อะไรคือปัจจุบัน: ลักษณะพื้นฐานและแนวคิด การประยุกต์ใช้กระแสไฟฟ้า

การค้นพบครั้งแรกที่เกี่ยวข้องกับงานไฟฟ้าเริ่มขึ้นในศตวรรษที่ 7 ก่อนคริสต์ศักราช ปราชญ์ กรีกโบราณทาลีสแห่งมิเลทัสค้นพบว่าเมื่ออำพันถูกถูบนขนสัตว์ ก็สามารถดึงดูดวัตถุที่มีน้ำหนักเบาได้ในเวลาต่อมา “ไฟฟ้า” แปลจากภาษากรีกว่า “อำพัน” ในปี ค.ศ. 1820 André-Marie Ampère ได้ก่อตั้งกฎของกระแสตรงขึ้นมา ต่อจากนั้น ขนาดของกระแสหรือสิ่งที่วัดกระแสไฟฟ้าเริ่มแสดงเป็นแอมแปร์

ความหมายของคำ

แนวคิด กระแสไฟฟ้าสามารถพบได้ในตำราฟิสิกส์เล่มใดก็ได้ กระแสไฟฟ้า- นี่คือการเคลื่อนที่ตามลำดับของอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าในทิศทาง เพื่อทำความเข้าใจกับคนทั่วไปว่ากระแสไฟฟ้าคืออะไร คุณควรใช้พจนานุกรมของช่างไฟฟ้า ในนั้นคำนี้หมายถึงการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนผ่านตัวนำหรือไอออนผ่านอิเล็กโทรไลต์

ขึ้นอยู่กับการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนหรือไอออนภายในตัวนำ สิ่งต่อไปนี้มีความโดดเด่น: ประเภทของกระแส:

• คงที่;
• ตัวแปร;
• เป็นระยะหรือเป็นจังหวะ

ปริมาณการวัดพื้นฐาน

ความแรงของกระแสไฟฟ้า- ตัวบ่งชี้หลักที่ช่างไฟฟ้าใช้ในการทำงาน ความแรงของกระแสไฟฟ้าขึ้นอยู่กับปริมาณประจุที่ไหลผ่านวงจรไฟฟ้าในช่วงเวลาที่กำหนด ยิ่งจำนวนอิเล็กตรอนที่ไหลจากจุดเริ่มต้นหนึ่งไปยังจุดสิ้นสุดมีมากขึ้น ประจุที่ถ่ายโอนโดยอิเล็กตรอนก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น

ปริมาณที่วัดโดยอัตราส่วนของประจุไฟฟ้าที่ไหลผ่านหน้าตัดของอนุภาคในตัวนำต่อเวลาที่ผ่านไป ประจุวัดเป็นคูลอมบ์ เวลาวัดเป็นวินาที และการไหลของไฟฟ้าหนึ่งหน่วยถูกกำหนดโดยอัตราส่วนของประจุต่อเวลา (คูลอมบ์ต่อวินาที) หรือแอมแปร์ การกำหนดกระแสไฟฟ้า (ความแรงของมัน) เกิดขึ้นโดยการเชื่อมต่อขั้วทั้งสองในวงจรไฟฟ้าตามลำดับ

เมื่อกระแสไฟฟ้าทำงาน การเคลื่อนที่ของอนุภาคที่มีประจุจะเกิดขึ้นด้วยความช่วยเหลือของ สนามไฟฟ้าและขึ้นอยู่กับแรงการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอน ค่าที่การทำงานของกระแสไฟฟ้าขึ้นอยู่กับนั้นเรียกว่าแรงดันไฟฟ้าและถูกกำหนดโดยอัตราส่วนของการทำงานของกระแสไฟฟ้าในส่วนเฉพาะของวงจรและประจุที่ผ่านส่วนเดียวกัน หน่วยวัดโวลต์วัดด้วยโวลต์มิเตอร์เมื่อขั้วต่อสองขั้วของอุปกรณ์เชื่อมต่อกับวงจรแบบขนาน

ขนาด ความต้านทานไฟฟ้ามีการพึ่งพาโดยตรงกับประเภทของตัวนำที่ใช้ความยาวและหน้าตัด มีหน่วยวัดเป็นโอห์ม

กำลังถูกกำหนดโดยอัตราส่วนของงานที่ทำโดยการเคลื่อนที่ของกระแสต่อเวลาที่งานนี้เกิดขึ้น กำลังไฟฟ้าวัดเป็นวัตต์

เช่น ปริมาณทางกายภาพเนื่องจากความจุถูกกำหนดโดยอัตราส่วนของประจุของตัวนำหนึ่งตัวต่อความต่างศักย์ระหว่างตัวนำเดียวกันกับตัวนำที่อยู่ใกล้เคียง ยิ่งแรงดันไฟฟ้าเมื่อตัวนำได้รับประจุไฟฟ้าต่ำลงเท่าใด ความจุก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น มีหน่วยวัดเป็นฟารัด

ปริมาณงานที่ทำโดยใช้ไฟฟ้าในช่วงเวลาหนึ่งในห่วงโซ่จะพบโดยใช้ผลคูณของกระแส แรงดันไฟฟ้า และช่วงเวลาที่ดำเนินงาน หลังมีหน่วยวัดเป็นจูล การทำงานของกระแสไฟฟ้าถูกกำหนดโดยใช้มิเตอร์ที่เชื่อมต่อการอ่านค่าของปริมาณทั้งหมด ได้แก่ แรงดันไฟฟ้า แรง และเวลา

เทคนิคความปลอดภัยทางไฟฟ้า

ความรู้เกี่ยวกับกฎความปลอดภัยทางไฟฟ้าจะช่วยป้องกันเหตุฉุกเฉินและปกป้องสุขภาพและชีวิตของมนุษย์ เนื่องจากไฟฟ้ามีแนวโน้มที่จะให้ความร้อนกับตัวนำจึงมีความเป็นไปได้ที่จะเกิดสถานการณ์ที่เป็นอันตรายต่อสุขภาพและชีวิตอยู่เสมอ เพื่อความปลอดภัยภายในบ้าน จะต้องปฏิบัติตามต่อไปนี้ง่ายแต่ กฎสำคัญ:

1. ฉนวนเครือข่ายต้องอยู่ในสภาพดีเสมอเพื่อหลีกเลี่ยงการโอเวอร์โหลดหรือความเป็นไปได้ที่จะเกิดไฟฟ้าลัดวงจร
2. ความชื้นไม่ควรโดนเครื่องใช้ไฟฟ้า สายไฟ แผง ฯลฯ นอกจากนี้ สภาพแวดล้อมที่ชื้นยังกระตุ้นให้เกิดไฟฟ้าลัดวงจร
3. ต้องแน่ใจว่าได้ต่อสายดินอุปกรณ์ไฟฟ้าทั้งหมดแล้ว
4. หลีกเลี่ยงการเดินสายไฟฟ้ามากเกินไป เนื่องจากอาจเสี่ยงที่สายไฟจะลุกไหม้ได้

ข้อควรระวังด้านความปลอดภัยเมื่อทำงานกับไฟฟ้าเกี่ยวข้องกับการใช้ถุงมือยาง ถุงมือ เสื่อ อุปกรณ์คายประจุ อุปกรณ์สายดินสำหรับพื้นที่ทำงาน เบรกเกอร์วงจร หรือฟิวส์ที่มีการป้องกันความร้อนและกระแสไฟฟ้า

ช่างไฟฟ้าที่มีประสบการณ์ เมื่อมีโอกาสเกิดไฟฟ้าช็อต ให้ทำงานด้วยมือเดียวและอีกมืออยู่ในกระเป๋าเสื้อ ด้วยวิธีนี้ วงจรแฮนด์ทูแฮนด์ถูกขัดจังหวะในกรณีที่มีการสัมผัสกับชีลด์หรืออุปกรณ์อื่นๆ ที่ลงกราวด์โดยไม่ได้ตั้งใจ หากอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อกับเครือข่ายเกิดเพลิงไหม้ ให้ดับไฟโดยใช้เครื่องดับเพลิงแบบผงหรือคาร์บอนไดออกไซด์เท่านั้น

