измерения этого прибора 2 ампера а цена деления нужно взять расстояние между ближайшими делениями посмотреть так и посчитать сколько здесь этих делений вот здесь 10 делений а между оцифрован ими штрихами пол ампера значит в 10 раз меньше чем полом пера пять сотых ампера это сколько миллиампер это 50 миллиампер вот это микро миллиамперметр на какой предел на какой ток он рассчитан до 500 миллиампер а вот микроамперметр он рассчитан на измерение токов до 100 микроампер а вот еще один микроамперметр как вы думаете чем они отличаются смотрите у этого у левого шкала имеет 0 посередине а у правого шкала имеет ноль слева правый прибор предназначен для измерения токов которые текут только в одном направлении а левый позволяет измерять силу тока текущего как в одну сторону так и в другую зависимости от того в какую сторону отклоняется стрелка будет так течь можно сказать в какую сторону течет электрический ток существует и вот такие амперметра это лабораторный довольно дорогой и сложный прибор для высокоточного измерения силы тока обратите внимание на то что у него есть два предела измерения если ручка находится вот в этом положении то максимальный ток который можно измерять этим прибором 1 ампер если ручку перевести в это положение будет максимальный ток 2 ампера и еще интересная особенность этого прибора смотрите шкала зеркальная как вы думаете для чего это сделано что думает саша смотрите если я буду наклонять прибор то стрелка и ее отражение не совпадают но только при определенном расположение объектива или глаза относительно шкалы у нас стрелка и ее отражение совпадут именно этого и нужно добиваться почему давайте разберемся подробнее представьте себе что вот это у вас шкала один тут 023 а это скрипка и вот у вас стрелка стоит вот так если я посмотрю отсюда мне кажется что стрелка стоит против единички если я посмотрю отсюда мне кажется что стрелка стоит против тройки но надо чтобы прибор дал однозначно и показания для этого стрелка должна быть для этого луч зрения должен был перпендикулярен шкале прибора в этом случае изображение с стрелки в зеркале совпадает с самой стрелкой и в таком случае отсутствует искажение которое называется параллакс вот чтобы этого параллакса не было и луч зрения всегда был перпендикулярен шкале и делается зеркальная шкала следующий вопрос вот амперметр он измеряет понятное дело силу тока он измеряет силу тока где подсказываю температуру чего измеряет термометр комната среды себя термометр измеряет температуру своего резервуара амперметра измеряя ток текущей через амперметр а вам нужно чтобы он измерял ток текущей через лампочку через электродвигатель мобильный телефон как сделать чтобы амперметр показывал недуг текущей через себя отток текущей через нагрузку нужно включить его так чтоб те же самые заряды которые проходят через нагрузку потом прошли через амперметр давайте сейчас покажем как правильно включается амперметр для измерения силы тока допустим мы хотим измерить силу тока через лампочку вот источник тока батарейка вот лампочка теперь пожалуйста пока не рисуйте не рисуйте вот лампочка включена ток течет через лампочку ток течет дальше ток течет здесь как включить амперметр чтобы через него шел тот же самый топ артём совершенно верно артем сказал что амперметр включается в разрыв электрической цепи то есть мы должны сейчас разорвать электрическую цепь вот так и сюда включить амперметр или миллиамперметр вот так теперь давайте еще присмотримся к амперметром возьмем к примеру старый добрый знакомы школьный амперметр двух амперный и обратим внимание на то что клеммы этого амперметра подписаны посмотрите здесь стоит знак минус здесь стоит знак + возьмём другой прибор миллиамперметр смотрите здесь тоже подписано стоит знак + и тут с этой стороны знак минус это не случайно дело в том что если неправильно включить амперметр то его стрелка отклоняется не в ту сторону помните амперметр со стрелкой посерединке вот этот не боится включение неправильным образом а здесь у нас стрелка с краю так вот смотрите как правильно включается амперметр вот положительный полюс положительная крема крема помеченная значком плюс должна быть с той стороны с которой находится положительный полюс источника тока а клемма на амперметры обозначенная знаком минус должна быть с той стороны с которой расположен отрицательный полюс и наконец последнее что касается использования амперметров хороший прибор это такой прибор который своим присутствием не изменяет силу тока в электрической цепи то есть от того что я сюда включил амперметр сила тока не должна изменяться она должна быть точно такой же как если бы здесь просто был проводник это значит что по своим электрическим свойствам амперметр мало чем отличается от просто куска провода а теперь вспомним ошибку которую допускали некоторые ребята когда изображали электрические схемы подключали проводник между полюсами источника тока и очень говорил что это я говорю что это очень тяжёлая ситуация это аварийная ситуация это короткое замыкание так вот ни в коем случае нельзя амперметр присоединять непосредственно к выводам источника тока испортится амперметр может случиться еще много неприятностей и так три правила пишем использование правила использования амперметра или правила включения амперметра правила включения амперметра первое первое амперметр включается в разрыв электрической цепи где нужно измерить силу тока амперметр включается в разрыв электрической цепи где нужно измерить силу тока амперметр включается в разрыв электрической цепи где нужно измерить силу тока второе клемма амперметра обозначенная знаком плюс клемма амперметра обозначенной знаком плюса должна быть подключена со стороны положительного полюса источника тока должна быть подключена со стороны положительного полюса источника тока крема обозначенная знаком плюс должна быть подключена со стороны положительного полюса источника тока и третье ни в коем случае ни в коем случае нельзя подключать амперметр ни в коем случае нельзя подключать амперметр непосредственно к выводам или непосредственно к полюсом источника тока ни в коем случае нельзя подключать амперметр непосредственно к полюсом источника тока записали ну а теперь давайте поиграемся по измеряем силу тока протекающего например через лампочку вот вы видите батарейку и лампочку амперметр пока уберем просто включаем лампочку смотрите лампочку я подсоединяю с одной стороны к положительному полюсу источника тока с другой стороны сначала включу ее непосредственно проверим работает ли источник тока и лампочка лампочка горит все хорошо теперь представим себе что у нас электрическая цепь вот такая два провода образуют на самом деле 1 вот мы сейчас собрали такую электрическую цепь ток течет от положительного полюса через лампочку через вот этот провод к отрицательному полюсу амперметр включается в разрыв электрической цепи разорвали электрическую цепь понятное дело лампочка погасла теперь тот провод который обращен к положительному полюсу источника тока плюсик у мы присоединяем к клемме которая обозначена плюсом вот сюда а ту которая обозначена минусом крема автоматически у нас оказывается подключена к отрицательному пользу замыкало электрическую цепь ток пошел скажите пожалуйста чему равна сила тока протекающего через лампочку 270 миллиампер сколько это ампер 027 а ну давайте возьмем другой прибор этаж миллиамперметр а мы с вами возьмем вместо этого амперметр с этой стороны с положительной стороны опять подключаем положительный по и проводнике дующий к положительному полюсу с этой стороны подключаем проводник идущий к отрицательному полюсу какова сила тока 027 ампер все сходится и последний вопрос а как вы думаете что будет если я включу амперметр и миллиамперметр один с одной стороны от источника тока а другой с другой стороны вот это все сдвину сюда а этот прибор подключу с этой стороны что будет значит внимательно смотрим на полярность здесь минус значит этот провод надо подключить со стороны отрицательного полюса вот сюда а этот проводник идущий от положительной клеммы от плюса подключаем к положительному полюсу источника тока и вот мы с вами видим что оба прибора показывают ток причем это ток здесь у нас 0 20 до 260 миллиампер 2 260 миллиампер а здесь 026 ампера заряд ведь никуда не девается заряд как вода по трубе течет через один амперметр а потом через другой амперметра точно также как когда вода течёт по водопроводу если вы несколько счетчиков водомерных поставите один за другим они все покажут один и тот же расход воды все амперметры показывают одно и то же во всех участках цепи за одно и то же время проходит одинаковый заряд он ведь нигде не накапливается сколько пришло вампир метр кулон столько и ушло и последнее ребята ток 1 ампер за секунду проходит заряде ща в 1 кулон а помните мы говорили с вами что один кулон это чудовищно заряд если мы возьмем два заряда по одному кулону расположенных на расстояние 1 метр друг от друга они будут взаимодействовать силой 9 миллиардов ньютонов как же не разносит в клочья эти проводники по которым протекают такие огромные заряды почему это все возможно что думает саша а садись пожалуйста нет заряд как раз движется вы узнаете что он движется ну просто удивительно медленно оказывается если сила тока в проводнике порядка 10 ампер то скорость упорядоченного движения всего лишь доли миллиметров в секунду а вот скорость теплового движения порядка ста километрах секунду нет дело не в этом ребята кроме электронов есть что-то еще в проводнике что именно протоны которые находятся в ядрах ядра заряжены положительно электроны заряжены отрицательно эти заряды друг друга скомпенсировали поэтому в целом проводник нейтрален но просто один из видов этих зарядов способен двигаться и оказывается что может пройти колоссальный заряд без всяких последствий для проводника все на сегодня урок окончен [музыка]

ГДЗ Физика 8 класс.

Сила тока. Единицы силы тока. Амперметр. Измерение силы тока

ГДЗ Физика 8 класс. Сила тока. Единицы силы тока. Амперметр. Измерение силы ток

Подробности

Просмотров: 298

Назад в «Оглавление»

О чем умолчал Перышкин?
О том, как сделать домашнее задание, ответить на вопросы и решить задачи в упражнениях!
Уверена, что думающие ученики сначала всё сделают сами, а эти сведения будут помощью «застрявшим в пути».
Ответы на ДЗ по физике помогут вам проверить себя и найти ошибки.

Ответы на ДЗ из упражнений соответствуют всем выпускам учебников этого автора, начиная с 1989 г.
Так как номера упражнений с одинаковыми вопросами в разных выпусках различаются, ответы на вопросы к упражнениям скомпонованы по темам параграфов.
На этой странице ГДЗ по темам: «Сила тока. Единицы силы тока. Амперметр. Измерение силы тока»

Дерзайте!

Сила тока

1. Выразите в амперах силу тока, равную 2000 мА; 100 мА; 55 мА; 3 кА.

2000 мА = 2А
100 мА = 0,1 А
55 мА = 0,055 А
3 кА = 3000 А

2. Сила тока в цепи электрической плитки равна 1,4 А.
Какой электрический заряд проходит через поперечное сечение её спирали за 10 мин?

3. Сила тока в цепи электрической лампы равна 0,3 А.
Сколько электронов проходит через поперечное сечение спирали за 5 мин?

