ძაბვა და დენი. როგორ განსხვავდება ელექტრული დენი ძაბვისგან. რა არის ძაბვა? ვიდეო: რა არის ძაბვა

სულელური კითხვაა, ამბობ? Არაფერს. გამოცდილებამ აჩვენა, რომ ამდენ ადამიანს არ შეუძლია მასზე სწორი პასუხის გაცემა. ენა ასევე იწვევს გარკვეულ დაბნეულობას: მნიშვნელობა დამახინჯებულია გამოთქმაში "იყიდება 12 ვ DC დენის წყარო". სინამდვილეში, ამ შემთხვევაში, რა თქმა უნდა, ჩვენ ვგულისხმობთ ძაბვის წყაროს და არა დენს, რადგან ვოლტებში დენი არ იზომება, მაგრამ ამის თქმა ჩვეულებრივი არ არის. ყველაზე სწორი იქნებოდა ითქვას - "მუდმივი ძაბვის ენერგია 12 ვოლტი" და შეგიძლიათ დაწეროთ "კვების წყარო = 12V" სადაც სიმბოლო "=" ნიშნავს რომ ეს არის მუდმივი ძაბვა და არა მონაცვლეობა. თუმცა, ამ წიგნშიც ჩვენ ხანდახან "შევცდებით" - ენა არის ენა.

ამ ყველაფრის გასაგებად, ჯერ გავიხსენოთ სახელმძღვანელოდან მიღებული მკაცრი განმარტებები (მათი დამახსოვრება ძალიან სასარგებლო საქმიანობაა!). ამრიგად, მიმდინარე, უფრო ზუსტად, მისი სიდიდე, არის ელექტრული მუხტის რაოდენობა, რომელიც მიედინება გამტარის განივი მონაკვეთზე დროის ერთეულში: / = Qlt. დენის ერთეულს ეწოდება "ამპერი", ხოლო მისი განზომილება SI სისტემაში არის კულომბები წამში, ამ ფაქტის ცოდნა ჩვენთვის სასარგებლო იქნება მოგვიანებით.

ძაბვის განმარტება გაცილებით დამაბნეველი ჩანს - ძაბვის სიდიდე არის განსხვავება ელექტრული პოტენციალში სივრცის ორ წერტილს შორის. იგი იზომება ვოლტებში და ამ გაზომვის ერთეულის განზომილებაა ჯოული ერთ კულონზე, ანუ U - EIQ. რატომ ხდება ასე, ადვილი გასაგებია ძაბვის სიდიდის მკაცრი განსაზღვრის მნიშვნელობის გააზრებაში: 1 ვოლტი არის ისეთი პოტენციური სხვაობა, რომლის დროსაც მუხტის მოძრაობა 1 კულუმში მოითხოვს ენერგიის ხარჯვას 1 ჯოული.

ამ ყველაფრის მკაფიოდ ხილვა შესაძლებელია გამტარის შედარებისას მილთან, რომლის მეშვეობითაც წყალი მიედინება. ამგვარი შედარებისას, დენის სიდიდე შეიძლება წარმოვიდგინოთ როგორც წამში წყლის მოცულობის (ნაკადის სიჩქარე) რაოდენობა (ეს არის საკმაოდ ზუსტი ანალოგია) და ძაბვა, როგორც წნევის სხვაობა მილის შესასვლელსა და გამოსავალში. ყველაზე ხშირად, მილები მთავრდება ღია სარქველით, ისე, რომ გამოსასვლელი წნევა უდრის ატმოსფერულ წნევას და ის შეიძლება მივიღოთ ნულოვან დონეზე. ანალოგიურად, ელექტრო სქემებში არის საერთო მავთული (ან "საერთო ავტობუსი" - მოკლედ რომ ვთქვათ, მას ხშირად უწოდებენ "მიწას", თუმცა ეს არ არის ზუსტი - ჩვენ ამ საკითხს მოგვიანებით დავუბრუნდებით), რომლის პოტენციალი მიიღება ნულის ტოლად და რომლის მიმართაც წრეში ყველა ძაბვა იკითხება. ჩვეულებრივ (მაგრამ არა ყოველთვის!), მიკროსქემის ძირითადი დენის წყაროს უარყოფითი ტერმინალი აღებულია როგორც საერთო მავთული.

ასე რომ, დავუბრუნდეთ სათაურში დასმულ კითხვას: მაშ რა განსხვავებაა დენსა და ძაბვას შორის? სწორი პასუხი ასე ჟღერდა: დენი არის ელექტროენერგიის რაოდენობა, ხოლო ძაბვა არის მისი პოტენციური ენერგიის საზომი. ფიზიკაში გამოუცდელი თანამოსაუბრე, რა თქმა უნდა, დაიწყებს თავის ქნევას, ცდილობს გაიგოს და შემდეგ შეიძლება ასეთი ახსნა. წარმოიდგინეთ ქვა დაცემული. თუ ის მცირეა (ელექტროენერგიის რაოდენობა მცირეა), მაგრამ ეცემა დიდი სიმაღლიდან (ძაბვა მაღალია), მაშინ მას შეუძლია ისეთივე უბედურება გამოიწვიოს როგორც დიდი ქვა (ბევრი ელექტროენერგია), მაგრამ დაბალი სიმაღლიდან ვარდნა (ძაბვა დაბალია).

ძაბვა და დენი არის რაოდენობრივი ცნებები, რომლებიც ყოველთვის უნდა გვახსოვდეს, როდესაც საქმე ელექტრონულ სქემებს ეხება. ისინი ჩვეულებრივ იცვლებიან დროთა განმავლობაში, წინააღმდეგ შემთხვევაში მიკროსქემის მოქმედება არ არის საინტერესო.

ძაბვა (სიმბოლო U, ზოგჯერ E). ძაბვა ორ წერტილს შორის არის ენერგია (ან სამუშაო), რომელიც იხარჯება ერთი პოზიტიური მუხტის გადატანა დაბალი პოტენციალის წერტილიდან მაღალი პოტენციალის წერტილში (ანუ პირველ წერტილს აქვს უფრო უარყოფითი პოტენციალი ვიდრე მეორე) რა სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ეს არის ენერგია, რომელიც გამოიყოფა მაშინ, როდესაც ერთეული მუხტი „სრიალებს“ მაღალი პოტენციალიდან დაბალზე. ძაბვას ასევე უწოდებენ პოტენციურ განსხვავებას ან ელექტროძრავის ძალას. ძაბვის გაზომვის ერთეული არის ვოლტი. როგორც წესი, ძაბვა იზომება ვოლტებში (V), კილოვოლტებში, მილივოლტებში ან მიკროვოლტებში (იხ. განყოფილება "პრეფიქსები მრავალჯერადი და გაზომვის ქვეგანყოფილების ფორმირებისათვის", დაბეჭდილი მცირე ზომის ბეჭდვით). იმისათვის, რომ გადავიდეს მუხტი 1 კულუმს შორის, რომელსაც აქვს 1 ვოლტის პოტენციური განსხვავება, აუცილებელია 1 ჯოულის მუშაობა. (გულსაკიდი ემსახურება ელექტრული მუხტის საზომ ერთეულს და დაახლოებით ტოლია დაახლოებით ელექტრონების მუხტის.) ძაბვა, იზომება ნანოვოლტებში ან მეგავოლტებში, იშვიათია; თქვენ დარწმუნდებით ამაში მთელი წიგნის წაკითხვით.

ჩვენ ვაძლევთ გენერატორების ძაბვის გამომწვევთა სახელებს, მაგალითად: ბატარეები და ბატარეები. სხვა ტექნიკას, როგორიცაა მაცივარი, სარეცხი მანქანა, უთო, ბლენდერი, არ აქვს ღილაკი, რომელიც ძაბვის რეგულირების საშუალებას გაძლევთ. იმ შემთხვევაში, თუ ერთ -ერთი ასეთი მოწყობილობა ჩართულია მწარმოებლის მიერ მითითებულ ძაბვაზე მაღალი ძაბვით, ის თითქმის მაშინვე ანათებს.

თუ ის დაკავშირებულია მითითებულზე დაბალ ძაბვასთან, ან მოწყობილობა არ მუშაობს ან ცუდად მუშაობს. სიმძლავრე არის ელექტრული რაოდენობა, რომელიც მიუთითებს მოწყობილობის მიერ ელექტროენერგიის მოხმარებაზე მისი მუშაობის ყოველ მომენტში. მაგალითად, თუ ნათურის სიმძლავრეა 100 ვატი, ეს ნიშნავს, რომ ის მოიხმარს 100 ჯოულს ელექტროენერგიას ყოველ წამს. ელექტრო მოწყობილობების უმეტესობას აქვს მხოლოდ სიმძლავრის სიმძლავრე, მაგრამ არის ისეთებიც, რომლებიც ერთზე მეტ ღირებულებას მოიტანს, მაგალითად ელექტრო საშხაპე.

მიმდინარე (სიმბოლო). დენი არის სიჩქარე, რომლის დროსაც ელექტრული მუხტი მოძრაობს წერტილში. დენის გაზომვის ერთეული არის ამპერი. ჩვეულებრივ, დენი იზომება ამპერებში (A), მილიამპერებში, მიკროამპერებში

ნანოამპერები და ზოგჯერ პიკოამპერები. 1 ამპერიანი დენი იქმნება 1 კულონის მუხტის გადაადგილებით 1 წამის ტოლ დროში. ჩვენ შევთანხმდით ვივარაუდოთ, რომ წრეში დენი მიედინება უფრო პოზიტიური პოტენციალის მქონე წერტილიდან უფრო უარყოფითი პოტენციალის წერტილში, თუმცა ელექტრონი საპირისპირო მიმართულებით მოძრაობს.

ამ შემთხვევაში, მას ჩვეულებრივ აქვს მნიშვნელობა ზაფხულის პოზიციისთვის, ხოლო მეორე - ზამთრისთვის. ზაფხულში, როდესაც წყალი ნაკლებად ათბობს, ღირებულება უფრო დაბალია. ზამთარში, როდესაც წყალი უფრო თბება, ენერგიის ღირებულება უფრო მაღალია და, შესაბამისად, ელექტროენერგიის მოხმარებაც უფრო მაღალია.

ის იზომება kWh, რაც ნიშნავს კილოგრამ ვატ საათს. ეს კილოგრამი უდრის კილოგრამს, კილომეტრს და ნიშნავს 000 -ჯერ. უკვე ვატ-საათი არის ელექტროენერგიის საზომი. მიუხედავად იმისა, რომ ეს შეიძლება უცნაურად მოგეჩვენოთ. ეს ვატ-საათი არის ენერგიის ერთეული. გახსოვდეთ, რომ ვატი არის სიმძლავრის ერთეული და საათი დროის ერთეულისთვის. ამრიგად, ვატ-საათი არის ენერგიის პროდუქტი დროთა განმავლობაში და 1 კვტ.სთ უდრის 000 ვტ-საათს. ამ ეტაპზე, ჩვენ შეგვიძლია ავიღოთ სინათლის მძივები სტუდენტებთან განსახილველად.

