Ano ang kinuha na direksyon ng kasalukuyang sa circuit. Buksan ang aralin "pagkilos ng electric current at direksyon nito"

Sa ilang mga sangkap, ang ilang mga electron ay napakahina na nakagapos sa mga positibong singil na matatagpuan sa nuclei ng atom. Ang mga tinatawag na half-free electron na ito ay maaaring lumipat mula sa isang atom patungo sa isa pa at sa interatomic space.

Ang mga sangkap na may libre at semi-libreng electron ay tinatawag na conductor agos ng kuryente. Ang mga naturang sangkap ay pangunahing kasama ang mga metal, karbon, mga solusyon ng mga asing-gamot, acid at alkalis. Ang ibang mga substance na may kakaunting libre at semi-libreng electron ay tinatawag na nonconductor, insulators, o dielectrics. Ang mga dielectric ay hangin at iba pang mga gas, salamin, porselana, goma, tuyong puno at marami pang ibang sangkap. Sa normal na estado, ang mga libreng electron sa mga conductor ay random na gumagalaw (chaotically) sa loob ng substance in iba't ibang direksyon at kasama iba't ibang bilis. Patuloy silang bumabangga sa mga atomo ng bagay, pinatumba ang mga bagong electron mula sa kanila, pinapalitan ang kanilang sarili, atbp.

Kumuha tayo ng dalawang metal plate (Larawan 4). Positibong singilin natin ang isa sa mga ito (i.e., lilikha tayo ng kakulangan ng mga electron sa loob nito), at ang isa ay negatibo (i.e., lilikha tayo ng labis na mga electron). Ang potensyal ng unang plato ay magiging positibo, at ang potensyal ng pangalawang plato ay magiging negatibo, ibig sabihin, isang potensyal na pagkakaiba ang lumitaw sa pagitan ng mga plato. Kung ang mga plate na ito ay konektado sa bawat isa sa pamamagitan ng isang konduktor (metal wire), kung gayon ang mga libreng electron, na labis sa kanang plato, sa ilalim ng impluwensya ng mga puwersa. electric field ang mga plato ay dadaloy sa connecting conductor sa kaliwang plato. Ang mga electron ay palaging lumilipat mula sa lugar kung saan sila ay labis, ibig sabihin, mula sa minus, hanggang sa kung saan sila ay kulang, ibig sabihin, sa plus. Kaya, lilitaw ang isang maayos na paggalaw ng mga libreng electron sa konduktor, na tinatawag na electric current.

Sa kasong ito, ang mga electrically oppositely charged plate ay pinagmumulan ng kasalukuyang at, kasama ang connecting wire, ay bumubuo ng closed electrical circuit.

Sa halimbawa sa itaas, ang paggalaw ng mga electron (i.e., electric current) sa isang konduktor na nagkokonekta sa dalawang sisingilin na metal plate ay hindi maaaring mapanatili. Ang bilang ng mga electron sa positibong plato ay tataas, at sa negatibong plato ito ay bababa. Pagkaraan ng ilang oras, ang labis na mga electron sa kanang plato ay nagbabayad para sa kanilang kakulangan sa kaliwang plato at ang mga plato ay makakakuha ng parehong potensyal. Sa sandaling ito, ang kasalukuyang sa konduktor ay titigil;

kaya, isang kinakailangang kondisyon Para sa daloy ng kuryente sa isang konduktor, mayroong potensyal na pagkakaiba (boltahe) sa pagitan ng mga dulo nito. Upang lumikha ng potensyal na pagkakaiba na nagpapanatili ng pangmatagalang electric current sa isang closed circuit, ginagamit ang mga device na tinatawag na electric current sources.

Ang potensyal na pagkakaiba ng isang bukas na kasalukuyang mapagkukunan (sa kasong ito, ang mga plate na hindi konektado sa isa't isa ng isang konduktor) ay tinatawag puwersa ng electromotive(pinaikling e.m.f.).