Амперметр. Измерение силы тока

1. При включении в цепь амперметра так, как показано на рисунке 63, а, сила тока была 0,5 А.
Каковы будут показания амперметра при включении его в ту же цепь так, как изображено на рисунке 63, б?

При переставлении местами в цепи лампы и амперметра сила тока не изменится, т.к. при последовательном включении приборов сила тока в цепи везде одинакова.

2. Как можно проверить правильность показаний амперметра с помощью другого амперметра, точность показаний которого проверена?

Надо подключить оба амперметра последовательно в электрическую цепь, где измеряется сила тока.
При последовательном подключении в цепь проверяемого и точного амперметров их показания должны быть одинаковы.
Если показания проверяемого амперметра отличаются от показаний точного, то проверяемый амперметр неисправен.

3. Рассмотрите амперметры, данные на рисунках 61, 62.
Определите цену деления шкалы каждого амперметра.
Какую наибольшую силу тока они могут измерять? Перерисуйте шкалу амперметра (см. рис. 61, а) в тетрадь и покажите, каково будет положение стрелки при силе тока 0,3 А и 1,5 А.

Для вып. 1989 г. (1 и 2):
Ц.Д. = (2А — 1А) : 5 = 0,2А и Iмакс = 3А
Ц.Д = (2А — 1А) : 10 = 0,1А и Iмакс = 2А

Для вып. 2010г. — синий и 2013г — белый (1 и 3):
Ц.Д. = (2А — 1А) : 5 = 0,2А и Iмакс = 3А
Ц.Д. = (2А — 1,5А) : 10 = 0,05А и Iмакс = 2А

4. Имеется точный амперметр. Как, пользуясь им, нанести шкалу на другой, ещё не проградуированный амперметр?

Подключить оба амперметра последовательно в электрическую цепь.
Их показания должны всегда совпадать.
Пропускать токи разной величины, при этом отмечать положение стрелки на шкале градуируемого амперметра и подписывать величину тока, как на точном амперметре.

Назад в «Оглавление»

§ 37. Сила тока. Единицы силы тока

1. От чего зависит интенсивность действий электрического тока?

Условие:

Решение:

Советы:

Также интенсивность действия зависит от среды, в которой находится проводник электричества.

2. Какой величиной определяется сила тока в электрической цепи?

Условие:

Решение:

Советы:

Взаимодействие токов происходит за счет магнитного поля, создаваемого каждым из проводов.

3. Как выражается сила тока через электрический заряд и время?

Условие:

Решение:

Советы:

Т.е. один Ампер - это Кулон в секунду.

4. Что принимают за единицу силы тока? Как называется эта единица?

Условие:

Решение:

Советы:

Или это сила тока, при которой два провода по метру длины каждый, расположенные параллельно, взаимодействуют с силой 0,0000002 Н. 

5. Какие дольные и кратные амперу единицы силы тока вы знаете?

Условие:

Решение:

Советы:

Наноамперы - 1 нА = 0.000000001 А, Гигаамперы - 1ГА = 1000000000 А.

6. Как выражается электрический заряд (количество электричества) через силу тока в проводнике и время его прохождения?

Условие:

Решение:

Советы:

Т.е. размерность заряда можно выражать через кулоны или ампер на секунду.

Упражнение 24.1. Выразите в амперах силу тока, равную 2000 мА; 100 мА; 55 мА; 3 кА.

Условие:

Решение:

Советы:

Т.е. милли - это одна тысячная, а кило - это тысяча.

Упражнение 24.2. Сила тока в цепи электрической плитки равна 1.4 А. Какой электрический заряд проходит через поперечное сечение её спирали за 10 мин?

Условие:

Решение:

Советы:

Вначале записываем выражение для силы тока: I = q/t, и из него получаем выражение для заряда q.

Упражнение 24.3. Сила тока в цепи электрической лампы равна 0. 3 А. Сколько электронов проходит через поперечное сечение спирали за 5 мин?

Условие:

Решение:

Советы:

В металлическом проводнике переносчиками заряда являются только электроны.

Сила и плотность тока | Физика. Закон, формула, лекция, шпаргалка, шпора, доклад, ГДЗ, решебник, конспект, кратко

Тема:

Электричество

Для характеристики тока вводится поня­тие о силе тока.

Силой тока называется ве­личина, характеризующая скорость переноса заряда частицами, которые создают ток, че­рез поперечное сечение проводника.

I = Δq / Δt,

где Δq — заряд, который переносится сво­бодными носителями заряда через попе­речное сечение проводника, Δt — интервал времени перенесения заряда.

Ток называют постоянным, если за лю­бые одинаковые интервалы времени через поперечное сечение проводника переносится одинаковый заряд. Иногда постоянным на­зывают ток, который не изменяет своего направления, но сила тока в отдельные моменты времени может быть разной.

В Международной системе единиц заряд измеряют в кулонах (Кл), время — в секун­дах (с), а силу тока — в амперах (А). Часто для измерения силы тока используют доль­ные или кратные единицы: микроампер (1мкА= 10^-6 А), миллиампер (1мА = 10^-3А), килоампер (1кА = 10³А) и др.

Иногда для характеристики распределе­ния токов в проводниках удобно пользо­ваться физической величиной, которая на­зывается плотностью тока. Плотность тока измеряется отношением силы тока к пло­щади поперечного сечения проводника:

j = I / S. Материал с сайта http://worldofschool.ru

Единицей измерения плотности тока является ампер на метр квадратный (А/м²).

Понятно, что сила тока является скаляр­ной величиной. А вот плотность тока счита­ют величиной векторной: вектор плотности тока совпадает с направлением тока в про­воднике.

На этой странице материал по темам:

• Физика плотность тока в чем измеряется

• Электрический ток, сила и плотность тока шпаргалка

• Шпаргалка по физике про ток в чем измеряется ток

Вопросы по этому материалу:

• Что такое сила тока?

• Какими единицами измеряется сила тока?

• Что такое плотность тока?

• Какими единицами измеряется плотность тока?

Единица измерения электрического тока «ампер»

Единица измерения электрического тока в амперах (А), названная в честь французского физика Андре-Мари Ампера (1775–1836), является одной из семи традиционных основных единиц Международной системы Единицы (СИ).

В историческом развитии СИ, начиная с 1948 года, ампер определялся силовым эффектом между двумя проводниками, по которым протекает ток. Это «классическое» определение, основанное на электромагнетизме, неявно установило значение магнитной постоянной μ ₀ = 4 π ^. 10 ^-7 H ^. м ^-1 = 4π ^. 10 ^-7 м ^. кг ^. с ^{-2 .} А ^-2 . Прямые практические реализации ампера в соответствии с этим определением СИ были основаны на сложных электромеханических устройствах, таких как, например, «текущий баланс». Точность таких реализаций была ограничена несколькими частями в десять миллионов, что было недостаточно для требований современной метрологии.

В соответствии с рекомендациями CIPM ( International Comité des Poids et Mesures ) с 1990 года все калибровки электрического напряжения и сопротивления были связаны с электрическими квантовыми стандартами для электрического напряжения, то есть эффектом Джозефсона, и для электрического сопротивления. , т.е. квантовый эффект Холла. Точно фиксированные численные значения постоянной Джозефсона, связанной с эффектом Джозефсона ( K _J-90 = 483 597,9 ГГц / В ₉₀ ) и постоянной фон-Клитцинга, связанной с квантовым эффектом Холла ( R _К-90 = 25 812.807 Ом ₉₀ ).

Использование этих «обычных» эталонных значений для констант фон-Клитцинга и Джозефсона имело значительные практические преимущества с точки зрения обслуживания и распространения электрических блоков. Это позволило воспроизвести электрические единицы со значительно улучшенной точностью до одной миллиардной доли. Однако это также означало, что электрические единицы, производные от «обычных» единиц V ₉₀ и Ω ₉₀ , больше не соответствовали действующей Международной системе единиц (СИ).

20 мая 2019 года вступил в силу пересмотр СИ, согласно которому значения СИ для постоянной Джозефсона K _Дж = 2 e / h и для постоянной фон-Клитцинга R _K = h / e ² получены с использованием точно определенных значений для элементарного заряда e и постоянной Планка h . Таким образом, реализация сопротивления и напряжения внутри СИ теперь возможна с помощью соответствующих квантовых эффектов.Используя соотношение I = U / R или 1 A = 1 В / Ом, соответственно (т.е. «закон Ома»), электрический ток или единичный ампер можно связать с двумя электрическими квантовыми эффектами для вольт и ом косвенно, но в полном соответствии с СИ.

Версия SI от 2019 года в принципе предлагает еще одну возможность для прямой реализации ампера, которая основана на точном значении элементарного заряда e . При этом используется определение тока I как количества заряда Δ Q , переносимого через проводник в единицу времени Δ t , т.е.е. I = Δ Q / Δ т . Понимая переносимый заряд как число N носителей заряда с зарядом e (например, электронов), получаем I = N ∙ e / Δ t или I = N . ∙ e ∙ f , соответственно, где f — частота электронов, проходящих через поперечное сечение проводника. Это дает возможность напрямую и элегантно определять ток или ампер путем «подсчета» количества электронов, которые проходят через одно поперечное сечение проводника в секунду.Соответствующая реализация возможна с помощью одноэлектронных насосов, вырабатывающих электрические токи посредством синхронизированного, управляемого транспорта одиночных электронов. Эти токи — из-за физических ограничений насосов — в настоящее время все еще очень малы (менее 1 нм = 10 ^-9 A). Кроме того, одноэлектронный транспорт подвержен ошибкам, вызванным статистическими флуктуациями. Следовательно, контроль одноэлектронного транспорта путем «подсчета» ошибок является необходимым. Это возможно на одноэлектронных транзисторах.

Для дальнейшего чтения:

• Х. Шерер и Х. В. Шумахер, «Одноэлектронные насосы и квантовая метрология тока в пересмотренной системе СИ», Ann. Phys., Т. 531, нет. 5, стр. 1800371, 2019.

