რა არის ელექტრული დენი? ელექტრული დენის არსებობის პირობები: მახასიათებლები და მოქმედებები

2024 ავტორი: Howard Calhoun | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2023-12-17 10:32

ელექტრული დენი არის ელექტრული მუხტი მოძრაობაში. მას შეუძლია მიიღოს სტატიკური ელექტროენერგიის უეცარი გამონადენი, როგორიცაა ელვა. ან ეს შეიძლება იყოს კონტროლირებადი პროცესი გენერატორებში, ბატარეებში, მზის ან საწვავის უჯრედებში. დღეს ჩვენ განვიხილავთ თავად „ელექტრული დენის“კონცეფციას და ელექტრული დენის არსებობის პირობებს.

ელექტრული ენერგია

ელექტროენერგიის უმეტესი ნაწილი, რომელსაც ჩვენ ვიყენებთ, მოდის ალტერნატიული დენის სახით ელექტრო ქსელიდან. იგი შექმნილია გენერატორების მიერ, რომლებიც მუშაობენ ფარადეის ინდუქციის კანონის მიხედვით, რის გამოც ცვალებადმა მაგნიტურმა ველმა შეიძლება გამოიწვიოს ელექტრული დენი გამტარში.

გენერატორებს აქვთ მავთულის მბრუნავი ხვეულები, რომლებიც გადის მაგნიტურ ველებშიროტაცია. როდესაც ხვეულები ბრუნავენ, ისინი იხსნება და იხურება მაგნიტური ველის მიმართ და ქმნიან ელექტრულ დენს, რომელიც იცვლის მიმართულებას ყოველი შემობრუნებისას. დენი გადის სრულ ციკლს წინ და უკან 60 ჯერ წამში.

გენერატორები შეიძლება იკვებებოდეს ორთქლის ტურბინებით, რომლებიც თბება ნახშირით, ბუნებრივი აირით, ნავთობით ან ბირთვული რეაქტორით. გენერატორიდან დენი გადის ტრანსფორმატორების სერიას, სადაც იზრდება მისი ძაბვა. სადენების დიამეტრი განსაზღვრავს დენის რაოდენობას და სიძლიერეს, რომელიც მათ შეუძლიათ გადაიტანონ გადახურებისა და ენერგიის დახარჯვის გარეშე, ხოლო ძაბვა შემოიფარგლება მხოლოდ იმით, თუ რამდენად კარგად არის მავთულები იზოლირებული მიწისგან.

საინტერესოა აღინიშნოს, რომ დენი გადის მხოლოდ ერთი მავთულის და არა ორი. მისი ორი მხარე განისაზღვრება როგორც დადებითი და უარყოფითი. თუმცა, ვინაიდან ალტერნატიული დენის პოლარობა იცვლება 60-ჯერ წამში, მათ აქვთ სხვა სახელები - ცხელი (მაგისტრალური ელექტროგადამცემი ხაზები) და დამიწებული (გადის მიწისქვეშა წრედის დასასრულებლად).

რაში გვჭირდება ელექტროენერგია?

ელექტროენერგიას მრავალი გამოყენება აქვს: მას შეუძლია გაანათოს თქვენი სახლი, გარეცხოს და გაამშრალოს თქვენი ტანსაცმელი, აწიოს თქვენი ავტოფარეხის კარი, ადუღოს წყალი ქვაბში და სხვა საყოფაცხოვრებო ნივთები, რომლებიც ასე აადვილებს ჩვენს ცხოვრებას. თუმცა, ინფორმაციის გადაცემის დენის უნარი სულ უფრო მნიშვნელოვანი ხდება.

ინტერნეტთან დაკავშირებისას კომპიუტერი იყენებს ელექტრო დენის მხოლოდ მცირე ნაწილს, მაგრამ ეს არის ის, რის გარეშეც თანამედროვე ადამიანივერ წარმომიდგენია მისი ცხოვრება.