การประยุกต์ใช้กระแสไฟฟ้า

กระแสไฟฟ้ามีคุณสมบัติหลายประการที่ทำให้สามารถใช้งานได้เกือบทุกพื้นที่ กิจกรรมของมนุษย์. วิธีใช้กระแสไฟฟ้า:

ไฟฟ้าในปัจจุบันเป็นพลังงานรูปแบบหนึ่งที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากที่สุด ในเศรษฐกิจยุคใหม่ การพัฒนาอุตสาหกรรมพลังงานไฟฟ้าถือเป็นสิ่งสำคัญของโลก ในอนาคตหากวัตถุดิบขาดแคลน ไฟฟ้าจะเข้ามาเป็นผู้นำในฐานะแหล่งพลังงานที่ไม่มีวันหมดสิ้น

เงื่อนไขสำหรับการปรากฏตัวของกระแส

วิทยาศาสตร์สมัยใหม่ได้สร้างทฤษฎีเพื่ออธิบายกระบวนการทางธรรมชาติ กระบวนการหลายอย่างขึ้นอยู่กับแบบจำลองโครงสร้างอะตอมแบบใดแบบหนึ่งที่เรียกว่า แบบจำลองดาวเคราะห์. ตามแบบจำลองนี้ อะตอมประกอบด้วยนิวเคลียสที่มีประจุบวกและเมฆอิเล็กตรอนที่มีประจุลบล้อมรอบนิวเคลียส สารต่างๆ ที่ประกอบด้วยอะตอมส่วนใหญ่จะมีความเสถียรและไม่มีการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติภายใต้สภาวะคงที่ สิ่งแวดล้อม. แต่ในธรรมชาติมีกระบวนการที่สามารถเปลี่ยนสถานะเสถียรของสารและทำให้เกิดปรากฏการณ์ที่เรียกว่ากระแสไฟฟ้าในสารเหล่านี้

กระบวนการพื้นฐานสำหรับธรรมชาติเช่นนี้คือแรงเสียดทาน หลายๆ คนรู้ดีว่าหากคุณหวีผมด้วยหวีที่ทำจากพลาสติกบางประเภท หรือสวมเสื้อผ้าที่ทำจากผ้าบางประเภท ก็จะเกิดการเกาะติดกัน ผมถูกดึงดูดและเกาะติดกับหวี และสิ่งเดียวกันนี้เกิดขึ้นกับเสื้อผ้า ผลกระทบนี้อธิบายได้จากการเสียดสี ซึ่งขัดขวางความมั่นคงของวัสดุหวีหรือเนื้อผ้า เมฆอิเล็กตรอนสามารถเคลื่อนตัวสัมพันธ์กับนิวเคลียสหรือถูกทำลายบางส่วนได้ และเป็นผลให้สารได้รับประจุไฟฟ้าซึ่งเป็นสัญญาณที่กำหนดโดยโครงสร้างของสารนี้ ประจุไฟฟ้าที่เกิดจากแรงเสียดทานเรียกว่าไฟฟ้าสถิต

ผลลัพธ์ที่ได้คือสารที่มีประจุคู่กัน สารแต่ละชนิดมีศักย์ไฟฟ้าที่แน่นอน ช่องว่างระหว่างสารที่มีประจุสองชนิดได้รับผลกระทบจากสนามไฟฟ้า ซึ่งในกรณีนี้คือสนามไฟฟ้าสถิต ประสิทธิผลของสนามไฟฟ้าสถิตขึ้นอยู่กับขนาดของศักย์ไฟฟ้า และถูกกำหนดให้เป็นความต่างศักย์หรือแรงดันไฟฟ้า

• เมื่อแรงดันไฟฟ้าเกิดขึ้น การเคลื่อนที่โดยตรงของอนุภาคที่มีประจุของสารจะปรากฏในช่องว่างระหว่างศักย์ไฟฟ้า - กระแสไฟฟ้า

กระแสไฟฟ้าไหลที่ไหน?

ในกรณีนี้ ศักยภาพจะลดลงหากแรงเสียดทานหยุดลง และในที่สุดศักยภาพก็จะหายไป และสารต่างๆ ก็จะกลับมามีเสถียรภาพอีกครั้ง

แต่ถ้ากระบวนการก่อตัวของศักย์ไฟฟ้าและแรงดันไฟฟ้ายังคงดำเนินต่อไปในทิศทางที่เพิ่มขึ้น กระแสก็จะเพิ่มขึ้นตามคุณสมบัติของสารที่เติมช่องว่างระหว่างศักย์ไฟฟ้าด้วย การสาธิตกระบวนการนี้ที่ชัดเจนที่สุดคือสายฟ้า การเสียดสีระหว่างอากาศขึ้นและลงที่ไหลปะทะกันทำให้เกิดความตึงเครียดมหาศาล ผลก็คือ ศักยภาพอย่างหนึ่งเกิดขึ้นจากกระแสลมพัดขึ้นบนท้องฟ้า และอีกอันเกิดจากการกระแสลมลงบนพื้น และท้ายที่สุดแล้ว เนื่องจากคุณสมบัติของอากาศ กระแสไฟฟ้าจึงปรากฏขึ้นในรูปของฟ้าผ่า

• สาเหตุแรกของกระแสไฟฟ้าคือแรงดันไฟฟ้า
• เหตุผลที่สองสำหรับการปรากฏตัวของกระแสไฟฟ้าคือพื้นที่ที่แรงดันไฟฟ้าทำงาน - ขนาดของมันและสิ่งที่เต็มไป

ความตึงเครียดไม่ได้มาจากแรงเสียดทานเท่านั้น กระบวนการทางกายภาพและเคมีอื่นๆ ที่รบกวนความสมดุลของอะตอมของสารก็ทำให้เกิดความตึงเครียดเช่นกัน ความตึงเครียดเกิดขึ้นจากการมีปฏิสัมพันธ์หรือเท่านั้น

• สารหนึ่งกับสารอื่น
• สารตั้งแต่หนึ่งชนิดขึ้นไปที่มีสนามหรือการแผ่รังสี

แรงดันไฟฟ้าอาจมาจาก:

• ปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นในสาร เช่น ในแบตเตอรี่และตัวสะสมตลอดจนในสิ่งมีชีวิตทุกชนิด
• รังสีแม่เหล็กไฟฟ้า เช่น ใน พลังงานแสงอาทิตย์และเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังความร้อน
• สนามแม่เหล็กไฟฟ้า เช่น ในไดนาโมทุกชนิด

กระแสไฟฟ้ามีลักษณะที่สอดคล้องกับสสารที่มันไหล ดังนั้นจึงแตกต่าง:

• ในโลหะ

• ในของเหลวและก๊าซ

• ในสารกึ่งตัวนำ

ในโลหะ กระแสไฟฟ้าประกอบด้วยอิเล็กตรอน ในของเหลวและก๊าซ - ของไอออน ในเซมิคอนดักเตอร์ - ของอิเล็กตรอน และ "รู"

กระแสตรงและกระแสสลับ

แรงดันไฟฟ้าสัมพันธ์กับศักย์ไฟฟ้าซึ่งเป็นสัญญาณที่ยังคงไม่เปลี่ยนแปลงสามารถเปลี่ยนขนาดได้เท่านั้น

• ในกรณีนี้กระแสไฟฟ้าคงที่หรือเป็นจังหวะจะปรากฏขึ้น

กระแสไฟฟ้าขึ้นอยู่กับระยะเวลาของการเปลี่ยนแปลงนี้และคุณสมบัติของพื้นที่ที่เต็มไปด้วยสสารระหว่างศักย์ไฟฟ้า

