Elektros srovės stipris, kryptis, veikimas

Šioje temoje susipažįstama su elektros srovės atsiradimo sąlygomis, jos stipriu, kryptimi ir veikimu. Taip pat nagrinėjama, kas yra elektrinė varža ir kaip ji priklauso nuo laidininko savybių. Sužinoma, kad elektros srovė yra kryptingas elektringųjų dalelių judėjimas, o jos stipris matuojamas amperais.

Elektrinė varža
Elektrinė varža yra fizikinis dydis, apibūdinantis laidininko pasipriešinimą elektros srovės tekėjimui. Elektronai, judėdami laidininku, susiduria su kristalinės gardelės jonais, prarasdami dalį kinetinės energijos, todėl mažėja jų greitis ir srovės stipris. Varža yra tarsi laidininko pasipriešinimo matas.
Elektros srovė metaluose
XX a. pradžioje mokslininkai įrodė, kad elektros srovę metaluose sukelia laisvieji elektronai, judantys dėl inercijos. Klasikinė elektroninė metalų teorija teigia, kad teigiamieji jonai yra kristalinėje gardelėje, o tarp jų juda valentiniai elektronai, sudarydami elektronines dujas. Šios dujos sąveikauja su jonais, keisdamos elektronų greitį ir kryptį. Metalai yra elektriškai neutralūs, nes elektronų neigiamasis krūvis lygus jonų teigiamajam krūviui.
Elektros srovės atsiradimas
Elektros srovė atsiranda, kai laidininke yra elektrinis laukas, sukuriantis jėgą (F = E * q), verčiančią laisvuosius elektronus judėti kryptingai. Šis kryptingas elektringųjų dalelių judėjimas ir yra vadinamas elektros srove. Nors elektronų kryptingo judėjimo greitis yra mažas (apie 10^-4 m/s), elektrinis laukas sklinda šviesos greičiu (300 000 km/s), todėl įjungus jungiklį, lemputė įsižiebia iš karto.
Elektros srovės kryptis
Elektros srovė grandinėje teka tam tikra kryptimi. Teigiama srovės kryptimi laikoma elektrinio lauko laidininko viduje kryptis (iš pliuso į minusą). Šia kryptimi juda teigiamosios elektringosios dalelės. Elektronai juda priešingai pasirinktai teigiamajai srovės krypčiai. Ši taisyklė buvo suformuluota anksčiau, nei buvo žinoma apie laisvuosius elektronus.
Elektros srovės stipris
Elektros srovės stipris (I) yra kiekybinė srovės charakteristika, lygi elektros krūvio (Δq), pratekančio laidininko skerspjūviu per tam tikrą laiką (Δt), ir to laiko tarpo santykiui: I = Δq / Δt. Nuolatinė srovė – tai srovė, kurios stipris nekinta. Pagrindinis matavimo vienetas yra amperas (A), pavadintas A. M. Ampero garbei. 1 A – tai tokio stiprio srovė, kai dviem lygiagrečiais laidais, nutolusiais 1 m atstumu vakuume, vieno laido kiekvienas metras veikia kito laido kiekvieną metrą 2 * 10^-7 N jėga. Taip pat naudojami mikroamperai (µA), miliamperai (mA) ir kiloamperai (kA).
Elektros srovės veikimas
Elektros srovė gali sukelti įvairius reiškinius: šiluminį (laidininkas įšyla), cheminį (keičiasi laidininko cheminė sudėtis) ir magnetinį (srovė veikia gretimus laidininkus ir įmagnetintus kūnus). Laidininku tekančios elektros srovės stipris (I) gali būti išreikštas: I = q * n * v * S, kur q – vienos dalelės krūvis, n – dalelių koncentracija, v – dalelių judėjimo greitis, S – laidininko skerspjūvio plotas.
Varžos priklausomybė
Laidininko elektrinė varža priklauso nuo jo skerspjūvio ploto (S). Kuo mažesnis skerspjūvio plotas, tuo didesnė varža (R ~ 1/S), nes elektronai stipriau sąveikauja su jonais. Tai panašu į žmonių judėjimą: lengviau judėti plačia gatve, nei siauru koridoriumi.

Prisijungti

arba
Real 2
„X“ yra inovatyvi mokymosi platforma, kurios tikslas – teikti aukštos kokybės mokymo medžiagą įvairiausių klasių mokiniams. Patyrusių specialistų parengtas turinys skatina smalsumą, padeda išsamiau ir giliau suprasti mokomus dalykus bei sėkmingai pasiruošti akademiniams iššūkiams.
Atsisiųsk programėlę:
Susisiek su mumis: info@knowledgenestapp.com