Ang electromotive force, tulad ng boltahe, ay sinusukat sa volts, kilovolts, millivolts at microvolts, depende sa magnitude nito. Ang mga libreng electron sa isang conductor ay lumipat mula sa isang mababang potensyal patungo sa isang mas mataas (i.e. mula sa minus hanggang plus). Ang direksyong ito ng paggalaw ng elektron ay tinatawag na totoo o tunay. Gayunpaman, sa electrical engineering ay karaniwang tinatanggap na ang kasalukuyang dumadaloy mula sa plus hanggang minus. Ang direksyong ito ng kasalukuyang ay ganap na naitatag nang hindi sinasadya kahit na bago ang pagtuklas ng mga elementarya na particle - mga electron. Ang kondisyong direksyon ng kasalukuyang ito ay karaniwang tinatawag na teknikal. Dapat tandaan na ang direksyon ng kasalukuyang ay itinuturing na kabaligtaran sa aktwal na paggalaw ng mga electron sa konduktor (tingnan ang Fig. 4). Ang isang electric current na palaging dumadaloy sa isang circuit sa isang direksyon at may pare-pareho (constant) na halaga ay tinatawag na direktang kasalukuyang.

Ang bilang ng mga electron na gumagalaw sa direksyon at ang kanilang average na bilis ng paggalaw ay tumutukoy sa dami ng kuryente na dumadaan sa bawat yunit ng oras sa pamamagitan ng cross-section ng conductor, ibig sabihin, ang kasalukuyang lakas.

Samakatuwid, ang electric current sa isang conductor ay ang dami ng kuryente na dumadaan sa cross-section ng conductor sa isang segundo.

Ang yunit na ginamit upang sukatin ang kasalukuyang ay ang ampere (dinaglat bilang a). Ang isang ampere ay tumutugma sa pagpasa ng 6.3 10 18 electron bawat segundo sa pamamagitan ng cross section ng conductor. Ang isang kasalukuyang ng isang ampere na dumadaan sa isang solusyon ng silver nitrate ay naglalabas ng 1.118 mg ng pilak bawat segundo. "Minsan ang current ay ipinahayag sa mas maliliit na dami - thousandths ng isang ampere (milliamps) at millionths ng isang ampere (microamps). Ang milliamp ay tinutukoy ng mga letrang ma, at isang microamp ng mga letrang mka. 1 a = 1000 ma-1000000 mka .

Dapat pansinin na ang bilis ng paggalaw ng elektron sa isang konduktor ay napakaliit at sinusukat sa mga fraction ng isang sentimetro o milimetro bawat segundo. Ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na ang mga electron ay patuloy na nagbabanggaan sa mga particle ng conductor. Gayunpaman, ang bilis ng kasalukuyang pagpapalaganap sa wire ay napakataas at umabot sa bilis ng liwanag, ibig sabihin, 300,000 km/sec. Kung ang isang kasalukuyang lumitaw sa isang dulo ng isang kawad, ito ay kumakalat halos kaagad sa buong konduktor, dahil ang lahat ng mga electron ng konduktor ay sabay-sabay na nagsisimulang gumalaw.

Upang maisagawa ang pagkalkula at pagsusuri ng mga de-koryenteng circuit, kinakailangang malaman hindi lamang ang mga halaga ng ibinigay na EMF, boltahe o alon, kundi pati na rin ang kanilang mga direksyon, dahil tinutukoy ng huli ang mga palatandaan ng mga termino sa mga expression ng pagkalkula. Sa pagsasaalang-alang na ito, ito ay nagkakahalaga ng pag-alala sa mga direksyon ng mga alon, boltahe at emf na tinanggap sa pisika.

Ang direksyon ng kasalukuyang ay itinuturing na direksyon ng paggalaw ng mga positibong singil.

Para sa direksyon ng boltahe sa pagitan ng anumang mga punto de-koryenteng circuit kunin ang direksyon kung saan lilipat ang mga positibong singil sa pagitan ng mga puntong ito sa ilalim ng impluwensya ng mga puwersa ng electric field, ibig sabihin, mula sa mas mataas na potensyal patungo sa mas mababa.

Ang direksyon ng EMF sa pagitan ng mga terminal ng source o aktibong receiver ay itinuturing na direksyon kung saan ang mga positibong singil ay lilipat sa ilalim ng impluwensya ng mga puwersa ng panlabas na field, ibig sabihin, mula sa mas mababa hanggang sa mas mataas na potensyal.

Kaya, sa electrical circuit Fig. 1.1, at ang potensyal ng point a ay mas malaki kaysa sa potensyal ng point b (φa > φb), samakatuwid ang boltahe ay nakadirekta mula sa point a hanggang point b, at ang emf E ay mula sa point b hanggang point a.

