Hur elektricitet rör sig. Elektricitet. Aktuell styrka. Motstånd

Villkor för utseende av ström

Modern vetenskap har skapat teorier som förklarar naturliga processer. Många processer bygger på en av modellerna för atomens struktur, den så kallade planetmodellen. Enligt denna modell består en atom av en positivt laddad kärna och ett negativt laddat moln av elektroner som omger kärnan. Olika ämnen som består av atomer är till största delen stabila och oförändrade i sina egenskaper under oförändrade miljöförhållanden. Men i naturen finns processer som kan förändra ämnens stabila tillstånd och i dessa ämnen orsaka ett fenomen som kallas elektrisk ström.

En sådan grundläggande process för naturen är friktion. Många vet att om man kammar håret med en kam av vissa typer av plast, eller bär kläder av vissa typer av tyg, så uppstår en stickeffekt. Hår attraheras av och fastnar på kammen, och samma sak händer med kläder. Denna effekt förklaras av friktion, vilket bryter mot stabiliteten hos materialet i kammen eller tyget. Elektronmolnet kan röra sig i förhållande till kärnan eller delvis kollapsa. Och som ett resultat förvärvar ämnet en elektrisk laddning, vars tecken bestäms av strukturen hos detta ämne. Den elektriska laddningen till följd av friktion kallas elektrostatisk.

Det visar sig ett par laddade ämnen. Varje ämne har en viss elektrisk potential. Ett elektriskt fält, i detta fall ett elektrostatiskt fält, verkar på utrymmet mellan två laddade ämnen. Effektiviteten hos ett elektrostatiskt fält beror på potentialernas storlek och definieras som en potentialskillnad eller spänning.

• När en spänning uppstår, i utrymmet mellan potentialerna, uppstår en riktad rörelse av laddade partiklar av ämnen - en elektrisk ström.

Var flyter elektrisk ström?

I detta fall kommer potentialerna att minska om friktionen upphör. Och i slutändan kommer potentialerna att försvinna, och ämnena kommer att återfå stabilitet.

Men om processen för bildning av potentialer och spänning fortsätter i riktning mot deras ökning, kommer strömmen också att öka i enlighet med egenskaperna hos de ämnen som fyller utrymmet mellan potentialerna. Den mest uppenbara demonstrationen av en sådan process är blixten. Friktionen av de stigande och nedåtgående luftströmmarna mot varandra leder till uppkomsten av en enorm spänning. Som ett resultat bildas den ena potentialen av uppströmmar i himlen och den andra av neddragningar i jorden. Och i slutändan, på grund av luftens egenskaper, uppstår en elektrisk ström i form av blixtar.

• Den första orsaken till elektrisk ström är spänning.
• Den andra anledningen till att en elektrisk ström uppträder är utrymmet där spänningen verkar - dess dimensioner och vad den är fylld med.

Spänning kommer från mer än bara friktion. Andra fysikaliska och kemiska processer som stör balansen mellan materiens atomer leder också till uppkomsten av stress. Spänningar uppstår bara som ett resultat av interaktion heller

• ett ämne med ett annat ämne;
• ett eller flera ämnen med ett fält eller strålning.

Stress kan komma från:

• en kemisk reaktion som äger rum i materia, såsom i alla batterier och ackumulatorer, såväl som i allt levande;
• elektromagnetisk strålning, såsom i solpaneler och termiska kraftgeneratorer;
• elektromagnetiska fält, som till exempel i alla dynamos.

Den elektriska strömmen har en karaktär som motsvarar det ämne som den flyter i. Därför skiljer det sig:

• i metaller;

• i vätskor och gaser;

• i halvledare

I metaller består elektrisk ström bara av elektroner, i vätskor och gaser - av joner, i halvledare - av elektroner och "hål".

Lik- och växelström

Spänningen i förhållande till dess potentialer, vars tecken förblir oförändrade, kan bara ändras i storlek.

• I detta fall uppträder en konstant eller pulsad elektrisk ström.

Den elektriska strömmen beror på varaktigheten av denna förändring och egenskaperna hos utrymmet fyllt med materia mellan potentialerna.

• Men om tecknen på potentialerna ändras och detta leder till en förändring i strömriktningen, kallas det variabel, som spänningen som bestämmer den.

Liv och elektrisk ström

För kvantitativa och kvalitativa bedömningar av elektrisk ström inom modern vetenskap och teknik används vissa lagar och storheter. De viktigaste lagarna är:

• Coulombs lag;
• Ohms lag.

Charles Coulomb på 80-talet av 1700-talet bestämde utseendet på spänning, och Georg Ohm på 20-talet av 1800-talet bestämde utseendet på elektrisk ström.

I naturen och den mänskliga civilisationen används den huvudsakligen som en bärare av energi och information, och ämnet för dess studie och användning är lika stort som livet självt. Studier har till exempel visat att alla levande organismer lever eftersom hjärtats muskler drar ihop sig från påverkan av elektriska strömpulser som genereras i kroppen. Alla andra muskler fungerar på samma sätt. Vid delning använder en cell information baserad på en elektrisk ström vid extremt höga frekvenser. Listan över liknande fakta med förtydliganden kan fortsätta i bokens volym.

Många upptäckter har redan gjorts relaterade till elektrisk ström, och det finns fortfarande mer att göra. Därför, med tillkomsten av nya forskningsverktyg, uppstår nya lagar, material och andra resultat för praktisk användning av detta fenomen.

När en person lärde sig att skapa och använda en elektrisk ström ökade livskvaliteten dramatiskt. Nu fortsätter elens betydelse att öka för varje år. För att lära dig förstå mer komplexa frågor relaterade till elektricitet måste du först förstå vad en elektrisk ström är.

Vad är aktuellt

Definitionen av elektrisk ström är dess representation i form av en riktad ström av rörliga bärarpartiklar, positivt eller negativt laddade. Laddningsbärare kan vara:

• negativt laddade elektroner som rör sig i metaller;
• joner i vätskor eller gaser;
• positivt laddade hål från rörliga elektroner i halvledare.

Vad som är ström bestäms av närvaron av ett elektriskt fält. Utan det kommer ett riktat flöde av laddade partiklar inte att uppstå.

Begreppet elektrisk strömskulle vara ofullständig utan att lista dess manifestationer:

1. Varje elektrisk ström åtföljs av ett magnetfält;
2. Ledare värms upp när de passerar;
3. Elektrolyter förändrar den kemiska sammansättningen.

Ledare och halvledare

Elektrisk ström kan bara existera i ett ledande medium, men dess flöde är annorlunda:

1. I metalliska ledare finns fria elektroner som börjar röra sig under påverkan av ett elektriskt fält. När temperaturen stiger, stiger också ledarnas motstånd, eftersom värme ökar atomernas rörelse på ett kaotiskt sätt, vilket stör fria elektroner;
2. I ett flytande medium som bildas av elektrolyter orsakar det framträdande elektriska fältet dissociationsprocessen - bildandet av katjoner och anjoner, som rör sig mot de positiva och negativa polerna (elektroderna) beroende på laddningens tecken. Uppvärmning av elektrolyten leder till en minskning av motståndet på grund av mer aktiv nedbrytning av molekyler;

Viktig! Elektrolyten kan vara fast, men karaktären av strömflödet i den är identisk med flytande.