ელექტრული დენის კონცეფცია

ისევე როგორც მდინარის ნაკადი, წყლის მოლეკულების ნაკადი, ელექტრული დენი არის დამუხტული ნაწილაკების ნაკადი. რა იწვევს მას და რატომ არ მიდის ყოველთვის ერთი და იგივე მიმართულებით? როდესაც გესმით სიტყვა ნაკადი, რაზე ფიქრობთ? ალბათ მდინარე იქნება. ეს კარგი ასოციაციაა, რადგან სწორედ ამიტომ მიიღო ელექტრული დენის სახელი. ის ძალიან ჰგავს წყლის დინებას, მხოლოდ იმის ნაცვლად, რომ წყლის მოლეკულები მოძრაობენ არხის გასწვრივ, დამუხტული ნაწილაკები მოძრაობენ გამტარის გასწვრივ.

ელექტრული დენის არსებობისთვის აუცილებელ პირობებს შორის არის ელემენტი, რომელიც უზრუნველყოფს ელექტრონების არსებობას. გამტარ მასალაში ატომებს აქვთ მრავალი თავისუფალი დამუხტული ნაწილაკი, რომლებიც ცურავს ატომებს შორის და გარშემო. მათი მოძრაობა შემთხვევითია, ამიტომ ნაკადი არ არის მოცემული მიმართულებით. რა სჭირდება ელექტრული დენის არსებობას?

ელექტრული დენის არსებობის პირობები მოიცავს ძაბვის არსებობას. გამტარზე გამოყენებისას, ყველა თავისუფალი ელექტრონი მოძრაობს ერთი და იმავე მიმართულებით, რაც ქმნის დენს.

გაინტერესებს ელექტრული დენი

საინტერესო ის არის, რომ როდესაც ელექტრული ენერგია გამტარში სინათლის სიჩქარით გადადის, თავად ელექტრონები გაცილებით ნელა მოძრაობენ. სინამდვილეში, თუ მშვიდად დადიხართ გამტარ მავთულის გვერდით, თქვენი სიჩქარე 100-ჯერ მეტი იქნებოდა, ვიდრეელექტრონები მოძრაობენ. ეს გამოწვეულია იმით, რომ მათ არ სჭირდებათ უზარმაზარი მანძილების გავლა ერთმანეთთან ენერგიის გადასაცემად.

პირდაპირი და ალტერნატიული დენი

დღეს ფართოდ გამოიყენება დენის ორი განსხვავებული ტიპი - პირდაპირი და ალტერნატიული. პირველში ელექტრონები მოძრაობენ ერთი მიმართულებით, „უარყოფითი“მხრიდან „დადებით“მხარეს. ალტერნატიული დენი უბიძგებს ელექტრონებს წინ და უკან, ცვლის დინების მიმართულებას წამში რამდენჯერმე.

გენერატორები, რომლებიც გამოიყენება ელექტროსადგურებში ელექტროენერგიის წარმოებისთვის, შექმნილია ალტერნატიული დენის წარმოებისთვის. თქვენ ალბათ ვერასდროს შეგიმჩნევიათ, რომ თქვენს სახლში სინათლე რეალურად ციმციმებს მიმდინარე მიმართულების ცვლილებისას, მაგრამ ეს ძალიან სწრაფად ხდება, რომ თვალებმა ამოიცნონ.

რა პირობებია პირდაპირი ელექტრული დენის არსებობისთვის? რატომ გვჭირდება ორივე ტიპი და რომელია უკეთესი? ეს კარგი კითხვებია. ის ფაქტი, რომ ჩვენ კვლავ ვიყენებთ დინების ორივე ტიპს, ვარაუდობს, რომ ორივე ემსახურება კონკრეტულ მიზნებს. ჯერ კიდევ მე-19 საუკუნეში ცხადი იყო, რომ ელექტროსადგურსა და სახლს შორის დიდ დისტანციებზე ენერგიის ეფექტური გადაცემა მხოლოდ ძალიან მაღალი ძაბვის დროს იყო შესაძლებელი. მაგრამ პრობლემა ის იყო, რომ მართლაც მაღალი ძაბვის გაგზავნა უკიდურესად საშიში იყო ხალხისთვის.