• แต่ถ้าสัญญาณของศักยภาพเปลี่ยนแปลงและสิ่งนี้นำไปสู่การเปลี่ยนแปลงทิศทางของกระแสจะเรียกว่าตัวแปรเช่นเดียวกับแรงดันไฟฟ้าที่กำหนด

ชีวิตและกระแสไฟฟ้า

สำหรับการประเมินกระแสไฟฟ้าในเชิงปริมาณและเชิงคุณภาพ วิทยาศาสตร์สมัยใหม่และเทคโนโลยีมีการใช้กฎหมายและปริมาณบางประการ กฎหมายพื้นฐานคือ:

• กฎของคูลอมบ์
• กฎของโอห์ม

Charles Coulomb ในช่วงทศวรรษที่ 80 ของศตวรรษที่ 18 ได้กำหนดลักษณะของแรงดันไฟฟ้า และ Georg Ohm ในช่วงทศวรรษที่ 20 ของศตวรรษที่ 19 ได้กำหนดลักษณะของกระแสไฟฟ้า

ในธรรมชาติและอารยธรรมของมนุษย์ มันถูกใช้เป็นสื่อนำพลังงานและข้อมูลเป็นหลัก และหัวข้อการศึกษาและการใช้ประโยชน์ก็มีมากมายพอๆ กับชีวิต ตัวอย่างเช่น การศึกษาพบว่าสิ่งมีชีวิตทุกชนิดมีชีวิตอยู่ได้เพราะกล้ามเนื้อหัวใจหดตัวภายใต้อิทธิพลของพัลส์กระแสไฟฟ้าที่เกิดขึ้นในร่างกาย กล้ามเนื้อส่วนอื่นๆ ทำงานในลักษณะเดียวกัน เมื่อเซลล์แบ่งเซลล์ เซลล์จะใช้ข้อมูลตามกระแสไฟฟ้าที่ความถี่สูงมาก รายการข้อเท็จจริงดังกล่าวพร้อมคำชี้แจงสามารถติดตามได้ตลอดทั้งเล่ม

มีการค้นพบมากมายที่เกี่ยวข้องกับกระแสไฟฟ้าแล้ว และยังยังมีอีกมากที่ต้องทำ ดังนั้นด้วยการถือกำเนิดของเครื่องมือการวิจัยใหม่ กฎหมายใหม่ วัสดุ และผลลัพธ์อื่น ๆ จึงปรากฏขึ้น การใช้งานจริงของปรากฏการณ์นี้

อิเล็กโทรไลต์ เป็นเรื่องปกติที่จะเรียกสื่อนำไฟฟ้าซึ่งมีการไหลของกระแสไฟฟ้าพร้อมกับการถ่ายโอนสสาร ตัวพาประจุอิสระในอิเล็กโทรไลต์คือไอออนที่มีประจุบวกและประจุลบ

ตัวแทนหลักของอิเล็กโทรไลต์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในเทคโนโลยีคือสารละลายน้ำของกรดอนินทรีย์ เกลือ และเบส กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านอิเล็กโทรไลต์จะมาพร้อมกับการปล่อยสารบนอิเล็กโทรด ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า กระแสไฟฟ้า (รูปที่ 9.10) .

กระแสไฟฟ้าในอิเล็กโทรไลต์แสดงถึงการเคลื่อนที่ของไอออนของสัญญาณทั้งสองในทิศทางตรงกันข้าม ไอออนบวกจะเคลื่อนที่เข้าหาขั้วลบ ( แคโทด) ไอออนลบ – ไปยังอิเล็กโทรดบวก ( ขั้วบวก). ไอออนของสัญญาณทั้งสองจะปรากฏในสารละลายเกลือ กรด และด่างที่เป็นน้ำ ซึ่งเป็นผลมาจากการแยกโมเลกุลที่เป็นกลางบางส่วน ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า การแยกตัวด้วยไฟฟ้า .

กฎแห่งอิเล็กโทรไลซิสก่อตั้งขึ้นโดยนักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ เอ็ม. ฟาราเดย์ในปี พ.ศ. 2376

กฎข้อแรกของฟาราเดย์ กำหนดปริมาณของผลิตภัณฑ์หลักที่ปล่อยออกมาบนอิเล็กโทรดระหว่างอิเล็กโทรไลซิส: มวล m ของสารที่ปล่อยออกมาบนอิเล็กโทรดเป็นสัดส่วนโดยตรงกับประจุ q ที่ผ่านอิเล็กโทรไลต์:

ม = กิโลวัตต์ = ชุด,

ที่ไหน เค – เทียบเท่าเคมีไฟฟ้าของสาร:

เอฟ = อีเอ็น A = 96485 C/โมล – ค่าคงที่ของฟาราเดย์

กฎข้อที่สองของฟาราเดย์ความเทียบเท่าเคมีไฟฟ้าของสารต่าง ๆ รวมถึงความเทียบเท่าทางเคมีด้วย :

กฎของฟาราเดย์แบบรวมสำหรับกระแสไฟฟ้า:

กระบวนการอิเล็กโทรไลต์แบ่งได้ดังนี้:

การรับ ไม่ อินทรียฺวัตถุ(ไฮโดรเจน, ออกซิเจน, คลอรีน, ด่าง ฯลฯ );

การผลิตโลหะ (ลิเธียม โซเดียม โพแทสเซียม เบริลเลียม แมกนีเซียม สังกะสี อลูมิเนียม ทองแดง ฯลฯ );

การทำความสะอาดโลหะ (ทองแดง, เงิน,...);

การผลิตโลหะผสม

ได้รับการเคลือบกัลวานิก

การรักษาพื้นผิวโลหะ (ไนไตรด์, การเจาะ, การขัดเงาด้วยไฟฟ้า, การทำความสะอาด);

การได้รับสารอินทรีย์

การแยกเกลือด้วยไฟฟ้าและการแยกเกลือออกจากน้ำ

การสะสมของฟิล์มโดยใช้อิเล็กโทรโฟเรซิส

การประยุกต์ใช้กระแสไฟฟ้าในทางปฏิบัติ

กระบวนการเคมีไฟฟ้าถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในสาขาต่างๆ ของเทคโนโลยีสมัยใหม่ ในเคมีวิเคราะห์ ชีวเคมี ฯลฯ ในอุตสาหกรรมเคมี คลอรีนและฟลูออรีน อัลคาไล คลอเรตและเปอร์คลอเรต กรดเปอร์ซัลฟิวริกและเปอร์ซัลเฟต ไฮโดรเจนและออกซิเจนบริสุทธิ์ทางเคมี ฯลฯ ถูกสร้างขึ้น โดยอิเล็กโทรลิซิส ในกรณีนี้ สารบางชนิดได้มาจากรีดักชันที่แคโทด (อัลดีไฮด์ พารา-อะมิโนฟีนอล ฯลฯ) และสารบางชนิดได้จากอิเล็กโตรออกซิเดชันที่ขั้วบวก (คลอเรต เปอร์คลอเรต โพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต เป็นต้น)

อิเล็กโทรลิซิสในวิทยาโลหะวิทยาเป็นหนึ่งในขั้นตอนของการแปรรูปวัตถุดิบที่มีโลหะ ซึ่งช่วยให้มั่นใจได้ถึงการผลิตโลหะเชิงพาณิชย์ อิเล็กโทรไลซิสสามารถทำได้โดยใช้แอโนดที่ละลายน้ำได้ - กระบวนการอิเล็กโทรรีไฟแนนซ์ หรือด้วยแอโนดที่ไม่ละลายน้ำ - กระบวนการสกัดด้วยไฟฟ้า ภารกิจหลักในการกลั่นด้วยไฟฟ้าของโลหะคือเพื่อให้แน่ใจว่าโลหะแคโทดมีความบริสุทธิ์ตามที่ต้องการในราคาพลังงานที่ยอมรับได้ ในโลหะวิทยาที่ไม่ใช่เหล็กนั้น อิเล็กโทรไลซิสใช้เพื่อแยกโลหะออกจากแร่และทำให้บริสุทธิ์