1. Det gasformiga mediet kännetecknas också av närvaron av joner som kommer i rörelse. Plasma bildas. Strålning ger också upphov till fria elektroner som deltar i riktad rörelse;
2. När en elektrisk ström skapas i ett vakuum rör sig elektronerna som frigörs vid den negativa elektroden mot det positiva;
3. I halvledare finns det fria elektroner som bryter bindningar från uppvärmning. På sina ställen finns hål som har en laddning med ett plustecken. Hål och elektroner kan skapa riktad rörelse.

Icke-ledande media kallas dielektriska.

Viktig! Strömmens riktning motsvarar rörelseriktningen för laddningsbärarpartiklar med ett plustecken.

Typ av ström

1. Konstant. Det kännetecknas av ett konstant kvantitativt värde på strömmen och riktningen;
2. Variabel. Med tiden ändras med jämna mellanrum dess egenskaper. Den är uppdelad i flera varianter, beroende på vilken parameter som ändras. Övervägande varierar det kvantitativa värdet av strömmen och dess riktning längs en sinusform;
3. Virvelströmmar. Uppstår när det magnetiska flödet genomgår förändringar. Bilda slutna kretsar utan att flytta mellan polerna. Virvelströmmar orsakar intensiv värmeutveckling, som ett resultat ökar förlusterna. I kärnorna i elektromagnetiska spolar begränsas de genom att använda en design av separata isolerade plattor istället för en solid.

Egenskaper hos den elektriska kretsen

1. Aktuell styrka. Detta är ett kvantitativt mått på laddningen som passerar in i en temporär enhet över ledarnas tvärsnitt. Laddningar mäts i coulombs (C), tidsenheten är den andra. Strömstyrkan är C/s. Det resulterande förhållandet kallades ampere (A), i vilket det kvantitativa värdet av strömmen mäts. Mätanordningen är en amperemeter kopplad i serie till kretsen av elektriska anslutningar;
2. Kraft. Den elektriska strömmen i ledaren måste övervinna mediets motstånd. Arbetet som lagts ner för att övervinna det under en viss tidsperiod kommer att vara kraft. I detta fall är omvandlingen av el till andra typer av energi - arbete utförs. Effekt beror på strömstyrkan, spänning. Deras produkt kommer att bestämma den aktiva effekten. Vid multiplikation med en annan tid erhålls energiförbrukningen - vad mätaren visar. Effekt kan mätas i voltampere (VA, kVA, mVA) eller i watt (W, kW, mW);
3. Spänning. En av de tre viktigaste egenskaperna. För att ström ska flöda är det nödvändigt att skapa en potentialskillnad mellan två punkter i en sluten krets av elektriska anslutningar. Spänning kännetecknas av det arbete som produceras av det elektriska fältet under rörelsen av en enda laddningsbärare. Enligt formeln är spänningsenheten J/C, vilket motsvarar en volt (V). Mätanordningen är en voltmeter, parallellkopplad;
4. Motstånd. Det kännetecknar ledarnas förmåga att passera elektrisk ström. Det bestäms av ledarmaterialet, längden och arean av dess sektion. Mätningen är i ohm (Ohm).

Lagar för elektrisk ström

Elektriska kretsar beräknas med hjälp av tre huvudlagar:

1. Ohms lag. Den undersöktes och formulerades av en tysk fysiker i början av 1800-talet för likström, sedan tillämpades den även på växelström. Den fastställer förhållandet mellan ström, spänning och resistans. På grundval av Ohms lag beräknas nästan vilken elektrisk krets som helst. Den grundläggande formeln: I \u003d U / R, eller strömstyrkan är i direkt proportion till spänningen och omvänt till motståndet;

1. Faradays lag. Avser elektromagnetisk induktion. Uppkomsten av induktiva strömmar i ledare orsakas av påverkan av ett magnetiskt flöde som förändras över tiden på grund av induktionen av EMF (elektromotorisk kraft) i en sluten krets. Den inducerade emk-modulen, mätt i volt, är proportionell mot den hastighet med vilken det magnetiska flödet ändras. Tack vare induktionslagen fungerar generatorer som producerar el;
2. Joule-Lenz lag. Det är viktigt vid beräkning av uppvärmning av ledare, som används för konstruktion och tillverkning av uppvärmning, belysningsarmaturer och annan elektrisk utrustning. Lagen tillåter dig att bestämma mängden värme som frigörs under passagen av en elektrisk ström:

där I är styrkan på den strömmande strömmen, R är resistansen, t är tiden.

Elektricitet i atmosfären

Ett elektriskt fält kan finnas i atmosfären, joniseringsprocesser uppstår. Även om arten av deras förekomst inte är helt klar, finns det olika förklarande hypoteser. Den mest populära är en kondensator, som en analog för att representera elektricitet i atmosfären. Dess plattor kan markera jordytan och jonosfären, mellan vilka en dielektrikum cirkulerar - luft.

Typer av atmosfärisk elektricitet:

1. Åska. Blixtar med ett synligt sken och dundrande ljud. Blixtspänningen når hundratals miljoner volt vid en strömstyrka på 500 000 A;

1. Elmos eldar. Coronaurladdning av elektricitet som genereras runt ledningar, master;
2. Bollblixt. Urladdning i form av en boll som rör sig genom luften;
3. Polarljus. Flerfärgad glöd av jordens jonosfär under påverkan av laddade partiklar som tränger in från rymden.

En person använder de fördelaktiga egenskaperna hos elektrisk ström på alla områden av livet:

• belysning;
• signalöverföring: telefon, radio, tv, telegraf;
• elektriska transporter: tåg, elbilar, spårvagnar, trolleybussar;
• skapande av ett bekvämt mikroklimat: uppvärmning och luftkonditionering;
• Medicinsk utrustning;
• hushållsbruk: elektriska apparater;
• datorer och mobila enheter;
• industri: verktygsmaskiner och utrustning;
• elektrolys: erhållande av aluminium, zink, magnesium och andra ämnen.

Elektrisk fara

Direktkontakt med elektrisk ström utan skyddsutrustning är dödlig för människor. Flera typer av påverkan är möjliga:

• termisk brännskada;
• elektrolytisk delning av blod och lymfa med en förändring i dess sammansättning;
• konvulsiva muskelsammandragningar kan provocera fram hjärtflimmer upp till fullständigt stopp, störa andningssystemets funktion.

Viktig! Strömmen som känns av en person börjar från ett värde på 1 mA, om strömvärdet är 25 mA är allvarliga negativa förändringar i kroppen möjliga.

Den viktigaste egenskapen hos elektrisk ström är att den kan göra användbart arbete för en person: tända ett hus, tvätta och torka kläder, laga middag, värma ett hem. Nu upptas en betydande plats av dess användning vid överföring av information, även om detta inte kräver en stor förbrukning av el.

Video

På dagens möte kommer vi att prata om elektricitet, som har blivit en integrerad del av den moderna civilisationen. Kraftindustrin har invaderat alla områden i våra liv. Och närvaron i varje hem av hushållsapparater som använder elektrisk ström är så naturlig och integrerad del av livet att vi tar det för givet.

Så våra läsares uppmärksamhet erbjuds grundläggande information om den elektriska strömmen.

Vad är elektrisk ström

Med elektrisk ström menas riktad rörelse av laddade partiklar.Ämnen som innehåller en tillräcklig mängd gratis laddningar kallas ledare. Och helheten av alla enheter som är sammankopplade med hjälp av ledningar kallas en elektrisk krets.

