Jednostavna definicija električne struje. Struja i napon. Vrste i pravila. Rad i karakteristike

Električna struja su nabijene čestice koje se mogu kretati na uredan način u bilo kojem vodiču. Ovo kretanje se dešava pod uticajem električnog polja. Pojava električnih naboja događa se gotovo stalno. To je posebno izraženo kada različite tvari dođu u dodir jedna s drugom.

Ako je moguće potpuno slobodno kretanje naboja jedno u odnosu na drugo, onda su ove tvari provodnici. Kada takvo kretanje nije moguće, ova kategorija tvari se smatra izolatorima. Provodniki uključuju sve metale s različitim stupnjevima provodljivosti, kao i otopine soli i kiselina. Izolatori mogu biti prirodne tvari u obliku ebonita, ćilibara, raznih plinova i kvarca. Mogu biti umjetnog porijekla, na primjer, PVC, polietilen i drugi.

Vrijednosti električne struje

Kao fizička veličina, struja se može mjeriti prema svojim osnovnim parametrima. Na osnovu rezultata mjerenja utvrđuje se mogućnost korištenja električne energije na određenom području.

Postoje dvije vrste električne struje - jednosmjerna i naizmjenična. Prvi uvijek ostaje nepromijenjen u vremenu i smjeru, au drugom slučaju dolazi do promjena ovih parametara u određenom vremenskom periodu.

Prva otkrića vezana za rad elektriciteta počela su u 7. veku pre nove ere. Starogrčki filozof Thales iz Mileta otkrio je da kada se ćilibar trlja o vunu, on kasnije može privući lagane predmete. "Električnost" je sa grčkog prevedena kao "ćilibar". Godine 1820. André-Marie Ampère je uspostavio zakon jednosmerne struje. Nakon toga, veličina struje ili ono u čemu se električna struja mjeri počela se označavati u amperima.

Značenje pojma

Koncept električne struje može se naći u bilo kojem udžbeniku fizike. Električna struja- ovo je uređeno kretanje električno nabijenih čestica u smjeru. Da biste običnom čovjeku razumjeli šta je električna struja, trebali biste koristiti rječnik električara. U njemu, izraz označava kretanje elektrona kroz provodnik ili jona kroz elektrolit.

Ovisno o kretanju elektrona ili iona unutar provodnika, razlikuju se sljedeće: vrste struja:

• konstanta;
• varijabla;
• periodično ili pulsirajuće.

Osnovne mjerne veličine

Jačina električne struje- glavni pokazatelj koji električari koriste u svom radu. Jačina električne struje ovisi o količini naboja koja teče kroz električni krug u određenom vremenskom periodu. Što je veći broj elektrona koji teku od jednog početka izvora do kraja, to će biti veći naboj koji elektroni prenose.

Količina koja se mjeri omjerom električnog naboja koji teče kroz poprečni presjek čestica u vodiču i vremena njegovog prolaska. Naboj se mjeri u kulonima, vrijeme se mjeri u sekundama, a jedna jedinica električnog protoka određena je omjerom naboja i vremena (kulona prema sekundi) ili amperima. Određivanje električne struje (njene snage) vrši se uzastopnim povezivanjem dva terminala u električnom kolu.

Kada djeluje električna struja, kretanje nabijenih čestica se ostvaruje pomoću električnog polja i ovisi o sili kretanja elektrona. Vrijednost od koje ovisi rad električne struje naziva se napon i određena je omjerom rada struje u određenom dijelu strujnog kola i naboja koji prolazi kroz isti dio. Jedinica mjerenja volti mjeri se voltmetrom kada su dva terminala uređaja spojena u kolo paralelno.

Količina električnog otpora direktno ovisi o vrsti vodiča koji se koristi, njegovoj dužini i poprečnom presjeku. Mjeri se u omima.

Snaga je određena omjerom rada izvršenog kretanjem struja i vremena kada se taj rad dogodio. Snaga se mjeri u vatima.

Fizička veličina kao što je kapacitivnost određena je omjerom naboja jednog provodnika i potencijalne razlike između istog i susjednog vodiča. Što je niži napon kada provodnici primaju električni naboj, to je njihov kapacitet veći. Mjeri se u faradima.