ამ პრობლემის გადაწყვეტა იყო სტრესის შემცირება სახლის გარეთ, სანამ სახლში გაგზავნით. დღემდე, პირდაპირი ელექტრო დენი გამოიყენება დიდი ზომის გადასაცემადმანძილი, ძირითადად სხვა ძაბვაზე ადვილად გადაყვანის უნარის გამო.

როგორ მუშაობს ელექტრო დენი

ელექტრული დენის არსებობის პირობები მოიცავს დამუხტული ნაწილაკების, გამტარის და ძაბვის არსებობას. ბევრმა მეცნიერმა შეისწავლა ელექტროენერგია და დაადგინა, რომ არსებობს მისი ორი ტიპი: სტატიკური და მიმდინარე.

ეს არის მეორე, რომელიც უზარმაზარ როლს თამაშობს ნებისმიერი ადამიანის ყოველდღიურ ცხოვრებაში, რადგან ეს არის ელექტრული დენი, რომელიც გადის წრედში. ჩვენ მას ყოველდღიურად ვიყენებთ ჩვენი სახლების კვებისათვის და სხვა.

რა არის ელექტრული დენი?

როდესაც ელექტრული მუხტები წრეში ცირკულირებენ ერთი ადგილიდან მეორეში, წარმოიქმნება ელექტრული დენი. ელექტრული დენის არსებობის პირობები მოიცავს, დამუხტული ნაწილაკების გარდა, გამტარის არსებობას. ყველაზე ხშირად ეს არის მავთული. მისი წრე არის დახურული წრე, რომელშიც დენი მიედინება დენის წყაროდან. როდესაც წრე ღიაა, მას არ შეუძლია დაასრულოს მოგზაურობა. მაგალითად, როდესაც თქვენს ოთახში შუქი გამორთულია, წრე ღიაა, მაგრამ როდესაც წრე დახურულია, შუქი ანათებს.

მიმდინარე სიმძლავრე

დირიჟორში ელექტრული დენის არსებობის პირობებზე დიდ გავლენას ახდენს ისეთი ძაბვის მახასიათებელი, როგორიცაა სიმძლავრე. ეს არის საზომი, თუ რამდენ ენერგიას იყენებთ გარკვეული პერიოდის განმავლობაში.

არის მრავალი განსხვავებული ერთეული, რომლის გამოყენებაც შესაძლებელიაამ მახასიათებლის გამოხატულება. თუმცა, ელექტრო სიმძლავრე თითქმის იზომება ვატებში. ერთი ვატი უდრის ერთ ჯოულს წამში.

ელექტრო დამუხტვა მოძრაობაში

რა პირობებია ელექტრული დენის არსებობისთვის? მას შეუძლია მიიღოს სტატიკური ელექტროენერგიის უეცარი გამონადენი, როგორიცაა ელვა ან ნაპერწკალი შალის ქსოვილთან ხახუნისგან. თუმცა, უფრო ხშირად, როდესაც ვსაუბრობთ ელექტრულ დენზე, ვგულისხმობთ ელექტროენერგიის უფრო კონტროლირებად ფორმას, რომელიც ააქტიურებს განათებებსა და მოწყობილობებს. ელექტრული მუხტის უმეტესი ნაწილი ატარებს ატომში არსებულ უარყოფით ელექტრონებსა და პოზიტიურ პროტონებს. თუმცა, ეს უკანასკნელი უმეტესად იმობილიზებულია ატომის ბირთვებში, ამიტომ მუხტის გადატანა ერთი ადგილიდან მეორეზე ხდება ელექტრონების მიერ.