I vardagen vi använder elektricitet som passerar genom metallledare. Laddningsbärarna i dem är fria elektroner.

Vanligtvis rusar de slumpmässigt mellan atomerna, men det elektriska fältet tvingar dem att röra sig i en viss riktning.

Hur händer detta

Flödet av elektroner i en krets kan jämföras med flödet av vatten som faller från en hög nivå till en låg nivå. Nivåns roll i elektriska kretsar spelas av potentialen.

För att strömmen ska flyta i kretsen måste en konstant potentialskillnad upprätthållas vid dess ändar, d.v.s. Spänning.

Det betecknas vanligtvis med bokstaven U och mäts i volt (B).

På grund av den pålagda spänningen etableras ett elektriskt fält i kretsen, vilket ger elektronerna en riktad rörelse. Ju högre spänningen är, desto starkare är det elektriska fältet, och därmed intensiteten i flödet av riktningsmässigt rörliga elektroner.

Utbredningshastigheten för den elektriska strömmen är lika med hastigheten med vilken det elektriska fältet etableras i kretsen, dvs 300 000 km/s, men elektronernas hastighet når knappt bara några mm per sekund.

Det är allmänt accepterat att strömmen flyter från en punkt med stor potential, dvs från (+) till en punkt med lägre potential, dvs till (-). Spänningen i kretsen upprätthålls av en strömkälla, såsom ett batteri. Tecknet (+) i dess ände betyder brist på elektroner, tecknet (-) deras överskott, eftersom elektroner är bärare av just en negativ laddning. Så snart kretsen med strömkällan blir stängd rusar elektronerna från den plats där de är i överskott till strömkällans positiva pol. Deras väg går genom ledningar, konsumenter, mätinstrument och andra kretselement.

Observera att strömmens riktning är motsatt riktningen för elektronerna.

Bara strömmens riktning, efter överenskommelse av forskare, bestämdes innan strömmens natur i metaller fastställdes.

Vissa kvantiteter som kännetecknar den elektriska strömmen

Aktuell styrka. Den elektriska laddningen som passerar genom ledarens tvärsnitt på 1 sekund kallas strömstyrkan. För dess beteckning används bokstaven I, mätt i ampere (A).

Motstånd. Nästa värde att vara medveten om är motstånd. Det uppstår på grund av kollisioner av elektroner som rör sig i riktning med joner i kristallgittret. Som ett resultat av sådana kollisioner överför elektroner en del av sin kinetiska energi till joner. Som ett resultat värms ledaren upp och strömmen minskar. Motstånd betecknas med bokstaven R och mäts i ohm (Ohm).

Motståndet hos en metallledare är ju större desto längre är ledaren och desto mindre är dess tvärsnittsarea. Med samma längd och diameter på tråden har ledare av silver, koppar, guld och aluminium minst motstånd. Av förklarliga skäl används i praktiken aluminium- och koppartrådar.

Kraft. När man utför beräkningar för elektriska kretsar är det ibland nödvändigt att bestämma strömförbrukningen (P).

För att göra detta bör strömmen som flyter genom kretsen multipliceras med spänningen.

Måttenheten för effekt är watt (W).

Lik- och växelström

Strömmen som ges av en mängd olika batterier och ackumulatorer är konstant. Detta innebär att strömstyrkan i en sådan krets endast kan ändras i storlek genom att ändra dess motstånd på olika sätt, medan dess riktning förblir oförändrad.

Men de flesta hushållsapparater förbrukar växelström, d.v.s. strömmen, vars storlek och riktning ständigt förändras enligt en viss lag.

Den produceras i kraftverk och transporteras sedan genom högspänningsledningar till våra hem och företag.

I de flesta länder är frekvensen för strömomkastning 50 Hz, d.v.s. inträffar 50 gånger per sekund. I detta fall, varje gång strömstyrkan gradvis ökar, når ett maximum och minskar sedan till 0. Sedan upprepas denna process, men med motsatt riktning av strömmen.

I USA arbetar alla apparater vid 60 Hz. En intressant situation har utvecklats i Japan. Där använder en tredjedel av landet växelström med en frekvens på 60 Hz, och resten - 50 Hz.

Varning - el

Elektriska stötar kan orsakas av att använda elektriska apparater och av blixtnedslag pga Människokroppen är en bra ledare av ström. Ofta får man elektriska skador genom att man trampar på en tråd som ligger på marken eller trycker undan dinglande elkablar med händerna.

Spänning över 36 V anses vara farlig för människor. Om en ström på endast 0,05 A passerar genom människokroppen kan det orsaka ofrivillig muskelkontraktion, vilket inte kommer att tillåta personen att självständigt bryta sig loss från källan till skadan. En ström på 0,1 A är dödlig.

Växelström är ännu farligare, eftersom det har en starkare effekt på en person. Denna vän och hjälpare till oss förvandlas i ett antal fall till en skoningslös fiende, vilket orsakar en kränkning av andning och hjärtfunktion, upp till dess fullständiga stopp. Det lämnar fruktansvärda märken på kroppen i form av svåra brännskador.

Hur kan man hjälpa offret? Först och främst, stäng av källan till skadan. Och sedan ta hand om första hjälpen.

Vår bekantskap med el går mot sitt slut. Låt oss bara lägga till några ord om marint liv med "elektriska vapen". Det är några typer av fisk, havsål och stingrocka. Den farligaste av dem är sjöål.

Simma inte till honom på ett avstånd av mindre än 3 meter. Hans slag är inte dödligt, men medvetandet kan förloras.

Om detta meddelande var användbart för dig skulle jag vara glad att se dig

Elektricitet

Först och främst är det värt att ta reda på vad som utgör en elektrisk ström. Elektrisk ström är den ordnade rörelsen av laddade partiklar i en ledare. För att det ska uppstå måste först ett elektriskt fält skapas, under vilket de ovan nämnda laddade partiklarna kommer att börja röra sig.

Den första informationen om elektricitet, som dök upp för många århundraden sedan, relaterade till elektriska "laddningar" som erhölls genom friktion. Redan i antiken visste man att bärnsten, som bärs på ull, får förmågan att attrahera lätta föremål. Men först i slutet av 1500-talet studerade den engelske läkaren Gilbert detta fenomen i detalj och fick reda på att många andra ämnen har exakt samma egenskaper. Kroppar som, som bärnsten, efter att ha gnuggats för att attrahera lätta föremål, kallade han elektrifierade. Detta ord kommer från den grekiska elektronen - "bärnsten". För närvarande säger vi att det finns elektriska laddningar på kroppar i detta tillstånd, och själva kropparna kallas "laddade".

Elektriska laddningar uppstår alltid när olika ämnen är i nära kontakt. Om kropparna är solida, förhindras deras nära kontakt av mikroskopiska utsprång och oregelbundenheter som finns på deras yta. Genom att klämma ihop sådana kroppar och gnugga dem samman, sammanför vi deras ytor, som utan tryck bara skulle röra vid några få punkter. I vissa kroppar kan elektriska laddningar röra sig fritt mellan olika delar, medan det i andra inte är möjligt. I det första fallet kallas kropparna "ledare", och i det andra - "dielektriska eller isolatorer." Ledare är alla metaller, vattenlösningar av salter och syror etc. Exempel på isolatorer är bärnsten, kvarts, ebonit och alla gaser som är under normala förhållanden.