โดยอิเล็กโทรไลซิสของตัวกลางหลอมเหลวจะได้อลูมิเนียม, แมกนีเซียม, ไทเทเนียม, เซอร์โคเนียม, ยูเรเนียม, เบริลเลียม ฯลฯ ในการปรับแต่ง (ทำความสะอาด) โลหะด้วยอิเล็กโทรไลซิสแผ่นจะถูกหล่อจากนั้นและวางเป็นขั้วบวก 1 ในอิเล็กโทรไลเซอร์ 3 (รูปที่ 9.11 ). เมื่อกระแสไหลผ่าน โลหะที่จะทำความสะอาด 1 จะต้องผ่านการละลายของขั้วบวก กล่าวคือ จะกลายเป็นสารละลายในรูปของแคตไอออน จากนั้นไอออนบวกของโลหะเหล่านี้จะถูกปล่อยออกมาที่แคโทด 2 ส่งผลให้เกิดการสะสมตัวของโลหะบริสุทธิ์ที่มีขนาดกะทัดรัด สิ่งเจือปนที่มีอยู่ในขั้วบวกยังคงไม่ละลายน้ำ 4 หรือผ่านเข้าไปในอิเล็กโทรไลต์และถูกกำจัดออก

รูปที่ 9.11 แสดงแผนภาพของการกลั่นทองแดงด้วยไฟฟ้า

การชุบด้วยไฟฟ้า – สาขาไฟฟ้าเคมีประยุกต์ที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการเคลือบโลหะบนพื้นผิวของผลิตภัณฑ์ทั้งที่เป็นโลหะและไม่ใช่โลหะ เมื่อกระแสไฟฟ้าตรงผ่านสารละลายเกลือของพวกมัน การชุบด้วยไฟฟ้าจะแบ่งออกเป็น การชุบด้วยไฟฟ้าและกัลวาโนพลาสตี้.

กัลวาโนสเตกี (จากภาษากรีกถึงปก) – นี่คือการวางตำแหน่งอิเล็กโทรดของโลหะอื่นลงบนพื้นผิวของโลหะซึ่งยึดติด (ยึดติด) อย่างแน่นหนากับโลหะเคลือบ (วัตถุ) ซึ่งทำหน้าที่เป็นแคโทดของอิเล็กโทรไลเซอร์ (รูปที่ 9.12)

ด้วยการชุบด้วยไฟฟ้า คุณสามารถเคลือบชิ้นส่วนด้วยชั้นบางๆ ของทองหรือเงิน โครเมียมหรือนิกเกิลได้ การใช้อิเล็กโทรไลซิสทำให้สามารถเคลือบโลหะบางมากบนพื้นผิวโลหะต่างๆ ได้ ด้วยวิธีการเคลือบนี้ ชิ้นส่วนจะถูกใช้เป็นแคโทดในสารละลายเกลือของโลหะที่จะนำมาเคลือบ ใช้แผ่นโลหะชนิดเดียวกันเป็นขั้วบวก

	ข้าว. 9.12	ข้าว. 9.13

เราขอแนะนำให้ชมการสาธิต "Galvanoplasty"

อิเล็กโทรไทป์ – ได้สำเนาโลหะที่แม่นยำและแยกออกจากกันด้วยกระแสไฟฟ้าความหนาที่สำคัญจากวัตถุที่ไม่ใช่โลหะและโลหะต่าง ๆ ที่เรียกว่าเมทริกซ์ (รูปที่ 9.13)

การชุบด้วยไฟฟ้าใช้ในการทำรูปปั้นครึ่งตัว รูปปั้น ฯลฯ การชุบด้วยไฟฟ้าใช้เพื่อเคลือบโลหะที่มีความหนาค่อนข้างมากกับโลหะอื่นๆ (เช่น การก่อตัวของชั้น "ซ้อนทับ" ของนิกเกิล เงิน ทอง ฯลฯ)

ไฟฟ้าและ ปรากฏการณ์ทางแม่เหล็กไฟฟ้า.

ตัวเลือกที่ 1.ส่วนบังคับ.

1. ค่าไฟฟ้าถูกกำหนดอย่างไร? ก)ที; ข)ถาม; วี)ฉัน; ช)ส;

2. ผ้าไหมชิ้นหนึ่งถูกับกระจก ร่างหนึ่งหรือทั้งสองร่างเกิดไฟฟ้าช็อตหรือไม่? ประจุใดปรากฏบนผืนผ้าไหมและบนกระจก? A) ทั้งบนผ้าไหม - ลบและบนกระจก - บวก b) ทั้งสองบนผ้าไหม - เป็นบวก บนกระจก - ลบ; c) ไหมผืนหนึ่งได้รับประจุลบ แต่แก้วไม่ได้; d) มีเพียงแก้วเท่านั้นที่ได้รับประจุบวก

3. กำหนดประจุของวัตถุที่สอง ก) ลบ; ข) เชิงบวก; ค) 0

4. อะตอมประกอบด้วย: ก) โปรตอนและนิวตรอน b) อิเล็กตรอน, โปรตอน c) นิวตรอนและอิเล็กตรอน; d) อิเล็กตรอนและนิวเคลียส

5 . นิวเคลียสประกอบด้วยอนุภาคอะไรบ้าง? ก) อิเล็กตรอนและโปรตอน b) โปรตอนและนิวตรอน c) อิเล็กตรอนและนิวตรอน

c) โมเลกุลและอิเล็กตรอน

6. อิเล็กตรอนและโปรตอนมีประจุไฟฟ้าเท่าใด? ก) อิเล็กตรอน - ลบ, โปรตอน - บวก; b) อิเล็กตรอน - บวก, โปรตอน - ลบ; c) อิเล็กตรอนและโปรตอน – บวก; d) อิเล็กตรอนและโปรตอน - ลบ;

7. มีอิเล็กตรอนจำนวนเท่าใดในอะตอมไฮโดรเจนที่เป็นกลาง? ก)1; ข) 2; ที่ 3; ง) 0;

8. กระแสไฟฟ้าคืออะไร? ก) การเคลื่อนที่ตามทิศทางของอนุภาคที่มีประจุ b) การเคลื่อนที่แบบสุ่มของอนุภาคที่มีประจุ c) กำกับการเคลื่อนที่ของอะตอม d) กำกับการเคลื่อนที่ของโมเลกุล

9. กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านไส้หลอดคือ 0.3A แรงดันไฟฟ้าที่จ่ายให้กับหลอดไฟคือ 6 V ความต้านทานไฟฟ้าของไส้หลอดคือเท่าไร? ก) 2 โอห์ม; ข) 1.8 โอห์ม; ค) 20 โอห์ม; ง) 0.5 โอห์ม;

10. ควรใช้ลวดทองแดงที่มีพื้นที่หน้าตัด 0.5 มม. นานแค่ไหน 2 ความต้านทานอยู่ที่ 34 โอห์มเหรอ?