Назад к дому AG 2,61

Преобразовать наноампер [нА] в ампер [А] • Конвертер электрического тока • Электротехника • Компактный калькулятор • Онлайн-конвертеры единиц

Конвертер длины и расстояния Конвертер массы Сухой объем и общий Измерения при приготовлении пищиКонвертер площадиКонвертер объёма и общих измерений при приготовлении пищиКонвертер температурыПреобразователь давления, напряжения, модуля ЮнгаПреобразователь энергии и работыПреобразователь мощностиПреобразователь силыКонвертер времениЛинейный конвертер скорости и скоростиКонвертер угла Конвертер угловой скорости и частоты вращения Конвертер ускорения Конвертер углового ускорения Конвертер плотности Конвертер удельного объема Конвертер момента инерции Конвертер момента силы Конвертер крутящего момента Конвертер энергии, теплоты сгорания (на массу) Конвертер удельной энергии, теплоты сгорания (на единицу объема) Конвертер температурных интерваловКонвертер теплового расширенияКонвертер теплового сопротивленияКонвертер теплопроводностиКонвертер удельной теплоемкости Конвертер расходаПреобразователь массового потокаКонвертер молярной концентрацииКонвертер массовой концентрации в раствореКонвертер динамической (абсолютной) вязкостиКинематический преобразователь вязкостиПреобразователь поверхностного натяженияПроницаемость, проницаемость, паропроницаемостьПреобразователь влажности и паропроницаемостиКонвертер уровня звукаКонвертер уровня звукаКонвертер уровня звукового давления с возможностью выбора уровня звукового давления (SPL) Конвертер уровня звукового давления Конвертер интенсивности Конвертер яркости Цифровой конвертер разрешения изображения Частота и длина волны C КонвертерОптический преобразователь мощности (диоптрий) в фокусное расстояниеПреобразователь оптической мощности (диоптрий) в увеличение (X) Преобразователь электрического зарядаЛинейный преобразователь плотности зарядаПоверхностный преобразователь плотности зарядаПреобразователь объемной плотности зарядаПреобразователь электрического токаПреобразователь линейной плотности токаПреобразователь плотности электрического токаПреобразователь электрического сопротивления и электрического сопротивления КонвертерПреобразователь электрической проводимостиКонвертер емкостиПреобразователь индуктивностиПреобразователь реактивной мощности переменного токаПреобразователь уровней в дБм, дБВ, ваттах и ​​других единицахПреобразователь магнитодвижущей силыПреобразователь напряженности магнитного поляПреобразователь магнитного потокаПреобразователь плотности магнитного потокаПоглощенная мощность дозы, полная мощность ионизирующего излучения. Преобразователь радиоактивного распада Преобразователь радиационного воздействияРадиация. Конвертер поглощенной дозы Конвертер метрических префиксовПреобразователь единиц измерения типографии и цифровых изображенийКонвертер единиц измерения объёма древесиныКалькулятор молярной массыПериодическая таблица

Обзор

Чесменское сражение Ивана Айвазовского

Мы обязаны комфортом нашей повседневной жизни электрическому току. Он генерирует излучение в видимом спектре и не только освещает наши дома, но также готовит и разогревает пищу в различных электроприборах, таких как электрические плиты, микроволновые печи и тостеры.Поскольку у нас есть электричество, нам не нужно добывать топливо, чтобы зажечь огонь. Благодаря электричеству мы также можем быстро перемещаться по горизонтальной плоскости в поездах, поездах метро и высокоскоростных поездах, а также по вертикальным плоскостям на эскалаторах и лифтах. Мы обязаны теплом и комфортом в наших домах электрическому току, потому что он питает наши электрические обогреватели, кондиционеры и вентиляторы. Различные машины с электрическим приводом значительно упрощают нашу работу как в повседневной жизни, так и в различных отраслях промышленности.Действительно, мы живем в эпоху электричества, потому что именно электричество позволяет нам использовать наши компьютеры, смартфоны, Интернет, телевидение и другие интеллектуальные электронные технологии. Учитывая, насколько удобно использовать электричество как форму энергии, неудивительно, что мы тратим столько усилий на ее выработку.

Может показаться необычным, но идея практического использования электричества впервые была воспринята некоторыми из наиболее консервативных членов общества — военно-морскими офицерами. В этом элитарном обществе было трудно продвигаться вверх, и столь же трудно было убедить адмиралов, которые начинали юнгой в эпоху парусного спорта, в необходимости перехода на бронированные боевые корабли с паровыми двигателями, но молодые офицеры предпочитали и поддерживали инновации.Благодаря успеху использования огневых кораблей во время русско-турецкой войны 1770 года, которая привела к победе в Чесменской битве, военно-морской флот начал рассматривать возможность модернизации систем защиты порта, используя старую береговую артиллерию в сочетании с военно-морскими минами, которые были новаторскими в то время.

Корабельная радиостанция, ок. 1910. Канадский музей науки и техники, Оттава

Разработка различных типов морских мин началась в начале XIX века, и наиболее успешные разработки включали автономные мины, активируемые электричеством.В 1870-х годах немецкий физик Генрих Герц разработал устройство для подрыва поставленных на якорь мин с помощью электричества. Одна из разновидностей этого устройства — морская рогатая мина — широко известна и часто появляется в исторических фильмах о войне. Его свинцовый «рог» имеет емкость с электролитом, который разрушается при контакте с корпусом корабля. Электролит питает простую батарею, которая, в свою очередь, подрывает мину.

Радиостанция Hudson’s Bay Company, ок. 1937. Канадский музей науки и техники, Оттава

Морские офицеры были одними из первых, кто оценил потенциал свечей Яблочкова, первых источников электрического света.Они были далеки от совершенства, но излучали свет от электрической дуги и раскаленного добела положительного электрода, сделанного из угля. Они использовались для сигнализации поля боя и для освещения поля боя. Использование мощных прожекторов давало преимущество стороне, использовавшей их, для освещения поля боя в ночных боях или для передачи информации и координации действий различных военно-морских частей во время морских сражений. Прожекторы, используемые в маяках, улучшили навигацию в опасных прибрежных водах.

Вакуумная лампа, ок. 1921. Канадский музей науки и технологий, Оттава

Неудивительно, что военно-морской флот также был взволнован, чтобы адаптировать технологии, которые позволили беспроводную передачу информации. Большой размер первых передающих устройств не был проблемой для военно-морского флота, потому что на их кораблях было достаточно места для размещения этих удобных, но порой больших машин.

Электрическое оборудование использовалось для упрощения заряжания пушек на борту кораблей, в то время как силовые электрические механизмы использовались для вращения пушечных турелей и повышали точность и эффективность пушек. Телеграф машинного приказа позволял экипажу общаться и повышал его эффективность, что давало значительное преимущество в бою.

Одним из самых ужасающих способов использования электрического тока в военно-морском сражении было использование Третьим рейхом подводных лодок-рейдеров. Подводные лодки Гитлера, которые действовали с использованием тактики «Волчьей стаи», потопили многие транспортные конвои союзников. Известная история Convoy PQ 17 — один из примеров.

Drummondville Радиопередатчик, ок. 1926. Канадский музей науки и техники, Оттава

Британский флот смог получить несколько машин Enigma, используемых немцами для кодирования сообщений, и им удалось взломать их код с помощью Алана Тьюринга, известного как отец современные вычисления.Союзники перехватили радиосвязь немецкого адмирала Карла Дёница, и с этой информацией смогли использовать прибрежные военно-воздушные силы, чтобы загнать в угол Волчью стаю и отбросить ее к берегам Норвегии, Германии и Дании. Благодаря этому с 1943 года рейды ограничились короткими.

Беспроводной телеграфный ключ, ок. 1915. Канадский музей науки и техники, Оттава

Гитлер планировал добавить к своим подводным лодкам ракеты Фау-2, чтобы их можно было использовать для атаки на восточное побережье США.Однако быстрое продвижение союзников на Западном и Восточном фронтах помешало ему сделать это.

Современный флот сложно представить без авианосцев и атомных подводных лодок. Они питаются от ядерных реакторов, которые сочетают в себе технологии 19 века на основе пара, технологии 20 века на основе электричества и ядерные технологии 21 века. Энергетические системы атомных подводных лодок вырабатывают достаточно электроэнергии, чтобы обеспечить потребности большого города в энергии.

В дополнение к использованию электричества, которое мы уже обсуждали, недавно военно-морской флот начал рассматривать другие применения электричества, такие как использование рельсотрона. Рейлган — это электрическая пушка, в которой используются снаряды кинетической энергии, обладающие огромным разрушительным потенциалом.

Джеймс Клерк Максвелл. Статуя Александра Стоддарта. Фото Ad Meskens / Wikimedia Commons

Немного истории

С развитием надежных источников энергии для постоянного тока (DC), таких как гальваническая батарея, созданная итальянским физиком Алессандро Вольта, многие выдающиеся ученые по всему миру начали исследовать свойства электрический ток и вызываемые им физические явления, а также его практическое использование в науке и технике.«Звездный список» ученых включает Георга Ома, который вывел закон Ома для описания поведения электрического тока в основной электрической цепи; немецкий физик Густав Кирхгоф, разработавший расчеты для более сложных электрических цепей; и французский физик Андре Мари Ампер, открывший закон, описывающий свойства замкнутого контура, на который действует магнитное поле и через него проходит электрический ток. Этот закон известен теперь как круговой закон Ампера. Независимая работа английского физика Джеймса Прескотта Джоуля и русского ученого Генриха Ленца завершилась открытием закона джоулева нагрева, который количественно определяет тепловой эффект электрического тока.

Хендрик Антун Лоренц, картина Менсо Камерлинг-Оннеса (1860–1925) в 1916 году.

Работы Джеймса Клерка Максвелла были посвящены дальнейшему исследованию свойств электрического тока и заложили основу современной электродинамики. Теперь эти работы известны как уравнения Максвелла. Максвелл также разработал теорию электромагнитного излучения и предсказал многие явления, такие как электромагнитные волны, радиационное давление и другие. Позже существование электромагнитных волн было экспериментально доказано немецким физиком Генрихом Рудольфом Герцем.Его работы по отражению, интерференции, дифракции и поляризации электромагнитных волн были использованы при изобретении радио.

Жан-Батист Био (1774–1862)

Несколько экспериментальных работ французских физиков Жана-Батиста Био и Феликса Савара о проявлении магнетизма в присутствии электрического тока, обобщенных в законе Био – Савара, и исследованиях блестящего французского математика Пьера-Симона Лапласа, который обобщил приведенные выше экспериментальные результаты в виде математической абстракции, впервые установил связь между двумя сторонами одного явления и положил начало изучению электромагнетизма. Гениальный британский физик Майкл Фарадей продолжил их работу и открыл электромагнитную индукцию. Современная электротехника построена на работах Фарадея.

Физик из Нидерландов Хендрик Лоренц внес ценный вклад в объяснение природы электрического тока. Он разработал классическую теорию электронов и предположил, что атомы состоят из более мелких заряженных частиц, и что свет является результатом колебаний этих частиц. Он также вывел уравнение для описания силы, действующей на движущийся заряд изнутри электромагнитного поля.Эта сила известна как сила Лоренца.

Определение электрического тока

Электрический ток можно определить как упорядоченное движение заряженных частиц. С учетом этого определения электрический ток измеряется количеством заряженных частиц, которые проходят через поперечное сечение проводника за заданную единицу времени.