დაიმახსოვრე: ძაბვა ყოველთვის იზომება წრის ორ წერტილს შორის, დენი ყოველთვის მიედინება წრედის წერტილში ან მიკროსქემის რომელიმე ელემენტში.

თქვენ არ შეგიძლიათ თქვათ "ძაბვა რეზისტორში" - ეს გაუნათლებელია. თუმცა, ისინი ხშირად საუბრობენ ძაბვაზე წრედის ნებისმიერ წერტილში. ამ შემთხვევაში, ისინი ყოველთვის გულისხმობენ ძაბვას ამ წერტილსა და „მიწას“ შორის, ანუ წრედის ისეთ წერტილს, რომლის პოტენციალი ყველასთვის ცნობილია. თქვენ მალე შეეგუებით ძაბვის გაზომვის ამ მეთოდს.

ელექტრული დენი არის რაოდენობა, რომლის ღირებულება დამოკიდებულია მოწყობილობის სიმძლავრეზე, ასევე ძაბვაზე, რომელზეც ის მუშაობს. მაგალითად, 100 ვტ ნათურა, რომელიც შეფასებულია 110 ვოლტზე, მოითხოვს უფრო მეტ ელექტრულ დენს, როდესაც იგი დაკავშირებულია იმავე ძაბვის 60 ვატიანი ძაბვით. სწორედ ამიტომ 100 ვტ ნათურა უფრო კაშკაშაა ვიდრე 60 ვტ ნათურა.

არსებობს ორი სახის ელექტრული დენი: პირდაპირი დენი, რომელიც მიეწოდება ბატარეებს და ალტერნატიული დენი, რომელიც მიეწოდება ელექტროსადგურებიდან სახლებს, ინდუსტრიებს და ა. ალტერნატიულ დენს აქვს მნიშვნელობა, რომელიც იცვლება დიაპაზონში ერთი და იგივე ელექტრული მოწყობილობის მუშაობის დროს.

ძაბვა იქმნება ელექტრული მუხტის მოქმედებით მოწყობილობებში, როგორიცაა ბატარეები (ელექტროქიმიური რეაქციები), გენერატორები (მაგნიტური ძალების ურთიერთქმედება), მზის უჯრედები (ფოტონერგეტიკის ფოტოელექტრონული ეფექტი) და ა. ჩვენ ვიღებთ დენს წრედის წერტილებს შორის ძაბვის გამოყენებით.

აქ, ალბათ, შეიძლება გაჩნდეს კითხვა, მაგრამ როგორია სინამდვილეში ძაბვა და დენი, როგორ გამოიყურება ისინი? ამ კითხვაზე პასუხის გასაცემად, უმჯობესია გამოიყენოთ ელექტრონული მოწყობილობა, როგორიცაა ოსცილოსკოპი. ის შეიძლება გამოყენებულ იქნას ძაბვის (და ზოგჯერ დენის) დასაკვირვებლად, როგორც დროის ფუნქცია. ჩვენ გამოვიყენებთ oscilloscopes და voltmeters კითხვებს სიგნალების დასახასიათებლად. დასაწყისისთვის, ჩვენ გირჩევთ, რომ გადახედოთ დანართს A, რომელიც ეხება ოსცილოსკოპს და Sec. "უნივერსალური საზომი ინსტრუმენტები", დაბეჭდილი მცირე ზომის ბეჭდვით.

ამ შემთხვევაში, ეს ეხება ელექტროენერგიის წარმოქმნის დანადგარებში მიღებული ალტერნატიული დენის მახასიათებელს. ბრაზილიაში ალტერნატიული დენის სიხშირეა 60 ჰერცი, ანუ 60 ციკლი წამში. არის ქვეყნები, როგორიცაა პორტუგალია და პარაგვაი, სადაც სიხშირეა 50 ჰერცი.

ცოტაოდენი გაგება სულების შესახებ

და ზაფხულისთვის. რომელ პოზიციაზეა დენი უფრო დიდი?

• რა ენერგიის გარდაქმნას ასრულებს სული?
• სად მდებარეობს ის?
• როდის ცხელდება წყალი?
• რეზისტორი იყოფა ორ ნაწილად.
• რა პოზიცია აქვს ზამთრის პოზიციას?

ზაფხულის მდგომარეობაში წყლის გათბობა უფრო დაბალია და შეესაბამება ქვედა საშხაპე ძალას. ზამთრის პოზიციაზე გათბობა უფრო მაღალია და შეესაბამება უფრო მაღალ სიმძლავრეს.

რეალურ სქემებში, ჩვენ ელემენტებს ვუკავშირდებით ერთმანეთთან მავთულის, ლითონის გამტარების გამოყენებით, რომელთაგან თითოეულს თითოეულ წერტილში აქვს იგივე ძაბვა (ვთქვათ, მიწასთან მიმართებაში). მაღალი სიხშირის ან დაბალი წინაღობის რეგიონში, ეს განცხადება მთლად სიმართლეს არ შეესაბამება და თავის დროზე ჩვენ განვიხილავთ ამ საკითხს. ახლა ავიღოთ ეს ვარაუდი რწმენაზე. ჩვენ აღვნიშნეთ ეს იმისთვის, რომ გესმოდეთ, რომ რეალური წრე არ უნდა გამოიყურებოდეს მისი სქემატური წარმოდგენის სახით, რადგან მავთულები შეიძლება სხვადასხვა გზით იყოს დაკავშირებული.

ზამთარსა და ზაფხულში კავშირი შეესაბამება ერთსა და იმავე ძაბვას, სხვადასხვა სიმძლავრეს. ჭრილობის მავთულის სისქე - რეზისტორი - რომელსაც ჩვეულებრივ უწოდებენ "წინააღმდეგობას" - იგივეა. ზამთარსა და ზაფხულში კავშირი მიიღება სხვადასხვა სიგრძის რეზისტორების გამოყენებით. ზაფხულში, ერთი და იგივე მავთულის უმეტესობა გამოიყენება კავშირისთვის, ხოლო ზამთრის კავშირი ხდება მავთულის მცირე ნაწილის გამოყენებით, ზაფხულის პოზიციაზე უფრო დიდი მონაკვეთი გამოიყენება.

ზამთრის შეერთებისას რეზისტორში დენი უნდა იყოს უფრო მაღალი ვიდრე ზაფხულის პოზიციაში, რაც იძლევა სიმძლავრის გაზრდას და, შესაბამისად, გათბობას. როდესაც სტრესი, მასალა და სისქე ინახება მუდმივი, ჩვენ შეგვიძლია გავაკეთოთ შემდეგი ურთიერთობა შემდეგი ცხრილის მიხედვით.

დაიმახსოვრე რამდენიმე მარტივი წესი მიმდინარეობასა და ძაბვასთან დაკავშირებით.

1. დენების ჯამი, რომელიც მიედინება წერტილში, უდრის მისგან მომდინარე დინების ჯამს (მუხტის კონსერვაცია). ამ წესს ზოგჯერ უწოდებენ კირხჰოფის კანონს დინებისათვის. ინჟინრებს მოსწონთ წრედის ასეთ წერტილს კვანძი უწოდონ. შედეგი გამომდინარეობს ამ წესიდან: სერიულ წრეში (რომელიც წარმოადგენს ელემენტების ჯგუფს, რომელსაც აქვს ორი ბოლო და დაკავშირებულია ამ ბოლოებით ერთმანეთთან), დენი ყველა წერტილში ერთნაირია.

თუ ჩვენ გვაქვს 100 ვტ ნათურა 110 ვ ძაბვით, გვაქვს სიმძლავრე P და იგივე ნათურა 220 ვ ძაბვით, რა სიმძლავრეა ამ შემთხვევაში? ქვემოთ მოცემულია კლასში მოსწავლეებთან აქტივობების მაგალითები. ამ აქტივობებში მოსწავლეები ისწავლიან მულტიმეტრის მუშაობას, ძაბვის, დენებისა და სხვათა გაზომვას.

საჭირო მასალები: მულტიმეტრი, ბატარეები და მავთულები. თუ მასწავლებელს აქვს რეზისტორები გამოყენებისათვის, მცირე სქემების კონფიგურაცია შესაძლებელია და მეტი შინაარსის შესწავლა. სურათი 2 - ჩადეთ ბატარეები, როგორც ეს მოცემულია ქვემოთ მოცემულ ფიგურაში. ამ შეკრებაზე ჩვენ შევძელით გავზომოთ პოტენციური სხვაობა ორ ნათურას შორის.

2. როდესაც ელემენტები დაკავშირებულია პარალელურად (სურ. 1.1), ძაბვა თითოეულ ელემენტზე იგივეა. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ძაბვის ჯამი A და B წერტილებს შორის, რომელიც იზომება ამ წერტილების დამაკავშირებელი მიკროსქემის ნებისმიერ განშტოებაზე, იგივეა და უდრის ძაბვას A და B წერტილებს შორის. ზოგჯერ ეს წესი ჩამოყალიბებულია შემდეგნაირად: წრედის ნებისმიერ დახურულ წრეში ძაბვის ვარდნის ჯამი ნულია. ეს არის კირჰჰოფის კანონი სტრესებისთვის.

სურათი 3 - აქ ჩვენ გავზომოთ სოკეტის პოტენციური სხვაობა. ფიგურა 4 - ღირებულება მიღებული ფიგურა 3. მითითებით, ექსპერიმენტებიდან მოსწავლეებმა შეძლეს ძაბვის დადგენა მიმდინარეობის წინააღმდეგ, სამი გაზომვა საკმარისია გრაფიკის ქცევის დასანახად.

მასწავლებელს შეუძლია განიხილოს ხაზის ფერდობზე და სიმძლავრეზე. ძაბვა, დენი, ომი და სიმძლავრე. ძაბვა შეიძლება შევადაროთ შენობას, რაც უფრო მაღალია, უფრო მაღალია ძაბვა შენობაში, რაც უფრო დაბალია ეს უკანასკნელი, მით უფრო დაბალია ძაბვა. ელექტრონიკაში, მსგავსება ხშირად გამოიყენება ანალოგიურად, უბრალოდ იმ თემის ახსნით, რომელიც ამ ხრიკების გარეშე ძნელი იქნება ფრენაში აღქმა. როგორც სურათზე ხედავთ, თითოეული სართული ღირს 10 ვოლტი. პირველი შენობა შედგება თვითმფრინავისგან, ასე რომ ღირს 10 ვ, მეორე შედგება 4 და მესამე 3 -ით.

3. წრედის მიერ მოხმარებული სიმძლავრე (დროის ერთეულზე შესრულებული სამუშაო) განისაზღვრება შემდეგნაირად:

გავიხსენოთ როგორ განვსაზღვრეთ ძაბვა და დენი და ვიღებთ რომ სიმძლავრე არის: (სამუშაო / დატენვა) (მუხტი / დრო). თუ ძაბვა U იზომება ვოლტებში და მიმდინარე I არის ამპერებში, მაშინ სიმძლავრე P გამოიხატება ვატებში. სიმძლავრე 1 ვატი არის 1 ჯოული მუშაობა 1 წამში.