Količina rada koju električna energija izvrši u određenom intervalu u lancu nalazi se proizvodom struje, napona i vremenskog perioda tokom kojeg je rad obavljen. Potonje se mjeri u džulima. Rad električne struje određuje se pomoću mjerača koji povezuje očitanja svih veličina, odnosno napona, sile i vremena.

Tehnike električne sigurnosti

Poznavanje električnih sigurnosnih pravila pomoći će spriječiti hitne slučajeve i zaštititi zdravlje i život ljudi. Budući da struja teži zagrijavanju vodiča, uvijek postoji mogućnost situacije opasne po zdravlje i život. Kako biste osigurali sigurnost kod kuće moraju se pridržavati sljedeće jednostavno ali važna pravila:

1. Mrežna izolacija mora uvijek biti u dobrom stanju kako bi se izbjegla preopterećenja ili mogućnost kratkih spojeva.
2. Vlaga ne bi trebalo da dospe na električne uređaje, žice, ploče itd. Takođe, vlažno okruženje izaziva kratke spojeve.
3. Obavezno uzemljite sve električne uređaje.
4. Mora se izbjegavati preopterećenje električnih instalacija jer postoji opasnost od zapaljenja žica.

Sigurnosne mjere pri radu sa električnom energijom uključuju upotrebu gumiranih rukavica, rukavica, prostirki, uređaja za pražnjenje, uređaja za uzemljenje radnih područja, prekidača ili osigurača sa termičkom i strujnom zaštitom.

Iskusni električari, kada postoji mogućnost strujnog udara, rade jednom rukom, a druga im je u džepu. Na ovaj način prekida se strujni krug iz ruke u ruku u slučaju nehotičnog dodira štita ili druge uzemljene opreme. Ako se zapali oprema priključena na mrežu, vatru gasite isključivo aparatima za gašenje prahom ili ugljičnim dioksidom.

Primjena električne struje

Električna struja ima mnoga svojstva koja joj omogućavaju da se koristi u gotovo svim područjima ljudske aktivnosti. Načini korištenja električne struje:

Električna energija je danas ekološki najprihvatljiviji oblik energije. U savremenoj ekonomiji razvoj elektroprivrede je od planetarnog značaja. U budućnosti, ako dođe do nestašice sirovina, električna energija će zauzeti vodeću poziciju kao nepresušni izvor energije.

Na današnjem sastanku ćemo govoriti o elektricitetu, koja je postala sastavni dio moderne civilizacije. Električna energija je zahvatila sva područja naših života. A prisustvo kućanskih aparata koji koriste električnu struju u svakom domu toliko je prirodan i sastavni dio svakodnevnog života da ga uzimamo zdravo za gotovo.

Dakle, našim čitateljima se nude osnovne informacije o električnoj struji.

Šta je električna struja

Električna struja znači usmjereno kretanje nabijenih čestica. Supstance koje sadrže dovoljan broj slobodnih naboja nazivaju se provodnicima. Skup svih uređaja koji su međusobno povezani pomoću žica naziva se električni krug.

U svakodnevnom životu koristimo električnu energiju koja prolazi kroz metalne provodnike. Nosioci naboja u njima su slobodni elektroni.

Obično haotično jure između atoma, ali ih električno polje tjera da se kreću u određenom smjeru.

Kako se ovo dešava?

Protok elektrona u kolu može se uporediti sa protokom vode koja pada sa visokog na niski nivo. Ulogu nivoa u električnim krugovima igra potencijal.

Da bi struja tekla u kolu, mora se održavati konstantna razlika potencijala na njegovim krajevima, tj. voltaža.

Obično se označava slovom U i mjeri se u voltima (B).

Zbog primijenjenog napona u kolu se uspostavlja električno polje koje elektronima daje usmjereno kretanje. Što je napon veći, to je jače električno polje, a samim tim i intenzitet protoka elektrona koji se kreću u smjeru.

Brzina širenja električne struje jednaka je brzini uspostavljanja električnog polja u kolu, odnosno 300.000 km/s, ali brzina elektrona jedva dostiže samo nekoliko mm u sekundi.

