Ce este curentul electric?

Când pronunțăm expresia „curent electric”, de obicei, ne referim la cele mai diverse manifestări ale energiei electrice. Curentul curge prin firele liniilor electrice de înaltă tensiune, curentul rotește demarorul și încarcă bateria din mașina noastră, fulgerul în timpul furtunii este de asemenea curent electric.

Electroliză, sudare electrică, scântei de electricitate statică pe un pieptene, curentul curge într-o spirală a unei lămpi incandescente și chiar într-o lanternă cu buzunare minuscule, un curent minuscul curge printr-un LED. Inutil să spun, inima noastră, care generează și un mic curent electric, se remarcă mai ales în timpul trecerii procedurii ECG.

În fizică, este obișnuit să apelăm la curent electric circulația ordonată a particulelor încărcate și, în principiu, a oricărui transportator de încărcare. Un electron care se deplasează în jurul unui nucleu atomic este, de asemenea, un curent. Și o baghetă de ebonit încărcată, dacă o țineți în mână și o mutați dintr-o parte în alta, va deveni, de asemenea, o sursă de curent: există o încărcare care nu este egală cu zero și se mișcă.

Analogii fizice între fluxul de apă într-un sistem de alimentare cu apă și curent electric: Cablare și conducte

Curent continuu:

Curentul curge prin firele electrocasnicelor alimentate de o priză de perete - electronii se mișcă înainte și înapoi de 50 de ori pe secundă - așa se numește curent alternativ.

Semnalele de înaltă frecvență din interiorul dispozitivelor electronice sunt, de asemenea, un curent electric electroni și găuri (transportatori cu încărcare pozitivă) se deplasează în circuit.

Orice curent electric dă naștere existenței sale. câmp magnetic. În jurul conductorului cu curent, este neapărat prezent. Nu există câmp magnetic fără curent și nici curent fără câmp magnetic.

Chiar dacă nu există câmp magnetic în jurul curentului, înseamnă doar că câmpurile magnetice ale celor doi curenți în momentul observării se compensează reciproc, ca în firul dublu al oricărui fierbător electric - curenții alternanți sunt direcționați în direcții opuse în fiecare moment și curg paralel unul cu celălalt - câmpurile lor magnetice sunt prieten neutraliza. Acesta se numește principiul superpoziției câmpurilor magnetice.

În practică, existența unui curent electric necesită prezența unui câmp electric, a unui potențial sau a unui terasament. Foarte rar sarcinile se deplasează într-un mod pur mecanic (de ex în generatorul van de graaff - bandă de cauciuc electrificată).

Generator Van De Graaff:

Într-un câmp electric, o particulă încărcată experimentează acțiunea unei forțe electrice, care se numește sursă de curent EMF - forța electromotoare. EMF este măsurat în volți, la fel și tensiunea dintre două puncte ale unui circuit electric. Cu cât este mai mare tensiunea aplicată consumatorului, cu atât este mai mare curentul electric pe care îl poate provoca această tensiune.

O tensiune alternativă generează un curent alternativ în conductorul căruia i se aplică, deoarece câmpul electric aplicat purtătorilor de încărcare va fi alternativ și în acest caz. Tensiune constantă - o condiție pentru existența unui curent constant în conductor.

Tensiunea de înaltă frecvență (schimbându-și direcția de sute de mii de ori pe secundă) contribuie, de asemenea, la curent alternativ în conductoare, dar cu cât este mai mare frecvența, cu atât mai puțini purtători de sarcini participă la crearea de curent în grosimea conductorului, deoarece câmpul electric care acționează asupra particulelor încărcate este deplasat mai aproape de suprafață și se dovedește că curentul nu curge în conductor, ci de-a lungul suprafeței sale. Acesta se numește efect de piele.

Un curent electric poate exista într-un vid, în conductoare, în electroliți, în semiconductori și chiar în dielectrice (curentul de părtinire).Adevărat, nu poate exista dielectrică de curent direct, deoarece sarcinile din ele nu au capacitatea de a se deplasa liber, ci se pot deplasa doar în distanța intramoleculară de la poziția lor inițială sub acțiunea unui câmp electric aplicat.

Curentul electric real presupune întotdeauna posibilitatea circulației libere a sarcinilor electrice sub influența unui câmp electric.

Conceptul de „curent electric” a fost introdus de fizicianul italian Alessandro Volta. Curentul electric sau, conform versiunii sale, „fluid electric” curgea într-un circuit închis care conectează cercurile extreme ale coloanei voltaice cu un conductor de metal.

Votlt Pilastru (1800) a fost primul tip de electricitate neelectrostatică (sursă de curent constant), care a constat în alternarea cercurilor de cupru și zinc, separate prin garnituri umezite cu apă acidulată sau acid.

Existența unui potențial constant ridicat pe un pol volt a fost un fenomen complet nou pentru acea vreme. A fost prima sursă chimică de electricitate, al cărei potențial a fost constant în timp și nu a necesitat nicio metodă de electrificare pentru reînnoirea sa.

Polul voltaic, compus dintr-un număr mare de cercuri, avea un potențial destul de ridicat la capete, care putea fi detectat nu numai prin instrumente de măsurare (în special, printr-un electroscop), ci și prin atingerea cercurilor extreme cu mâinile. În același timp, o puternică șoc electrică a fost resimțită, ca dintr-o cutie Leyden.

Descoperirea Volta s-a răspândit foarte repede în fizică, a devenit obiectul unor cercetări ulterioare. În 1800, fizicienii care foloseau o coloană voltaică au descoperit efectul electrochimic al curentului și, în special, descompunerea sub influența unui curent de apă în oxigen și hidrogen. experimente cu celule galvanice a permis să detecteze, pe lângă substanțe chimice, și alte noi proprietăți ale curentului, inclusiv efectele sale termice și magnetice.

Fizicianul francez A. M. Ampère a dedicat o serie de lucrări ale sale studiului relației dintre curentul electric și magnetismul. El a descoperit că doi conductori cu influență curentă influențează reciproc - atracția sau repulsia, în funcție de direcția curenților din ei. Cu lucrările sale, a pus bazele electrodinamicii.

El a propus termenul de „curent electric” și a introdus conceptul direcției sale coincidând cu mișcarea electricității pozitive. În onoarea lui A. M. Ampere, este numită o unitate de măsură a curentului electric. Ampere este una dintre cele șapte unități de bază ale sistemului SI.

Curentul electric are o serie de proprietăți care pot fi utilizate în mod eficient în multe cazuri practice. Astfel de proprietăți includ transformarea prin mijloace tehnice simple a energiei curentului electric în energie de alte tipuri (termice, ușoare, mecanice, chimice) și posibilitatea transmiterii acesteia pe distanțe lungi, viteza de propagare.

Fapte interesante:

Unde curge curentul electric?

De ce sub liniile electrice

Care curent este mai periculos, direct sau alternativ?

Ce este o mașină dinamică. Primele generatoare de curent continuu

Efectul Peltier: efectul magic al curentului electric