სტრესი პირველ სართულზეა, მაგრამ თუ სხვა ბმულები შეიქმნა, ყველაფერი შეიცვლება. თუ ყველაფერი გათვალისწინებულია მე -2 კორპუსში, პირველი არის -30V, მეორე არის 0 და მესამე არის -10V. კონცეფციის უკეთ გასაგებად, უბრალოდ იფიქრეთ იმაზე, თუ როგორ უნდა შეხედოთ შენობებს.

თუ შეხედავთ მე -3 კორპუსს, დაინახავთ, რომ პირველი შენობა 20 სართულით გადადის -20 ვოლტამდე, მეორე შენობა 10 ვოლტზე მეტია და მესამე სადაც უყურებთ 0 ვოლტს. რაც უფრო მეტი ელექტრონი გადის წამში, მით უფრო დიდი დინება გადის გამტარში. დენის ბუნება წარმოიქმნება იმ მახასიათებლისაგან, რომელსაც ორი სხეული აქვს კონტაქტში, რომელშიც ისინი ცდილობენ მიიღონ თანაბარი ელექტრული მუხტი ენერგიის დონის აღმოსაფხვრელად, ამ ელექტრონულ ცვლას ეწოდება "დენი". მიმდინარეობა გამოხატულია ამპერში, სახელი, რომელიც მომდინარეობს მისი აღმომჩენის, ფრანგი ფიზიკოსის ანდრე მარი ამპერის სახელიდან.

ენერგია იშლება როგორც სითბო (ჩვეულებრივ) ან ზოგჯერ იხარჯება მექანიკურ მუშაობაზე (ძრავები), გარდაიქმნება რადიაციულ ენერგიად (ნათურები, გადამცემები) ან გროვდება (ბატარეები, კონდენსატორები). რთული სისტემის შემუშავებისას, ერთ-ერთი მთავარი საკითხია მისი თერმული დატვირთვის დადგენა (ავიღოთ, მაგალითად, კომპიუტერი, რომელშიც ბევრი კილოვატი ელექტროენერგია, რომელიც სივრცეში იშლება სითბოს სახით, ხდება რამოდენიმე ნაწილის პროდუქტი. პრობლემის გადაჭრის შედეგების გვერდები).

ეს კანონი უკავშირებს ძაბვას და დენს სხვა პარამეტრს, სახელწოდებით "წინააღმდეგობა". შეიძლება ითქვას, რომ დენი პირდაპირ პროპორციულია ძაბვასთან და უკუპროპორციულია წინააღმდეგობასთან. ომის კანონის ფორმულა და მისი დასკვნები ასეთია. ომის კანონიდან გამომდინარე ამ ფორმულებით შეიძლება მოგვარდეს სხვადასხვა სახის პრობლემები. პირველ ფიგურაში შეგიძლიათ გამოთვალოთ ბრუნვის მიმდინარეობა უბრალო წრეში, რომელიც წარმოიქმნება ნათურის, ბატარეის და გამტარის მიერ.

ნათურას აქვს ძაფი, რომელსაც აქვს გარკვეული წინააღმდეგობა. ეს სხვა ფიგურა ასახავს ძაბვის მიღებას ინკანდესენტური ნათურის დენისა და წინააღმდეგობის გაცნობიერებით. კიდევ ერთი გვიჩვენებს, თუ როგორ უნდა გამოვთვალოთ ძაფის წინააღმდეგობა ბატარეის ძაბვისა და წრეში მიმოქცევის დენის ცოდნით.

მომავალში, როდესაც ვსწავლობთ პერიოდულად ცვალებად დენებს და ძაბვებს, ჩვენ მოგვიწევს განზოგადება მარტივი გამოთქმისა, რათა დავადგინოთ საშუალო სიმძლავრის მნიშვნელობა. ამ ფორმით, ის მოქმედებს მყისიერი სიმძლავრის მნიშვნელობის დასადგენად.

სხვათა შორის, გახსოვდეთ, რომ თქვენ არ გჭირდებათ ახლანდელი ამპერაჟის გამოძახება - ეს გაუნათლებელია. თქვენ ასევე არ შეგიძლიათ რეზისტორს უწოდოთ წინააღმდეგობა. რეზისტორები განიხილება შემდეგ ნაწილში.

ელექტრონიკაში არის კომპონენტები სახელწოდებით "რეზისტორები", რომლებსაც აქვთ გარკვეული რაოდენობის წინააღმდეგობა. მათი პოვნა შესაძლებელია ელექტრონიკის მაღაზიაში ან გადამამუშავებელ ტელევიზორთა სარემონტო სამუშაოებისთვის, თუმცა ინტერნეტით მათ შეუძლიათ იყიდონ ყველგან ან მოიპოვონ მოძველებული ან მოძველებული ტექნიკით. გვერდითი ფიგურა გვიჩვენებს ლითონების წინააღმდეგობას.

სიმენსი ფიზიკოს ვერნერ ფონ სიმენსის სახელს ატარებს. ელექტრო წყლის გამაცხელებელიდან ცხელი წყლის გამოყენებისას ან ელექტრო ღუმელზე საჭმლის მომზადების ან გათბობისას, ის გაუცნობიერებლად იყენებს ჯოულის ეფექტს, რომლის წინააღმდეგობაც ამ ტიპის ტექნიკის ან მომხმარებლების ნაწილია.

მხოლოდ რამდენიმე მათგანს შეუძლია გააცნობიეროს, რომ ალტერნატიული და პირდაპირი დენი გარკვეულწილად განსხვავებულია. რომ აღარაფერი ვთქვათ, დავასახელოთ კონკრეტული განსხვავებები. ამ სტატიის მიზანია ამ ფიზიკური სიდიდეების ძირითადი მახასიათებლების ახსნა იმ თვალსაზრისით, რაც გასაგებია ადამიანებისთვის ტექნიკური ცოდნის ბარგის გარეშე, ასევე ამ საკითხთან დაკავშირებული რამდენიმე ძირითადი კონცეფციის უზრუნველყოფა.

ვიზუალიზაციის სირთულეები

ადამიანების უმეტესობას უჭირს გაითავისოს ისეთი ცნებები, როგორიცაა "წნევა", "რაოდენობა" და "ნაკადი", რადგან ისინი ყოველდღიურად ხვდებიან მათ. მაგალითად, ადვილი გასაგებია, რომ ყვავილების მორწყვისას ნაკადის გაზრდა გაზრდის ბაღის შლანგიდან გამომავალ წყალს, ხოლო წყლის წნევის გაზრდა გამოიწვევს მის სწრაფ და ძლიერ მოძრაობას.

ელექტრული ტერმინები, როგორიცაა "ძაბვა" და "დენი", როგორც წესი, ძნელი გასაგებია, რადგან თქვენ ვერ ხედავთ და არ გრძნობთ ელექტროენერგიას, რომელიც მოძრაობს კაბელებსა და ელექტრულ სქემებში. ახალბედა ელექტრიკოსისთვისაც კი უკიდურესად ძნელია ვიზუალიზაცია, რაც ხდება მოლეკულურ დონეზე ან თუნდაც ნათლად გააზრება რა არის, მაგალითად, ელექტრონი. ეს ნაწილაკი ადამიანის სენსორული შესაძლებლობების საზღვრებს მიღმაა, მისი დანახვა და შეხება შეუძლებელია, გარდა იმ შემთხვევებისა, როდესაც მათი გარკვეული რაოდენობა არ გადის ადამიანის სხეულში. მხოლოდ ამის შემდეგ დაზარალებული აუცილებლად შეიგრძნობს მათ და განიცდის იმას, რასაც ჩვეულებრივ ელექტრო შოკს უწოდებენ.

თუმცა, ღია კაბელები და მავთულები ადამიანების უმეტესობისთვის სრულიად უვნებელია, მხოლოდ იმიტომ, რომ ისინი ვერ ხედავენ ელექტრონებს, მხოლოდ ელოდება მიიღონ უმცირესი წინააღმდეგობის გზა, რომელიც ჩვეულებრივ დედამიწაა.

Ანალოგი

გასაგებია, რატომ ადამიანების უმეტესობას არ შეუძლია წარმოიდგინოს რა ხდება ჩვეულებრივი გამტარებისა და კაბელების შიგნით. იმის ახსნა, რომ რაღაც მოძრაობს ლითონზე ეწინააღმდეგება საღი აზროვნებას. თავის ყველაზე ძირითად დონეზე, ელექტროენერგია დიდად არ განსხვავდება წყლისგან, ამიტომ მისი ძირითადი კონცეფციების ათვისება საკმაოდ ადვილია ელექტრული წრე სანტექნიკის სისტემასთან შედარებისას. წყალსა და ელექტროენერგიას შორის მთავარი განსხვავება ისაა, რომ პირველი ავსებს რაღაცას, თუ მოახერხებს მილიდან გაქცევას, ხოლო მეორეს ელექტრონების გადასატანად სჭირდება გამტარი. მილების სისტემის ვიზუალიზაციით, უმრავლესობისთვის უფრო ადვილია ტექნიკური ტერმინოლოგიის გაგება.

დაძაბულობა, როგორც ზეწოლა

ძაბვა ძალიან ჰგავს ელექტრონების წნევას და მიუთითებს რამდენად სწრაფად და რა ძალით მოძრაობენ ისინი გამტარში. ეს ფიზიკური რაოდენობა ექვივალენტურია მრავალი თვალსაზრისით, მათ შორის მათი დამოკიდებულება მილსადენის კაბელის სიმტკიცესთან. ისევე როგორც ზედმეტი წნევა არღვევს მილს, ასევე ზედმეტი ძაბვა ანადგურებს ან ამცირებს გამტარის დამცველს.

მიმდინარე როგორც ნაკადი

მიმდინარე არის ელექტრონების ნაკადი, რაც მიუთითებს რამდენი ელექტრონი მოძრაობს კაბელის გასწვრივ. რაც უფრო მაღალია ის, მით მეტი ელექტრონი გადის გამტარში. ისევე, როგორც დიდი რაოდენობით წყალი მოითხოვს სქელ მილებს, უფრო მაღალი დენები მოითხოვს უფრო სქელ კაბელებს.

ბევრი სხვა ტერმინი შეიძლება აიხსნას წყლის მარყუჟის მოდელის გამოყენებით. მაგალითად, ენერგიის გენერატორები შეიძლება ჩაითვალოს წყლის ტუმბოებად, ხოლო ელექტრული დატვირთვა შეიძლება ჩაითვალოს წყლის წისქვილზე, რომელიც ტრიალებს წყლის ნაკადსა და წნევას. ელექტრონული დიოდებიც კი შეიძლება ჩაითვალოს წყლის სარქველებად, რომლებიც წყალს მხოლოდ ერთი მიმართულებით უშვებენ.