Općenito je prihvaćeno da struja teče iz tačke sa većim potencijalom, odnosno od (+) do tačke sa nižim potencijalom, odnosno do (−). Napon u kolu održava se izvorom struje, kao što je baterija. Znak (+) na njegovom kraju označava nedostatak elektrona, znak (−) znači njihov višak, budući da su elektroni nosioci negativnog naboja. Čim se sklop sa izvorom struje zatvori, elektroni jure s mjesta gdje ih ima viška do pozitivnog pola izvora struje. Njihov put prolazi kroz žice, potrošače, mjerne instrumente i druge elemente kola.

Imajte na umu da je smjer struje suprotan smjeru kretanja elektrona.

Jednostavno, smjer struje, dogovorom naučnika, određen je prije nego što je utvrđena priroda struje u metalima.

Neke veličine koje karakterišu električnu struju

Snaga struje. Električni naboj koji prođe kroz poprečni presjek vodiča za 1 sekundu naziva se jakost struje. Da biste ga označili, koristite slovo I i izmjerite ga u amperima (A).

Otpor. Sljedeća veličina o kojoj trebate znati je otpor. Nastaje zbog sudara usmjerenih elektrona s ionima kristalne rešetke. Kao rezultat takvih sudara, elektroni prenose dio svoje kinetičke energije na jone. Kao rezultat toga, provodnik se zagrijava i jačina struje se smanjuje. Otpor je simboliziran slovom R i mjeri se u omima (omima).

Što je provodnik duži i što je njegova površina poprečnog presjeka manja, to je veći otpor metalnog provodnika. Uz istu dužinu i promjer žice, provodnici od srebra, bakra, zlata i aluminija imaju najmanji otpor. Iz očiglednih razloga, u praksi se koriste žice od aluminija i bakra.

Snaga. Prilikom izvođenja proračuna za električne krugove ponekad je potrebno odrediti potrošnju energije (P).

Da biste to učinili, struja koja teče kroz krug mora se pomnožiti s naponom.

Jedinica snage je vat (W).

Jednosmjerna i naizmjenična struja

Struja koju daju razne baterije i akumulatori je konstantna. To znači da se jačina struje u takvom kolu može mijenjati samo po veličini promjenom njegovog otpora na različite načine, dok njegov smjer ostaje nepromijenjen.

Ali Većina električnih uređaja troši naizmjeničnu struju, odnosno struja čija se veličina i smjer kontinuirano mijenjaju prema određenom zakonu.

Proizvodi se u elektranama, a zatim putuje kroz visokonaponske dalekovode do naših domova i poslovnih objekata.

U većini zemalja, frekvencija preokreta struje je 50 Hz, odnosno dešava se 50 puta u sekundi. U ovom slučaju, svaki put kada se jačina struje postepeno povećava, dostiže maksimum, a zatim se smanjuje na 0. Zatim se ovaj proces ponavlja, ali sa suprotnim smjerom struje.

U SAD-u svi uređaji rade na frekvenciji od 60 Hz. U Japanu se razvila zanimljiva situacija. Tamo jedna trećina zemlje koristi naizmjeničnu struju frekvencije od 60 Hz, a ostatak - 50 Hz.

Oprez - struja

Može doći do strujnog udara prilikom korištenja električnih uređaja i od udara groma, jer Ljudsko tijelo je dobar provodnik struje. Električne ozljede često nastaju ako nagazite na žicu koja leži na tlu ili rukama odgurnete labave električne žice.

Napon iznad 36 V smatra se opasnim za ljude. Ako struja od samo 0,05 A prođe kroz tijelo osobe, to može uzrokovati nevoljnu kontrakciju mišića, što neće dopustiti osobi da se samostalno otrgne od izvora lezije. Struja od 0,1 A je smrtonosna.

Naizmjenična struja je još opasnija jer jače djeluje na čovjeka. Ovaj naš prijatelj i pomagač u nizu slučajeva pretvara se u nemilosrdnog neprijatelja, izazivajući smetnje u disanju i radu srca, sve do potpunog zaustavljanja. Ostavlja strašne tragove na tijelu u vidu teških opekotina.

Kako pomoći žrtvi? Prije svega, isključite izvor oštećenja. A onda se pobrinite za pružanje prve pomoći.