Ändå bör det noteras att uppdelningen av kroppar i ledare och dielektrikum är mycket godtycklig. Alla ämnen leder elektricitet i större eller mindre utsträckning. Elektriska laddningar är antingen positiva eller negativa. Denna typ av ström kommer inte att hålla länge, eftersom den elektrifierade kroppen kommer att ta slut. För den kontinuerliga existensen av en elektrisk ström i en ledare är det nödvändigt att upprätthålla ett elektriskt fält. För dessa ändamål används elektriska strömkällor. Det enklaste fallet med förekomsten av en elektrisk ström är när ena änden av tråden är ansluten till en elektrifierad kropp och den andra till marken.

Elektriska kretsar som levererar ström till glödlampor och elmotorer dök inte upp förrän efter uppfinningen av batterier, som går tillbaka till omkring 1800. Därefter gick utvecklingen av läran om elektricitet så snabbt att den på mindre än ett sekel blev inte bara en del av fysiken, utan utgjorde grunden för en ny elektrisk civilisation.

Huvudmängderna av elektrisk ström

Mängden elektricitet och strömstyrka. Effekterna av elektrisk ström kan vara starka eller svaga. Styrkan hos den elektriska strömmen beror på mängden laddning som flyter genom kretsen under en viss tidsenhet. Ju fler elektroner som flyttas från en pol av källan till den andra, desto större blir den totala laddningen som bärs av elektronerna. Denna totala laddning kallas mängden elektricitet som passerar genom ledaren.

I synnerhet beror den kemiska effekten av den elektriska strömmen på mängden elektricitet, d.v.s. ju mer laddning som passerar genom elektrolytlösningen, desto mer substans kommer att sedimentera på katoden och anoden. I detta avseende kan mängden elektricitet beräknas genom att väga massan av ämnet avsatt på elektroden och känna till massan och laddningen av en jon av detta ämne.

Strömstyrkan är en kvantitet som är lika med förhållandet mellan den elektriska laddningen som har passerat genom ledarens tvärsnitt och tidpunkten för dess flöde. Laddningsenheten är coulomb (C), tiden mäts i sekunder (s). I detta fall uttrycks enheten för strömstyrka i C/s. Denna enhet kallas ampere (A). För att mäta strömstyrkan i en krets används en elektrisk mätanordning som kallas amperemeter. För inkludering i kretsen är amperemetern utrustad med två terminaler. Den ingår i kretsen i serie.

elektrisk spänning. Vi vet redan att elektrisk ström är en ordnad rörelse av laddade partiklar - elektroner. Denna rörelse skapas med hjälp av ett elektriskt fält, som gör ett visst mått av arbete. Detta fenomen kallas arbetet med en elektrisk ström. För att flytta mer laddning genom en elektrisk krets på 1 sekund måste det elektriska fältet göra mer arbete. Utifrån detta visar det sig att en elektrisk ströms arbete bör bero på strömstyrkan. Men det finns ett annat värde som strömmens arbete beror på. Detta värde kallas spänning.

Spänning är förhållandet mellan strömmens arbete i en viss del av den elektriska kretsen och laddningen som flyter genom samma del av kretsen. Det aktuella arbetet mäts i joule (J), laddningen mäts i hängen (C). I detta avseende kommer enheten för spänningsmätning att vara 1 J/C. Denna enhet kallas volt (V).

För att en spänning ska uppstå i en elektrisk krets behövs en strömkälla. I en öppen krets finns spänning endast vid strömkällans terminaler. Om denna strömkälla ingår i kretsen, kommer spänning också att visas i vissa delar av kretsen. I detta avseende kommer det också att finnas en ström i kretsen. Det vill säga, kortfattat kan vi säga följande: om det inte finns någon spänning i kretsen, finns det ingen ström. För att mäta spänning används en elektrisk mätanordning som kallas voltmeter. Till sitt utseende liknar den den tidigare nämnda amperemetern, med den enda skillnaden att bokstaven V står på voltmeterskalan (istället för A på amperemetern). Voltmetern har två terminaler, med hjälp av vilka den ansluts parallellt med den elektriska kretsen.

Elektrisk resistans. Efter att ha anslutit alla typer av ledare och en amperemeter till en elektrisk krets kan du märka att när du använder olika ledare ger amperemetern olika avläsningar, det vill säga i det här fallet är den tillgängliga strömstyrkan i den elektriska kretsen annorlunda. Detta fenomen kan förklaras av att olika ledare har olika elektriskt motstånd, vilket är en fysisk storhet. För att hedra den tyska fysikern fick hon namnet Ohm. Som regel används större enheter inom fysiken: kiloohm, megaohm etc. Ledarmotståndet betecknas vanligtvis med bokstaven R, ledarlängden är L, tvärsnittsarean är S. I detta fall kan motståndet vara skrivet som en formel:

där koefficienten p kallas resistivitet. Denna koefficient uttrycker resistansen hos en ledare 1 m lång med en tvärsnittsarea lika med 1 m2. Resistivitet uttrycks i Ohm x m. Eftersom ledningar som regel har ett ganska litet tvärsnitt uttrycks deras ytor vanligtvis i kvadratmillimeter. I detta fall kommer resistivitetsenheten att vara Ohm x mm2/m. I tabellen nedan. 1 visar resistiviteten hos vissa material.

Tabell 1. Elektrisk resistivitet för vissa material
Material	p, Ohm x m2/m	Material	p, Ohm x m2/m
		Platina iridium legering
Metall eller legering
		Manganin (legering)
Aluminium		Constantan (legering)
Volfram
		Nikrom (legering)
Nickel (legering)		Fechral (legering)
		Chromel (legering)

Enligt tabell. 1, blir det tydligt att koppar har den minsta elektriska resistiviteten, och en legering av metaller har den största. Dessutom har dielektrika (isolatorer) hög resistivitet.

Elektrisk kapacitans. Vi vet redan att två ledare isolerade från varandra kan ackumulera elektriska laddningar. Detta fenomen kännetecknas av en fysisk storhet, som kallas elektrisk kapacitans. Den elektriska kapacitansen för två ledare är inget annat än förhållandet mellan laddningen av en av dem och potentialskillnaden mellan denna ledare och den intilliggande. Ju lägre spänning när ledarna får en laddning, desto större kapacitans. Farad (F) tas som enheten för elektrisk kapacitans. I praktiken används fraktioner av denna enhet: mikrofarad (µF) och picofarad (pF).

Yandex.DirectAll-annonserLägenheter för daglig hyra Kazan! Lägenheter från 1000 rubel. dagligen. Minihotell. Rapporteringsdokument16.forguest.ru Lägenheter för daglig uthyrning i Kazan Mysiga lägenheter i alla stadsdelar i Kazan. Snabb lägenhet rental.fatyr.ru Ny Yandex.Browser! Praktiska bokmärken och pålitligt skydd. Webbläsare för trevliga promenader på nätet!browser.yandex.ru 0+

Om du tar två ledare isolerade från varandra, placerar dem på ett litet avstånd från varandra, får du en kondensator. Kapacitansen hos en kondensator beror på tjockleken på dess plattor och tjockleken på dielektrikumet och dess permeabilitet. Genom att minska tjockleken på dielektrikumet mellan plattorna på kondensatorn är det möjligt att kraftigt öka kapacitansen hos den senare. På alla kondensatorer, utöver deras kapacitans, måste spänningen som dessa enheter är konstruerade för anges.