11.กระแสไฟฟ้าในเตาไฟฟ้าที่มีแรงดันไฟฟ้า 200 V และกระแส 2A มีกำลังเท่าใด

ก) 100 วัตต์; ข) 400W; ค) 0.01 วัตต์; ง) 1 กิโลวัตต์;

12. ปริมาณทางกายภาพใดที่คำนวณโดยสูตร Q=I 2 R t? ก) พลังงานกระแสไฟฟ้า ข) ปริมาณความร้อนที่ปล่อยออกมาในส่วนของวงจรไฟฟ้า c) ประจุไฟฟ้าที่ไหลในวงจรในช่วงเวลาหนึ่งที; d) ปริมาณความร้อนที่ปล่อยออกมาต่อหน่วยเวลา

13. กำหนดต้นทุนพลังงานที่ใช้เมื่อใช้ทีวีเป็นเวลา 2 ชั่วโมง พลังของทีวีคือ 100 W และราคา 1 kWh คือ 80 kopecks

14.มีแม่เหล็กเป็นเหล็ก หากคุณผ่าครึ่งระหว่าง A และ B ปลาย B จะมีสมบัติทางแม่เหล็กเป็นเท่าใด

เอ็น เอ บี เอส ก) จะเป็นขั้วแม่เหล็กทิศเหนือ b) จะเป็นขั้วแม่เหล็กใต้

ค) จะไม่มี สนามแม่เหล็ก; d) ก่อนอื่นมันจะเป็นทางเหนือแล้ว

ขั้วแม่เหล็กใต้

15. รูปนี้แสดงแผนภาพวงจรไฟฟ้า ความต้านทานรวมของวงจรเป็นเท่าใด?

16. ความยาวของตัวนำลดลง 2 เท่า แนวต้านจะเปลี่ยนไปอย่างไร?

ตัวนำ 2 โอห์ม? ก) จะเพิ่มขึ้น 2 เท่า; b) จะลดลง 2 เท่า; ค) จะไม่เปลี่ยนแปลง

d) จะลดลง 4 เท่า;

17. ลวดอลูมิเนียมและทองแดงมีความยาวเท่ากันและเท่ากัน

พื้นที่หน้าตัด ลวดชนิดใดมีความต้านทานมากกว่า?

2 โอห์ม ก) ตัวนำอลูมิเนียม ข) ทองแดง; c) ความต้านทานที่เหมือนกัน

ช ) ข้อมูลไม่เพียงพอ ไม่สามารถทราบได้

18. ความแรงของกระแสจะเปลี่ยนไปอย่างไรในส่วนของวงจรหากมีความต้านทานคงที่

2 โอห์ม เป็นไปได้ไหมที่จะเพิ่มแรงดันไฟฟ้าที่ปลาย 2 เท่า?

ก) จะลดลง 2 เท่า; b) จะเพิ่มขึ้น 2 เท่า; ค) จะไม่เปลี่ยนแปลง;

d) จะลดลง 4 เท่า;

. ส่วนเพิ่มเติม.

19. ฟิวส์ถูกเปิดอย่างไรเพื่อปิดเครือข่ายไฟฟ้าของอพาร์ทเมนท์ในระหว่างการโอเวอร์โหลดแบบอนุกรมหรือขนานกับเครื่องใช้ไฟฟ้าที่เปิดในอพาร์ทเมนท์? ให้เหตุผลคำตอบ

20. ความต้านทานรวมของหลอดสองหลอดที่ต่ออนุกรมกันโดยมีความต้านทานชิ้นละ 15 โอห์ม และลิโน่คือ 54 โอห์ม กำหนดความต้านทานของลิโน่

21.คำนวณกระแสที่ไหลผ่านลวดทองแดงยาว 100 ม. และมีพื้นที่หน้าตัด 0.5 มม. 2 ที่แรงดันไฟฟ้า 6.8 V

ปรากฏการณ์ทางไฟฟ้าและแม่เหล็กไฟฟ้า ตัวเลือกที่ 11

ภาคบังคับส่วนที่ 1ค่า (ปริมาณไฟฟ้า) วัดในหน่วยใด? ก) ในแอมแปร์; b) ในโอมัค;

B) เป็นโวลต์; d) ในคูลอมบ์;

2 . กำหนดประจุของวัตถุที่สอง ก) เชิงบวกเท่านั้น

b) เชิงลบเท่านั้น

ช ) อาจเป็นค่าลบหรือ

+ ? เชิงบวก; ไม่มีอะไรจากมัน

จะไม่เปลี่ยนแปลง

3.อะตอมใด องค์ประกอบทางเคมีมีอิเล็กตรอน 15 ตัว? ก) ออกซิเจน; ข) ฟอสฟอรัส; ค) คาร์บอน; ง) ฟลูออรีน;

อะตอมใดมีประจุรวมของอิเล็กตรอนทั้งหมดเท่ากับ q= - 1.6 · 10 -19 C? ก) ออกซิเจน; ข) ไนโตรเจน; ค) ไฮโดรเจน; ง) ไอโอดีน;

5..อิเล็กตรอนและนิวตรอนมีประจุไฟฟ้าเท่าใด ก) อิเล็กตรอน - ลบ, นิวตรอน - บวก; b) อิเล็กตรอน - บวก, นิวตรอน - ลบ; c) อิเล็กตรอนและนิวตรอน - ลบ; d) อิเล็กตรอน – เป็นลบ นิวตรอนไม่มีประจุ

6. ทำไม ค่าใช้จ่ายเท่ากับนิวเคลียสของอะตอมฮีเลียม? ก) +4; ข) -4; ค) +2; ง) -2;

7. อิเล็กตรอนหนึ่งตัวถูกแยกออกจากอะตอมฮีเลียม ชื่อของอนุภาคที่เกิดขึ้นคืออะไร? ค่าใช้จ่ายคืออะไร?

ก) ไอออนบวก b) ไอออนลบ; ค) โปรตอน; ง) นิวตรอน;

8. ทิศทางของกระแสจะเป็น: 1) ทิศทางที่ประจุบวกควรเคลื่อนที่; 2) ทิศทางที่อนุภาคที่มีประจุลบควรเคลื่อนที่ 3) ทิศทางการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอน 4) ทิศทางจากขั้วบวกของแหล่งกำเนิดไปยังขั้วลบ ก) 1; ข) 2; ที่ 3; ง) 1 และ 4;

9. แรงดันไฟฟ้าในหน้าตัดของวงจรไฟฟ้าที่มีความต้านทาน 20 โอห์ม เมื่อกระแสไฟฟ้าในวงจรเท่ากับ 2 A เป็นเท่าใด

ก) 40 โวลต์; ข) 4 โวลต์; ค) 10 โวลต์; ง) 0.01 โวลต์;

10 .ความต้านทานของลวดอลูมิเนียมที่มีความยาว 80 ซม. และพื้นที่หน้าตัด 0.2 มม. 2 คืออะไร?

11. ตัวนำทองแดงสองตัวมีความยาวเท่ากัน และพื้นที่หน้าตัดของตัวนำตัวแรกนั้นใหญ่กว่า 2 เท่า ตัวนำใดมีความต้านทานมากกว่า? ก) ความต้านทานเท่ากัน b) อันแรกมีมากกว่า 2 เท่า; c) อันแรกน้อยกว่า 2 เท่า d) อันที่สองมีมากกว่า 4 เท่า

12 . แรงดันไฟฟ้าที่ปลายส่วนลดลง 4 เท่า ปัจจุบันในพื้นที่นี้จะมีการเปลี่ยนแปลงอย่างไร? ? ก) จะไม่เปลี่ยนแปลง;

b) จะเพิ่มขึ้น 4 เท่า; c) จะลดลง 4 เท่า; d) จะลดลง 2 เท่า;

13. ใช้สูตรใดในการคำนวณกำลังของกระแสไฟฟ้า? ก) ก = IU เสื้อ;ข) P =ฉัน เสื้อ;วี) ถาม = ฉัน 2 rt;ช)ฉัน= ;

14. ตัวนำที่มีความต้านทาน 20 โอห์ม ในเวลา 10 นาที จะปล่อยความร้อนออกมาเท่าใด เมื่อกระแสไฟฟ้าในวงจรเท่ากับ 2 A

ก) 480 กิโลจูล; ข) 48 กิโลจูล; ค) 24 กิโลจูล; ง) 400 เจ;

15 . หน่วยวัดแรงดันไฟฟ้าเรียกว่าอะไร? ก) วัตต์; ข) แอมแปร์; ค) โวลต์; ง) จูล;

16. วงจรไฟฟ้าประกอบด้วยหลอดไฟฟ้า 4 หลอด 1

อันไหนรวมอยู่ในซีรีย์?