Naše upoznavanje sa strujom se bliži kraju. Dodajmo samo nekoliko riječi o morskim stvorenjima koja imaju "električno oružje". To su neke vrste riba, ugora i raža. Najopasniji od njih je ugora.

Ne bi trebalo da plivate u krugu od 3 metra. Njegov udarac nije smrtonosan, ali može doći do gubitka svijesti.

Ako vam je ova poruka bila korisna, bilo bi mi drago da vas vidim

Ovo je uređeno kretanje određenih nabijenih čestica. Da bi se kompetentno iskoristio puni potencijal električne energije, potrebno je jasno razumjeti sve principe strukture i rada električne struje. Dakle, hajde da shvatimo šta su rad i trenutna snaga.

Odakle uopće dolazi električna struja?

Uprkos prividnoj jednostavnosti pitanja, malo ko može dati razumljiv odgovor na njega. Naravno, ovih dana, kada se tehnologija razvija nevjerovatnom brzinom, ljudi ne razmišljaju mnogo o tako osnovnim stvarima kao što je princip rada električne struje. Odakle dolazi struja? Zasigurno će mnogi odgovoriti: „Pa, naravno, iz utičnice“ ili će jednostavno slegnuti ramenima. U međuvremenu, veoma je važno razumjeti kako struja funkcionira. To bi trebalo da znaju ne samo naučnici, već i ljudi koji nisu ni na koji način povezani sa svetom nauke, radi njihovog sveukupnog raznovrsnog razvoja. Ali ne mogu svi kompetentno koristiti princip rada struje.

Dakle, prvo trebate shvatiti da se struja ne pojavljuje niotkuda: proizvode je posebni generatori koji se nalaze u raznim elektranama. Zahvaljujući rotaciji lopatica turbine, para proizvedena zagrijavanjem vode ugljem ili naftom proizvodi energiju, koja se potom pretvara u električnu energiju uz pomoć generatora. Dizajn generatora je vrlo jednostavan: u središtu uređaja nalazi se ogroman i vrlo jak magnet, koji tjera električne naboje da se kreću duž bakrenih žica.

Kako električna struja stiže do naših domova?

Nakon što se određena količina električne struje generira korištenjem energije (toplotne ili nuklearne), ona se može isporučiti ljudima. Ova opskrba električnom energijom funkcionira na sljedeći način: da bi struja uspješno stigla do svih stanova i poslovnih prostora, potrebno je „pogurati“. A za ovo ćete morati povećati snagu koja će to učiniti. Zove se napon električne struje. Princip rada je sljedeći: struja prolazi kroz transformator, što povećava njegov napon. Zatim, električna struja teče kroz kablove ugrađene duboko pod zemljom ili na visini (jer napon ponekad doseže 10.000 Volti, što je smrtonosno za ljude). Kada struja stigne na svoje odredište, mora ponovo proći kroz transformator, koji će sada smanjiti njen napon. Zatim putuje duž žica do instaliranih centrala u stambenim ili drugim zgradama.

Električna energija koja se provodi kroz žice može se koristiti zahvaljujući sistemu utičnica, na koje se spajaju kućni aparati. U zidovima se nalaze dodatne žice kroz koje teče električna struja, a zahvaljujući tome radi rasvjeta i sva oprema u kući.

Šta je trenutni posao?

Energija koju prenosi električna struja vremenom se pretvara u svjetlost ili toplinu. Na primjer, kada upalimo lampu, električni oblik energije pretvara se u svjetlo.

Jednostavnim jezikom rečeno, rad struje je djelovanje koje je sama električna energija proizvela. Štaviše, može se vrlo lako izračunati korištenjem formule. Na osnovu zakona održanja energije možemo zaključiti da električna energija nije izgubljena, već je u potpunosti ili djelimično prešla u drugi oblik, dajući određenu količinu toplote. Ova toplota je rad struje kada prođe kroz provodnik i zagreje ga (dolazi do razmene toplote). Ovako izgleda Joule-Lenzova formula: A = Q = U*I*t (rad je jednak količini toplote ili proizvodu trenutne snage i vremena tokom kojeg ona teče kroz provodnik).

Šta znači jednosmjerna struja?