ელექტრონები გამტარ მასალაში, როგორიცაა მეტალი, დიდწილად თავისუფლად გადაადგილდებიან ერთი ატომიდან მეორეზე მათი გამტარობის ზოლების გასწვრივ, რაც წარმოადგენს ელექტრონის უფრო მაღალ ორბიტებს. საკმარისი ელექტრომამოძრავებელი ძალა ან ძაბვა ქმნის მუხტის დისბალანსს, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს ელექტრონების გადაადგილება გამტარში ელექტრული დენის სახით.

თუ წყალთან ანალოგიას დავხატავთ, ავიღოთ, მაგალითად, მილი. როდესაც ჩვენ ვხსნით სარქველს ერთ ბოლოზე, რათა წყალი შევიდეს მილში, არ უნდა დაველოდოთ ამ წყალს მილის ბოლომდე. ჩვენ ვიღებთ წყალს მეორე ბოლოდან თითქმის მყისიერად, რადგან შემომავალი წყალი უბიძგებს წყალს, რომელიც უკვე არის მილში. ეს ხდება მაშინ, როდესაც სადენში არის ელექტრული დენი.

ელექტრული დენი: ელექტრული დენის არსებობის პირობები

ელექტრული დენი ჩვეულებრივ განიხილება როგორც ელექტრონების ნაკადი. როდესაც ბატარეის ორი ბოლო ერთმანეთთან არის დაკავშირებული ლითონის მავთულით, ეს დამუხტული მასა მიედინება მავთულში ბატარეის ერთი ბოლოდან (ელექტროდი ან პოლუსი) საპირისპირო მიმართულებით. მაშ ასე, დავასახელოთ ელექტრული დენის არსებობის პირობები:

1. დამუხტული ნაწილაკები.
2. Explorer.
3. ძაბვის წყარო.

თუმცა, ყველაფერი ასე მარტივი არ არის. რა პირობებია საჭირო ელექტრული დენის არსებობისთვის? ამ კითხვაზე უფრო დეტალური პასუხის გაცემა შესაძლებელია შემდეგი მახასიათებლების გათვალისწინებით:

• პოტენციური სხვაობა (ძაბვა). ეს ერთ-ერთი წინაპირობაა. 2 წერტილს შორის უნდა არსებობდეს პოტენციური განსხვავება, რაც იმას ნიშნავს, რომ მოგერიების ძალა, რომელიც იქმნება დამუხტული ნაწილაკების მიერ ერთ ადგილას, უნდა იყოს უფრო დიდი ვიდრე მათი ძალა სხვა წერტილში. ძაბვის წყაროები, როგორც წესი, ბუნებაში არ გვხვდება და ელექტრონები საკმაოდ თანაბრად ნაწილდება გარემოში. მიუხედავად ამისა, მეცნიერებმა მოახერხეს გარკვეული ტიპის მოწყობილობების გამოგონება, სადაც ეს დამუხტული ნაწილაკები შეიძლება დაგროვდეს, რითაც შექმნეს ძალიან საჭირო ძაბვა (მაგალითად, ბატარეებში).
• ელექტრული წინააღმდეგობა (გამტარი). ეს არის მეორე მნიშვნელოვანი პირობა, რომელიც აუცილებელია ელექტრო დენის არსებობისთვის. ეს არის გზა, რომლითაც დატვირთული ნაწილაკები მოძრაობენ. გამტარებად მოქმედებს მხოლოდ ის მასალები, რომლებიც ელექტრონებს თავისუფლად გადაადგილების საშუალებას აძლევს. იგივეები ზერომლებსაც ეს უნარი არ გააჩნიათ იზოლატორებს უწოდებენ. მაგალითად, ლითონის მავთული იქნება შესანიშნავი გამტარი, ხოლო მისი რეზინის გარსი იქნება შესანიშნავი იზოლატორი.

ელექტრული დენის გაჩენისა და არსებობის პირობების გულდასმით შესწავლის შემდეგ, ადამიანებმა შეძლეს ამ ძლიერი და საშიში ელემენტის მოთვინიერება და მისი კაცობრიობის საკეთილდღეოდ წარმართვა.