დ.კ

რა განსხვავებაა პირდაპირ და ალტერნატიულ დენს შორის, ცხადი ხდება უკვე სახელიდან. პირველი არის ელექტრონების მოძრაობა ერთი მიმართულებით. ძალიან ადვილია მისი ვიზუალიზაცია წყლის წრიული მოდელის გამოყენებით. საკმარისია წარმოიდგინოთ, რომ წყალი მიედინება მილში ერთი მიმართულებით. ჩვეულებრივი DC გენერატორი მოწყობილობებია მზის უჯრედები, ბატარეები და დინამოები. თითქმის ნებისმიერი მოწყობილობა შეიძლება შეიქმნას, რომ იკვებებოდეს ასეთი წყაროს საშუალებით. ეს თითქმის დაბალი ძაბვის და პორტატული ელექტრონიკის ექსკლუზიური სფეროა.

პირდაპირი დენი საკმაოდ მარტივია და ემორჩილება ომის კანონს: U = I × R. ის იზომება ვატებში და უდრის: P = U × I.

მისი მარტივი განტოლებებისა და ქცევის გამო, პირდაპირი დენის კონცეპტუალიზაცია შედარებით ადვილია. ტომას ედისონის მიერ მე -19 საუკუნეში შემუშავებული პირველი ელექტროგადამცემი სისტემები მხოლოდ მას იყენებდა. თუმცა, განსხვავება ალტერნატიულ და პირდაპირ დენებში მალევე გამოჩნდა. ამ უკანასკნელის მნიშვნელოვან დისტანციებზე გადაცემას თან ახლდა დიდი დანაკარგები, ამიტომ რამდენიმე ათეული წლის შემდეგ იგი შეიცვალა ნიკოლა ტესლას მიერ შემუშავებული უფრო მომგებიანი (მაშინ) სისტემით.

მიუხედავად იმისა, რომ პლანეტაზე კომერციული ელექტროგადამცემი ქსელები ახლა იყენებენ ალტერნატიულ დენს, ირონიაა ის, რომ ტექნოლოგიურმა მიღწევებმა მაღალი ძაბვის პირდაპირი დენის გადაცემა ძალიან დიდ დისტანციებზე და უკიდურესი დატვირთვის პირობებში უფრო ეფექტური გახადა. რაც, მაგალითად, გამოიყენება ცალკეული სისტემების შეერთებისას, როგორიცაა მთელი ქვეყნები ან თუნდაც კონტინენტები. ეს არის კიდევ ერთი განსხვავება AC და DC– ს შორის. თუმცა, პირველი კვლავ გამოიყენება დაბალი ძაბვის კომერციულ ქსელებში.

DC და AC: განსხვავება წარმოებასა და გამოყენებაში

ვინაიდან ალტერნატიული დენის წარმოება გაცილებით ადვილია გენერატორის გამოყენებით კინეტიკური ენერგიის გამოყენებით, ბატარეებს შეუძლიათ მხოლოდ პირდაპირი დენის გამომუშავება. ამრიგად, ეს უკანასკნელი დომინირებს დაბალი ძაბვის მოწყობილობებისა და ელექტრონიკის ელექტრომომარაგების სქემებში. ბატარეების დატენვა შესაძლებელია მხოლოდ DC– დან, ამიტომ AC ქსელი გამოსწორდება, როდესაც ბატარეა არის სისტემის ძირითადი ნაწილი.

საერთო მაგალითია ნებისმიერი მანქანა - მოტოციკლი, მანქანა და სატვირთო მანქანა. მათზე დამონტაჟებული გენერატორი წარმოქმნის ალტერნატიულ დენს, რომელიც მყისიერად გარდაიქმნება პირდაპირ დენად გასწორების გამოყენებით, რადგან ელექტროენერგიის მიწოდების სისტემაში არის ბატარეა, ხოლო ელექტრონიკის უმეტესობას მუშაობისთვის მუდმივი ძაბვა სჭირდება. მზის უჯრედები და საწვავის უჯრედები ასევე წარმოქმნიან მხოლოდ პირდაპირ დენს, რომელიც საჭიროების შემთხვევაში შეიძლება გადაკეთდეს ალტერნატიულ დენად ინვერტორული მოწყობილობის გამოყენებით.

მოძრაობის მიმართულება

ეს არის DC- სა და AC- ს შორის განსხვავების კიდევ ერთი მაგალითი. როგორც სახელი გვთავაზობს, ეს უკანასკნელი არის ელექტრონების ნაკადი, რომელიც მუდმივად ცვლის თავის მიმართულებას. მე -19 საუკუნის ბოლოდან, სინუსოიდური ალტერნატიული დენები გამოიყენება მსოფლიოს თითქმის ყველა საყოფაცხოვრებო და სამრეწველო ელექტრული წრეში, რადგან მათი მოპოვება უფრო ადვილია და გაცილებით იაფია განაწილება, გარდა შორ მანძილზე გადაცემის ძალიან მცირე შემთხვევებისა, სადაც ენერგიის დანაკარგები საჭიროებს გამოყენებას. უახლესი მაღალი ძაბვის DC სისტემებიდან.

ალტერნატიულ დენს აქვს კიდევ ერთი დიდი უპირატესობა: ის იძლევა ენერგიის მოხმარების წერტილიდან ქსელში დაბრუნებას. ეს ძალიან მომგებიანია შენობებსა და ნაგებობებში, რომლებიც გამოიმუშავებენ იმაზე მეტ ენერგიას, ვიდრე მოიხმარენ, რაც სავსებით შესაძლებელია ალტერნატიული წყაროების გამოყენებისას, როგორიცაა მზის პანელები და ის ფაქტი, რომ ალტერნატიული დენი იძლევა ორმხრივი ენერგიის ნაკადს, პოპულარობისა და ხელმისაწვდომობის მთავარი მიზეზი. ალტერნატიული ენერგიის წყაროები ....

სიხშირე

რაც შეეხება ტექნიკურ დონეს, სამწუხაროდ, ძნელი ხდება იმის ახსნა, თუ როგორ მუშაობს ალტერნატიული დენი, რადგან წყლის წრედის მოდელი მას ბოლომდე არ ჯდება. თუმცა, შესაძლებელია ვიზუალიზაცია მოახდინოს სისტემამ, რომელშიც წყალი სწრაფად ცვლის დინების მიმართულებას, თუმცა უცნობია როგორ გააკეთებს ის რაიმე სასარგებლოს. ალტერნატიული დენი და ძაბვა მუდმივად ცვლის მათ მიმართულებას. ცვლილების სიჩქარე დამოკიდებულია სიხშირეზე (იზომება ჰერცში) და ჩვეულებრივ 50 ჰერცი საყოფაცხოვრებო ელექტრო ქსელებისთვის. ეს ნიშნავს, რომ ძაბვა და დენი იცვლის მიმართულებას წამში 50 -ჯერ. სინუსოიდულ სისტემებში აქტიური კომპონენტის გამოთვლა საკმაოდ მარტივია. საკმარისია მათი პიკური მნიშვნელობის გაყოფა √2 -ზე.

როდესაც ალტერნატიული დენი იცვლის მიმართულებას წამში 50 -ჯერ, ეს ნიშნავს, რომ ინკანდესენტური ნათურები წამში 50 -ჯერ ირთვება და ითიშება. ადამიანის თვალი ამას ვერ ამჩნევს და ტვინს უბრალოდ სჯერა, რომ განათება ყოველთვის ჩართულია. ეს არის კიდევ ერთი განსხვავება AC და DC– ს შორის.

ვექტორული მათემატიკა

დენი და ძაბვა არა მხოლოდ მუდმივად იცვლება - მათი ფაზები არ ემთხვევა (ისინი არ არიან სინქრონიზებული). AC სიმძლავრის დატვირთვების აბსოლუტური უმრავლესობა იწვევს ფაზურ განსხვავებებს. ეს ნიშნავს, რომ უმარტივესი გათვლებითაც კი, თქვენ უნდა გამოიყენოთ ვექტორული მათემატიკა. ვექტორებთან მუშაობისას თქვენ არ შეგიძლიათ უბრალოდ დაამატოთ, გამოაკლოთ ან შეასრულოთ სხვა მათემატიკური ოპერაციები. მუდმივი დენით, თუ 5A მიეწოდება რაღაც წერტილს ერთი კაბელის საშუალებით, ხოლო 2A მეორის საშუალებით, მაშინ შედეგი არის 7A. ცვლადის შემთხვევაში ეს ასე არ არის, რადგან ჯამი დამოკიდებული იქნება ვექტორების მიმართულებაზე.

Ძალაუფლების ფაქტორი

AC ენერგიაზე მომუშავე დატვირთვის აქტიური სიმძლავრე შეიძლება გამოითვალოს მარტივი ფორმულის გამოყენებით P = U × I × cos (φ), სადაც φ არის ძაბვასა და დენს შორის კუთხე, cos (φ) ასევე უწოდებენ სიმძლავრის ფაქტორს. ეს არის ის, რაც განასხვავებს პირდაპირ და ალტერნატიულ დენს: პირველ რიგში, cos (φ) ყოველთვის არის 1. აქტიური ენერგია საჭიროა (და გადახდილია) საყოფაცხოვრებო და სამრეწველო მომხმარებლების მიერ, მაგრამ ეს არ არის უდრის კომპლექსურ სიმძლავრეს გამტარებში ( კაბელები) დატვირთვას, რომელიც შეიძლება გამოითვალოს ფორმულით S = U × I და იზომება ვოლტ-ამპერებში (VA).

განსხვავება პირდაპირ და ალტერნატიულ დენებს შორის გამოთვლებში აშკარაა - ისინი უფრო რთული ხდებიან. უმარტივესი გამოთვლებიც კი მოითხოვს ვექტორული მათემატიკის მინიმუმ უღიმღამო ცოდნას.

შემდუღებლები

განსხვავება პირდაპირ და ალტერნატიულ დენს შორის ასევე ვლინდება შედუღებაში. რკალის პოლარობა დიდ გავლენას ახდენს მის ხარისხზე. დადებითი ელექტროდი უფრო ღრმად აღწევს ვიდრე უარყოფითი ელექტროდი, მაგრამ ეს უკანასკნელი აჩქარებს ლითონის დეპონირებას. მუდმივი დენით, პოლარობა ყოველთვის მუდმივია. ცვლადი, ის იცვლება 100 -ჯერ წამში (50 ჰერცზე). მუდმივთან შედუღება სასურველია, რადგან ის უფრო თანაბრად ხდება. განსხვავება AC და DC შედუღებას შორის არის ის, რომ პირველ შემთხვევაში ელექტრონების მოძრაობა წყდება წამში, რაც იწვევს ტალღას, არასტაბილურობას და რკალის უკმარისობას. ამ ტიპის შედუღება იშვიათად გამოიყენება, მაგალითად, დიდი დიამეტრის ელექტროდების შემთხვევაში რკალის მოხეტიალების აღმოსაფხვრელად.

რა განსხვავებაა დენსა და ძაბვას შორის?