Električna struja je dvije vrste: naizmjenična i jednosmjerna. Razlikuju se po tome što potonji ne mijenja svoj smjer, ima dvije stezaljke (pozitivno “+” i negativno “-”) i uvijek počinje svoje kretanje od “+”. A naizmjenična struja ima dva terminala - fazu i nulu. Upravo zbog prisustva jedne faze na kraju provodnika nazivaju ga i jednofaznim.

Principi dizajna jednofazne naizmjenične i jednosmjerne električne struje potpuno su različiti: za razliku od konstantne, naizmjenična struja mijenja i svoj smjer (formirajući tok i od faze prema nuli i od nule prema fazi) i svoju veličinu. Na primjer, naizmjenična struja povremeno mijenja vrijednost svog naboja. Ispostavilo se da na frekvenciji od 50 Hz (50 vibracija u sekundi), elektroni mijenjaju smjer svog kretanja točno 100 puta.

Gdje se koristi DC?

Jednosmjerna električna struja ima neke karakteristike. Zbog činjenice da teče striktno u jednom smjeru, teže ga je transformirati. Sljedeći elementi se mogu smatrati DC izvorima:

• baterije (alkalne i kisele);
• obične baterije koje se koriste u malim uređajima;
• kao i razni uređaji kao što su pretvarači.

DC rad

Koje su njegove glavne karakteristike? Ovo je rad i trenutna moć, a oba ova koncepta su međusobno usko povezana. Snaga se odnosi na brzinu rada u jedinici vremena (po 1 s). Prema Joule-Lenzovom zakonu, nalazimo da je rad jednosmjerne električne struje jednak umnošku snage same struje, napona i vremena za koje je izvršen rad električnog polja na prijenosu naboja. duž provodnika.

Ovo je formula za pronalaženje rada struje, uzimajući u obzir Ohmov zakon o otporu u provodnicima: A = I 2 *R*t (rad je jednak kvadratu struje pomnoženoj sa vrijednošću otpora provodnika i ponovo pomnoženo vremenom tokom kojeg je posao obavljen).

Nemoguće je zamisliti život moderne osobe bez struje. Volti, Amperi, Vati - ove riječi se čuju kada se govori o uređajima koji rade na struju. Ali šta je električna struja i koji su uslovi za njeno postojanje? O tome ćemo dalje govoriti, pružajući kratko objašnjenje za električare početnike.

Definicija

Električna struja je usmjereno kretanje nosača naboja - ovo je standardna formulacija iz udžbenika fizike. Zauzvrat, nosioci naboja nazivaju se određene čestice materije. Oni mogu biti:

• Elektroni su nosioci negativnog naboja.
• Joni su nosioci pozitivnog naboja.

Ali odakle potiču nosači naboja? Da biste odgovorili na ovo pitanje, morate zapamtiti osnovna znanja o strukturi materije. Sve što nas okružuje je materija, sastoji se od molekula, njenih najmanjih čestica. Molekule se sastoje od atoma. Atom se sastoji od jezgra oko kojeg se elektroni kreću po datim orbitama. Molekuli se takođe kreću nasumično. Kretanje i struktura svake od ovih čestica zavisi od same supstance i uticaja okoline na nju, kao što su temperatura, stres i drugi.

Jon je atom čiji se odnos elektrona i protona promijenio. Ako je atom u početku neutralan, onda se ioni, pak, dijele na:

• Anion je pozitivni ion atoma koji je izgubio elektrone.
• Kationi su atom sa "dodatnim" elektronima vezanim za atom.

Jedinica mjerenja struje je Amper, prema kojoj se izračunava pomoću formule:

gdje je U napon, [V], a R otpor, [Ohm].

Ili direktno proporcionalno iznosu prenosa naknade po jedinici vremena:

gdje je Q – naboj, [C], t – vrijeme, [s].

