Tensiunea, rezistența, curentul și puterea sunt principalele cantități electrice

În domeniul ingineriei electrice, nu are sens să spui pur și simplu „electricitate”. Aici este întotdeauna necesar să specificați exact ce se discută. Ne putem referi la încărcarea electrică a condensatorului, tensiunea din priză, curentul care circulă prin fire sau, de exemplu, puterea pe care contorul electric din apartamentul nostru a dat peste o lună.

În orice caz, nu există o cantitate de electricitate, ci este cantitatea „cantitate de electricitate”, numită corect sarcină electrică, care este măsurată în pandantive. Aceasta este o sarcină electrică - se deplasează de-a lungul firelor, se acumulează pe plăcile condensatorului, este prezentă periodic la bornele (minim - pe firul de fază) al soclului, se mișcă sub formă de curent atunci când rețeaua electrică execută lucrări. Principalele cantități electrice sunt oarecum legate de încărcare. Vom vorbi astăzi despre aceste valori.

voltaj

Tensiunea U se măsoară între două puncte de pe circuit. Pentru ca o tensiune alternativă constantă sau constantă să înceapă să fie prezentă într-un circuit închis, este necesară o sursă de curent care să poată asigura menținerea acestei tensiuni la capetele circuitului. Această sursă va servi drept sursă de EMF - forță electromotivă, care, la fel ca tensiunea, este măsurată în volți.

Dacă o astfel de sursă este conectată la un circuit închis, atunci, în primul rând, tensiunea va fi prezentă între bornele sursei, adică la capetele circuitului și, în al doilea rând, la capetele tuturor secțiunilor acestui circuit, dacă este împărțită condiționat în părți.

În fiecare moment al timpului, tensiunea electrică care acționează pe o anumită secțiune a circuitului poate avea o valoare diferită decât la momentul precedent, dacă circuitul este alimentat de o sursă emf variabilă sau aceeași valoare dacă este o sursă constantă de emf, respectiv circuitul, este un circuit de curent continuu.

Tensiunea de la capetele circuitului continuu este similară cu diferența de înălțime de pe partea unui munte, iar sarcina în aceste condiții este ca apa ridicată la înălțime, doar în ceea ce privește câmpul electric această diferență se numește diferența de potențial (electric), deoarece nu se vorbește despre un câmp gravitațional.

Diferența de potențial între două puncte este de 1 vol. Dacă pentru a muta o încărcare de 1 pandantiv dintr-un punct în altul, lucrul la acesta trebuie să fie efectuat în cantitate de 1 joule. De asemenea, un volt este egal cu tensiunea electrică care determină un curent direct de 1 ampere în circuitul electric la o putere de 1 watt, dar mai mult pe aceea mai târziu.

curent

Când o tensiune electrică este prezentă la capetele unei secțiuni a unui circuit (conductor), adică atunci când există o diferență de potențial electric, acest lucru înseamnă că un câmp electric acționează în conductor (de-a lungul secțiunii luate în considerare). Un câmp electric acționează puternic asupra particulelor încărcate.

În metale, de exemplu, electronii liberi sunt purtători de sarcină negativă și pot intra în mișcare de translație dacă se găsesc brusc într-un câmp electric extern, a cărui sursă este în acest caz sursa de emf. Când electronii intră în mișcare sub influența unui câmp electric, devin o încărcare în mișcare, adică un curent electric I.

Cantitatea de încărcare este măsurată în cotule, iar curentul caracterizează viteza de deplasare a sarcinii prin secțiunea transversală a conductorului (pe unitate de timp). Când o sarcină electrică a unui pandantiv trece prin secțiunea transversală a unui conductor într-o secundă, curentul în conductor este de 1 amperi. În analogie cu apa - cu cât trece mai multă apă prin secțiunea conductelor pe secundă - cu atât este mai mare curentul.

rezistență

Sub influența tensiunii electrice, sarcina se deplasează prin secțiunea transversală a conductorului, formând un curent, dar nu se mișcă nestingherit. De când am început să considerăm un conductor de metal, vom continua cu acesta.

Electronii dintr-un conductor care se deplasează sub influența unui câmp electric se confruntă cu obstacole în interiorul conductorului - atomi de zăbrele de cristal, precum și unul împotriva celuilalt, datorită componentei haotice (termice) a mișcării electronilor și a vibrațiilor atomice.

Aceste obstacole oferă un fel de rezistență, încetinesc electronii, reduc curentul în comparație cu cât de mult ar putea dezvolta dacă aceste obstacole nu ar fi. Dar acest tip de rezistență R în conductoarele reale (circuite) este întotdeauna acolo.

Această valoare se numește rezistență electrică în inginerie electrică. Rezistența electrică se măsoară în ohmi. Un Ohm este egal cu rezistența electrică a unei porțiuni a circuitului electric, între capetele căreia curge un curent direct de 1 ampere la o tensiune de 1 volt la capete.

Cu cât este mai mare rezistența care caracterizează un anumit conductor, cu atât curentul va fi mai mic la aceeași tensiune la capetele acestui conductor. Această dependență se numește legea lui Ohm pentru o secțiune a unui circuit electric: mărimea curentului dintr-o secțiune a unui circuit este direct proporțională cu tensiunea de la capetele acestei secțiuni și invers proporțională cu rezistența electrică a unei secțiuni date a circuitului.

putere

Vorbind despre circuitul electric, tensiunea, rezistența și curentul, nu se poate încheia subiectul cantităților electrice de bază cu o poveste despre energia electrică P. Când un curent este stabilit și continuă să curgă în circuitul sub influența tensiunii, sursa de emf lucrează A pe circuit.

De fapt, munca este realizată de un câmp electric pe o sarcină electrică care se mișcă în acest câmp. Cantitatea de muncă perfectă depinde de diferența de potențial pe care sarcina a depășit-o și de mărimea acestei sarcini. Cu cât a fost lucrată mai repede, cu atât puterea procesului este mai mare.

În cazul curentului, vorbim de obicei despre puterea sursei care a efectuat lucrarea, precum și despre puterea consumatorului (circuit). Puterea electrică cheltuită în muncă utilă este măsurată în wați. Pentru orice tip de energie, nu numai electric, 1 watt este definit ca puterea la care se lucrează 1 joule în 1 secundă de timp.