ก) เพียง 1 และ 2; b) เพียง 1 และ 4; ค) ทุกอย่าง;

d) ไม่มีหลอดไฟต่อแบบอนุกรม

17. ถึงหนึ่งเข็มถูกดึงเข้ามาใกล้จากขั้วของเข็มแม่เหล็ก 2

เสาธนูถูกดึงดูดเข้ากับเข็ม เสิร์ฟได้ไหมค่ะ

พิสูจน์ว่าเข็มถูกแม่เหล็ก?

ก. ใช่; B: ไม่; 3

18. ลิโน่ต่อเข้ากับวงจรดังแสดงในแผนภาพ พวกเขาจะเป็นอย่างไร

การอ่านค่าแอมมิเตอร์จะเปลี่ยนไปเมื่อมีการเลื่อนแถบเลื่อนลิโน่

วี ขวา?

ก) จะเพิ่มขึ้น;

b) จะลดลง;

ค) จะไม่เปลี่ยนแปลง;

d) เท่ากับ 0;

ส่วนเพิ่มเติม. 19. ลวดอลูมิเนียมและทองแดงมีมวลเท่ากันและพื้นที่หน้าตัดเท่ากัน ลวดชนิดใดมีความต้านทานมากกว่า?

20. ในเกลียวของเครื่องทำความร้อนไฟฟ้าที่ทำจากลวดนิกเกิลที่มีพื้นที่หน้าตัด 0.1 มม. 2 ที่แรงดันไฟฟ้า 220 V กระแสไฟฟ้าคือ 4 A ความยาวของเส้นลวดที่ประกอบขึ้นเป็นเท่าใด เกลียว?

21. ทำไมคุณไม่สามารถสอดวัตถุที่เป็นโลหะ เช่น ตะปู เข้าไปในคาร์ทริดจ์ แทนที่จะเสียบฟิวส์ที่ขาดได้?

ไฟฟ้า. (การทดสอบครั้งที่ 1)

1.

13 พลังงานยึดเหนี่ยวคืออะไร?

15 กฎการอนุรักษ์ประจุ

28. ความต้านทานแสดงอะไร? การกำหนด หน่วยวัด

29. ตัวต้านทานคืออะไร? การกำหนด ลิโน่คืออะไร? อะไรคือความแตกต่าง?

30 กำหนดกฎของโอห์ม

31 อะไรคือไฟฟ้าลัดวงจร?

ไฟฟ้า. (การทดสอบครั้งที่ 1)

1. วัตถุหนึ่งหรือทั้งสองวัตถุเกิดไฟฟ้าจากแรงเสียดทานหรือไม่?

2. ทั้งสองประเภทมีอะไรบ้าง? ค่าไฟฟ้ามีอยู่ในธรรมชาติเหรอ?

3. หน่วยประจุชื่ออะไร?

4. สารอะไรที่เรียกว่าตัวนำ? อิเล็กทริก? การต่อลงดินคืออะไร? มันขึ้นอยู่กับคุณสมบัติอะไร?

5. สามารถลดค่าบริการแบบไม่มีกำหนดได้หรือไม่?

6. ค่าธรรมเนียมใดเรียกว่าระดับประถมศึกษา?

7. ใครเป็นผู้ค้นพบอิเล็กตรอนและเมื่อใด? อิเล็กตรอนมีประจุอย่างไร?

8 ใครเป็นผู้ค้นพบโครงสร้างของอะตอม และเมื่อใด อะตอมมีโครงสร้างอย่างไร?

9.รังสีอัลฟ่า รังสีบีตา และรังสีแกมมา แตกต่างกันอย่างไร?

10. อะตอมขององค์ประกอบทางเคมีต่างกันอย่างไร?

11. ไอออนบวกและไอออนลบคืออะไร?

12. นิวเคลียสของอะตอมประกอบด้วยอนุภาคอะไรบ้าง

13 พลังงานยึดเหนี่ยวคืออะไร?

14.อนุภาคมีประจุชนิดใดที่พาประจุไปตามตัวนำ (โลหะ)

15 กฎการอนุรักษ์ประจุ

16. คืออะไร สนามไฟฟ้า?.

17. ทำรายการคุณสมบัติหลักของสนามไฟฟ้า

18. สนามไฟฟ้าจะเพิ่มความเร็วของอนุภาคในกรณีใด และจะลดลงในกรณีใด?

19. กระแสไฟฟ้าคืออะไร? เงื่อนไขใดที่จำเป็นสำหรับการดำรงอยู่ของกระแส?

20 รายการผลกระทบของกระแสไฟฟ้า

21. แหล่งที่มาปัจจุบัน ใครและเมื่อใดเป็นผู้คิดค้นแหล่งปัจจุบันแห่งแรก?

22. วงจรไฟฟ้าประกอบด้วยอะไรบ้าง?

23. ทิศทางใดที่เลือกเป็นทิศทางของกระแส?

24.ความแรงในปัจจุบันคืออะไร? สูตร. หน่วยวัด ชื่ออุปกรณ์วัดกระแสคืออะไร? แอมมิเตอร์เชื่อมต่อกับวงจรอย่างไร?

25. แรงดันไฟฟ้าคืออะไร? การกำหนด หน่วยวัด สูตร.

26.อุปกรณ์วัดแรงดันไฟฟ้าชื่ออะไร โวลต์มิเตอร์เชื่อมต่อกับวงจรอย่างไร?

27. ความต้านทานไฟฟ้ามีลักษณะอย่างไรและมีการกำหนดความต้านทานไฟฟ้าอย่างไร? สูตร. หน่วยวัด?

หมายถึงการติดตั้งระบบไฟฟ้า อะไรมันเป็นแหล่งที่มา ปัจจุบัน, ก อะไร ...

กระแสไฟฟ้าคืออะไร

กำกับการเคลื่อนที่ของอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าภายใต้อิทธิพลของ อนุภาคดังกล่าวอาจเป็น: ในตัวนำ – อิเล็กตรอน ในอิเล็กโทรไลต์ – ไอออน (แคตไอออนและแอนไอออน) ในสารกึ่งตัวนำ – อิเล็กตรอน และสิ่งที่เรียกว่า "รู" (“การนำไฟฟ้าของรูอิเล็กตรอน”) นอกจากนี้ยังมี "กระแสอคติ" ซึ่งการไหลนั้นเกิดจากกระบวนการชาร์จความจุเช่น เปลี่ยนความต่างศักย์ระหว่างแผ่นเปลือกโลก ไม่มีการเคลื่อนที่ของอนุภาคระหว่างแผ่นเปลือกโลก แต่กระแสไหลผ่านตัวเก็บประจุ

ในทางทฤษฎี วงจรไฟฟ้ากระแสถือเป็นการเคลื่อนที่ในทิศทางของตัวพาประจุในตัวกลางนำไฟฟ้าภายใต้อิทธิพลของสนามไฟฟ้า

กระแสการนำ (กระแสอย่างง่าย) ในทฤษฎีวงจรไฟฟ้าคือปริมาณไฟฟ้าที่ไหลต่อหน่วยเวลาผ่านหน้าตัดของตัวนำ: i=q/t โดยที่ i เป็นกระแส ก; q = 1.6·10 9 - ประจุอิเล็กตรอน, C; เสื้อ - เวลาส

นิพจน์นี้ใช้ได้กับวงจรไฟฟ้ากระแสตรง สำหรับวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ จะใช้สิ่งที่เรียกว่าค่ากระแสชั่วขณะ ซึ่งเท่ากับอัตราการเปลี่ยนแปลงประจุเมื่อเวลาผ่านไป i(t)= dq/dt

กระแสไฟฟ้าเกิดขึ้นเมื่อสนามไฟฟ้าหรือความต่างศักย์ปรากฏขึ้นในส่วนของวงจรไฟฟ้าระหว่างจุดสองจุดของตัวนำ ความต่างศักย์ระหว่างจุดสองจุดเรียกว่าแรงดันไฟฟ้าหรือ แรงดันตกคร่อมในส่วนนี้ของวงจร.