ამიტომაც გამიადვილდება ჩემთვის, facilius natans, ავირჩიო ჩემი არჩევანის თემა, რომელიც თეოლოგიის ამ რთულ კითხვებზე იქნება მორალი მეტაფიზიკისა და ფილოსოფიისთვის.

ა.დიუმას.Სამი მუშკეტერი

სულელური კითხვაა, ამბობ? Არაფერს. გამოცდილებამ აჩვენა, რომ ამდენ ადამიანს არ შეუძლია მასზე სწორი პასუხის გაცემა. ენა ასევე იწვევს გარკვეულ დაბნეულობას: მნიშვნელობა დამახინჯებულია გამოთქმაში "იყიდება 12 ვ DC დენის წყარო". სინამდვილეში, ამ შემთხვევაში, რა თქმა უნდა, ჩვენ ვგულისხმობთ ძაბვის წყაროს და არა დენს, რადგან ვოლტებში დენი არ იზომება, მაგრამ ამის თქმა ჩვეულებრივი არ არის. ყველაზე სწორი იქნებოდა ითქვას - "მუდმივი ძაბვის ელექტროენერგია 12 ვოლტი" და შეგიძლიათ დაწეროთ "კვების წყარო = 12V", სადაც სიმბოლო "=" ნიშნავს, რომ ეს არის ზუსტად მუდმივი ძაბვა და არა მონაცვლეობა. თუმცა, ამ წიგნშიც ჩვენ ხანდახან "შევცდებით" - ენა არის ენა.

ამ ყველაფრის გასაგებად, ჯერ გავიხსენოთ სახელმძღვანელოდან მიღებული მკაცრი განმარტებები (მათი დამახსოვრება ძალიან სასარგებლო საქმიანობაა!). Ისე, მიმდინარეუფრო ზუსტად, მისი ღირებულებაა ელექტრული მუხტის რაოდენობა, რომელიც მიედინება გამტარის მონაკვეთზე დროის ერთეულში: მე = ქ/ტ... დენის ერთეულს ეწოდება ამპერი, ხოლო მისი SI ერთეული არის კულონბი წამში. ამ ფაქტის ცოდნა მოგვიანებით გამოგვადგება.

ძაბვის განმარტება გაცილებით დამაბნეველი ჩანს - ძაბვის სიდიდე არის განსხვავება ელექტრული პოტენციალში სივრცის ორ წერტილს შორის... იგი იზომება ვოლტებში და ამ გაზომვის ერთეულის განზომილებაა ჯოული თითო კულონზე, ე.ი. უ= ე/ქ... რატომ არის ასე, ადვილი გასაგებია ძაბვის სიდიდის მკაცრი განსაზღვრის მნიშვნელობის ჩათვლით: 1 ვოლტი არის ისეთი პოტენციური სხვაობა, რომლის დროსაც მუხტის მოძრაობა 1 კულუმში მოითხოვს ენერგიის ხარჯვას 1 ჯოულის ტოლფასი.

ამ ყველაფრის მკაფიოდ გამოხატვა შესაძლებელია გამტარის შედარებისას მილთან, რომლის მეშვეობითაც წყალი მიედინება (და ეს იქნება საკმაოდ ზუსტი ანალოგია). ამგვარი შედარებისას, დენის სიდიდე შეიძლება წარმოვიდგინოთ, როგორც წყლის მოცულობა (ნაკადის სიჩქარე) წამში, ხოლო ძაბვა, როგორც წნევის სხვაობა მილის შესასვლელსა და გამოსავალში. ყველაზე ხშირად, მილები მთავრდება ღია სარქველით, ისე, რომ გამოსასვლელი წნევა უდრის ატმოსფერულ წნევას და ის შეიძლება მივიღოთ ნულოვან დონეზე. ანალოგიურად, ელექტრო სქემებში არის საერთო მავთული (ან "საერთო ავტობუსი" - მოკლედ რომ ვთქვათ, მას ხშირად უწოდებენ "მიწას", თუმცა ეს არ არის ზუსტი - ჩვენ ამ საკითხს მოგვიანებით დავუბრუნდებით), რომლის პოტენციალი ნულოვანია და შედარებით რომელიც ითვლის წრედის ყველა ძაბვას. ჩვეულებრივ (მაგრამ არა ყოველთვის!), მიკროსქემის ძირითადი დენის წყაროს უარყოფითი ტერმინალი აღებულია როგორც საერთო მავთული.

ასე რომ, დავუბრუნდეთ სათაურში დასმულ კითხვას: მაშ რა განსხვავებაა დენსა და ძაბვას შორის? სწორი პასუხი ასე ჟღერდა: დენი არის ელექტროენერგიის რაოდენობა, ხოლო ძაბვა არის მისი პოტენციური ენერგიის საზომი. ფიზიკაში გამოუცდელი თანამოსაუბრე, რა თქმა უნდა, დაიწყებს თავის ქნევას, ცდილობს გაიგოს და შემდეგ შეიძლება ასეთი ახსნა. წარმოიდგინეთ ქვა დაცემული. თუ ის მცირეა (ელექტროენერგიის რაოდენობა მცირეა), მაგრამ ეცემა დიდი სიმაღლიდან (ძაბვა მაღალია), მაშინ მას შეუძლია ისეთივე უბედურება გამოიწვიოს როგორც დიდი ქვა (ბევრი ელექტროენერგია), მაგრამ დაბალი სიმაღლიდან ვარდნა (ძაბვა დაბალია).

დენის და ძაბვის ურთიერთობა

სინამდვილეში, ქვასთან ანალოგია ნათელია, მაგრამ არა ზუსტი - მილები მიედინება სითხით ბევრად უფრო შესაფერისია. საქმე იმაშია, რომ ძაბვა და დენი ჩვეულებრივ დაკავშირებულია. (მე ვიყენებ სიტყვას "ჩვეულებრივ" იმიტომ, რომ ზოგიერთ შემთხვევაში - ძაბვის ან მიმდინარე წყაროებში - ისინი ცდილობენ თავი აარიდონ ამ კავშირს, თუმცა მათ ბოლომდე ვერ მიაღწიეს წარმატებას.) მართლაც, თუ ჩვენ დავუბრუნდებით ჩვენს მილს, ადვილი წარმოსადგენია, თუ როგორ წნევის (ძაბვის) მატებასთან ერთად იზრდება ნაკადის სითხის რაოდენობა (დენი). სხვაგვარად რატომ იქნება საჭირო ტუმბოები? უფრო ძნელია ვიზუალიზაცია შებრუნებული ურთიერთობა - როგორ მოქმედებს დენი ძაბვაზე. ამისათვის თქვენ ჯერ უნდა გესმოდეთ რა არის წინააღმდეგობა.

მე -19 საუკუნის შუა წლებამდე ფიზიკოსებმა არ იცოდნენ როგორია დენის დამოკიდებულება ძაბვაზე. ამის ერთი მნიშვნელოვანი მიზეზი არსებობს. სცადეთ თქვენც ექსპერიმენტულად, რათა გაარკვიოთ როგორ გამოიყურება ამ დამოკიდებულების გრაფიკი. ექსპერიმენტის სქემა ნაჩვენებია ნახ. 1.1, ასავარაუდო შედეგები ნაჩვენებია ნახ. 1.2

ბრინჯი 1.1. ექსპერიმენტის სქემა კანონის შესამოწმებლად ოჰ

ბრინჯი 1.2 კანონის გადამოწმების სავარაუდო შედეგები ოჰ

გრაფიკზე ნაჩვენები შედეგები ძალიან სავარაუდოა, რადგან მრუდის რეალური ფორმა ძლიერ არის დამოკიდებული იმაზე, თუ როგორ მზადდება ექსპერიმენტული გამტარებელი ("P" ნახ. 1.1) - ის მჭიდროდ ან იშვიათად არის დაჭრილი, სქელ მასიურ ჩარჩოზე ან თხელი ქაღალდის მინა, ასევე ტემპერატურა ოთახში, ნახაზის არსებობა და მრავალი სხვა მიზეზი.

სწორედ ამ შეუსაბამობამ დააბნია ფიზიკოსები - არა მხოლოდ მრუდი იკეცება (ანუ დენი საერთოდ არაპროპორციულია ძაბვასთან), არამედ ამ მოსახვევის ფორმა და ფორმა ძალიან არასტაბილურია და იცვლება როგორც გარემოს შეცვლის პირობებში, ასევე სხვადასხვა მასალისთვის.

გეორგ ომის გენიალურობას დასჭირდა ყველა ამ ხის უკან ნამდვილი ტყის ნახვა - კერძოდ, იმის გაგება, რომ ძაბვაზე დენის დამოკიდებულება აღწერილია ელემენტარული მარტივი ფორმულით: მე = უ/რდა ადრე აღწერილი ყველა აბსურდი გამომდინარეობს იქიდან, რომ წინააღმდეგობის მნიშვნელობა R დამოკიდებულია გამტარის მასალაზე და გარემო პირობებზე, პირველ რიგში ტემპერატურაზე. ასე რომ, ჩვენს ექსპერიმენტში, მრუდის ქვევით მოხრა ხდება, რადგან როდესაც დენი გადის, გამტარი ათბობს და სპილენძის წინააღმდეგობა იზრდება ტემპერატურის მატებასთან ერთად (დაახლოებით 0.4% ტემპერატურის ცვლილების თითოეულ ხარისხთან ერთად). მაგრამ ამ გათბობის ოდენობა დამოკიდებულია ყველაფერზე - მავთული უფრო მჭიდროდ შემოაბრუნეთ და აზბესტში გახვეეთ - ის უფრო გაცხელდება და განიტვირთება და მოათავსეთ ნახაზში - გათბობა მკვეთრად შემცირდება.

გეორგ ომის დამსახურების აღიარებით (სურ. 1.3), წინააღმდეგობის ერთეულს ეწოდება ომი ( ოჰინგლისურად). წინა პარაგრაფში მოცემული ფორმულის მიხედვით, 1 Ohm არის ისეთი გამტარის წინააღმდეგობა, რომლის მეშვეობითაც 1A დენი მიედინება ძაბვით მის ბოლოებში 1 V... წინააღმდეგობის საპირისპირო მნიშვნელობას ეწოდება გამტარობა და იზომება სიმენსში, სხვა გერმანელი მეცნიერის, ელექტრო ინჟინრისა და მეწარმის ვერნერ ფონ სიმენსის სახელის მიხედვით: 1 სმ = 1 / ოჰმ. ელექტრონიკაში თითქმის ყოველთვის გამოიყენება წინააღმდეგობის მნიშვნელობა, ამიტომ ჩვენ Siemens– ს დავტოვებთ ფიზიკოსებისთვის.

ბრინჯი 1.3 გეორგ სიმონ ომი(1787-1854) - გერმანელი ფიზიკოსი, ბერლინის მეცნიერებათა აკადემიის შესაბამისი წევრი. დაამთავრა ერიშის უნივერსიტეტი. ასწავლიდა მათემატიკას, შემდეგ ფიზიკას სხვადასხვა გრამატიკულ სკოლაში. 1833 წლიდან - ნიურნბერგის უმაღლესი პოლიტექნიკური სკოლის პროფესორი. 1849-1852 - მიუნხენის უნივერსიტეტის რექტორი ლონდონის სამეფო საზოგადოების წევრი.