Uslovi za postojanje električne struje

Shvatili smo šta je električna struja, a sada razgovarajmo o tome kako osigurati njen protok. Da bi električna struja tekla, moraju biti ispunjena dva uslova:

1. Prisustvo besplatnih nosača punjenja.
2. Električno polje.

Prvi uslov za postojanje i protok električne energije zavisi od supstance u kojoj struja teče (ili ne teče), kao i od njenog stanja. Drugi uslov je također izvodljiv: za postojanje električnog polja potrebno je prisustvo različitih potencijala između kojih postoji medij u kojem će teći nosioci naboja.

da vas podsjetimo: Napon, EMF je razlika potencijala. Iz toga proizilazi da je za ispunjenje uslova za postojanje struje - prisustvo električnog polja i električne struje potreban napon. To mogu biti ploče napunjenog kondenzatora, galvanski element ili EMF nastao pod utjecajem magnetskog polja (generatora).

Shvatili smo kako nastaje, hajde da pričamo o tome gde je usmerena. Struja, uglavnom u našoj uobičajenoj upotrebi, kreće se u provodnicima (električne instalacije u stanu, žarulje sa žarnom niti) ili u poluprovodnicima (LED, procesor vašeg pametnog telefona i druga elektronika), rjeđe u plinovima (fluorescentne sijalice).

Dakle, glavni nosioci naboja u većini slučajeva su elektroni, oni se kreću od minusa (tačka s negativnim potencijalom) do plusa (tačka s pozitivnim potencijalom, o tome ćete saznati više).

Ali zanimljiva je činjenica da je smjer kretanja struje uzet kao kretanje pozitivnih naboja - od plusa do minusa. Iako se u stvari sve dešava obrnuto. Činjenica je da je odluka o smjeru struje donesena prije proučavanja njene prirode, a također i prije nego što je utvrđeno kako struja teče i postoji.

Električna struja u različitim okruženjima

Već smo spomenuli da se u različitim okruženjima električna struja može razlikovati po vrsti nosioca naboja. Mediji se mogu podijeliti prema prirodi njihove provodljivosti (u opadajućem redoslijedu provodljivosti):

1. Provodnik (metali).
2. Poluprovodnici (silicijum, germanijum, galijum arsenid, itd.).
3. Dielektrik (vakuum, vazduh, destilovana voda).

U metalima

Metali sadrže slobodne nosioce naboja, ponekad se nazivaju i "električni plin". Odakle dolaze besplatni nosači punjenja? Činjenica je da se metal, kao i svaka tvar, sastoji od atoma. Atomi se kreću ili vibriraju na ovaj ili onaj način. Što je temperatura metala viša, to je kretanje jače. U isto vrijeme, sami atomi uglavnom ostaju na svojim mjestima, zapravo formirajući strukturu metala.

U elektronskim omotačima atoma obično postoji nekoliko elektrona čija je veza s jezgrom prilično slaba. Pod uticajem temperatura, hemijskih reakcija i interakcije nečistoća, koje se u svakom slučaju nalaze u metalu, elektroni se otkidaju od njihovih atoma i nastaju pozitivno nabijeni ioni. Odvojeni elektroni nazivaju se slobodnim i kreću se haotično.

Ako su pod utjecajem električnog polja, na primjer, ako spojite bateriju na komad metala, haotično kretanje elektrona će postati uredno. Elektroni iz tačke u kojoj je povezan negativni potencijal (katoda galvanske ćelije, na primer) počeće da se kreću ka tački sa pozitivnim potencijalom.

U poluprovodnicima

Poluprovodnici su materijali u kojima u normalnom stanju nema slobodnih nosilaca naboja. Oni su u tzv. zabranjenoj zoni. Ali ako se primjenjuju vanjske sile, kao što su električno polje, toplina, različita zračenja (svjetlo, zračenje, itd.), one savladavaju pojas i prelaze u slobodnu zonu ili pojas provodljivosti. Elektroni se odvajaju od svojih atoma i postaju slobodni, formirajući ione - nosioce pozitivnog naboja.

Pozitivni nosači u poluvodičima nazivaju se rupe.

Ako jednostavno prenesete energiju na poluvodič, na primjer, zagrijete ga, počet će kaotično kretanje nosača naboja. Ali ako govorimo o poluvodičkim elementima, kao što su dioda ili tranzistor, tada će se EMF pojaviti na suprotnim krajevima kristala (na njih se nanosi metalizirani sloj i vodi se lemljuju), ali to se ne odnosi na tema današnjeg članka.