I = q / t , где q — заряд в кулонах, t — время в секундах и I — электрический ток в амперах.

Другое определение электрического тока зависит от свойств проводников и описывается законом Ома:

I = В / R , где В, — напряжение в вольтах, R — сопротивление в омах. , I — ток в амперах.

Электрический ток измеряется в амперах (А) и единицах, производных от них, таких как наноампер (одна миллиардная часть ампера, нА), микроампер (одна миллионная часть ампера, мкА), миллиампер (тысячная часть ампера, мА). ), килоампер (тысяча ампер, кА) и мегаампер (миллион ампер, МА).

В СИ единицей измерения электрического тока является

[А] = [C] / [с]

Поведение электрического тока в различных средах

Алюминий является очень хорошим проводником и широко используется в электропроводке.

Электрический ток в твердых материалах, включая металлы, полупроводники и диэлектрики

При рассмотрении электрического тока мы должны учитывать среду, которая его переносит, в частности, заряженные частицы, присутствующие в материале или веществе в текущем состоянии. Этот материал или вещество может быть твердым, жидким или газообразным. Уникальным примером различных состояний вещества является монооксид дигидрогена или оксид водорода, известный нам просто как вода. Мы можем увидеть его твердым, если посмотрим на лед из морозильника, который мы сделали для охлаждения напитков — большинство из них основаны на воде. С другой стороны, при приготовлении чая или растворимого кофе мы используем кипяток. Если бы мы подождали, пока вода закипит, прежде чем налить ее в чайник, мы бы увидели «туман», выходящий из носика чайника — этот туман состоит из капель воды, образовавшихся из газообразного состояния воды (пара), которое выходит из носика и контактирует с холодным воздухом.

Существует еще одно состояние вещества, известное как плазма. Низкотемпературная плазма составляет верхние слои звезд, ионосферу Земли, пламя, электрическую дугу и вещество внутри люминесцентных ламп, и это лишь несколько примеров. Трудно воссоздать высокотемпературную плазму в лаборатории, поскольку для этого требуются чрезвычайно высокие температуры, превышающие 1 000 000 К.

Эти высоковольтные выключатели состоят из двух основных компонентов: размыкающих контактов и изолятора, соединяющего два провода вместе.

По своей структуре твердые материалы можно разделить на кристаллические и аморфные. Первые имеют структурированную кристаллическую решетку. Атомы и молекулы такого вещества образуют двух- или трехмерные кристаллические решетки. Кристаллические твердые тела включают металлы, их сплавы и полупроводники. Мы можем легко визуализировать кристаллические твердые тела, представляя снежинки, которые представляют собой кристаллы уникальной формы. Аморфные вещества не имеют кристаллической решетки. Диэлектрики обычно аморфны.

В нормальных условиях электрический ток течет через твердые тела благодаря движению свободных электронов, которые становятся несвязанными в результате отрыва валентных электронов от атома. Мы также можем разделить твердые тела в зависимости от характера потока электричества внутри них на проводники, полупроводники и изоляторы. Свойства различных материалов определяются на основе дискретной электронной зонной структуры. Это зависит от ширины запрещенной зоны, в которой нет электронов.Изоляторы имеют самую широкую запрещенную зону, которая иногда может достигать 15 эВ. Изоляторы и полупроводники не имеют электронов в проводящем промежутке при температуре абсолютного нуля, но при комнатной температуре будут некоторые электроны, которые были удалены из валентных зон из-за тепловой энергии. В проводниках, таких как металлы, зона проводимости перекрывается с валентными зонами. Вот почему даже при абсолютном нуле существует большое количество электронов, и это все еще верно, когда температура повышается до точки плавления.Эти электроны позволяют электрическому току проходить через материал. Полупроводники имеют небольшую ширину запрещенной зоны, и их способность проводить электричество во многом зависит от температуры, излучения и других факторов, таких как присутствие примесей.

Трансформатор с ламинированным сердечником. По бокам хорошо видны двутавровые и Е-образные стальные листы.

Сверхпроводники создают особые условия для электрического тока. Это материалы с нулевым сопротивлением прохождению электрического тока.Электроны проводимости этих материалов образуют группы частиц, которые связаны друг с другом за счет квантовых эффектов.

Как следует из названия, изоляторы плохо проводят электрический ток. Это свойство изоляторов используется для ограничения протекания электрического тока между проводящими поверхностями из разных материалов.

В дополнение к электрическому току, протекающему по проводникам, когда магнитное поле постоянное, когда магнитное поле переменное, его изменения вызывают явление, известное как вихревые токи, которые также называются токами Фуко.Чем больше скорость изменения магнитного поля, тем сильнее вихревые токи. Они не текут по определенному маршруту, но вместо этого они текут в замкнутых контурах в проводнике.

Вихревые токи вызывают скин-эффект, который представляет собой тенденцию протекания переменного электрического тока (AC) и магнитного потока в основном вдоль поверхностного слоя проводника, что приводит к потере энергии. Чтобы уменьшить эти потери на вихревые токи в сердечниках трансформаторов, их магнитные цепи разделены. Это делается путем наложения слоев тонких стальных изолированных пластин, которые образуют сердечник трансформатора.

Хромированная пластиковая лейка для душа

Электрический ток в жидкостях (электролитах)

Все жидкости могут проводить электрический ток в определенной степени при приложении к ним электрического напряжения. Жидкости, проводящие электрический ток, называются электролитами. Электрический ток переносится положительно и отрицательно заряженными ионами, известными соответственно как катионы и анионы, которые присутствуют в жидкости из-за электролитической диссоциации. В электролитах ток течет из-за движения ионов по сравнению с током, возникающим из-за движения электронов в металлах.Этот ток в электролитах характеризуется перемещением вещества к электродам и образованием новых химических элементов вокруг электродов или отложением этих новых веществ на электроде.

Это явление легло в основу электрохимии и позволяет количественно определять эквивалентный вес различных химических веществ. Это позволило превратить неорганическую химию в точную науку. Дальнейшее развитие химии электролитов позволило создать химические источники энергии в виде первичных (или одноразовых) и аккумуляторных батарей и топливных элементов.Это, в свою очередь, позволило совершить скачок в развитии технологий. Просто заглянув под капот вашего автомобиля и исследуя автомобильный аккумулятор, вы сможете увидеть результаты десятилетий работы исследователей и инженеров.

Автомобильный аккумулятор, установленный в 2012 году Honda Civic

Многие производственные процессы, зависящие от протекания электрического тока в электролитах, могут придать привлекательный вид конечному продукту (например, хромовое и никелевое гальваническое покрытие) и защитить объекты от коррозии.Электроосаждение и электротравление — фундаментальные процессы в современной электротехнике при создании различных электронных компонентов. Эти процессы очень часто используются, например, в микропроизводстве, и количество электронных компонентов, производимых с использованием этих технологий, достигает десятков миллиардов в год.

Электрический ток в газах

Поток электрического тока в газах зависит от количества в нем свободных электронов и ионов. Из-за большего расстояния между частицами газа по сравнению с жидкостями и твердыми телами молекулы и ионы в газах обычно проходят большие расстояния, прежде чем столкнуться.Из-за этого протекание электричества в газах в нормальных условиях затруднено. То же верно и для смесей газов. Примером смеси газов является воздух, который в электротехнике считается хорошим изолятором. В обычных условиях многие другие смеси газов также являются хорошими изоляторами.

Неоновая лампа для проверки отвертки показывает наличие напряжения 220 В.

Поток электричества в газах зависит от различных физических факторов, таких как давление, температура и компоненты, составляющие эту смесь.Кроме того, ионизирующее излучение тоже играет роль. Например, газ может проводить электричество, если его облучают ультрафиолетовым или рентгеновским излучением, если на него воздействуют катодные или анодные частицы или частицы, испускаемые радиоактивным веществом, или даже если температура этого газа высока.

Когда энергия поглощается электрически нейтральными атомами или молекулами газа и когда образуются ионы, этот эндотермический процесс называется ионизацией. Когда энергия достигает определенного порога, электрон или группа электронов преодолевают потенциальный барьер и покидают атом или молекулу, становясь, таким образом, свободными электронами.Атом или молекула, которую оставили электроны, тоже больше не нейтральны, они заряжены положительно. Свободные электроны могут присоединяться к нейтрально заряженным атомам или молекулам и образовывать отрицательно заряженные ионы. Положительно заряженные ионы могут забирать обратно отрицательно заряженные электроны при столкновении с ними и, таким образом, снова становиться нейтральными. Этот процесс называется рекомбинацией.

Когда электрический ток течет через газ, его состояние изменяется. Это приводит к сложной зависимости между электрическим током и напряжением, которая более или менее регулируется законом Ома, но только при малых электрических токах.

Электрические разряды в газах могут быть как несамостоятельными, так и самоподдерживающимися. Несамостоятельные разряды создают электрический ток, который возможен только при наличии внешних ионизирующих факторов. Когда они отсутствуют, электрический ток через газ не течет. С другой стороны, во время самоподдерживающихся разрядов электрический ток поддерживается за счет ионизации нейтральных атомов и молекул в газе, которые были ускорены электрическим полем при столкновении со свободными электронами и ионами.В этих условиях электрический ток возможен даже без внешних ионизирующих факторов.

Вольт-амперные характеристики бесшумного разряда

Когда разность потенциалов между анодом и катодом мала, несамостоятельный разряд называют тихим или таунсендовским. С увеличением напряжения увеличивается и сила тока. Сначала это увеличение пропорционально напряжению (участок OA на вольт-амперной характеристике бесшумного разряда), но постепенно скорость нарастания замедляется (участок AB на графике).Когда все оторвавшиеся частицы, высвободившиеся в результате процесса ионизации, движутся к катоду и аноду одновременно, увеличения тока не происходит (участок BC на графике). Если напряжение снова увеличивается, ток также увеличивается, и бесшумный разряд становится несамостоятельным лавинным зарядом. Примером несамостоятельного разряда является тлеющий разряд в газоразрядных лампах высокого давления различного назначения.

Когда несамостоятельный разряд трансформируется в самостоятельный разряд, электрический ток увеличивается (точка E на кривой).Этот момент известен как электрический пробой.

Электронная фотовспышка с ксеноновой трубкой (красный прямоугольник)

Все различные типы зарядов, описанные выше, являются стационарными или установившимися разрядами. Их свойства не зависят от времени. Помимо этих разрядов, существуют также нестабильные разряды, которые обычно возникают в очень неравномерных электрических полях, например, на заостренных или искривленных поверхностях проводников или электродов. Существует два типа неравномерных разрядов: коронный разряд и искровой разряд.