Arbete och kraft av elektrisk ström. Av det föregående framgår att den elektriska strömmen gör ett visst arbete. När elmotorer är anslutna får elektrisk ström all slags utrustning att fungera, flyttar tåg längs rälsen, lyser upp gatorna, värmer upp hemmet och ger även en kemisk effekt, det vill säga den tillåter elektrolys, etc. Vi kan säga att strömmens arbete i en viss del av kretsen är lika med produktströmmen, spänningen och tiden under vilken arbetet utfördes. Arbete mäts i joule, spänning i volt, ström i ampere och tid i sekunder. I detta avseende är 1 J = 1V x 1A x 1s. Av detta visar det sig att för att mäta arbetet med en elektrisk ström bör tre enheter användas på en gång: en amperemeter, en voltmeter och en klocka. Men det här är krångligt och ineffektivt. Därför mäts vanligtvis arbetet med elektrisk ström av elektriska mätare. Enheten för denna enhet innehåller alla ovanstående enheter.

Effekten av en elektrisk ström är lika med förhållandet mellan strömmens arbete och den tid under vilken den utfördes. Effekt betecknas med bokstaven "P" och uttrycks i watt (W). I praktiken används kilowatt, megawatt, hektowatt etc. För att mäta kretsens effekt behöver du ta en wattmätare. Elarbete uttrycks i kilowattimmar (kWh).

Grundläggande lagar för elektrisk ström

Ohms lag. Spänning och ström anses vara de mest bekväma egenskaperna hos elektriska kretsar. En av huvuddragen i användningen av el är den snabba transporten av energi från en plats till en annan och dess överföring till konsumenten i önskad form. Produkten av potentialskillnaden och strömstyrkan ger effekt, det vill säga mängden energi som avges i kretsen per tidsenhet. Som nämnts ovan skulle det ta tre enheter för att mäta effekten i en elektrisk krets. Är det möjligt att göra med en och beräkna effekten från dess avläsningar och någon egenskap hos kretsen, såsom dess motstånd? Många människor gillade den här idén, de ansåg att den var fruktbar.

Så vad är motståndet för en tråd eller en krets som helhet? Har en tråd, som vattenrör eller rör i ett vakuumsystem, en konstant egenskap som kan kallas motstånd? Till exempel i rör är förhållandet mellan tryckskillnaden som skapar flöde dividerat med flödeshastigheten vanligtvis en konstant egenskap hos röret. På samma sätt är värmeflödet i en tråd föremål för ett enkelt förhållande, vilket inkluderar temperaturskillnaden, trådens tvärsnittsarea och dess längd. Upptäckten av ett sådant förhållande för elektriska kretsar var resultatet av en framgångsrik sökning.

På 1820-talet var den tyske skolläraren Georg Ohm den förste som började leta efter ovanstående förhållande. Först och främst strävade han efter berömmelse och berömmelse, vilket skulle göra det möjligt för honom att undervisa vid universitetet. Det var den enda anledningen till att han valde ett studieområde som gav särskilda fördelar.

Om var son till en låssmed, så han visste hur man ritade metalltråd av olika tjocklek, som han behövde för experiment. Eftersom det på den tiden var omöjligt att köpa en lämplig tråd, gjorde Om det med sina egna händer. Under experimenten provade han olika längder, olika tjocklekar, olika metaller och till och med olika temperaturer. Alla dessa faktorer varierade han i sin tur. På Ohms tid var batterierna fortfarande svaga, vilket gav en ström av varierande storlek. I detta avseende använde forskaren ett termoelement som en generator, vars heta korsning placerades i en låga. Dessutom använde han en rå magnetisk amperemeter och mätte potentialskillnader (Ohm kallade dem "spänningar") genom att ändra temperaturen eller antalet termiska kopplingar.

Läran om elektriska kretsar har precis fått sin utveckling. Efter uppfinningen av batterier runt 1800 började det utvecklas mycket snabbare. Olika apparater designades och tillverkades (ganska ofta för hand), nya lagar upptäcktes, begrepp och termer dök upp etc. Allt detta ledde till en djupare förståelse av elektriska fenomen och faktorer.

Uppdatering av kunskap om elektricitet orsakade å ena sidan framväxten av ett nytt fysikfält, å andra sidan låg grunden för den snabba utvecklingen av elektroteknik, det vill säga batterier, generatorer, kraftförsörjningssystem för belysning och elektrisk drivning , elektriska ugnar, elmotorer etc. uppfanns , annat.

Ohms upptäckter var av stor betydelse både för utvecklingen av teorin om elektricitet och för utvecklingen av tillämpad elektroteknik. De gjorde det enkelt att förutsäga egenskaperna hos elektriska kretsar för likström, och senare för växelström. År 1826 publicerade Ohm en bok där han redogjorde för de teoretiska slutsatserna och experimentella resultaten. Men hans förhoppningar var inte berättigade, boken möttes av förlöjligande. Detta hände för att metoden med grova experiment verkade lite attraktiv i en tid då många människor var förtjusta i filosofi.

Omu hade inget annat val än att lämna sin position som lärare. Han fick inte en anställning vid universitetet av samma anledning. I 6 år levde forskaren i fattigdom, utan förtroende för framtiden, och upplevde en känsla av bitter besvikelse.

Men så småningom blev hans verk berömmelse först utanför Tyskland. Om var respekterad utomlands, hans forskning användes. I detta avseende tvingades landsmän att erkänna honom i sitt hemland. 1849 fick han en professur vid universitetet i München.

Ohm upptäckte en enkel lag som fastställer ett förhållande mellan ström och spänning för en bit tråd (för en del av kretsen, för hela kretsen). Dessutom gjorde han regler som låter dig bestämma vad som kommer att förändras om du tar en tråd av en annan storlek. Ohms lag är formulerad enligt följande: strömstyrkan i en sektion av kretsen är direkt proportionell mot spänningen i denna sektion och omvänt proportionell mot sektionens resistans.

Joule-Lenz lag. Elektrisk ström i någon del av kretsen utför ett visst arbete. Låt oss till exempel ta en del av kretsen, mellan vars ändar det finns en spänning (U). Enligt definitionen av elektrisk spänning är arbetet som utförs när man flyttar en laddningsenhet mellan två punkter lika med U. Om strömstyrkan i en given sektion av kretsen är i, kommer laddningen att passera i tiden t, och därför den elektriska strömmens arbete i detta avsnitt kommer att vara:

Detta uttryck gäller för likström i alla fall, för alla delar av kretsen, som kan innehålla ledare, elmotorer etc. Strömeffekt, dvs. arbete per tidsenhet, är lika med:

Denna formel används i SI-systemet för att bestämma spänningsenheten.

Låt oss anta att kretsens sektion är en fast ledare. I det här fallet kommer allt arbete att förvandlas till värme, som kommer att släppas ut i denna ledare. Om ledaren är homogen och följer Ohms lag (detta inkluderar alla metaller och elektrolyter), då:

där r är ledarens resistans. I detta fall:

Denna lag härleddes först empiriskt av E. Lenz och, oberoende av honom, av Joule.

Det bör noteras att uppvärmning av ledare finner många tillämpningar inom teknik. De vanligaste och viktigaste bland dem är glödlampor.

Lagen för elektromagnetisk induktion. Under första hälften av 1800-talet upptäckte den engelske fysikern M. Faraday fenomenet magnetisk induktion. Detta faktum, efter att ha blivit många forskares egendom, gav en kraftfull impuls till utvecklingen av el- och radioteknik.

Under experimenten fick Faraday reda på att när antalet magnetiska induktionslinjer som penetrerar en yta som begränsas av en sluten slinga ändras, uppstår en elektrisk ström i den. Detta är grunden för fysikens kanske viktigaste lag - lagen om elektromagnetisk induktion. Strömmen som uppstår i kretsen kallas induktiv. På grund av det faktum att den elektriska strömmen uppstår i kretsen endast i fallet med externa krafter som verkar på fria laddningar, då med ett föränderligt magnetiskt flöde som passerar över ytan av en sluten krets, uppträder samma externa krafter i den. Verkan av yttre krafter i fysiken kallas den elektromotoriska kraften eller induktions-EMK.

Elektromagnetisk induktion förekommer också i öppna ledare. I fallet när ledaren korsar magnetfältslinjerna uppträder en spänning i dess ändar. Anledningen till uppkomsten av en sådan spänning är induktions-EMK. Om det magnetiska flödet som passerar genom den slutna kretsen inte ändras, visas inte den induktiva strömmen.

Genom att använda begreppet "EMF för induktion" kan man tala om lagen för elektromagnetisk induktion, dvs. induktionens EMF i en sluten slinga är lika i absolut värde med förändringshastigheten för det magnetiska flödet genom ytan som begränsas av slinga.

Lenz regel. Som vi redan vet uppstår en induktiv ström i ledaren. Beroende på förhållandena för dess utseende har den en annan riktning. Vid detta tillfälle formulerade den ryske fysikern Lenz följande regel: induktionsströmmen som uppstår i en sluten krets har alltid en sådan riktning att det magnetiska fältet den skapar inte tillåter det magnetiska flödet att förändras. Allt detta orsakar uppkomsten av en induktionsström.

Induktionsström, som alla andra, har energi. Det betyder att vid induktionsström uppstår elektrisk energi. Enligt lagen om bevarande och omvandling av energi kan den ovan nämnda energin endast uppstå på grund av mängden energi av någon annan typ av energi. Sålunda motsvarar Lenz regel helt lagen om bevarande och omvandling av energi.

Förutom induktion kan den så kallade självinduktionen dyka upp i spolen. Dess väsen är som följer. Om en ström uppträder i spolen eller dess styrka ändras, uppstår ett förändrat magnetfält. Och om det magnetiska flödet som passerar genom spolen ändras, uppstår en elektromotorisk kraft i den, som kallas EMF för självinduktion.

Enligt Lenz regel stör självinduktionens EMF när kretsen är sluten strömstyrkan och tillåter den inte att öka. När EMF-kretsen är avstängd minskar självinduktion strömstyrkan. I det fall då strömstyrkan i spolen når ett visst värde, slutar magnetfältet att förändras och självinduktions-EMK blir noll.

Den här artikeln visar att i modern fysik är begreppet elektrisk ström mytologiserat och har inga bevis för dess moderna tolkning.

Ur eterodynamikens synvinkel underbyggs presentationen av elektrisk ström som ett flöde av fotongas och förutsättningarna för dess existens.

Introduktion. I vetenskapshistorien kallades 1800-talet för elektricitetens århundrade. Det fantastiska 1800-talet, som lade grunden till den vetenskapliga och tekniska revolution som så förändrade världen, började med en galvanisk cell - det första batteriet, en kemisk strömkälla (voltaisk kolumn) och upptäckten av elektrisk ström. Studier av elektrisk ström, utförda i stor skala under de första åren av XIX-talet. gav impuls till elektricitetens inträngande i alla sfärer av mänskligt liv. Det moderna livet är otänkbart utan radio och tv, telefon, smartphone och dator, alla typer av belysnings- och värmeapparater, maskiner och apparater baserade på möjligheten att använda elektrisk ström.

Den utbredda användningen av elektricitet från de första dagarna av upptäckten av elektrisk ström är dock i djup motsägelse till dess teoretiska motivering. Varken artonhundratalet eller modern fysik kan svara på frågan: vad är en elektrisk ström? Till exempel i följande uttalande från Encyclopædia Britannica:

"Frågan: "Vad är elektricitet?", liksom frågan: "Vad är materia?", ligger utanför fysikens område och tillhör metafysikens område."

De första allmänt kända experimenten med elektrisk ström utfördes av den italienske fysikern Galvani i slutet av 1700-talet. En annan italiensk fysiker Volta skapade den första enheten som kan producera en långvarig elektrisk ström - en galvanisk cell. Volta visade att kontakten av olika metaller leder dem till ett elektriskt tillstånd och att från tillsatsen av en vätska som leder elektricitet till dem bildas en likström av elektricitet. Den ström som erhålls i det nämnda fallet kallas galvanisk ström och själva fenomenet kallas galvanism. Samtidigt är strömmen i Volts representation rörelsen av elektriska vätskor - vätskor.

En betydande förändring i förståelsen av essensen av elektrisk ström gjordes

M. Faraday. Han bevisade identiteten för vissa typer av el som kommer från olika källor. Det viktigaste arbetet var experimenten med elektrolys. Upptäckten togs som ett av bevisen på att rörlig elektricitet faktiskt är identisk med elektricitet på grund av friktion, det vill säga statisk elektricitet. Hans serie av geniala experiment om elektrolys fungerade som en övertygande bekräftelse på idén, vars essens är följande: om ämnet har en atomstruktur av naturen, får varje atom i elektrolysprocessen en viss mängd elektricitet.

1874 gjorde den irländske fysikern J. Stoney (Stony) en rapport i Belfast, där han använde Faradays elektrolyslagar som grund för atomteorin om elektricitet. Baserat på storleken på den totala laddningen som passerade genom elektrolyten, och en ganska grov uppskattning av antalet väteatomer som frigjordes på katoden, fick Stoney ett tal i storleksordningen 10 -20 C för en elementär laddning (i moderna enheter ). Denna rapport publicerades inte helt förrän 1881, då en tysk vetenskapsman

G. Helmholtz noterade i en av sina föreläsningar i London att om man accepterar hypotesen om grundämnens atomära struktur, kan man inte låta bli att komma till slutsatsen att elektricitet också är uppdelad i elementära delar eller "elektricitetsatomer". Denna slutsats av Helmholtz följde i huvudsak av resultaten av Faraday om elektrolys och liknade uttalandet från Faraday själv. Faradays studier av elektrolys spelade en grundläggande roll i utvecklingen av den elektroniska teorin.

1891 myntade Stoney, som stödde idén att Faradays elektrolyslagar innebar existensen av en naturlig laddningsenhet, termen "elektron".

Men snart förlorar termen elektron, introducerad av Stoney, sin ursprungliga essens. År 1892 H. Lorenz formar sin egen teori om elektroner. Enligt honom uppstår elektricitet från rörelsen av små laddade partiklar - positiva och negativa elektroner.

I slutet av XIX-talet. den elektroniska teorin om ledning började utvecklas. Början av teorin gavs 1900 av den tyske fysikern Paul Drude. Drudes teori ingick i fysikkurser under namnet den klassiska teorin om metallers elektriska ledningsförmåga. I denna teori liknas elektroner vid atomer av en idealisk gas som fyller kristallgittret i en metall, och den elektriska strömmen representeras som ett flöde av denna elektrongas.

Efter presentationen av Rutherford-modellen av atomen, en serie mätningar av den elementära laddningen på 20-talet av XX-talet. inom fysiken formades begreppet elektrisk ström slutligen som ett flöde av fria elektroner, de strukturella elementen i en materiaatom.

Modellen av fria elektroner visade sig dock vara inkonsekvent när det gäller att förklara essensen av elektrisk ström i flytande elektrolyter, gaser och halvledare. För att stödja den befintliga teorin om elektrisk ström introducerades nya elektriska laddningsbärare - joner och hål.

Baserat på ovanstående, i modern fysik, har det slutliga konceptet med moderna standarder formats: elektrisk ström är den riktade rörelsen av elektriska laddningsbärare (elektroner, joner, hål, etc.).

Rörelseriktningen för positiva laddningar tas som riktningen för den elektriska strömmen; om strömmen skapas av negativt laddade partiklar (till exempel elektroner), anses strömriktningen vara motsatt till partiklars rörelse.

Elektrisk ström kallas konstant om strömstyrkan och dess riktning inte förändras över tiden. För uppkomst och upprätthållande av ström i vilket medium som helst måste två villkor vara uppfyllda: - förekomsten av fria elektriska laddningar i mediet; — Skapande av ett elektriskt fält i mediet.

Denna representation av den elektriska strömmen visade sig emellertid vara ohållbar för att beskriva fenomenet supraledning. Dessutom, som det visade sig, finns det många motsägelser i den specificerade representationen av den elektriska strömmen när man beskriver funktionen hos nästan alla typer av elektroniska enheter. Behovet av att å ena sidan tolka begreppet elektrisk ström under olika förhållanden och i olika typer av elektroniska apparater, samt en missuppfattning av den elektriska strömmens väsen å andra sidan, har tvingat modern fysik att göra en elektron från en elektrisk laddningsbärare, "figaro" ("gratis", "snabb", "utslagen", "avges", "bromsande", "relativistisk", "foto", "termo" etc.), som till slut gav upp frågan" vad är elektrisk ström? in i en återvändsgränd.

Vikten av den teoretiska representationen av elektrisk ström under moderna förhållanden har vuxit avsevärt, inte bara på grund av den utbredda användningen av elektricitet i mänskligt liv, utan också på grund av de höga kostnaderna och tekniska genomförbarheten, till exempel vetenskapliga megaprojekt som genomförs av alla utvecklade länder. världen, där begreppet elektrisk ström spelar en betydande roll.

Eterdynamisk begrepp av elektrisk strömrepresentation. Av definitionen ovan följer att den elektriska strömmen är en riktad rörelse bärare av elektriska laddningar. Uppenbarligen är upptäckten av den fysiska essensen av den elektriska strömmen att lösa problemet med den fysiska essensen av den elektriska laddningen och vad som är bäraren av denna laddning.

Problemet med den elektriska laddningens fysiska väsen är inte ett löst problem, både av klassisk fysik och modern kvantfysik genom historien om elektricitetens utveckling. Lösningen av detta problem visade sig vara möjlig endast med användning av eterodynamikens metodik, ett nytt fysikbegrepp från 2000-talet.

Enligt den eterodynamiska definitionen: elektrisk laddning är ett mått på rörelsen av eterflödet ... . Elektrisk laddning är en egenskap som är inneboende i alla elementarpartiklar och endast. Elektrisk laddning är en teckenbestämd storhet, det vill säga alltid positiv.

Från den indikerade fysiska essensen av den elektriska laddningen följer felaktigheten i ovanstående definition av den elektriska strömmen när det gäller det faktum att joner, hål etc. kan inte vara orsaken till elektrisk ström på grund av det faktum att de inte är bärare av elektrisk laddning, eftersom de inte är element i den organisatoriska nivån av fysisk materia - elementarpartiklar (enligt definitionen).

Elektroner, som elementarpartiklar, har en elektrisk laddning, men enligt definitionen: är en av de grundläggande strukturella enheterna av materia, formelektronskal atomer , vars struktur bestämmer majoriteten av optiska, elektriska, magnetiska, mekaniska ochkemiska egenskaper ämnen kan inte vara mobila (gratis) bärare av elektrisk laddning. Den fria elektronen är en myt skapad av modern fysik för att tolka begreppet elektrisk ström, som inte har några praktiska eller teoretiska bevis. Uppenbarligen, så snart den "fria" elektronen lämnar ämnets atom och bildar en elektrisk ström, måste det verkligen ske förändringar i de fysikalisk-kemiska egenskaperna hos detta ämne (enligt definitionen), vilket inte observeras i naturen. Detta antagande bekräftades av experimenten från den tyske fysikern Karl Victor Eduard Rikke: "strömmens passage genom metaller (ledare av det första slaget) åtföljs inte av en kemisk förändring i dem." För närvarande har beroendet av de fysikalisk-kemiska egenskaperna hos ett ämne på närvaron av en eller annan elektron i en atom av ett ämne studerats väl och bekräftats experimentellt, till exempel i arbetet.

Det finns också en hänvisning till experiment som utfördes för första gången 1912 av L. I. Mandelstam och N. D. Papaleksi, men inte publicerade av dem. Fyra år senare (1916) publicerade R. C. Tolman och T. D. Stuart resultaten av sina experiment, som visade sig likna Mandelstams och Papaleksis. I modern fysik fungerar dessa experiment som en direkt bekräftelse på att fria elektroner bör betraktas som bärare av elektricitet i en metall.

För att förstå felaktigheten i dessa experiment räcker det att överväga schemat och metodiken för experimentet, där en induktansspole användes som en ledare, som snurrade runt sin axel och stoppade abrupt. Spolen var ansluten till en galvanometer med hjälp av glidkontakter, som registrerade förekomsten av tröghets-EMK. I själva verket kan vi säga att i detta experiment spelades rollen av yttre krafter som skapar EMF av tröghetskraften, d.v.s. om det finns fria laddningsbärare i metallen som har massa, då De måste lydatröghetslagen . Påstående " De måste lydatröghetslagen ” felaktigt i den meningen att, enligt nivåsynen i organiseringen av fysisk materia, lyder elektroner, som element i nivån "elementarpartiklar", endast lagarna för elektro- och gasdynamiken, dvs. mekanikens lagar (Newton) är inte tillämpligt på dem.

För att göra detta antagande övertygande, överväg det välkända problemet 3.1: beräkna förhållandet mellan elektrostatiska (Fe) och gravitationskrafter (Fgr) för interaktion mellan två elektroner, mellan två protoner.

Lösning: för elektroner Fe / Fgr = 4 10 42 , för protoner Fe / Fgr = 1,24 10 36 , d.v.s. gravitationskrafternas inverkan är så liten att det inte är nödvändigt att ta hänsyn till dem. Detta påstående gäller även för tröghetskrafterna.

Detta innebär att uttrycket för EMF (föreslagit av R. C. Tolman och T. D. Stewart), baserat på dess definition i termer av yttre krafter Fsida, som verkar på laddningarna inuti ledaren som utsätts för bromsning:

ε = 1/e ∫F sida∙dl,

felaktig i sin formulering, på grund av att Fsida → 0.

Icke desto mindre, som ett resultat av experimentet, observerades en kortvarig avvikelse av galvanometernålen, vilket kräver förklaring. För att förstå denna process bör man vara uppmärksam på själva galvanometern, för vilken den så kallade ballistiska galvanometern användes. Dess bruksanvisning har ett sådant alternativ.

En ballistisk galvanometer kan användas som webermeter (dvs mät magnetflödet genom en sluten ledare, såsom en spole), för detta kopplas en induktiv spole till ballistiska galvanometerns kontakter, som placeras i ett magnetfält. Om spolen efter det abrupt tas bort från magnetfältet eller roteras så att spolens axel är vinkelrät mot fältlinjerna, så är det möjligt att mäta laddningen som har passerat genom spolen på grund av elektromagnetisk induktion, tk. förändringen i det magnetiska flödet är proportionell mot den passerade laddningen, genom att kalibrera galvanometern därefter är det möjligt att bestämma förändringen i flödet hos webers.

Av det föregående är det uppenbart att användningen av en ballistisk galvanometer som en webermeter motsvarar metoden för experimentet av R. C. Tolman och T. D. Stewart om observation av tröghetsström i metaller. Frågan om källan till magnetfältet förblir öppen, vilket till exempel kan vara jordens magnetfält. Inverkan av ett externt magnetfält av R. C. Tolman och T. D. Stewart togs inte i beaktande och studerades inte, vilket ledde till mytologiseringen av resultaten av experimentet.

Kärnan i elektrisk ström. Av ovanstående följer att svaret på frågan, vad är elektrisk ström? är också en lösning på problemet med en elektrisk laddningsbärare. Utifrån befintliga idéer om detta problem är det möjligt att formulera ett antal krav som en elektrisk laddningsbärare måste uppfylla. Nämligen: bäraren av elektrisk laddning måste vara en elementarpartikel; bäraren av elektrisk laddning måste vara ett fritt och långlivat element; bäraren av elektrisk laddning får inte förstöra strukturen hos ämnets atom.

En enkel analys av de existerande fakta gör att vi kan dra slutsatsen att endast ett element av "elementarpartiklar" nivån av fysisk materia uppfyller ovanstående krav: en elementarpartikel - en foton.

Helheten av fotoner bildar tillsammans med mediet (etern) där de finns en fotongas.

Med hänsyn till fotonens fysiska natur och ovanstående information kan vi ge följande definition:

elektrisk ström är ett flöde av fotongas utformad för att transportera energi.

För att förstå mekanismen för elektrisk strömrörelse, överväg den välkända modellen för metangastransport. Förenklat inkluderar den en huvudledning som levererar metangas från ett gasfält till en konsumtionsplats. För att föra metangas genom huvudledningen måste villkoret vara uppfyllt - trycket av metangas i början av rörledningen måste vara större än metangastrycket vid dess ände.

I analogi med transporten av metangas, låt oss överväga ett schema för rörelse av elektrisk ström, bestående av ett batteri (källa för elektrisk ström), som har två kontakter "+" och "-" och en ledare. Om en metallledare är ansluten till batterikontakterna får vi en modell av rörelsen av en elektrisk ström, liknande transporten av metangas.

Villkoret för existensen av en elektrisk ström i en ledare, i analogi med modellen för transport av metangas, är närvaron av: en källa (gas) med ökat tryck, det vill säga en källa med hög koncentration av elektriska laddningsbärare; rörledning - ledare; gaskonsument, d.v.s. ett element som ger en minskning av gastrycket, d.v.s. ett element (drain) som ger en minskning av koncentrationen av elektriska laddningsbärare.

Skillnaden mellan elektriska kretsar från gas, vattenkraft, etc. är att strukturellt utförs source och drain i en nod (kemisk strömkälla-batteri, elektrisk generator, etc.). Mekanismen för flödet av elektrisk ström är som följer: efter anslutning av ledaren till batteriet, till exempel en kemisk strömkälla, inträffar en kemisk reduktionsreaktion i kontaktzonen "+" (anod), som ett resultat av vilka fotoner genereras, dvs en zon med ökad bärarkoncentration bildas elektrisk laddning. Samtidigt, i "-" kontaktzonen (katoden), under påverkan av fotoner som befinner sig i denna zon som ett resultat av flödet genom ledaren, inträffar en oxidationsreaktion (fotonförbrukning), dvs. en zon av minskad koncentration av elektriska laddningsbärare bildas. Bärare av elektrisk laddning (fotoner) från zonen med hög koncentration (källa) rör sig längs ledaren till zonen med låg koncentration (sjunka). Således är den tredje parts kraft eller elektromotorisk kraft (EMF) som tillhandahåller elektrisk ström i kretsen skillnaden i koncentration (tryck) av elektriska laddningsbärare (fotoner) som bildas som ett resultat av driften av en kemisk strömkälla.

Denna omständighet betonar återigen giltigheten av huvudslutsatsen av energidynamik, enligt vilken kraftfält (inklusive det elektriska fältet) skapas inte av massor, laddningar och strömmar av sig själva, utan av deras ojämna fördelning i rymden.

Baserat på den övervägda essensen av den elektriska strömmen är det absurda i erfarenheten av R. C. Tolman och T. D. Stewart om observation av tröghetsström i metaller uppenbar. Det finns för närvarande inget sätt att generera fotoner genom att ändra hastigheten på den mekaniska rörelsen hos någon makroskopisk kropp i naturen.

En intressant aspekt av ovanstående representation av den elektriska strömmen är dess jämförelse med representationen av begreppet "ljus", övervägt i arbetet: ljus är en ström av fotongas ... . Denna jämförelse låter oss dra slutsatsen att ljus är en elektrisk ström. Skillnaden i dessa begrepp ligger bara i den spektrala sammansättningen av fotoner som bildar ljus eller elektrisk ström, till exempel i metallledare. För en mer övertygande förståelse av denna omständighet, överväg ett schema för att generera elektrisk ström med hjälp av ett solbatteri. Flödet av solljus (fotoner i det synliga området) från källan (solen) når solbatteriet, som omvandlar det infallande ljuset till en elektrisk ström (fotonflöde), som tillförs konsumenten (avloppet) genom en metallledare . I det här fallet fungerar solbatteriet som en omvandlare av spektrumet av fotonflödet som emitteras av solen till spektrumet av fotoner av elektrisk ström i en metallledare.

Slutsatser. I modern fysik finns det inga bevis för att den elektriska strömmen är den riktade rörelsen av elektroner eller andra partiklar. Tvärtom, moderna idéer om elektronen, den elektriska laddningen och Rikkes experiment visar felaktigheten i detta begrepp om elektrisk ström.

Motiveringen av kravuppsättningen för bäraren av elektrisk laddning, med hänsyn till dess eterodynamiska väsen, gjorde det möjligt att fastställa att den elektriska strömmen det är en ström av fotongas utformad för att transportera energi.

Rörelsen av elektrisk ström utförs från zonen med hög koncentration av fotoner (källa) till zonen med låg koncentration (avlopp).

För att generera och bibehålla en ström i vilket medium som helst måste tre villkor vara uppfyllda: bibehålla (generering) en hög koncentration av fotoner i källzonen, närvaron av en ledare som säkerställer flödet av fotoner, och skapandet av en foton konsumtionszon i diskbänksregionen.

Elektricitet Elektron.

Bagotsky V.S., Skundin A.M. Kemiska strömkällor. – M.: Energoizdat, 1981. – 360 sid.

Etkin V.A. Energidynamik (syntes av teorier om energiöverföring och omvandling) - St Petersburg, Nauka, 2008. 409 sid.

Lyamin V.S., Lyamin D.V. Om ljusets hastighets konstanthet.

Lyamin V.S. , Lyamin D.V. Lvov