Ako na poluvodič primijenite izvor EMF-a, tada će se i nosioci naboja pomaknuti u provodni pojas, a započet će i njihovo usmjereno kretanje - rupe će ići u smjeru s nižim električnim potencijalom, a elektroni - u smjeru s viši.

U vakuumu i gasu

Vakum je medij sa potpunim (idealan slučaj) odsustvom gasova ili minimiziranom (u stvarnosti) količinom gasa. Pošto nema materije u vakuumu, nema mesta odakle bi nosioci naboja došli. Međutim, protok struje u vakuumu označio je početak elektronike i čitave ere elektronskih elemenata - vakuumskih cijevi. Korišteni su u prvoj polovini prošlog stoljeća, a 50-ih godina počeli su postepeno ustupati mjesto tranzistorima (u zavisnosti od specifičnog područja elektronike).

Pretpostavimo da imamo posudu iz koje je ispumpan sav gas, tj. u njemu je potpuni vakuum. U posudu su postavljene dvije elektrode, nazovimo ih anoda i katoda. Ako negativni potencijal izvora EMF spojimo na katodu, a pozitivni potencijal na anodu, ništa se neće dogoditi i struja neće teći. Ali ako počnemo zagrijavati katodu, struja će početi teći. Ovaj proces se naziva termoionska emisija - emisija elektrona sa zagrijane površine elektrona.

Na slici je prikazan proces strujanja struje u vakuumskoj cijevi. U vakuumskim cijevima, katoda se zagrijava pomoću obližnje niti na slici (H), kao što je u lampi za rasvjetu.

Štoviše, ako promijenite polaritet napajanja - primijenite minus na anodu i primijenite plus na katodu - struja neće teći. Ovo će dokazati da struja u vakuumu teče zbog kretanja elektrona od KATODE do ANODE.

Plin se, kao i svaka tvar, sastoji od molekula i atoma, što znači da ako je plin pod utjecajem električnog polja, tada će se pri određenoj jačini (jonizacijski napon) elektroni odvojiti od atoma, tada će oba uvjeta za protok električne struje će biti zadovoljeni - polje i slobodni mediji.

Kao što je već spomenuto, ovaj proces se naziva jonizacija. Može nastati ne samo od primijenjenog napona, već i od zagrijavanja plina, rendgenskog zračenja, pod utjecajem ultraljubičastog zračenja i drugih stvari.

Struja će teći kroz zrak, čak i ako je gorionik ugrađen između elektroda.

Protok struje u inertnim plinovima je praćen luminiscencijom plina. Protok električne struje u plinovitom mediju naziva se plinsko pražnjenje.

U tečnosti

Recimo da imamo posudu s vodom u koju su postavljene dvije elektrode na koje je priključen izvor napajanja. Ako je voda destilirana, odnosno čista i ne sadrži nečistoće, onda je to dielektrik. Ali ako u vodu dodamo malo soli, sumporne kiseline ili bilo koje druge tvari, nastaje elektrolit i kroz njega počinje teći struja.

Elektrolit je tvar koja provodi električnu struju zbog disocijacije na ione.

Ako u vodu dodate bakar sulfat, sloj bakra će se taložiti na jednoj od elektroda (katoda) - to se zove elektroliza, što dokazuje da se električna struja u tekućini odvija zbog kretanja jona - pozitivnih i negativnih nosioci naboja.

Elektroliza je fizički i hemijski proces koji uključuje odvajanje komponenti koje čine elektrolit na elektrodama.

Tako nastaje bakrovanje, pozlata i premazivanje drugim metalima.

Zaključak

Da rezimiramo, da bi električna struja mogla teći, potrebni su besplatni nosači naboja:

• elektroni u provodnicima (metali) i vakuumu;
• elektroni i rupe u poluvodičima;
• joni (anjoni i kationi) u tečnostima i gasovima.

Da bi kretanje ovih nosača postalo uređeno, potrebno je električno polje. Jednostavnim riječima, dovedite napon na krajeve tijela ili instalirajte dvije elektrode u okruženju u kojem se očekuje da teče električna struja.

Također je vrijedno napomenuti da struja utječe na supstancu na određeni način, postoje tri vrste utjecaja:

• termalni;
• hemijski;
• fizički.

Korisno