მარგინალური ნოტები

გთხოვთ გაითვალისწინოთ, რომ ჩვენ ვწერთ საზომი ერთეულის სახელს "ოჰმ" მცირე ასოებით, ხოლო მის აღნიშვნას ("ოჰმ") - დიდი ასოებით. ეს არის ზოგადი წესი - გაზომვის ერთეულების ყველა აღნიშვნა, რომელიც ჩამოყალიბებულია მეცნიერთა სახელებიდან, დაწერილია დიდი ასოებით: ჯ(ჯოული), W(ვატი), ვ(ვოლტი), ა(ამპერი). ამავდროულად, საზომი ერთეულების აღნიშვნები, რომლებიც არ წარმოიქმნება სათანადო სახელებიდან, მაგრამ ჩვეულებრივი სიტყვებია, იწერება მცირე ასოებით: თან(წამი), მ(მეტრი).

გამტარის წინააღმდეგობა დამოკიდებულია მის გეომეტრიულ ზომებზე - ის იზრდება სიგრძის პროპორციულად და მცირდება განივი ფართობის პროპორციულად: რ = ρ · ლ/ს... პროპორციულობის კოეფიციენტს დიდი პრაქტიკული მნიშვნელობა აქვს. ρ - გამტარის მასალის ეგრეთ წოდებული წინააღმდეგობა. გარკვეულ ტემპერატურაზე (ჩვეულებრივ 20 ° C), ეს მნიშვნელობა თითქმის მუდმივია თითოეული მასალისთვის. "თითქმის" მე დავწერე აქ, რადგან სინამდვილეში ეს მნიშვნელობა ძლიერ არის დამოკიდებული ქიმიურ სიწმინდესა და გამტარის მასალის დამზადების მეთოდზეც კი (მაგალითად, გამტარებელი ჩამოყალიბდა თუ არა ჭედურობით, დაფქვით ან ელექტროქიმიური შესხურებით). გამტარებისთვის, ისინი ცდილობენ გამოიყენონ ძალიან სუფთა ლითონები, მაგალითად, ჩვეულებრივი სპილენძის მავთული დამზადებულია სპილენძისგან მინარევების ოდენობით არა უმეტეს 0.1% (როგორც ამბობენ, "სამი ცხრა" სიწმინდით), ეს საშუალებას იძლევა თქვენ შეამციროთ ასეთი მავთულის წინააღმდეგობა და თავიდან აიცილოთ ზედმეტი დანაკარგები მის სითბოზე.

გამტარუნარიანობის რეზისტენტობა, განმარტებით, არის ერთეულის ფართობის (1 მ 2) და ერთეულის სიგრძის (1 მ) გამტარის წინააღმდეგობა (Ohm), და თუ ამ მნიშვნელობებს ჩაანაცვლებთ ადრე მოცემულ ფორმულში, მიიღებთ წინააღმდეგობის განზომილება Ohm m 2 / m ან უბრალოდ Om m. პრაქტიკულად ასეთ ერთეულებში, საშინლად მოუხერხებელია რეზისტენტობის გაზომვა, რადგან ლითონებისთვის ღირებულება უკიდურესად მცირეა - შეგიძლიათ წარმოიდგინოთ სპილენძის კუბის წინააღმდეგობა 1 მ ზღვარზე?! პრაქტიკაში, ერთეული ხშირად გამოიყენება 100 -ჯერ მეტი: Ohm · cm. ეს მნიშვნელობა ხშირად მოცემულია საცნობარო წიგნებში (იხ., მაგალითად,), მაგრამ ის ასევე არ არის ძალიან მოსახერხებელი პრაქტიკული გამოთვლებისთვის. მას შემდეგ, რაც დირიჟორების დიამეტრი ჩვეულებრივ იზომება მილიმეტრებში (და შესაბამისად, კვეთა, შესაბამისად, კვადრატულ მილიმეტრში), პრაქტიკაში ყველაზე მოსახერხებელია ძველი სისტემის გარეთ არსებული ერთეული Ohmm 2 / მ, რაც ტოლია დირიჟორი 1 კვადრატული მილიმეტრის ჯვარედინი მონაკვეთით და 1 მეტრი სიგრძით.

ამ ერთეულებში ოფიციალური ომის გამოსახატავად, თქვენ უნდა გაამრავლოთ მისი მნიშვნელობა 10 6 -ით, ხოლო ომჰმ -ისთვის - 10 4 -ით. საცნობარო წიგნში ვნახავთ სპილენძის რეზისტენტობის მნიშვნელობას (0.0175 Ohm · mm 2 / m 20 ° C), ჩვენ შეგვიძლია მარტივად გამოვთვალოთ, რომ გამტარის წინააღმდეგობა ფიგურაში ნაჩვენები პარამეტრებით. 1.1 არის დაახლოებით 45 ohms (შეამოწმეთ!).

უნდა ითქვას, რომ კაცობრიობამ მიაღწია წარმატებას სპეციალური მასალების წარმოებაში წინააღმდეგობის კოეფიციენტით, რომელიც არ არის დამოკიდებული ტემპერატურაზე. ეს არის, უპირველეს ყოვლისა, სპეციალური შენადნობები, კონსტანტანი და მანგანინი, რომელთა წინააღმდეგობის ტემპერატურის კოეფიციენტი (TCR) რამდენიმე ასეულჯერ დაბალია, ვიდრე სუფთა ლითონები. და ჩვეულებრივი სტანდარტული ნახშირბადის ან ლითონის ფილმის რეზისტენტებისთვის, TCR არის დაახლოებით 0.1% თითო ხარისხზე, რაც დაახლოებით 4 -ჯერ უკეთესია ვიდრე სპილენძი. ასევე არსებობს სპეციალური სიზუსტის რეზისტორები (შინაურებს შორის, ესენია, მაგალითად, C2-29V, მავთული C5-54V და ა. შ.), რომლებშიც ეს კოეფიციენტი გაცილებით დაბალია. არსებობს სხვა მასალები, რომლებშიც ტემპერატურის კოეფიციენტი, პირიქით, ძალიან მაღალია (ხარისხზე რამდენიმე პროცენტი და ამავე დროს, ლითონებისგან განსხვავებით, ის უარყოფითია) - ისინი ქმნიან ე.წ. თერმისტორი, რომლებიც გამოიყენება როგორც ტემპერატურის მგრძნობიარე სენსორები (უფრო დეტალურად იხ. თავი 13). თუმცა, ტემპერატურის ზუსტი გაზომვისთვის კვლავ გამოიყენება სუფთა ლითონები - ყველაზე ხშირად პლატინა და სპილენძი. ამ კითხვას მოგვიანებით დავუბრუნდებით.

დენის რეგულირება წინააღმდეგობის საშუალებით

ამგვარად გავეცანით წინააღმდეგობის კონცეფციას და მის მახასიათებლებს, გავიხსენოთ რატომ გავაკეთეთ ეს ყველაფერი. ო, დიახ, ჩვენ გვინდოდა გაგება, თუ როგორ პრაქტიკულად წარმოვიდგინოთ ძაბვის დამოკიდებულება დენზე! მაგრამ ჩვენ ჯერ კიდევ არ ვიცით როგორ შევცვალოთ დენი გამტარში თვითნებურად, არა? ძაბვის შეცვლა ადვილია - თქვენ უნდა აიღოთ რეგულირებული კვების წყარო, როგორც ეს ნაჩვენებია ნახ. 1.1, ან, უარეს შემთხვევაში, ბატარეების ნაკრები, როდესაც დაკავშირებულია სერიაში (ერთი, ორი, სამი და ა.შ.), ჩვენ ვიღებთ ძაბვის გარკვეულ კომპლექტს. მაგრამ ჩვენ ჯერ არ გვაქვს დენის წყაროები (კერძოდ, მიმდინარე და არა ძაბვა). Როგორ უნდა იყოს?

ამ სიტუაციიდან გამოსავალი ნაჩვენებია ნახ. 1.4 (გაითვალისწინეთ, რომ ჩვენ გადავედით დირიჟორის სქემატური გამოსახულებიდან, როგორც გრძელი მავთულის ხვეული გარკვეული წინააღმდეგობით, რეზისტორების სტანდარტულ გამოსახულებაზე, როგორც ეს ხდება რეალურ ელექტრულ სქემებში). აქ ჩვენ აღარ ვიყენებთ რეგულირებადი კვების ბლოკს - ჩვენ არ გვჭირდება. წრე იკვებება სამი გალვანური უჯრედის ბატარეით, მაგალითად, ზომა D, რომელიც დაკავშირებულია სერიაში. თითოეული ასეთი ელემენტი (თუ ის ჯერ არ იყო ექსპლუატაციაში) იძლევა ძაბვას დაახლოებით 1.62 ვ, ასე რომ მთლიანი ძაბვა იქნება თითქმის 5 ვ, როგორც ეს მოცემულია დიაგრამაში (დატვირთვის ქვეშ და ელემენტების ამოწურვისას, ძაბვა დაეცემა ოდნავ, მაგრამ შეცდომას ამ შემთხვევაში დიდი მნიშვნელობა არ აქვს).

ბრინჯი 1.4 სქემა ორი რეზისტორის მქონე სქემის თვისებების შესასწავლად

როგორ მუშაობს ეს სქემა? დავუშვათ, რომ ცვლადი რეზისტორის ძრავა (მათ შესახებ უფრო დეტალურად არის აღწერილი აქ თავი 5) R1 მოყვანილია უკიდურეს მარჯვნივ (დიაგრამის მიხედვით) პოზიციიდან. მოდით გავარკვიოთ მიმდინარეობის გზა ბატარეის პოზიტიური ტერმინალიდან: ამმეტრი, რეზისტორ R1 ძრავის გამომუშავება, R1– ის მარჯვენა ტერმინალი, რეზისტორი R2, ბატარეის უარყოფითი ტერმინალი. გამოდის, რომ რეზისტორი R1, როგორც ჩანს, არ მონაწილეობს წრეში - ბატარეის დადებითი ტერმინალიდან დენი მაშინვე მიდის R2– ზე (ამმეტრი, როგორც ჩვენ ვსწავლობთ თავი 2, შეიძლება იგნორირებული იყოს) და წრე პრაქტიკულად იგივე ხდება, რაც ნახ. 1.1. რას აჩვენებს ჩვენი საზომი ინსტრუმენტები? ვოლტმეტრი აჩვენებს ბატარეის ძაბვას - 5 V, ხოლო ამმეტრის მაჩვენებლები მარტივად შეიძლება გამოითვალოს ომის კანონის შესაბამისად: წრეში დენი იქნება 5 V / 50 Ohm = 0.1 A ან 100 mA. ყოველი შემთხვევისთვის, ჩვენ კიდევ ერთხელ შეგახსენებთ, რომ ეს მნიშვნელობები სავარაუდოა - ბატარეის ფაქტობრივი ძაბვა ოდნავ ნაკლებია ვიდრე 5 ვ.

