Çfarë është rryma elektrike? Kushtet për ekzistimin e rrymës elektrike: karakteristikat dhe veprimet

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2023-12-17 10:40

Rryma elektrike është një ngarkesë elektrike në lëvizje. Mund të marrë formën e një shkarkimi të papritur të elektricitetit statik, si rrufeja. Ose mund të jetë një proces i kontrolluar në gjeneratorë, bateri, solare ose qeliza karburanti. Sot do të shqyrtojmë vetë konceptin e "rrymës elektrike" dhe kushtet për ekzistencën e një rryme elektrike.

Energjia elektrike

Shumica e energjisë elektrike që përdorim vjen në formën e rrymës alternative nga rrjeti elektrik. Është krijuar nga gjeneratorë që punojnë sipas ligjit të induksionit të Faradeit, për shkak të të cilit një fushë magnetike e ndryshueshme mund të induktojë një rrymë elektrike në një përcjellës.

Gjeneratorët kanë mbështjellje rrotulluese teli që kalojnë nëpër fusha magnetike ndërsa atorrotullimi. Ndërsa mbështjelljet rrotullohen, ato hapen dhe mbyllen në lidhje me fushën magnetike dhe krijojnë një rrymë elektrike që ndryshon drejtimin me çdo kthesë. Rryma kalon nëpër një cikël të plotë përpara dhe prapa 60 herë në sekondë.

Gjeneratorët mund të mundësohen nga turbina me avull të ngrohura nga qymyri, gazi natyror, nafta ose një reaktor bërthamor. Nga gjeneratori, rryma kalon nëpër një seri transformatorësh, ku tensioni i tij rritet. Diametri i telave përcakton sasinë dhe forcën e rrymës që mund të bartin pa mbinxehje dhe humbje të energjisë, dhe voltazhi kufizohet vetëm nga sa mirë janë izoluar telat nga toka.

Është interesante të theksohet se rryma bartet vetëm nga një tel, jo nga dy. Dy anët e tij caktohen si pozitive dhe negative. Megjithatë, meqenëse polariteti i rrymës alternative ndryshon 60 herë në sekondë, ato kanë emra të tjerë - të nxehtë (linjat e energjisë së trungut) dhe të tokëzuar (kalojnë nën tokë për të përfunduar qarkun).

Pse na duhet energjia elektrike?

Elektriciteti ka shumë përdorime: ai mund të ndriçojë shtëpinë tuaj, të lajë dhe thajë rrobat, të ngrejë derën e garazhit, të ziejë ujë në një kazan dhe të fuqizojë sende të tjera shtëpiake që e bëjnë jetën tonë shumë më të lehtë. Megjithatë, aftësia e rrymës për të transmetuar informacion po bëhet gjithnjë e më e rëndësishme.

Kur lidhet me internetin, një kompjuter përdor vetëm një pjesë të vogël të rrymës elektrike, por kjo është diçka pa të cilën një person modernnuk mund ta imagjinoj jetën e tij.

Koncepti i rrymës elektrike

Ashtu si një rrjedhë lumi, një rrjedhë molekulash uji, një rrymë elektrike është një rrjedhë e grimcave të ngarkuara. Çfarë është ajo që e shkakton atë dhe pse nuk shkon gjithmonë në të njëjtin drejtim? Kur dëgjoni fjalën rrjedhë, çfarë mendoni? Ndoshta do të jetë një lumë. Është një lidhje e mirë, sepse kjo është arsyeja pse rryma elektrike mori emrin e saj. Është shumë e ngjashme me rrjedhën e ujit, vetëm se në vend që molekulat e ujit të lëvizin përgjatë kanalit, grimcat e ngarkuara lëvizin përgjatë përcjellësit.

Ndër kushtet e nevojshme për ekzistencën e një rryme elektrike, ekziston një artikull që parashikon praninë e elektroneve. Atomet në një material përçues kanë shumë nga këto grimca të ngarkuara të lira që notojnë rreth dhe midis atomeve. Lëvizja e tyre është e rastësishme, kështu që nuk ka rrjedhje në asnjë drejtim të caktuar. Çfarë duhet për të ekzistuar një rrymë elektrike?