Sa seksyong atb na naglalaman ng mga passive na elemento, ang mga positibong singil ay gumagalaw sa ilalim ng impluwensya ng mga puwersa ng electric field mula sa mas mataas na potensyal patungo sa mas mababang isa; ang mga direksyon ng boltahe at kasalukuyang sa seksyong ito ay nag-tutugma. Sa lugar bpa na naglalaman ng pinagmulan enerhiyang elektrikal, ang mga positibong singil ay gumagalaw sa ilalim ng impluwensya ng EMF mula sa isang mas mababang potensyal hanggang sa isang mas mataas, ang direksyon ng kasalukuyang sa naturang seksyon ay tumutugma sa direksyon ng EMF at kabaligtaran sa direksyon ng boltahe.

Para sa kaginhawahan ng karagdagang pagtatanghal, tatawagin namin ang mga direksyon sa itaas na tunay na direksyon.

Ang pagkalkula at pagsusuri ng anumang mga de-koryenteng circuit ay maaaring gawin gamit ang mga pangunahing batas ng mga de-koryenteng circuit: Batas ng Ohm, ang una at pangalawang batas ni Kirchhoff. Ginagamit din ang mga batas na ito upang bigyang-katwiran ang iba't ibang mga pamamaraan na nagpapasimple sa pagkalkula at pagsusuri ng mga circuit.

Pagre-record ng mga expression ayon sa mga batas ni Ohm at Kirchhoff, iba't ibang pamamaraan ang pagkalkula at pagsusuri, pati na ang mga formula ng pagkalkula, ay isinasagawa na isinasaalang-alang ang ilang mga direksyon ng parehong ibinigay na dami (halimbawa, EMF, mga boltahe o mga alon) at mga dami na tutukuyin.

Kapag kinakalkula at sinusuri ang mga de-koryenteng circuit, ang mga direksyon ng ibinigay at nais na dami ay ipinahiwatig sa mga diagram na may mga arrow, sila ay itinuturing na positibo (E > 0, U > 0 at I > 0) at samakatuwid ay tinatawag na mga positibong direksyon.

Para sa mga positibong direksyon ng ibinigay at hinahangad na mga halaga sa DC kunin ang kanilang aktwal na direksyon.

Kung hindi sila halata, maaari kang magtakda ng mga positibong direksyon nang arbitraryo, dahil ang mga palatandaan lamang ng mga hinahanap na dami, at hindi ang kanilang mga halaga, ay nakasalalay sa pagpili ng ilang mga positibong direksyon. Bilang mga positibong direksyon ng mga dami na nagbabago ng kanilang aktwal na mga direksyon sa paglipas ng panahon, tulad ng sa mga kalkulasyon o circuit analysis AC

, tukuyin ang isa sa kanilang dalawang posibleng direksyon, na isinasaalang-alang kung saan ang pagkalkula ay isinasagawa.

Kung, bilang resulta ng pagkalkula o pagsusuri, ang alinman sa mga hinahangad na dami ay lumabas na positibo, nangangahulugan ito na ito ay aktwal na nakadirekta tulad ng ipinapakita sa diagram sa pamamagitan ng arrow;

ang isang negatibong halaga ng nais na dami ay nagpapahiwatig ng kabaligtaran ng direksyon nito. Nalalapat din ang nasa itaas sa mga dami na nagbabago ang aktwal na direksyon sa paglipas ng panahon.

Ang aklat ay gumagamit ng International System of Units (SI), kung saan ang pangunahing yunit ng emf, boltahe, at potensyal ay 1 volt (1 V). Bilang karagdagan sa yunit ng 1 volt, sa pagsasanay ang yunit ng 1 kilovolt (1 kV = 103 V) at 1 millivolt (1 mV = 10-3 V) ay ginagamit.

• Ang pangunahing yunit ng kasalukuyang ay 1 ampere (1 A). Para sa kasalukuyang, ginagamit din ang mga unit na 1 milliamp (1 mA = 10-3 A) at 1 microamp (1 µA = 10-6 A). Gamit ang mga diskarte sa pag-aaral na nakabatay sa problema, turuan ang mga mag-aaral, nagtatrabaho sa mga grupo, upang makamit ang isang karaniwang layunin.
• Pangkalahatang edukasyon: Sa proseso ng gawaing pang-eksperimento, alamin kung anong mga aksyon ang maaaring gawin ng electric current. Ipakilala sa mga mag-aaral ang mga pag-iingat sa kaligtasan kapag nagtatrabaho sa mga de-koryenteng aparato. Ipakita ang praktikal na oryentasyon ng materyal na pinag-aaralan.
• Developmental: Upang bumuo ng isang siyentipiko-materyalistikong pananaw sa mundo, upang bumuo lohikal na pag-iisip, bumuo ng ideya ng proseso siyentipikong kaalaman. Paunlarin ang kakayahang makinig at marinig, magtanim ng kultura ng gawaing pangkaisipan.