ახლა მოდით R1 სლაიდერი დავაყენოთ შუა პოზიციაზე. მიკროსქემის დენი ახლა გაივლის ბატარეის პლიუსიდან ამმეტრზე, ძრავის R1 ​​გამომავალი, R1 რეზისტორის ნახევარი, R2 რეზისტორი და შემდეგ, როგორც ადრე, დაუბრუნდება ბატარეის მინუსს. როგორ შეიცვლება ინსტრუმენტის კითხვა? ადრე, რეზისტორი R1 არ მონაწილეობდა პროცესში, მაგრამ ახლა ის მონაწილეობს, თუმცა ნახევარში. შესაბამისად, წრის საერთო წინააღმდეგობა აღარ იქნება 50 Ohms (ერთი რეზისტორი R2), მაგრამ 50 (R2) + 50 (R1– ის ნახევარი), ანუ 100 Ohms. ამმეტრი აღარ გამოჩნდება 100 mA, მაგრამ 5 V / 100 Ohm = 0.05 A ან 50 mA - ნახევარი.

მაგრამ რას აჩვენებს ვოლტმეტრი? მაშინვე ვერ გეტყვით, არა? ჩვენ უნდა დავთვალოთ და ამისათვის ცალკე განვიხილავთ R2– სგან შემდგარი წრის მონაკვეთს მასთან დაკავშირებული ვოლტმეტრით. ცხადია, დენი წასასვლელი არ არის - ბატარეის დადებითი ტერმინალიდან გამომავალი მუხტის მთელი რაოდენობა გაივლის ამმეტრს, R1- ის ნახევარს, R2- ს და დაუბრუნდება ბატარეას

ძაბვისა და დენის წყაროები

დიაგრამაში ნახ. 1.4, ჩვენ შეგვიძლია ავირჩიოთ, როგორც ნაჩვენებია წერტილოვანი ხაზით, მისი ნაწილი ბატარეისა და ცვლადი რეზისტორის R1 ​​ჩათვლით. მაშინ ეს რეზისტორი (რა თქმა უნდა, ამმეტრის წინააღმდეგობასთან ერთად) შეიძლება ჩაითვალოს ელექტრული ენერგიის წყაროს შიდა წინააღმდეგობა, რომელიც წრედის შერჩეული ნაწილი იქნება დატვირთვისთვის, რომლის როლს შეასრულებს R2. ნებისმიერ წყაროს, როგორც თქვენ ალბათ მიხვდით, აქვს თავისი შიდა წინააღმდეგობა (ელექტრონიკის ინჟინრები ხშირად იყენებენ გამოთქმას გამომავალი წინაღობა) - მხოლოდ იმიტომ, რომ მასში არის გარკვეული სისქის მავთულები.

მაგრამ მავთულები ნამდვილად არ არის შემზღუდველი ფაქტორი. ვ თავი 4ჩვენ ვისწავლით რა არის ელექტროენერგია ამ კონცეფციის მკაცრი მნიშვნელობით, მაგრამ ჯერჯერობით, ინტუიციაზე დაყრდნობით, მკითხველს შეუძლია თავად გაარკვიოს: რაც უფრო ძლიერია წყარო; რაც უფრო ნაკლები უნდა ჰქონდეს მას საკუთარი შიდა წინააღმდეგობა, წინააღმდეგ შემთხვევაში მთელი ძაბვა "დაჯდება" ამ შიდა წინააღმდეგობაზე და ვერაფერი მიაღწევს დატვირთვის წილს. პრაქტიკაში ასე ხდება - თუ თქვენ ცდილობთ აწარმოოთ დაბალი ძაბვის წყაროს (მაგალითად, დესკტოპის სკანერი ან ლეპტოპი) ნებისმიერი დიდი მოწყობილობა AA ბატარეებიდან, მაშინ მოწყობილობა, რა თქმა უნდა, არ იმუშავებს, თუმცა ოფიციალურად ძაბვა უნდა იყოს საკმარისი - ძაბვა "დაჯდება" თითქმის ნულამდე. მაგრამ მანქანის ბატარეიდან, რომელიც გაცილებით ძლიერია, ყველაფერი ისე გამოვა, როგორც უნდა.

ასეთ წყაროს, რომელსაც აქვს დაბალი შიდა წინააღმდეგობა დატვირთვასთან შედარებით, ასევე უწოდებენ იდეალურ ძაბვის წყაროს. ფიზიკოსები ამჯობინებენ სახელს emf- ის იდეალური წყარო(ელექტროძრავის ძალა), მაგრამ პრაქტიკაში ეს აბსტრაქტული კონცეფცია გამოიყენება ნაკლებად ხშირად, ვიდრე ნაკლებად მკაცრი, მაგრამ ყველას ესმის "ძაბვა". ეს მოიცავს, პირველ რიგში, ელექტროენერგიის ყველა წყაროს: ბატარეებიდან სამრეწველო ქსელში. სხვათა შორის, შიდა წინააღმდეგობის შესამცირებლად, საერთოდ არ არის საჭირო ძაბვის წყაროს სიმძლავრის უსასრულობამდე გაზრდა - ძაბვის სტაბილიზაციის სპეციალური ღონისძიებები, რომელსაც ჩვენ გავეცნობით, იწვევს იგივე ეფექტს. თავი 9.

Პირიქით, იდეალური მიმდინარე წყაროროგორც თქვენ ალბათ მიხვდით, უნდა ჰქონდეს უსასრულო შიდა წინააღმდეგობა - მხოლოდ ამის შემდეგ წრეში დენი საერთოდ არ იქნება დამოკიდებული დატვირთვაზე. საკმაოდ ძნელია იმის გაგება, თუ როგორ შეიძლება რეალურ დენის წყაროს (არა უსასრულოდ მცირე) ჰქონდეს უსასრულო გამტარუნარიანობა და თქვენ ვერ ნახავთ ასეთ წყაროებს ყოველდღიურ ცხოვრებაში. თუმცა, უკვე ჩვეულებრივი რეზისტორი უკავშირდება სერიას ძაბვის წყაროსთან (არა დენი!), ისევე როგორც R1 ნახ. 1.4, იმ პირობით, რომ დატვირთვის წინააღმდეგობა მცირეა (R2<< R1), может служить хорошей моделью источника тока. Еще ближе к желаемому будут транзисторы в определенном включении, и мы с этим разберемся позднее. А с помощью обратной связи и операционных усилителей можно добиться и результатов, близких к теоретическому идеалу - построить источник тока конечной величины с выходным сопротивлением, весьма близким к бесконечности.

ძაბვისა და დენის წყაროები მითითებულია დიაგრამებზე, როგორც ეს ნაჩვენებია ნახ. 1.5, ადა ბ... ნუ აღრევთ - ამ აღნიშვნებში მცირე ლოგიკაა, მაგრამ ეს ასეა მიღებული. და რეალური წყაროების ეგრეთ წოდებული ეკვივალენტური სქემები (მათ ასევე უწოდებენ ეკვივალენტურ სქემებს) ნაჩვენებია ნახ. 1.5, vდა გსადაც R in აღნიშნავს წყაროს შიდა წინააღმდეგობას.

ბრინჯი 1.5დენის და ძაბვის წყაროები.

ა- იდეალური ძაბვის წყაროს აღნიშვნა, ბ- იდეალური მიმდინარე წყაროს აღნიშვნა, v- რეალური ძაბვის წყაროს ექვივალენტური წრე, გ- რეალური დენის წყაროს ეკვივალენტური წრე

დენი და ძაბვა არის რაოდენობრივი პარამეტრები, რომლებიც გამოიყენება ელექტრული სქემებში. ყველაზე ხშირად, ეს მნიშვნელობები იცვლება დროთა განმავლობაში, წინააღმდეგ შემთხვევაში აზრი არ ექნება ელექტრული წრის მუშაობას.

Ვოლტაჟი

პირობითად, ძაბვა მითითებულია წერილით "U"... მუხტი დაბალი პოტენციალიდან მაღალი პოტენციალის წერტილში მუხტის ერთეულის გადატანაში არის ძაბვა ამ ორ წერტილს შორის. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ეს არის ენერგია, რომელიც გამოიყოფა მუხტის ერთეული მაღალი პოტენციალიდან დაბალზე გადასვლის შემდეგ.

ძაბვას ასევე შეიძლება ვუწოდოთ პოტენციური განსხვავება, ისევე როგორც ელექტროძრავის ძალა. ეს პარამეტრი იზომება ვოლტებში. მუხტის 1 კულონის გადასატანად ორ წერტილს შორის, რომელსაც აქვს 1 ვოლტი ძაბვა, თქვენ უნდა შეასრულოთ სამუშაო 1 ჯოული. ელექტრული მუხტი იზომება გულსაკიდით. 1 გულსაკიდი უდრის 6x10 18 ელექტრონის მუხტს.

ძაბვა იყოფა რამდენიმე ტიპად, რაც დამოკიდებულია დენის ტიპებზე.

• მუდმივი ზეწოლა ... ის იმყოფება ელექტროსტატიკურ და DC სქემებში.
• AC ძაბვა ... ამ ტიპის ძაბვა შესაძლებელია სქემებში სინუსოიდული და ალტერნატიული დენებით. სინუსოიდული დენის შემთხვევაში, ძაბვის მახასიათებლები, როგორიცაა:
  ძაბვის რყევების ამპლიტუდაარის მისი მაქსიმალური გადახრა აბსცესის ღერძიდან;
  მყისიერი დაძაბულობა, რომელიც გამოხატულია დროის გარკვეულ მომენტში;
  ეფექტური ძაბვა, განისაზღვრება I ნახევარ პერიოდში აქტიური მუშაობით;
  საშუალო გასწორებული ძაბვა, განისაზღვრება გასწორებული ძაბვის სიდიდით ერთი ჰარმონიული პერიოდისთვის.

ელექტროენერგიის გადაცემისას საჰაერო ხაზების საშუალებით, საყრდენების მოწყობილობა და მათი ზომები დამოკიდებულია გამოყენებული ძაბვის მნიშვნელობაზე. ფაზებს შორის ძაბვის სიდიდე ეწოდება ხაზის ძაბვა და ძაბვა მიწასა და თითოეულ ფაზას შორის არის ფაზის ძაბვა ... ეს წესი ვრცელდება ყველა სახის ოვერჰედის ხაზებზე. რუსეთში, საყოფაცხოვრებო ელექტრო ქსელებში, სტანდარტი არის სამფაზიანი ძაბვა ხაზის ძაბვით 380 ვოლტი და ფაზის ძაბვის მნიშვნელობა 220 ვოლტი.

Ელექტროობა

ელექტრული წრეში დენი არის ელექტრონების გადაადგილების სიჩქარე გარკვეულ წერტილში, იზომება ამპერით და დიაგრამებში აღინიშნება ასოებით " მე". ამპერის წარმოებული ერთეულები ასევე გამოიყენება შესაბამისი პრეფიქსებით milli-, micro-, nano და ა.შ. 1 ამპერიანი დენი წარმოიქმნება 1 კულონური მუხტის ერთეულის გადაადგილებით 1 წამში.