Ионизация при коронном разряде не вызывает электрического пробоя. Этот разряд вызывает повторяющийся процесс запуска несамостоятельного разряда в небольшом ограниченном пространстве вокруг проводника. Хорошим примером коронного разряда является свечение в воздухе вокруг антенн, громоотводов или линий электропередач высоко над землей. Коронный разряд вокруг линий электропередач вызывает потерю энергии. Раньше это сияние было знакомо мореплавателям — свечение вокруг мачт кораблей было известно как св.Элмо огонь. Коронный разряд используется в лазерных принтерах и копировальных аппаратах. Он генерируется устройством, создающим коронный разряд, металлической струной, к которой приложено высокое напряжение. Коронный разряд ионизирует газ, который, в свою очередь, ионизирует светочувствительный барабан. В этом случае полезен коронный разряд.

По сравнению с коронным разрядом электростатический разряд вызывает электрический пробой. Это похоже на прерывистые светлые нити, которые разветвляются и заполнены ионизированным газом. Они появляются и исчезают, производя большое количество тепла и света.Типичным примером естественного электростатического разряда является молния. Электрический ток в нем может достигать десятков килоампер. Прежде чем может произойти молния, необходимо создать нисходящую группу лидеров, известную как лидер или искра. Вместе со ступенчатым лидером он создает выстроенный строй. Молния обычно состоит из множественных электростатических разрядов в нисходящей формации лидера для разряда отрицательной молнии «облако-земля». В электронных вспышках в фотографии используется мощный электростатический разряд.Разряд здесь образуется между электродами импульсной лампы из кварцевого стекла, заполненного смесью благородных ионизированных газов.

Когда электрический разряд сохраняется в течение длительного периода времени, он называется электрической дугой. Электрическая дуга используется в дуговой сварке, которая является незаменимой технологией в современном строительстве, используется для возведения стальных конструкций различного размера и назначения, от небоскребов до авианосцев и автомобилей. Электрическая дуга используется не только для соединения материалов, но и для их резки.Разница между этими двумя процессами заключается в силе используемого тока. Сварка происходит при относительно более низких токах, в то время как для резки требуются более высокие токи электрической дуги. Само порезание происходит при удалении расплавленного металла, и для его удаления используются разные методы.

Еще одно применение электрической дуги в газах — газоразрядные лампы, которые отгоняют тьму на наших улицах, площадях и стадионах (в этих условиях обычно используются натриевые лампы).Металлогалогенные лампы, которые заменили лампы накаливания в автомобильных фарах, также используют эту технологию.

Электрический ток в вакууме

Вакуумная трубка в передающей станции. Канадский музей науки и технологий, Оттава

Вакуум является идеальным диэлектриком, и поэтому электрический ток в вакууме возможен только в том случае, если свободные носители тока, такие как электроны или ионы, генерируются посредством термоэлектронной эмиссии, фотоэлектрической эмиссии или других факторов. способами.

Подобные телекамеры использовались в 1980-х годах.Канадский музей науки и техники, Оттава

Основным методом получения электрического тока в вакууме с использованием электронов является термоэлектрическая эмиссия электронов металлами. Когда электрод нагревается (он называется горячим катодом), он испускает электроны в трубку. Эти электроны вызывают прохождение электрического тока, пока присутствует другой электрод (называемый анодом), и пока между ними существует определенное напряжение требуемой полярности. Такие вакуумные лампы называются диодами и проводят электрический ток только в одном направлении.Они блокируют ток, если есть попытка заставить ток течь в противоположном направлении. Это свойство используется для преобразования переменного тока (AC) в постоянный (DC) посредством процесса выпрямления. Это делается системой диодов.

Если рядом с катодом добавить дополнительный электрод, известный как сетка, мы получим устройство, называемое триодом, которое значительно усиливает даже небольшие изменения напряжения в управляющей сетке относительно катода. В результате это изменяет ток и напряжение на нагрузке, которая последовательно подключена к вакуумной лампе, относительно источника питания.Эта система, называемая усилителем, используется для усиления различных сигналов.

Использование электронных ламп с большим количеством управляющих сеток, таких как тетроды, пентоды и даже пятиэлектродные преобразователи с семью электродами, было революционным в создании и усилении радиосигналов и позволило создать современные системы радио- и телевещания.

Современный видеопроектор

Исторически радио было разработано первым, потому что было относительно легко разработать методы преобразования и передачи относительно низкочастотных сигналов, а также разработать схему для приемных устройств, которые могут усиливать и смешивать радиочастоты для их преобразования. в акустический сигнал посредством процесса демодуляции.

Когда было изобретено телевидение, электронные лампы, называемые иконоскопами, использовались для испускания электронов за счет фотоэлектрического эффекта падающего на них света. Дальнейшее усиление сигнала производилось ламповым усилителем. Для просмотра захваченного и переданного изображения использовались электронно-лучевые трубки (ЭЛТ), которые также были электронными лампами. В ЭЛТ изображение создавалось на экране путем обратного преобразования сигнала. Это было сделано путем ускорения электронов до высокой скорости с помощью одной (или трех для цветного телевидения) электронных пушек в сильном электрическом поле.Поле создавалось приложением большого напряжения между катодом электронной пушки и анодом ЭЛТ. Пучки высокоскоростных электронов направлялись на экран, покрытый люминесцентным материалом, и с него излучался видимый свет. Изображение было создано двумя взаимно синхронизированными системами: одна считывала сигнал с иконоскопа, а другая выполняла растровое сканирование. Первые электронно-лучевые трубки были монохромными.

SU3500 Сканирующий электронный микроскоп. Департамент материаловедения и инженерии.Университет Торонто

Вскоре после этого было разработано цветное телевидение. Иконоскопы в цветном телевидении были гибридными системами, которые реагировали только на свет определенного цвета, будь то красный, синий или зеленый. Цветные люминофорные точки электронно-лучевых трубок телевизора излучали свет за счет электрического тока, создаваемого электронной пушкой. Они реагировали на ударяющие по ним ускоренные электроны и излучали свет определенного цвета и яркости. Были использованы специальные теневые маски, чтобы лучи каждой цветной электронной пушки попадали на точки люминофора правильного цвета.

В современных технологиях теле- и радиовещания используются более современные материалы на основе полупроводников, которые потребляют меньше энергии.

Одним из широко используемых методов получения изображения внутренних органов является рентгеноскопия. Катод испускает электроны, которые разгоняются до такой скорости, что при попадании на анод они генерируют рентгеновское излучение, которое может проникать в мягкие ткани человеческого тела. Рентгенограммы дают врачам уникальную информацию о состоянии костей, зубов и некоторых внутренних органов и даже могут помочь определить такие заболевания, как рак легких.

Лампа бегущей волны С-диапазона. Канадский музей науки и техники, Оттава

В общем, электрические токи, образованные движением электронов в вакууме, находят широкое применение. Вакуумные лампы, ускорители частиц, масс-спектрометры, электронные микроскопы, генераторы вакуума высокой частоты, такие как лампы бегущей волны, клистроны и резонаторные магнетроны, — это лишь некоторые из примеров того, как мы используем этот тип электрического тока. Следует отметить, что именно магнетроны нагревают и готовят пищу в микроволновых печах.

Недавняя очень ценная технология, использующая электрический ток в вакууме, — это осаждение тонких пленок в вакууме. Эти пленки выполняют декоративную или защитную функцию. Материалы, используемые в этой технике, — это металлы, их сплавы и их соединения с кислородом, азотом и углеродом. Эти пленки либо изменяют, либо сочетают в себе электрические, оптические, механические, магнитные, каталитические и связанные с коррозией свойства поверхности, которую они покрывают.

Для получения комплексного соединения пленки используется технология ионно-лучевого осаждения.Некоторыми примерами этой технологии являются катодно-дуговое напыление и его коммерческий вариант мощного импульсного магнетронного распыления. В конце концов, именно электрический ток создает пленочное покрытие на поверхности благодаря ионам.

Ионно-лучевое распыление создает пленки из нитридов, карбидов и оксидов металлов, которые обладают необычайным набором механических, теплофизических и оптических свойств, включая твердость, долговечность, электро- и теплопроводность и оптическую плотность.Другим способом добиться этих результатов невозможно.

Электрический ток в биологии и медицине

Макет операционной в Институте знаний Ли Ка Шинг, Торонто, Канада. Пациенты-роботы-манекены, которые могут моргать, дышать, плакать, истекать кровью и моделировать болезни, используются для обучения

Понимание поведения электрического тока внутри биологических систем дает биологам и врачам мощный инструмент для исследований, диагностики и лечения.

С точки зрения электрохимии все биологические объекты содержат электролиты, независимо от их структуры.

При рассмотрении того, как электрический ток проходит через биологический объект, мы должны учитывать состояние клеток этого объекта. В этом отношении клеточная мембрана является важной структурой, которую необходимо учитывать. Это внешний слой каждой клетки, который защищает клетку от негативного воздействия окружающей среды за счет избирательной проницаемости для различных веществ. Другими словами, он пропускает одни вещества, а другие останавливает. С точки зрения физики, мы можем рассматривать эту мембрану как эквивалентную схему, которая состоит из параллельного соединения конденсатора с несколькими цепями, которые имеют последовательное соединение между источником электрического тока и резистором.Благодаря такой структуре электропроводность этого биологического объекта зависит от частоты приложенного напряжения и типов напряжения.

Трехмерное изображение волоконных путей, соединяющих различные области мозга. Это изображение было получено с использованием метода неинвазивной диффузионной тензорной визуализации (DTI)

Биологическая ткань состоит из клеток, внеклеточной жидкости, кровеносных сосудов и нервных клеток. При подаче электрического тока нервные клетки возбуждаются и посылают сигналы о сокращении или расслаблении мышц и кровеносных сосудов животного.Следует отметить, что течение электрического тока в биологических тканях нелинейно.

Классическим примером воздействия электрического тока на биологический объект является серия экспериментов итальянского врача, физика и биолога Луиджи Гальвани, который считается одним из отцов-основателей электрохимии. В этих экспериментах он пропустил электрический ток по нервам лягушачьей лапы, и это вызвало сокращение мышц и движение ноги. В 1791 году его открытия были описаны в отчете об электрических силах в движении мышц.Долгое время в учебниках явление, открытое Гальвани, именовалось гальванизмом. Даже сейчас этот термин иногда используется для обозначения определенных процессов и устройств.