Kagamitan: Mga rectifier, wire na may mga socket, susi, magnet, tripod, stand, carbon at silver electrodes, solusyon tansong sulpate, pinakuluang tubig, risistor, bombilya sa isang stand, sukat, thermometer, mga pako, wire, coil ng wire, table sa board, electrical circuit diagram, card, interactive whiteboard.

Pag-unlad ng aralin

1. sandali ng organisasyon.

Sabihin ang paksa at layunin ng aralin.

2. Ipahayag ang survey sa materyal na sakop:

1. Ano ang electric current?
2. Ilista ang mga kondisyon para sa pagkakaroon ng electric current.
3. Anong mga sisingilin na particle ang maaaring lumahok sa pagbuo ng electric current?
4. Ano ang lumilikha at nagpapanatili ng mahabang panahon electric field sa isang kadena?
5. Ano ang kasalukuyang pinagmumulan?
6. Ano ang layunin nito?
7. Anong mga uri ng kasalukuyang pinagkukunan ang pamilyar sa iyo?
8. Iugnay ang kasalukuyang pinagmumulan sa enerhiya kung saan ang enerhiya ay na-convert sa elektrikal na enerhiya.

Ang klase ay nahahati sa tatlong grupo para sa karagdagang gawain ng mga bata sa mga pangkat. Ang bawat pangkat ay binibigyan ng isang kard na may mga gawaing pang-eksperimentong gawain ( Appendix 1) at worksheet ng mag-aaral ( Appendix 2).

3. Pagpapaliwanag ng bagong materyal (akitin ang atensyon ng mga bata sa worksheet):

Punan ng mga mag-aaral ang mga patlang sa mga pangungusap sa worksheet kapag nagpapaliwanag ng electric current sa mga metal at ang direksyon ng electric current.

1. Agos ng kuryente sa mga metal.

Ang mga metal sa solid state ay may kristal na istraktura.

Ang mga positibong ion ay matatagpuan sa mga node ng kristal na sala-sala ng mga metal, at ang mga electron ay gumagalaw sa espasyo sa pagitan nila. Ang mga electron ay hindi nakagapos sa nuclei ng kanilang mga atomo at gumagalaw nang random, kaya naman tinawag silang libre.

Ang negatibong singil ng lahat ng mga libreng electron ay katumbas ng ganap na halaga sa positibong singil ng lahat ng mga ion ng sala-sala. kaya lang Sa ilalim ng normal na mga kondisyon, ang metal ay neutral sa kuryente.

Kung ang isang electric field ay nilikha sa mga metal, pagkatapos ay ang mga libreng electron ay magsisimulang lumipat sa direksyon sa ilalim ng impluwensya mga puwersang elektrikal. Nagaganap ang electric current. Ang lahat ng mga electron ay nagsisimulang lumipat sa parehong direksyon kasama ang buong haba ng konduktor, ngunit may nananatiling isang random na paggalaw sa pagitan nila (isang kawan ng midges na lumilipat patungo sa hangin).

Ang electric current sa mga metal ay ang nakaayos na paggalaw ng mga libreng electron.

Ang bilis ng paggalaw ng mga electron mismo sa isang konduktor sa ilalim ng impluwensya ng isang electric field ay maliit (ilang mm bawat segundo).

Ngunit bakit halos agad na umiilaw ang bombilya kapag nakasara ang electrical circuit?

Lumalabas na ang electric field ay kumakalat sa napakalaking bilis (malapit sa C = 300,000 km/s) kasama ang buong haba ng konduktor. Sa ilalim ng impluwensya ng isang electric field, ang libreng e, na matatagpuan hindi lamang sa mga konduktor ng supply, kundi pati na rin sa spiral ng lampara, ay pumasok sa iniutos na paggalaw.

Samakatuwid, kapag pinag-uusapan nila ang bilis ng pagpapalaganap ng electric current sa isang conductor, ang ibig nilang sabihin ay ang bilis ng pagpapalaganap ng electric field kasama ang conductor (pagkumpleto ng gawain sa mga worksheet).

Sa mga metal, ang electric current ay ang ordered movement ng mga electron (negatively charged particles). kasi Pangunahing makakatagpo tayo ng electric current sa mga metal; konduktor ng kuryente(i.e. mula sa “–” pole ng source hanggang sa “+”).