แทนที่จะใช้คำว่า "ปัจจุบัน" ("ขนาดปัจจุบัน") มักใช้คำว่า "ความแรงในปัจจุบัน" อย่างไรก็ตามสิ่งหลังไม่สามารถเรียกได้ว่าประสบความสำเร็จเนื่องจากความแรงของกระแสไม่ใช่แรงใด ๆ ในความหมายที่แท้จริงของคำ แต่เป็นเพียงความเข้มของการเคลื่อนที่ของประจุไฟฟ้าในตัวนำปริมาณไฟฟ้าที่ส่งผ่านต่อหน่วยเวลาผ่านไม้กางเขน -พื้นที่หน้าตัดของตัวนำ
กระแสไฟฟ้ามีลักษณะเฉพาะโดย ซึ่งในระบบ SI วัดเป็นแอมแปร์ (A) และโดยความหนาแน่นกระแส ซึ่งในระบบ SI วัดเป็นแอมแปร์ต่อตารางเมตร
หนึ่งแอมแปร์สอดคล้องกับการเคลื่อนที่ของประจุไฟฟ้าเท่ากับหนึ่งคูลอมบ์ (C) ผ่านหน้าตัดของตัวนำเป็นเวลาหนึ่งวินาที:

1A = 1C/วินาที

ในกรณีทั่วไป แทนกระแสด้วยตัวอักษร i และประจุด้วย q เราได้รับ:

ฉัน = dq / dt

หน่วยของกระแสไฟฟ้าเรียกว่าแอมแปร์ (A) กระแสไฟฟ้าในตัวนำคือ 1 A ถ้าประจุไฟฟ้าเท่ากับ 1 คูลอมบ์ผ่านหน้าตัดของตัวนำใน 1 วินาที

ถ้าแรงดันไฟฟ้าถูกจ่ายไปตามตัวนำ สนามไฟฟ้าจะเกิดขึ้นภายในตัวนำ ที่ความแรงของสนาม E อิเล็กตรอนที่มีประจุ e จะถูกกระทำด้วยแรง f = Ee ปริมาณ f และ E เป็นเวกเตอร์ ในช่วงเวลาของเส้นทางอิสระ อิเล็กตรอนจะได้รับการเคลื่อนที่ในทิศทางพร้อมกับการเคลื่อนที่ที่วุ่นวาย อิเล็กตรอนแต่ละตัวมีประจุลบและรับองค์ประกอบความเร็วตรงข้ามกับเวกเตอร์ E (รูปที่ 1) การเคลื่อนไหวที่ได้รับคำสั่งมีลักษณะบางอย่าง ความเร็วเฉลี่ยอิเล็กตรอน vcp กำหนดการไหลของกระแสไฟฟ้า

อิเล็กตรอนสามารถกำหนดทิศทางการเคลื่อนที่ในก๊าซที่ทำให้บริสุทธิ์ได้ ในอิเล็กโทรไลต์และก๊าซไอออไนซ์ การไหลของกระแสมีสาเหตุหลักมาจากการเคลื่อนที่ของไอออน ตามข้อเท็จจริงที่ว่าไอออนที่มีประจุบวกในอิเล็กโทรไลต์จะเคลื่อนที่จากขั้วบวกไปยังขั้วลบ ในอดีตทิศทางของกระแสไฟฟ้าจะตรงกันข้ามกับทิศทางการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอน

ทิศทางของกระแสถือเป็นทิศทางที่อนุภาคที่มีประจุบวกเคลื่อนที่ กล่าวคือ ทิศทางตรงกันข้ามกับการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอน
ตามทฤษฎีวงจรไฟฟ้า ทิศทางของกระแสในวงจรพาสซีฟ (แหล่งพลังงานภายนอก) ถือเป็นทิศทางการเคลื่อนที่ของอนุภาคที่มีประจุบวกจากศักย์ที่สูงกว่าไปยังค่าที่ต่ำกว่า ทิศทางนี้ถูกนำมาใช้ในช่วงเริ่มต้นของการพัฒนาวิศวกรรมไฟฟ้าและขัดแย้งกับทิศทางที่แท้จริงของการเคลื่อนที่ของตัวพาประจุ - อิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่ในการนำสื่อจากลบไปบวก

ค่าเท่ากับอัตราส่วนของกระแสต่อพื้นที่หน้าตัด S เรียกว่าความหนาแน่นกระแส (แสดงโดย δ): δ= เป็น

สันนิษฐานว่ากระแสมีการกระจายเท่าๆ กันบนหน้าตัดของตัวนำ ความหนาแน่นกระแสในสายไฟมักจะวัดเป็น A/mm2

ตามประเภทของตัวพาประจุไฟฟ้าและสื่อในการเคลื่อนที่พวกมันมีความโดดเด่น กระแสการนำและกระแสการกระจัด การนำไฟฟ้าแบ่งออกเป็นแบบอิเล็กทรอนิกส์และแบบไอออนิก สำหรับสภาวะคงตัว กระแสจะแบ่งออกเป็นสองประเภท: กระแสตรงและกระแสสลับ

การถ่ายโอนกระแสไฟฟ้าเรียกปรากฏการณ์การถ่ายโอนประจุไฟฟ้าโดยอนุภาคหรือวัตถุที่มีประจุซึ่งเคลื่อนที่ในอวกาศ กระแสการถ่ายโอนไฟฟ้าประเภทหลักคือการเคลื่อนที่ในโมฆะของอนุภาคมูลฐานที่มีประจุ (การเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนอิสระในหลอดอิเล็กตรอน) การเคลื่อนที่ของไอออนอิสระในอุปกรณ์ปล่อยก๊าซ

กระแสดิสเพลสเมนต์ไฟฟ้า (กระแสโพลาไรเซชัน)เรียกว่าการเคลื่อนย้ายตามคำสั่งของตัวพาประจุไฟฟ้าที่ถูกผูกไว้ กระแสไฟฟ้าประเภทนี้สามารถสังเกตได้ในไดอิเล็กทริก
กระแสไฟฟ้าทั้งหมด- ปริมาณสเกลาร์, เท่ากับผลรวมกระแสการนำไฟฟ้า กระแสถ่ายโอนไฟฟ้า และกระแสแทนที่ไฟฟ้าผ่านพื้นผิวที่ต้องการ

ค่าคงที่คือกระแสที่สามารถเปลี่ยนแปลงขนาดได้ แต่ไม่เปลี่ยนเครื่องหมายตามอำเภอใจ เป็นเวลานาน. อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับเรื่องนี้ได้ที่นี่:

กระแสสลับคือกระแสที่เปลี่ยนแปลงเป็นระยะทั้งขนาดและเครื่องหมายปริมาณที่กำหนดลักษณะของกระแสสลับคือความถี่ (วัดเป็นเฮิรตซ์ในระบบ SI) ในกรณีที่ความแรงของกระแสไฟเปลี่ยนแปลงเป็นระยะ กระแสสลับความถี่สูงถูกบังคับให้อยู่บนพื้นผิวของตัวนำ กระแสความถี่สูงถูกนำมาใช้ในวิศวกรรมเครื่องกลสำหรับการรักษาความร้อนของพื้นผิวของชิ้นส่วนและการเชื่อม และในโลหะวิทยาสำหรับการหลอมโลหะกระแสสลับแบ่งออกเป็นไซน์ซอยด์และ ไม่ใช่ไซนัส. กระแสที่แปรผันตามกฎฮาร์มอนิกเรียกว่าไซน์ซอยด์:

i = ฉันบาป ωt

อัตราการเปลี่ยนแปลงของกระแสสลับนั้นมีลักษณะเฉพาะ ซึ่งกำหนดเป็นจำนวนการสั่นซ้ำที่สมบูรณ์ต่อหน่วยเวลา ความถี่ถูกกำหนดด้วยตัวอักษร f และวัดเป็นเฮิรตซ์ (Hz) ดังนั้น ความถี่ปัจจุบันในเครือข่าย 50 เฮิรตซ์จึงสอดคล้องกับการสั่นสมบูรณ์ 50 ครั้งต่อวินาที ความถี่เชิงมุม ω คืออัตราการเปลี่ยนแปลงของกระแสเป็นเรเดียนต่อวินาที และสัมพันธ์กับความถี่ด้วยความสัมพันธ์ง่ายๆ:

ω = 2πฟ

ค่าคงที่ (คงที่) ของกระแสตรงและกระแสสลับแสดงด้วยตัวพิมพ์ใหญ่ I ค่าที่ไม่คงที่ (ทันที) - ตัวอักษร i ตามอัตภาพ ทิศทางกระแสบวกถือเป็นทิศทางการเคลื่อนที่ของประจุบวก

นี่คือกระแสที่เปลี่ยนแปลงตามกฎไซน์เมื่อเวลาผ่านไป

กระแสสลับยังหมายถึงกระแสในเครือข่ายเฟสเดียวและสามเฟสทั่วไป ในกรณีนี้ พารามิเตอร์กระแสสลับจะเปลี่ยนไปตามกฎฮาร์มอนิก

เนื่องจากกระแสสลับเปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลา วิธีง่ายๆวิธีแก้ปัญหาที่เหมาะสมสำหรับวงจร DC ไม่สามารถใช้ได้กับที่นี่โดยตรง ที่ความถี่สูงมาก อาจมีประจุเกิดขึ้นได้ การเคลื่อนไหวแบบสั่น- ไหลจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่งและย้อนกลับ ในกรณีนี้ กระแสในตัวนำที่ต่อแบบอนุกรมอาจไม่เหมือนกัน ซึ่งต่างจากวงจรไฟฟ้ากระแสตรง ความจุไฟฟ้ากระแสสลับในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับช่วยเพิ่มผลกระทบนี้ นอกจากนี้ เมื่อกระแสเปลี่ยนแปลง จะเกิดเอฟเฟกต์การเหนี่ยวนำตัวเอง ซึ่งจะมีความสำคัญแม้ที่ความถี่ต่ำหากใช้คอยล์ที่มีความเหนี่ยวนำสูง ที่ความถี่ที่ค่อนข้างต่ำ วงจรไฟฟ้ากระแสสลับยังคงสามารถคำนวณได้โดยใช้ ซึ่งจะต้องแก้ไขตามนั้น

วงจรที่มีตัวต้านทาน ตัวเหนี่ยวนำ และตัวเก็บประจุต่างๆ สามารถปฏิบัติเสมือนว่าประกอบด้วยตัวต้านทาน ตัวเก็บประจุ และตัวเหนี่ยวนำทั่วไปที่เชื่อมต่อแบบอนุกรม

ลองพิจารณาคุณสมบัติของวงจรดังกล่าวที่เชื่อมต่อกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับไซน์ซอยด์ ในการกำหนดกฎสำหรับการคำนวณวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ คุณจำเป็นต้องค้นหาความสัมพันธ์ระหว่างแรงดันตกคร่อมและกระแสไฟฟ้าสำหรับแต่ละส่วนประกอบของวงจรดังกล่าว

มีบทบาทที่แตกต่างอย่างสิ้นเชิงในวงจร AC และ DC ตัวอย่างเช่น หากองค์ประกอบไฟฟ้าเคมีเชื่อมต่อกับวงจร ตัวเก็บประจุจะเริ่มชาร์จจนกระทั่งแรงดันไฟฟ้าตกคร่อมวงจร เท่ากับ EMFองค์ประกอบ. จากนั้นการชาร์จจะหยุดลงและกระแสไฟจะลดลงเหลือศูนย์ หากวงจรเชื่อมต่อกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับอิเล็กตรอนจะไหลออกจากแผ่นด้านซ้ายของตัวเก็บประจุในครึ่งวงจรและสะสมทางด้านขวาและในทางกลับกัน อิเล็กตรอนที่กำลังเคลื่อนที่เหล่านี้เป็นตัวแทนของกระแสสลับซึ่งมีความแข็งแรงเท่ากันทั้งสองด้านของตัวเก็บประจุ ตราบใดที่ความถี่ของกระแสสลับไม่สูงมาก กระแสที่ผ่านตัวต้านทานและตัวเหนี่ยวนำก็เหมือนกัน

ในอุปกรณ์ที่ใช้ไฟฟ้ากระแสสลับ กระแสไฟฟ้ากระแสสลับมักถูกแก้ไขโดยวงจรเรียงกระแสเพื่อสร้างกระแสไฟฟ้ากระแสตรง

ตัวนำกระแสไฟฟ้า

วัสดุที่เรียกว่ากระแสไหล วัสดุบางอย่าง อุณหภูมิต่ำเข้าสู่สภาวะความเป็นตัวนำยิ่งยวด ในสถานะนี้ แทบไม่มีความต้านทานต่อกระแสไฟฟ้าเลย ความต้านทานมีแนวโน้มที่จะเป็นศูนย์ ในกรณีอื่นๆ ทั้งหมด ตัวนำจะต้านทานการไหลของกระแสและเป็นผลให้พลังงานบางส่วนเกิดขึ้น อนุภาคไฟฟ้ากลายเป็นความร้อน ความแรงของกระแสไฟฟ้าสามารถคำนวณได้โดยใช้ส่วนวงจรและกฎของโอห์มสำหรับวงจรทั้งหมด

ความเร็วของการเคลื่อนที่ของอนุภาคในตัวนำขึ้นอยู่กับวัสดุของตัวนำ มวลและประจุของอนุภาค อุณหภูมิโดยรอบ ความต่างศักย์ที่ใช้ และน้อยกว่าความเร็วแสงมาก อย่างไรก็ตามความเร็วของการแพร่กระจายของกระแสไฟฟ้านั้นเท่ากับความเร็วของแสงในตัวกลางที่กำหนดนั่นคือความเร็วของการแพร่กระจายของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าด้านหน้า

กระแสน้ำส่งผลต่อร่างกายมนุษย์อย่างไร?

กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านร่างกายของคนหรือสัตว์อาจทำให้เกิดไฟฟ้าไหม้ ภาวะกระตุกหรือเสียชีวิตได้ ในทางกลับกัน กระแสไฟฟ้าจะถูกใช้ในการรักษาผู้ป่วยหนัก ป่วยทางจิตโดยเฉพาะอย่างยิ่งภาวะซึมเศร้า การกระตุ้นด้วยไฟฟ้าในบางพื้นที่ของสมองใช้ในการรักษาโรคต่างๆ เช่น โรคพาร์กินสัน และโรคลมบ้าหมู เครื่องกระตุ้นหัวใจที่กระตุ้นกล้ามเนื้อหัวใจด้วยกระแสพัลส์ใช้สำหรับภาวะหัวใจเต้นช้า ในมนุษย์และสัตว์ กระแสไฟฟ้าถูกใช้เพื่อส่งกระแสประสาท

ตามข้อกำหนดด้านความปลอดภัย กระแสไฟฟ้าขั้นต่ำที่มนุษย์รับรู้ได้คือ 1 mA กระแสไฟเป็นอันตรายต่อชีวิตมนุษย์โดยเริ่มจากแรงประมาณ 0.01 A กระแสไฟจะเป็นอันตรายถึงชีวิตสำหรับบุคคลที่เริ่มจากแรงประมาณ 0.1 A แรงดันไฟฟ้าที่น้อยกว่า 42 V ถือว่าปลอดภัย