Дальнейшее развитие электрофизиологии тесно связано с нейрофизиологией. В 1875 году британский хирург и врач Ричард Кейтон и русский врач Василий Данилевский независимо друг от друга показали, что мозг может генерировать электричество. Другими словами, они обнаружили ионный ток, протекающий в мозгу.

Биологические объекты могут генерировать не только микротоки, но также значительные напряжения и токи в рамках своего повседневного функционирования.Задолго до работ Гальвани британский биолог Джон Уолш доказал электрическую природу системы защиты от электрического луча. Шотландский хирург и физиолог Джон Хантер подробно описал механизм, с помощью которого электрические лучи генерируют электричество. Результаты их исследования были опубликованы в 1773 году.

Функциональная магнитно-резонансная томография (фМРТ) — это неинвазивный метод, который позволяет врачам измерять активность мозга, обнаруживая изменения в кровотоке.

Современная медицина и биология используют различные методы исследования. живые организмы, которые включают как инвазивные, так и неинвазивные методы.

Классическим примером инвазивного метода является исследование крыс, которые бегают по лабиринту или выполняют другие задания с имплантированными в их мозг электродами.

С другой стороны, неинвазивные методы — это такие широко известные методы диагностики, как электроэнцефалография и электрокардиография. В этих процедурах электроды, контролирующие электрические токи в головном мозге или сердце, используются для измерения на коже человека или животного под наблюдением. Чтобы улучшить контакт с электродами, на кожу наносят физиологический раствор, поскольку он является хорошим электролитом и может хорошо проводить электрический ток.

Помимо использования электрического тока для исследований и наблюдения за состоянием различных химических процессов и реакций, одним из наиболее эффективных способов использования электричества является дефибрилляция, которая в фильмах иногда изображается как «перезапуск» сердца, которое уже остановилось. работающий.

Тренировочный автоматический внешний дефибриллятор (AED)

Действительно, запуск кратковременного импульса значительной величины может иногда (но очень редко) перезапустить сердце. Однако чаще используются дефибрилляторы, чтобы скорректировать аритмическое биение сердца и вернуть его к норме.Хаотические аритмические сокращения известны как фибрилляция желудочков, и поэтому устройство, которое возвращает сердце в норму, называется дефибриллятором. Современные автоматические внешние дефибрилляторы могут регистрировать электрическую активность сердца, определять фибрилляцию желудочков сердца, а затем рассчитывать силу тока, необходимую пациенту, на основе этих факторов. Во многих общественных местах теперь есть дефибрилляторы, и медицинское сообщество надеется, что эта мера предотвратит множество смертей, вызванных дисфункцией сердца пациента.

Парамедики обучены определять физиологическое состояние сердечной мышцы по электрокардиограмме и быстро принимать решения о лечении, намного быстрее, чем это могут сделать автоматические внешние дефибрилляторы, доступные для населения.

Отдельно стоит упомянуть об искусственных кардиостимуляторах, контролирующих сердечные сокращения. Эти устройства имплантируются под кожу или под грудную мышцу пациента и передают импульсы электрического тока напряжением около 3 В через электрод в сердечную мышцу.Это стимулирует нормальный сердечный ритм. Современные кардиостимуляторы могут проработать 6–14 лет, прежде чем потребуется их замена.

Характеристики электрического тока, его генерация и использование

Электрический ток характеризуется его величиной и видом. В зависимости от его поведения типы электрического тока делятся на постоянный ток или постоянный ток (он не меняется со временем), гармонический ток (он изменяется случайным образом со временем) и переменный ток или переменный ток (он изменяется со временем в соответствии с определенной схемой, обычно это регулируется периодическим законом).Для некоторых задач требуется как постоянный, так и переменный ток. В данном случае мы говорим об переменном токе с постоянной составляющей.

Термоядерный реактор Токамак де Варенн. Варенн, Квебек, 1981. Канадский музей науки и техники, Оттава

Исторически первый трибоэлектрический генератор электрического тока, машина Вимшерста, создавала его, натирая шерстью кусок янтаря. Более совершенные генераторы того же типа теперь называются генераторами Ван де Граафа — они названы в честь изобретателя самой ранней из этих машин.

Как мы уже говорили ранее, электрохимический генератор был изобретен итальянским физиком Алессандро Вольта. Этот генератор получил дальнейшее развитие в современных сухих аккумуляторных батареях, аккумуляторных батареях и топливных элементах. Мы до сих пор используем их, потому что это очень удобные источники энергии для всех видов устройств, от часов и смартфонов до автомобильных аккумуляторов и аккумуляторов электромобилей Tesla.

Помимо генераторов постоянного тока, описанных выше, существуют также генераторы, использующие ядерное деление изотопов, известные как атомные батареи, а также магнитогидродинамические генераторы, которые сегодня имеют очень ограниченное применение из-за их низкой мощности, технических ограничений. их конструкции и по ряду других причин.Тем не менее генераторы радионуклидов используются в энергонезависимых системах, например, в космосе, в автономных подводных аппаратах и ​​гидроакустических станциях, в маяках, внутри маяковых буев, а также в Арктике и Антарктике.

Коммутатор в мотор-генераторной установке, 1904 г. Канадский музей науки и техники, Оттава

В электротехнике генераторы делятся на генераторы постоянного и переменного тока.

Все эти генераторы работают благодаря электромагнитной индукции, открытой Майклом Фарадеем в 1831 году.Фарадей построил первый униполярный генератор малой мощности, который генерировал постоянный ток. Что касается первого генератора переменного тока, то история гласит, что он был описан Фарадею в 1832 году в анонимном письме, подписанном как «П. М. » После публикации этого письма Фарадей через год получил еще одно, в котором он благодарил и предлагал усовершенствовать конструкцию, добавив стальное кольцо для переноса магнитного потока магнитных полюсов катушек. Однако неясно, соответствует ли эта история действительности.

В то время применение переменного тока еще не было найдено, поскольку все практические применения электричества в то время требовали постоянного тока, включая ток, используемый в минной войне, электрохимии, недавно разработанном электротелеграфии и первых электродвигателях.Вот почему многие изобретатели сосредоточились пока на улучшении генераторов постоянного тока, изобретая для этого различные коммутационные устройства.

Одним из первых генераторов, которые нашли практическое применение, был магнитоэлектрический генератор, созданный немецким и российским исследователем Морицем фон Якоби, работавшим в России с 1835 по 1874 год. Он использовался минными подразделениями ВМФ Российской армии для воспламенения взрывателей. морских мин. Улучшенные генераторы этого типа используются и по сей день для активации мин, и их часто можно увидеть в фильмах о Второй мировой войне, где партизаны или диверсанты используют их для взрыва мостов, схода с рельсов поездов и других подобных приложений.

Линза лазера с приводом компакт-дисков

С этого момента ведущие инженеры соревновались друг с другом в улучшении генераторов переменного и постоянного тока, создав окончательное противостояние между двумя титанами современной области производства электроэнергии, с Томасом Эдисоном из General Electric на одном из них. с другой стороны, Никола Тесла из Westinghouse. Победил больший капитал, и технологии Tesla для генерации, транспортировки и преобразования переменного тока стали наследием американского общества. Это дало значительный толчок развитию экономики США и вывело страну на лидирующие позиции в мире.

Помимо способности производить электричество для различных нужд, которая зависела от преобразования механического движения в электричество благодаря обратимости электрических машин, стала реальностью еще одна возможность обратного преобразования электрического тока в механическое движение. Это было сделано с помощью электрических двигателей, работающих на постоянном и переменном токе. Можно сказать, что эти типы машин являются одними из наиболее широко используемых технологий, и они включают стартеры автомобилей и мотоциклов, приводы коммерческих машин и станков, а также бытовые устройства и электронику.Благодаря этим устройствам мы научились выполнять различные задачи, такие как резка, сверление и формование. Благодаря этим технологиям мы также используем оптические диски, такие как компакт-диски и жесткие диски, в наших компьютерах — без них мы не смогли бы создать миниатюрные прецизионные электродвигатели постоянного тока.

Помимо привычных нам электромеханических двигателей, ионные двигатели также работают за счет электрического тока. Эти двигатели используют принцип движения за счет испускания ускоренных ионов данного вещества.В настоящее время они используются в космосе в основном для вывода на орбиту небольших спутников. Весьма вероятно, что будущие технологии 22-го века, такие как фотонные лазерные двигатели, которые все еще разрабатываются и которые будут вести наши межзвездные корабли на скоростях, приближающихся к скорости света, также будут зависеть от электрического тока.

Аналоговый мультиметр со снятой верхней крышкой

Генераторы постоянного тока можно также использовать для выращивания кристаллов для электронных компонентов.Этот процесс требует дополнительных стабильных генераторов постоянного тока. Такие прецизионные твердотельные генераторы электрического тока называются стабилизаторами тока.

Измерение электрического тока

Следует отметить, что устройства для измерения электрического тока, такие как микроамперметры, миллиамперметры и амперметры, сильно отличаются друг от друга в зависимости от их конструкции и принципов измерения, которые они используют. К ним относятся амперметры постоянного тока, амперметры переменного тока низкой частоты и амперметры переменного тока высокой частоты.

Измерительные механизмы этих устройств можно разделить на подвижную катушку, подвижное железо, подвижный магнит, электродинамические, индукционные, термоанемометрические и цифровые амперметры. Большинство аналоговых амперметров включает подвижную или неподвижную раму с намотанной катушкой и неподвижными или подвижными магнитами. Благодаря такой конструкции типичный амперметр имеет эквивалентную схему, которая представляет собой последовательное соединение катушки индуктивности и резистора с конденсатором, подключенным параллельно им. Из-за этого аналоговые амперметры недостаточно чувствительны для измерения высокочастотного тока.

Подвижная катушка с иглой и спиральными пружинами измерителя, использованная в аналоговом мультиметре выше. Некоторые люди по-прежнему предпочитают аналоговые мультиметры, которые практически не изменились с 1890-х годов.

Основное измерительное устройство амперметра состоит из миниатюрного гальванометра. Его диапазоны измерения создаются за счет использования дополнительных шунтирующих резисторов с малым сопротивлением, и это сопротивление ниже, чем у обычного гальванометра. Таким образом, используя одно устройство в качестве основы, можно создавать различные измерительные устройства для измерения токов с разными диапазонами, включая микроамперметры, миллиамперметры, амперметры и даже килоамперметры.

Обычно при электрических измерениях важно поведение тока. Он может быть измерен как функция времени и иметь разные типы, например постоянный, гармонический, гармонический, импульсный и т. Д. Его величина характеризует способ работы электронных схем и устройств. Идентифицированы следующие значения тока:

• мгновенное,
• размах амплитуды,
• среднее,
• среднеквадратичная амплитуда.