პირობითად ითვლება, რომ მიმდინარეობა მიედინება პოზიტიურიდან ნეგატიური პოტენციალის მიმართულებით. თუმცა, ფიზიკის კურსიდან ცნობილია, რომ ელექტრონი საპირისპირო მიმართულებით მოძრაობს.

თქვენ უნდა იცოდეთ, რომ ძაბვა იზომება წრედის 2 წერტილს შორის, ხოლო დენი მიედინება წრედის ერთ კონკრეტულ წერტილში, ან მის ელემენტში. ამიტომ, თუ ვინმე იყენებს გამოთქმას "დაძაბულობა წინააღმდეგობაში", მაშინ ის არასწორია და გაუნათლებელი. მაგრამ ხშირად ჩვენ ვსაუბრობთ ძაბვაზე წრის გარკვეულ წერტილში. ეს ეხება ძაბვას მიწასა და ამ წერტილს შორის.

ძაბვა წარმოიქმნება გენერატორებსა და სხვა მოწყობილობებში ელექტრო მუხტებზე ზემოქმედებისგან. დენი წარმოიქმნება წრედის ორ წერტილზე ძაბვის გამოყენებით.

იმის გასაგებად, თუ რა არის მიმდინარე და ძაბვა, უფრო სწორი იქნებოდა მისი გამოყენება. მასზე შეგიძლიათ ნახოთ მიმდინარე და ძაბვა, რომლებიც დროთა განმავლობაში ცვლის მათ მნიშვნელობებს. პრაქტიკაში, ელექტრული წრის ელემენტები დაკავშირებულია გამტარებით. გარკვეულ წერტილებში, წრის ელემენტებს აქვთ საკუთარი ძაბვის მნიშვნელობა.

დენი და ძაბვა ემორჩილება წესებს:

• წერტილში შემავალი დენების ჯამი უდრის წერტილიდან გასული დენების ჯამს (მუხტის კონსერვაციის წესი). ეს წესი არის კირხჰოფის ამჟამინდელი კანონი. დენის შესვლისა და გასვლის წერტილს ამ შემთხვევაში ეწოდება კვანძი. ამ კანონის შედეგია შემდეგი განცხადება: ელემენტების ჯგუფის თანმიმდევრული ელექტრული წრეში, ყველა წერტილის ამჟამინდელი მნიშვნელობა ერთნაირია.
• უჯრედების პარალელურ წრეში ძაბვა ყველა უჯრედზე ერთნაირია. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, დახურულ მარყუჟში ძაბვის ვარდნის ჯამი ნულია. კირხჰოფის კანონი ეხება სტრესებს.
• წრიულის (სიმძლავრის) მიერ ერთეულზე შესრულებული სამუშაო შემდეგნაირად არის გამოხატული: P = U * I... სიმძლავრე იზომება ვატებში. 1 ჯოულის მუშაობა 1 წამში უდრის 1 ვატს. ენერგია ნაწილდება სითბოს სახით, იხარჯება მექანიკური სამუშაოს შესრულებაზე (ელექტროძრავაში), გარდაიქმნება სხვადასხვა სახის გამოსხივებად, გროვდება კონტეინერებში ან ბატარეებში. რთული ელექტრული სისტემების დიზაინის შექმნისას ერთ -ერთი გამოწვევაა სისტემის თერმული დატვირთვა.

ელექტრული დენის მახასიათებელი

ელექტრული წრეში დენის არსებობის წინაპირობაა დახურული მარყუჟი. თუ წრე გატეხილია, მაშინ დენი ჩერდება.

ელექტროინჟინერიაში ყველა მუშაობს ამ პრინციპით. ისინი არღვევენ ელექტრულ წრეს მოძრავი მექანიკური კონტაქტებით და ამით აჩერებენ მიმდინარე ნაკადს, ათიშავს მოწყობილობას.

ენერგეტიკულ ინდუსტრიაში, ელექტრული დენი ხდება მიმდინარე გამტარებში, რომლებიც მზადდება ავტობუსების სახით და სხვა ნაწილები, რომლებიც ახორციელებენ დენს.

ასევე არსებობს სხვა გზები შიდა დენის შესაქმნელად:

• სითხეები და აირები დამუხტული იონების მოძრაობის გამო.
• ვაკუუმი, გაზი და ჰაერი თერმიონული ემისიის გამოყენებით.
• , მუხტის მატარებლების მოძრაობის გამო.

ელექტრული დენის წარმოქმნის პირობები

• გათბობის გამტარები (არა სუპერგამტარები).
• პოტენციური სხვაობის გამოყენება დამუხტვის მატარებლებზე.
• ქიმიური რეაქცია ახალი ნივთიერებების გამოყოფით.
• მაგნიტური ველის გავლენა გამტარზე.

დენის ტალღის ფორმები

• Სწორი ხაზი.
• ცვლადი სინუსური ტალღის ჰარმონიული.
• მეანდრი, სინუსოიდის მსგავსი, მაგრამ მკვეთრი კუთხეებით (ხანდახან კუთხეები შეიძლება გათლილი იყოს).
• ერთი მიმართულების პულსირებადი ფორმა, ამპლიტუდით ნულიდან ყველაზე დიდი მნიშვნელობით გარკვეული კანონის შესაბამისად.

ელექტრული დენის მუშაობის ტიპები

• განათების მოწყობილობების მიერ წარმოქმნილი სინათლის ემისია.
• სითბოს შექმნა გათბობის ელემენტებით.
• მექანიკური სამუშაოები (ელექტროძრავების ბრუნვა, სხვა ელექტრო მოწყობილობების მოქმედება).
• ელექტრომაგნიტური გამოსხივების შექმნა.

ელექტრული დენით გამოწვეული გვერდითი მოვლენები

• კონტაქტებისა და ცოცხალი ნაწილების გადახურება.
• მორევის დენები ელექტრო მოწყობილობების ბირთვებში.
• ელექტრომაგნიტური გამოსხივება გარემოზე.

ელექტრო მოწყობილობების შემქმნელებმა და სხვადასხვა სქემებმა დიზაინის შექმნისას უნდა გაითვალისწინონ ელექტრული დენის ზემოთ ჩამოთვლილი თვისებები მათ დიზაინში. მაგალითად, ელექტრული ძრავების, ტრანსფორმატორებისა და გენერატორების მორევის მავნე ზემოქმედება მცირდება ბირთვების შერევით, რომლებიც გამოიყენება მაგნიტური ნაკადების გადასაცემად. ბირთვის მუხტი არის მისი წარმოება არა ლითონის ერთი ნაჭრისგან, არამედ სპეციალური ელექტრული ფოლადის ცალკე თხელი ფირფიტების ნაკრებიდან.

მაგრამ, მეორეს მხრივ, მორევი დენები გამოიყენება მიკროტალღური ღუმელების მუშაობისთვის, ღუმელები მაგნიტური ინდუქციის პრინციპით. აქედან გამომდინარე, შეგვიძლია ვთქვათ, რომ მორევის დენები არა მხოლოდ საზიანოა, არამედ სასარგებლოა.

სინუსოიალური სიგნალით ალტერნატიული დენი შეიძლება განსხვავდებოდეს რხევის სიხშირეზე ერთეულის დროს. ჩვენს ქვეყანაში, ელექტრული მოწყობილობების დენის ინდუსტრიული სიხშირე სტანდარტულია და უდრის 50 ჰერცს. ზოგიერთ ქვეყანაში გამოიყენება 60 ჰერცის სიხშირე.

ელექტრო და რადიოინჟინერიაში სხვადასხვა მიზნებისათვის გამოიყენება სიხშირის სხვა მნიშვნელობები:

• დაბალი სიხშირის სიგნალები ქვედა მიმდინარე სიხშირით.
• მაღალი სიხშირის სიგნალები, რომლებიც ბევრად აღემატება ინდუსტრიული გამოყენების ამჟამინდელ სიხშირეს.

ითვლება, რომ ელექტრული დენი ხდება მაშინ, როდესაც ელექტრონები მოძრაობენ გამტარის შიგნით, ამიტომ მას ეწოდება გამტარობის დენი. მაგრამ არსებობს კიდევ ერთი სახის ელექტრული დენი, რომელსაც ეწოდება კონვექცია. ის წარმოიქმნება დამუხტული მაკრო ობიექტების მოძრაობით, მაგალითად, წვიმის წვეთები.

ელექტრული დენი ლითონებში

ელექტრონების მოძრაობა მუდმივი ძალის ზემოქმედებისას შედარებულია პარაშუტისტთან, რომელიც მიწაზე ეშვება. ამ ორ შემთხვევაში ხდება ერთგვაროვანი მოძრაობა. სიმძიმის ძალა მოქმედებს პარაშუტისტზე და ჰაერის წინააღმდეგობის ძალა ეწინააღმდეგება მას. ელექტრული ველის ძალა მოქმედებს ელექტრონების მოძრაობაზე და ბროლის გისოსების იონები წინააღმდეგობას უწევენ ამ მოძრაობას. ელექტრონების საშუალო სიჩქარე აღწევს მუდმივ მნიშვნელობას, ისევე როგორც პარაშუტისტის სიჩქარე.

ლითონის გამტარში ერთი ელექტრონის მოძრაობის სიჩქარეა 0.1 მმ წამში, ხოლო ელექტრული დენის სიჩქარეა დაახლოებით 300 ათასი კმ წამში. ეს იმიტომ ხდება, რომ ელექტრული დენი მიედინება მხოლოდ იქ, სადაც ძაბვა გამოიყენება დამუხტულ ნაწილაკებზე. ამრიგად, მაღალი დინების სიჩქარე მიიღწევა.

როდესაც ელექტრონები მოძრაობენ ბროლის გისოსებში, არის შემდეგი ნიმუში. ელექტრონები ეჯახება არა ყველა მრიცხველ იონს, არამედ მხოლოდ მათ მეათედს. ეს აიხსნება კვანტური მექანიკის კანონებით, რომელიც შეიძლება გამარტივდეს შემდეგნაირად.

ელექტრონების მოძრაობას აფერხებს დიდი იონები, რომლებიც წინააღმდეგობას უწევენ. ეს განსაკუთრებით შესამჩნევია ლითონების გაცხელებისას, როდესაც მძიმე იონები "ბრუნავენ", იზრდებიან ზომაში და ამცირებენ გამტარ ბროლის ბადეების ელექტრული გამტარობას. ამიტომ, როდესაც ლითონები თბება, მათი წინააღმდეგობა ყოველთვის იზრდება. ტემპერატურის ვარდნასთან ერთად იზრდება ელექტროგამტარობა. როდესაც ლითონის ტემპერატურა მცირდება აბსოლუტურ ნულამდე, ზეგამტარობის ეფექტის მიღწევა შესაძლებელია.