Nagaganap din ang kasalukuyang sa mga electrolyte - mga solusyon ng mga acid, salts, at alkalis.

Ang electric current sa electrolytes ay ang nakaayos na paggalaw ng mga ions ng parehong mga palatandaan.

Ngunit ang tanong ng direksyon ng electric current ay lumitaw nang matagal bago ang pagtuklas ng mga electron at ions. Noong panahong iyon, pinaniniwalaan na ang parehong "+" at "–" na singil ay maaaring ilipat sa lahat ng konduktor.

Ang direksyon ng electric current ay kinuha na ang direksyon kung saan ang "+" na mga singil ay maaaring lumipat sa konduktor, i.e. mula sa "+" hanggang sa "–", at dahil Ang kundisyong ito ay isinasaalang-alang sa lahat ng mga batas at panuntunan ng electric current, pagkatapos pagkatapos ng pagtuklas ng mga electron at ions, walang nagbago. (Ipahiwatig ang direksyon ng kasalukuyang sa mga diagram ng worksheet).

3. Mga pagkilos ng electric current.

Isaalang-alang natin ang 2 konduktor. Posible ba ayon sa kanila hitsura matukoy kung ang electric current ay dumadaloy sa kanila o hindi? (karanasan sa demonstration table) Ang pag-aaral sa mga epekto ng electric current ay makatutulong sa paglutas ng problemang ito.

Ang mga epekto ng electric current ay ang mga phenomena na naobserbahan sa pagkakaroon ng electric current sa circuit. Ang mga pagkilos na ito ay ginagamit upang hatulan ang daloy ng electric current sa isang partikular na circuit, dahil imposibleng direktang obserbahan ang paggalaw ng mga sisingilin na particle sa isang konduktor.

Alamin natin kung anong mga aksyon ang maaaring gawin ng electric current. Upang gawin ito, hahatiin namin sa 4 na grupo, ang bawat isa ay makakatanggap ng sarili nitong card na may isang pang-eksperimentong gawain. Kapag nagtatrabaho sa mga grupo, hindi mo lamang dapat isagawa ang iminungkahing eksperimento, ngunit dapat ding gumuhit ng ilang mga konklusyon mula sa mga obserbasyon at maunawaan kung ano ang epekto ng kasalukuyang naobserbahan mo sa panahon ng mga eksperimento sa trabaho. Matapos makumpleto ang gawaing pang-eksperimento, ang isang tao mula sa pangkat ay magsasalita tungkol sa kanyang mga obserbasyon, at ang pangalawang tao, sa panahon ng kuwento, ay maingat na pupunuin ang ibinigay na talahanayan sa pisara.

Mga pagkilos ng electric current.

Mga pangalan ng pagkilos ng electric current
Mga device
Scheme
Aplikasyon

4. Bago magsimula sa trabaho, tandaan natin ang mga pag-iingat sa kaligtasan:

Ang katawan ng tao ay isang konduktor. Kung nagkataon na nalaman ng isang tao ang kanyang sarili na nakalantad sa 24V na boltahe, kung gayon sa karamihan ng mga kaso ay hindi niya maiiwasan ang pinsala o maging ang kamatayan. Samakatuwid, ang sinumang tao na nakikitungo sa kuryente ay dapat kailangan mong tandaan ang mga sumusunod na patakaran:

1. Napakadelikado na hawakan ang dalawang nakalantad na wire sa magkabilang kamay nang sabay.
2. Napakadelikadong hawakan ang hubad na kawad habang nakatayo sa lupa, sa mamasa-masa o semento na sahig.
3. Mapanganib na gumamit ng mga sira na electrical appliances.
4. Hindi ka maaaring mag-assemble, mag-disassemble, o ayusin ang anumang bagay de-koryenteng kasangkapan nang hindi tinatanggal ito sa pinagmumulan ng kuryente.
5. Hindi ka maaaring magsagawa ng anumang mga operasyon gamit ang mga electrical fitting nang hindi dinidiskonekta ang mga ito mula sa network.

Sa panahon ng aralin, gumagamit kami ng life-safe na boltahe na 4V. Ngunit ang mga tuntuning nakasaad sa itaas ay dapat sundin.

5. Pangkatang gawain gamit ang mga kard, mga ulat ng pangkat, sistematisasyon ng mga natuklasan sa isang talahanayan sa pisara at sa mga worksheet.

6. Pagpapatibay ng natutunang materyal gamit ang mga gawain sa pagsubok

(kung saan ang bilang ng mga tamang sagot ay tumutugma sa iyong iskor). (