Мгновенный ток I _i — значение тока в любой момент времени.Его можно просмотреть на экране осциллографа и измерить каждый момент времени, глядя на осциллограф.

Размах амплитуды тока I _м — наибольшее мгновенное значение тока за данный период времени.

Среднеквадратичное значение амплитуды тока I находится как квадратный корень из среднего арифметического квадратов мгновенных токов для периода формы сигнала.

Все аналоговые амперметры обычно измеряют среднеквадратичное значение амплитуды тока.

Среднее значение тока — это среднее значение всех значений мгновенного тока за время измерения.

Разница между максимальным и минимальным значением электрического тока называется размахом сигнала.

В наши дни для измерения электрического тока широко используются мультиметры и осциллографы. Оба этих устройства предоставляют информацию не только о форме , тока или напряжения, но и о других важных характеристиках сигнала.К ним относятся частота периодических сигналов, и поэтому важно знать предел частоты измерительного устройства при измерении электрического тока.

Измерение электрического тока с помощью осциллографа

Проиллюстрируем сказанное выше серией экспериментов по измерению активных и пиковых значений тока синусоидального и треугольного сигналов. Мы будем использовать генератор сигнала, осциллограф и мультиметр.

Схема эксперимента 1 показана ниже:

Генератор сигналов FG подключен к нагрузке, которая состоит из мультиметра (MM), соединенного последовательно с шунтом Rs и нагрузочным резистором R.Сопротивление шунтирующего резистора R _s составляет 100 Ом, а сопротивление нагрузочного резистора R составляет 1 кОм. Осциллограф ОС подключен параллельно шунтирующему резистору R _s . Номинал шунтирующего резистора выбирается из условия R _s << R. Проводя этот эксперимент, помним, что рабочая частота осциллографа намного выше рабочей частоты мультиметра.

Тест 1

Подаем на нагрузочный резистор синусоидальный сигнал частотой 60 Гц и амплитудой 9 В.Современные осциллографы имеют очень удобную кнопку Auto Set, которая позволяет отображать любой измеренный сигнал, не касаясь других органов управления осциллографа. Нажимаем кнопку Auto Set и наблюдаем за сигналом на экране, как на иллюстрации 1. Здесь диапазон сигнала составляет около пяти больших делений, а значение каждого деления составляет 200 мВ. Мультиметр показывает значение электрического тока как 3,1 мА. Осциллограф определяет среднеквадратичную амплитуду на резисторе как U = 312 мВ. Среднеквадратичное значение тока на резисторе R _s можно определить по закону Ома:

I _RMS = U _RMS / R = 0.31 В / 100 Ом = 3,1 мА,

, что соответствует значению 3,1 мА на мультиметре. Обратите внимание, что диапазон тока в нашей цепи, состоящей из двух последовательно включенных резисторов и мультиметра, равен

I _PP = U _PP / R = 0,89 В / 100 Ом = 8,9 мА

Мы знаем, что пиковый и фактические значения электрического тока и напряжения отличаются в √2 раза. Если мы умножим I _RMS = 3,1 мА на √2, мы получим 4,38. Удвоим это значение — получим 8.8 мА, что очень близко к измеренному осциллографом току (8,9 мА).

Test 2

Теперь уменьшим генерируемый сигнал вдвое. Диапазон сигнала на осциллографе также уменьшится примерно вдвое (463 мВ), а мультиметр покажет значение, которое также примерно уменьшено вдвое и составляет 1,55 мА. Определим значение активного тока на осциллографе:

I _RMS = U _RMS / R = 0,152 В / 100 Ом = 1,52 мА,

, что примерно такое же значение, которое показывает мультиметр (1 .55 мА).

Test 3

Теперь увеличим частоту генератора до 10 кГц. Изображение на осциллографе изменится, но диапазон сигнала останется прежним. Значение на мультиметре уменьшится — это связано с диапазоном частот мультиметра.

Test 4

Давайте снова воспользуемся начальной частотой 60 Гц и напряжением 9 В, но изменим форму сигнала на генераторе с синусоидальной на треугольную. Диапазон сигнала на осциллографе остается прежним, но значение на мультиметре уменьшается по сравнению со значением тока, которое он показал в тесте 1.Это связано с изменением среднеквадратичного значения тока. Осциллограф показывает приведенное значение среднеквадратичного напряжения, измеренного на резисторе R _s = 100 Ом.

Меры предосторожности при измерении электрического тока и напряжения

Подставка для самостоятельной камеры с телесуфлером и тремя мониторами для домашней видеостудии

• При измерении тока и напряжения мы должны помнить, что в зависимости от того, насколько безопасно здание, например, относительно малое напряжение 12–36 В может быть опасным и даже опасным для жизни.Поэтому крайне важно соблюдать следующие меры безопасности.
• Не измеряйте токи, если для измерения требуются специальные навыки (например, измерение токов в цепях с напряжением выше 1000 В).
• Не измеряйте токи в труднодоступных местах и ​​на высоте.
• При измерении токов в жилой распределительной сети используйте специальные средства защиты, такие как резиновые перчатки, коврики или ботинки.
• Не используйте сломанные или поврежденные измерительные приборы.
• При использовании мультиметров убедитесь, что установлены параметры измерения и правильный диапазон измерения.
• Не используйте измерительный прибор со сломанными зондами.
• Тщательно следуйте инструкциям производителя по использованию измерительного прибора.

Эту статью написал Сергей Акишкин

У вас возникли трудности с переводом единицы измерения на другой язык? Помощь доступна! Задайте свой вопрос в TCTerms , и вы получите ответ от опытных технических переводчиков в считанные минуты.

Перевести па в электростатические единицы тока

›› Перевести пикоамперы в электростатические единицы тока

Пожалуйста, включите Javascript для использования конвертер величин.
Обратите внимание, что вы можете отключить большинство объявлений здесь:
https://www.convertunits.com/contact/remove-some-ads.php

›› Дополнительная информация в конвертере величин

Сколько Па в 1 электростатической единице тока? Ответ 333,5641.
Мы предполагаем, что вы конвертируете пикоампер и электростатических единиц тока .
Вы можете просмотреть более подробную информацию о каждой единице измерения:
Па или электростатическая единица тока
Базовой единицей СИ для электрического тока является ампер.
1 ампер равен 1000000000000 Па, или 2997924536,8431 электростатической единице тока.
Обратите внимание, что могут возникать ошибки округления, поэтому всегда проверяйте результаты.
Используйте эту страницу, чтобы узнать, как преобразовать пикоампер в электростатическую единицу тока.
Введите свои числа в форму, чтобы преобразовать единицы!

›› Таблица быстрого перевода па в электростатические единицы тока

1 Па в электростатической единице тока = 0.003 электростатическая единица тока

10 Па в электростатической единице тока = 0,02998 электростатической единице тока

50 Па в электростатической единице тока = 0,1499 электростатической единице тока

100 Па в электростатической единице тока = 0,29979 электростатической единице тока

200 Па в электростатической единице тока = 0,59958 электростатической единице тока

500 Па в электростатической единице тока = 1,49896 электростатической единице тока

1000 Па в электростатической единице тока = 2.99792 электростатическая единица тока

›› Хотите другие единицы?

Вы можете произвести обратное преобразование единиц измерения из электростатическая единица тока в Па, или введите любые две единицы ниже:

›› Преобразователи общего электрического тока

Па на Вольт / Ом
Па на Наноампер
Па на Гауссианский
Па на Абамп
Па на Статамп
Па на Вебер / Генри
Па на Тераампер
Па на Гектоамп
Па на Электромагнитный блок
Па на Амп

›› Определение: Пикоампер

Префикс SI «pico» представляет коэффициент 10 ^-12 , или в экспоненциальной записи 1E-12.

Итак, 1 пикоампер = 10 ^-12 ампер.

›› Метрические преобразования и др.

ConvertUnits.com предоставляет онлайн калькулятор преобразования для всех типов единиц измерения. Вы также можете найти метрические таблицы преобразования для единиц СИ. в виде английских единиц, валюты и других данных. Введите единицу символы, сокращения или полные названия единиц длины, площадь, масса, давление и другие типы. Примеры включают мм, дюйм, 100 кг, жидкая унция США, 6 футов 3 дюйма, 10 стоун 4, кубический см, метры в квадрате, граммы, моль, футы в секунду и многое другое!

Самый быстрый словарь в мире: словарь.com

текущая единица измерения количества электрического заряда, протекающего через точку цепи в определенное время

текущий счет, часть платежного баланса страны, в которой учитываются экспорт и импорт товаров и услуг страны, а также трансфертные платежи

повторяющееся событие Событие, которое повторяется с интервалом

помещено в принудительную изоляцию по состоянию здоровья

grandaunt тетя вашего отца или матери

актуальность собственность, принадлежащая настоящему времени

субсидия субсидия субсидия от центрального правительства местному правительству

Арендная плата за право занять и улучшить земельный участок

арахис Североамериканская виноградная лоза с ароматными цветами и съедобными клубнями; важный продовольственный урожай коренных американцев

ток, имеющий место в настоящее время или относящийся к настоящему времени

соответствует по характеру или виду

поток воздуха, движущийся (иногда со значительной силой) из области высокого давления в область низкого давления

микронутриент: вещество, необходимое для нормального функционирования организма только в небольших количествах (например,г., витамины или минералы)

сейчас в это время или период

грандиозный высокий стиль

бабушка или дедушка мать или отец вашего отца или матери

корнетист музыкант, играющий на трубе или корнете

Гранд-Айленд — город на юге центральной части Небраски

Оборотные активы Активы в денежной форме (или легко конвертируемые в денежные средства)

печатная единица единица измерения для печати

Что такое электрический ток? Определение, единица измерения и направление тока

Определение : Электрический ток определяется как скорость протекания отрицательных зарядов проводника.Другими словами, непрерывный поток электронов в электрической цепи называется электрическим током. Проводящий материал состоит из большого количества свободных электронов, которые беспорядочно перемещаются от одного атома к другому.

Единица тока

Поскольку заряд измеряется в кулонах, а время — в секундах, единицей измерения электрического тока является кулон / сек ( C / s, ) или амперы ( A ). Амперы — это единица измерения SI проводника. I — символическое представление тока.

Таким образом, считается, что по проводу проходит ток в один ампер, когда по нему течет заряд со скоростью один кулон в секунду.

Когда к металлическому проводу прикладывается разность электрических потенциалов, свободно прикрепленные свободные электроны начинают двигаться к положительному выводу ячейки, показанной на рисунке ниже. Этот непрерывный поток электронов составляет электрический ток. Токи в проводе протекают от отрицательного вывода ячейки к положительному выводу через внешнюю цепь.