Kushtet për ekzistencën e rrymës elektrike përfshijnë praninë e tensionit. Kur aplikohet në një përcjellës, të gjitha elektronet e lira do të lëvizin në të njëjtin drejtim, duke krijuar një rrymë.

Kurioz për rrymën elektrike

Gjëja interesante është se kur energjia elektrike transmetohet përmes një përcjellësi me shpejtësinë e dritës, vetë elektronet lëvizin shumë më ngadalë. Në fakt, nëse do të ecnit me qetësi pranë një teli përçues, shpejtësia juaj do të ishte 100 herë më e madhe seelektronet lëvizin. Kjo për faktin se ata nuk kanë nevojë të udhëtojnë distanca të mëdha për të transferuar energji tek njëri-tjetri.

Rrymë direkte dhe alternative

Sot përdoren gjerësisht dy lloje të ndryshme të rrymës - direkte dhe alternative. Në të parën, elektronet lëvizin në një drejtim, nga ana "negative" në anën "pozitive". Rryma alternative i shtyn elektronet përpara dhe mbrapa, duke ndryshuar drejtimin e rrjedhës disa herë në sekondë.

Gjeneratorët që përdoren në termocentrale për të prodhuar energji elektrike janë projektuar për të prodhuar rrymë alternative. Ndoshta nuk e keni vënë re kurrë se drita në shtëpinë tuaj po dridhet ndërsa drejtimi aktual ndryshon, por kjo ndodh shumë shpejt që sytë ta dallojnë.

Cilat janë kushtet për ekzistimin e rrymës elektrike direkte? Pse na duhen të dy llojet dhe cili është më i mirë? Këto janë pyetje të mira. Fakti që ne ende përdorim të dy llojet e rrymës sugjeron që të dyja shërbejnë për qëllime specifike. Që në shekullin e 19-të, ishte e qartë se transmetimi efikas i energjisë në distanca të gjata midis një termocentrali dhe një shtëpie ishte i mundur vetëm në tensione shumë të larta. Por problemi ishte se dërgimi i tensionit vërtet të lartë ishte jashtëzakonisht i rrezikshëm për njerëzit.

Zgjidhja e këtij problemi ishte zvogëlimi i stresit jashtë shtëpisë përpara se ta dërgonte brenda. Deri më sot, rryma elektrike direkte përdoret për të transmetuar të mëdhadistanca, kryesisht për shkak të aftësisë së saj për t'u kthyer lehtësisht në tensione të tjera.

Si funksionon rryma elektrike

Kushtet për ekzistencën e një rryme elektrike përfshijnë praninë e grimcave të ngarkuara, një përcjellës dhe tension. Shumë shkencëtarë kanë studiuar elektricitetin dhe kanë zbuluar se ekzistojnë dy lloje të tij: statike dhe aktuale.

Është e dyta që luan një rol të madh në jetën e përditshme të çdo personi, pasi është një rrymë elektrike që kalon nëpër qark. Ne e përdorim atë çdo ditë për të furnizuar me energji shtëpitë tona dhe më shumë.

Çfarë është rryma elektrike?

Kur ngarkesat elektrike qarkullojnë në një qark nga një vend në tjetrin, prodhohet një rrymë elektrike. Kushtet për ekzistencën e një rryme elektrike përfshijnë, përveç grimcave të ngarkuara, praninë e një përcjellësi. Më shpesh është një tel. Qarku i tij është një qark i mbyllur në të cilin rryma rrjedh nga një burim energjie. Kur qarku është i hapur, ai nuk mund ta përfundojë udhëtimin. Për shembull, kur drita në dhomën tuaj është e fikur, qarku është i hapur, por kur qarku është i mbyllur, drita është e ndezur.

Fuqia aktuale

Kushtet për ekzistencën e një rryme elektrike në një përcjellës ndikohen shumë nga një karakteristikë e tillë e tensionit si fuqia. Kjo është një masë e sasisë së energjisë që po përdoret gjatë një periudhe kohore.

Ka shumë njësi të ndryshme për të cilat mund të përdorenshprehjet e kësaj karakteristike. Sidoqoftë, fuqia elektrike matet pothuajse në vat. Një vat është i barabartë me një xhaul në sekondë.

Ngarkesë elektrike në lëvizje

Cilat janë kushtet për ekzistencën e një rryme elektrike? Mund të marrë formën e një shkarkimi të papritur të elektricitetit statik, si rrufeja ose një shkëndijë nga fërkimi me një leckë leshi. Megjithatë, më shpesh, kur flasim për rrymë elektrike, nënkuptojmë një formë më të kontrolluar të energjisë elektrike që i bën dritat dhe pajisjet të funksionojnë. Shumica e ngarkesës elektrike bartet nga elektronet negative dhe protonet pozitive brenda atomit. Megjithatë, këto të fundit janë kryesisht të imobilizuara brenda bërthamave atomike, kështu që puna e transferimit të ngarkesës nga një vend në tjetrin bëhet nga elektronet.

Elektronet në një material përçues të tillë si një metal janë kryesisht të lirë të lëvizin nga një atom në tjetrin përgjatë brezave të tyre të përcjelljes, të cilat janë orbitat më të larta të elektroneve. Një forcë ose tension i mjaftueshëm elektromotor krijon një çekuilibër ngarkese që mund të shkaktojë që elektronet të lëvizin nëpër një përcjellës si një rrymë elektrike.

Nëse vizatojmë një analogji me ujin, atëherë marrim, për shembull, një tub. Kur hapim një valvul në njërin skaj për të lënë ujin të hyjë në tub, nuk duhet të presim që ai ujë të punojë deri në fund të tubit. Ne marrim ujë në skajin tjetër pothuajse menjëherë, sepse uji që vjen e shtyn ujin që është tashmë në tub. Kjo është ajo që ndodh kur ka një rrymë elektrike në tela.

Rryma elektrike: kushtet për ekzistencën e rrymës elektrike

Rryma elektrike zakonisht shihet si një rrjedhë elektronesh. Kur dy skajet e baterisë lidhen me njëri-tjetrin me një tel metalik, kjo masë e ngarkuar rrjedh nëpër tela nga një skaj (elektrodë ose pol) i baterisë në anën e kundërt. Pra, le të emërtojmë kushtet për ekzistencën e një rryme elektrike:

1. Grimcat e ngarkuara.
2. Explorer.
3. Burimi i tensionit.

Megjithatë, jo gjithçka është kaq e thjeshtë. Cilat kushte janë të nevojshme për ekzistencën e një rryme elektrike? Kësaj pyetje mund t'i përgjigjeni më në detaje duke parë karakteristikat e mëposhtme:

• Diferenca e mundshme (tensioni). Ky është një nga parakushtet. Midis 2 pikave duhet të ketë një ndryshim potencial, që do të thotë se forca refuzuese që krijohet nga grimcat e ngarkuara në një vend duhet të jetë më e madhe se forca e tyre në një pikë tjetër. Burimet e tensionit, si rregull, nuk ndodhin në natyrë, dhe elektronet shpërndahen mjaft në mënyrë të barabartë në mjedis. Megjithatë, shkencëtarët arritën të shpiknin disa lloje pajisjesh ku mund të grumbullohen këto grimca të ngarkuara, duke krijuar kështu tensionin shumë të nevojshëm (për shembull, në bateri).
• Rezistenca elektrike (përçues). Ky është kushti i dytë i rëndësishëm që është i nevojshëm për ekzistencën e një rryme elektrike. Kjo është rruga përgjatë së cilës udhëtojnë grimcat e ngarkuara. Vetëm ato materiale që lejojnë elektronet të lëvizin lirshëm veprojnë si përcjellës. Të njëjtat nëtë cilat nuk e kanë këtë aftësi quhen izolatorë. Për shembull, një tel metalik do të jetë një përcjellës i shkëlqyer, ndërsa mbështjellja e tij prej gome do të jetë një izolues i shkëlqyer.

Duke studiuar me kujdes kushtet për shfaqjen dhe ekzistencën e rrymës elektrike, njerëzit ishin në gjendje të zbusnin këtë element të fuqishëm dhe të rrezikshëm dhe ta drejtonin atë për të mirën e njerëzimit.