Условное направление тока

Согласно теории электронов, когда к проводнику прикладывается разность потенциалов, через цепь протекает какое-то вещество, составляющее электрический ток. Считалось, что это вещество течет от более высокого потенциала к более низкому потенциалу, то есть положительный вывод к отрицательному выводу ячейки через внешнюю цепь.

Это соглашение о протекании тока настолько твердо установлено, что оно все еще используется.Таким образом, обычное направление потока тока — от положительного вывода элемента к отрицательному выводу элемента через внешнюю цепь. Величина протекания тока на любом участке проводника — это скорость потока электронов, то есть заряда, протекающего в секунду.

Математически это представлено как

В зависимости от протекания электрического заряда ток в основном подразделяется на два типа: переменный ток и постоянный ток. При постоянном токе заряды протекают в одном направлении, тогда как при переменном токе заряды протекают в обоих направлениях.

Что такое электрический ток? Единица, формула, типы и применение

Электрический ток, его единица, формула, типы, свойства, измерение и применение

В этот современный век технологий почти все работает на электричестве. Он играет важную роль в нашей повседневной жизни, и мы не можем представить себе жизнь без него. Телевидение, мобильный телефон, обогреватель и т. Д. Зависят от электричества. Помимо нашего дома, электричество также играет огромную роль в промышленности и здравоохранении.Нет необходимости упоминать, как электрооборудование во всем мире используется для помощи людям во всех сферах жизни.

Электрический ток — причина существования электротехники и электроники. Его исследование вращается вокруг использования электричества для улучшения жизни людей.

Связанные сообщения:

Определение электрического тока:

Поток частиц заряда или скорость потока заряда в проводящей среде называется электрическим током.Заряд частиц может быть отрицательным (электрон) или положительным (протон).

Подобно течению реки, которое представляет собой непрерывный поток молекул воды, электрический ток представляет собой непрерывный поток заряженных частиц. Количество заряда, протекающего через определенную точку в проводящей среде за определенное время, называется электрическим током.

Электрический ток — одна из семи основных величин. Обозначается буквой «I».

Формула и единица измерения электрического тока

Как мы знаем, электрический ток — это скорость потока заряда i.е. Время зарядки. Таким образом, электрический ток можно рассчитать по формулам;

Электрический ток (I) = заряд (Q) / время (t)

Поскольку заряд измеряется в кулонах, а время в секундах, единицей измерения электрического тока становится кулон в секунду. Единица измерения электрического тока в системе СИ — Ампер (А).

Ампер

Один ампер — это величина тока, при которой один кулон заряда проходит через определенную точку в проводящей среде за время в одну секунду.Или говорят, что проводник, несущий заряд в один ампер, имеет поток заряда в один кулон в секунду.

Обычный ток и ток электронов

Как мы знаем, электрический ток — это поток заряда. Заряд может быть положительным или отрицательным. Из-за движения этих двух типов зарядов ток делится на два типа электрического тока:

Электронный поток:

Электронный ток — это движение частицы с отрицательным зарядом, также известной как электрон.Направление электронного тока — от отрицательной клеммы батареи во внешнюю цепь и к положительной клемме батареи или элемента. Это потому, что электрон заряжен отрицательно, и одни и те же заряды отталкиваются друг от друга, в то время как противоположные заряды притягиваются.

Электронный ток предполагается в электронной технике и схемах при решении и анализе схем.

Обычный ток:

Поток положительно заряженных частиц в проводнике называется обычным током.Направление обычного тока — от положительного полюса аккумулятора к отрицательному. Или обычный ток переходит от более высокого потенциала к более низкому.

Обычный Поток тока предполагается в электротехнике и схемах при решении и анализе схем.

Подробнее читайте в предыдущем посте о разнице между током электронов и обычным током.

История обычного и электронного потока

Фактически, электрический ток — это поток электронов (отрицательно заряженная частица), и он движется от отрицательного вывода во внешнюю цепь, а затем в положительный вывод ячейки.Но при открытии электрического тока считалось, что электрический ток течет от более высокого потенциала к более низкому (то есть от положительного вывода к отрицательному), что неверно. Конфликт возникает из-за использования обычного и электронного тока.

Фактически, текущее направление не имеет значения, пока вы сохраняете согласованность. Свойства схемы остаются неизменными в обоих условиях. Однако идея обычного тока использовалась для определенных компонентов (диодов и т. Д.) И правил (правило правой руки), которые могли бы вызвать путаницу, если бы электронный ток был установлен в качестве стандарта для новых студентов.

С тех пор обычный ток стал стандартным направлением тока и используется до сих пор.

Типы электрического тока

В зависимости от потока заряда ток делится на два типа;

Постоянный ток (DC)

Постоянный ток — это тип электрического тока, направление которого не меняется, и обычно он течет от положительной клеммы батареи к отрицательной клемме батареи.

Он однонаправлен и может храниться в батареях. Все типы аккумуляторов обеспечивают постоянный ток, поэтому на них есть положительная и отрицательная маркировка, указывающая направление тока. Применение обратной полярности постоянного тока может привести к повреждению вашей цепи или оборудования.

Переменный ток (AC)

Тип электрического тока, направление которого постоянно меняется в течение времени, называется переменным током или AC.

Количество раз, когда он меняет свое направление за секунду, называется его частотой. Обычно мы используем в наших домах переменный ток с частотой 50 или 60 Гц, в зависимости от вашего региона.

Поскольку переменный ток меняет свое направление, его полярность не имеет значения. Однако переменный ток нельзя использовать для постоянного тока или хранить, по крайней мере, в его форме переменного тока.

Преобразование между переменным и постоянным током

Мы используем как переменный, так и постоянный ток в повседневной жизни.Переменный ток нельзя хранить в батареях, и он не может питать нашу повседневную цифровую электронику, такую ​​как сотовые телефоны, компьютеры, ноутбуки и т. Д. То же самое и с постоянным током, мы не можем использовать его для питания любых устройств переменного тока. Чтобы использовать их оба, мы используем преобразователи, которые преобразуют между переменным и постоянным током.

Мы используем выпрямители , форму цепи, состоящей из полупроводниковых диодов или тиристоров, для преобразования переменного тока в постоянный. И мы используем инверторы, сделанные из быстродействующего переключающего транзистора, для преобразования постоянного тока в переменный.

Оба этих преобразователя используются в нашей повседневной жизни. Адаптер питания, который мы используем для наших телефонов или ноутбуков, содержит выпрямитель, который сглаживает переменную волну в однонаправленный постоянный ток. Инверторы используются для обеспечения резервного питания в случае аварийной ситуации или нехватки электроэнергии как на промышленных предприятиях, так и в наших домах.

Эффект электрического тока

Некоторые эффекты, связанные с протеканием электрического тока, приведены ниже;

Тепло

Как мы знаем, электрический ток — это форма энергии, и она может быть преобразована в другие формы.Но когда он течет в проводнике, он выделяет тепло из-за наличия сопротивления в проводнике. Электроны теряют часть энергии в виде тепла из-за столкновения внутри проводника.

Вырабатываемое тепло прямо пропорционально квадрату тока, при условии, что сопротивление постоянно. Увеличение тока приведет к увеличению выделяемого тепла, что на самом деле вызывает электрический пожар.

Магнитное поле

Когда ток течет по проводнику, он создает вокруг него магнитное поле.Сила этого магнитного поля также зависит от силы тока, проходящего через проводник в этой точке.

Магнитное поле можно определить, поместив компас над проводником, когда по нему проходит ток. Стрелка отклонится, показывая наличие магнитного поля.

Электромагнетизм — это также явление, при котором магнитное поле создается с помощью электрического тока, проходящего через раненый проводник. Раненый проводник увеличивает напряженность магнитного поля в определенной точке.

Химический эффект

Электрический ток — это поток электронов, поэтому прохождение тока через химическое вещество приведет к химической реакции. Электролиз, гальваника — это некоторые из процессов, в которых используется его химический эффект.

Как измерить электрический ток?

Единица измерения электрического тока — ампер, а прибор, используемый для измерения тока, называется амперметром.

Для измерения тока амперметр подключается последовательно (а не параллельно), чтобы ток проходил через него.В простом амперметре используется гальванометр, который представляет собой иглу, прикрепленную к катушке, которая отклоняется при наличии тока). Угол отклонения представляет собой величину тока, проходящего через проводник.

В современную эпоху цифровых технологий люди используют цифровой мультиметр DMM. Он обеспечивает несколько режимов измерения для разных величин. Ток можно легко измерить с помощью цифрового мультиметра.

Похожие сообщения:

ТЕКУЩАЯ ЕДИНИЦА 8971 | Hioki

Измерительные функции	Количество каналов: 2, измерение тока с дополнительным датчиком тока, максимум 4 блока, подключаемых к 8847
Входные разъемы	Разъем датчика (входное сопротивление 1 МОм, специальный разъем для датчика тока через переходной кабель 9318, общая масса с записывающим устройством)
Совместимые датчики тока	CT6863, CT6862, 9709, 9279, 9278, 9277, 9272-10 (для подключения 8971 через переходной кабель 9318)
Диапазон измерения	Использование 9272-10 (20 А), 9277: от 100 мА до 5 А / дел (f.с. = 20 дел, 6 уставок) При использовании CT6862: от 200 мА до 10 А / дел (полная шкала = 20 делений, 6 настроек) При использовании 9272-10 (200A), 9278, CT6863: от 1A до 50A / дел (полная шкала = 20div, 6 настроек) При использовании 9279, 9709: от 2 А до 100 А / дел (шкала = 20 дел, 6 настроек)
Точность	Использование 9278, 9279: ± 0,85% полной шкалы При использовании другого датчика: ± 0,65% полной шкалы. Точность среднеквадратичной амплитуды: ± 1% полной шкалы. (Постоянный ток, от 30 Гц до 1 кГц), ± 3% полной шкалы (От 1 кГц до 10 кГц) Среднеквадратичное время отклика: 100 мс (время нарастания от 0 до 90% полной шкалы), пик-фактор: 2 Частотные характеристики: от постоянного тока до 100 кГц, ± 3 дБ (со связью по переменному току: от 7 Гц до 100 кГц)
Разрешение измерения	1/100 диапазона
Наивысшая частота дискретизации	1 MS / s (одновременная выборка по 2 каналам)
Прочие функции	Входное соединение: AC / DC / GND, фильтр нижних частот: 5, 50, 500, 5 кГц, 50 кГц или OFF
Размеры и масса	106 мм (4. Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт