Wutar Lantarki Physics: kafiya, kwarewa, naúrar

Wutar Lantarki Physics - shi ne wani abu da wanda fuskantar da kowane daga cikin mu. A wannan labarin, za mu duba a cikin na asali Concepts hade da shi.

Mene ne wutar lantarki? Domin da uninitiated mutum da ake dangantawa da walƙiya ko makamashi wadata TV da kuma wanka na'ura. Ya san cewa yin amfani da wani lantarki da wutar lantarki. Abin da kuma zai iya ya gaya? Game da mu dogara a kan wutar lantarki da za a tunãtar da ikon Lines. Wani zai iya buga da dama wasu misalai.

Duk da haka, saboda wutar lantarki suna da yawa da wasu, kasa a bayyane yake, amma yau da kullum mamaki. Tare da dukkan su za mu gabatar kimiyyar lissafi. Wutar Lantarki (ayyuka, ma'anar da dabarbari) da muka fara zuwa karatu a makaranta. Kuma mun koyi abubuwa da yawa na ban sha'awa abubuwa. Sai dai itace, da duka zuciya, yanã tafiya da gaggãwa dan wasa, barci yaro da iyo kifi - duk samar da lantarki da makamashi.

Electrons da protons

Mun ayyana asali Concepts. Daga cikin ra'ayinsa na masanin kimiyya, wutar lantarki kimiyyar lissafi hade da motsi na electrons da sauran caje barbashi cikin daban-daban abubuwa. Saboda haka, kimiyya fahimtar yanayi na sabon abu na amfani ga mu dogara a kan matakin da ilmi game da kwayoyin zarra da su bijiro da batun kafa subatomic barbashi. A key ga wannan fahimtar ne kankanin electrons. Sunadaran da wani abu hada da daya ko fiye electrons motsi a cikin daban-daban falakinsu a kusa da zuciyar, kamar yadda duniyar tamu falakinsu a kusa da rana. Yawanci, da yawan electrons a zarra ne daidai da adadin protons a tsakiya. Duk da haka, protons, kasancewa da yawa mutum fiye da electrons za a iya gani a matsayin idan buga a tsakiyar zarra. Wannan musamman Saukake model na zarra ne isa ya bayyana kayan yau da kullum na irin wannan mamaki kamar yadda wutar lantarki kimiyyar lissafi.

Me kuma kana bukatar ka sani? A electrons da protons da wannan most wutar lantarki (amma na daura alamar), sabõda haka, suna janyo hankalin juna. lura da proton ne tabbatacce kuma electron - korau. Atom da ciwon electron ne mafi girma daga ko kasa da yadda ya saba, ya kira ion. Idan zarra bai isa ba, shi ne ake kira mai kyau ion. Idan ya ƙunshi wani wuce haddi na su, shi ne ake kira mai korau ion.

Lokacin da electrons bar zarra cewa yakan mallaki wasu tabbatacce cajin. Electron bã tãre da ta daura - a proton ko motsa zuwa wani zarra, ko dawo da baya.

Me electrons ya fita daga zarra?

Wannan shi ne saboda dalilai da dama. Mafi na kowa ne cewa a karkashin turu na haske ko wani waje electron a zarra motsi electron za a iya fita daga, ta falaki. Heat sa sunadaran don oscillate sauri. Wannan yana nufin cewa electrons za a iya jefarwa daga zarra. A sinadaran halayen, suka kuma motsa daga zarra zuwa zarra.

A misali mai kyau na aminci da sunadarai da lantarki aiki na tsokoki ba mu. Su zaruruwa kwangila a lokacin da wani lantarki sigina daga cikin juyayi tsarin. Electric halin yanzu stimulates sinadaran halayen. Sun kuma kai ga wani raguwa a tsoka. External na'urar sakonni sukan yi amfani da su artificially ta da tsoka aiki.

watsin

A wasu abubuwa electrons a ƙarƙashin rinjayar wani waje lantarki filin motsa more yardar kaina fiye da a wasu. Suka ce cewa irin kayan da suna da kyau watsin. Su kira conductors. Wadannan sun hada da mafi karafa, zafi gas da kuma wasu taya. Air, roba da kuma mai, polyethylene da kuma gilashin ba gudanar da wutar lantarki. Suna da ake kira insulators da aka yi amfani ga rufi na da kyau conductors. Ideal insulators (cikakken ba gudanar halin yanzu) ba ya wanzu. A karkashin wani yanayi, electrons za a iya cire daga duk wani zarra. Yawancin lokaci, duk da haka, wadannan yanayi ne don haka da wuya a yi da cewa daga wani m ra'ayi, irin wannan abu za a iya gani a matsayin maras conductive.

Farawa Masana kimiyya a matsayin kimiyyar lissafi (sashe "Wutar Lantarki"), za mu koyi cewa akwai wani musamman kungiyar na abubuwa. Yana semiconductors. Sun nuna hali jera a matsayin dielectric, da kuma jera - kamar yadda conductors. Wadannan sun hada da, musamman, sun hada da: germanium, silicon, da kuma jan oxide. Saboda da kaddarorin semiconductors sami mutane da yawa da amfani. Alal misali, yana iya zama wani lantarki bawul: kamar keke hula bawul shi damar da zargin motsa a daya shugabanci kawai. Irin na'urorin da ake kira rectifiers. Suna amfani da dada rediyo karba, da kuma manyan ikon shuke-shuke maida AC zuwa DC.

Heat ne m nau'i na motsi na kwayoyin ko kwayoyin zarra da zazzabi - awo na tsanani da motsi (a mafi karafa downward yunkuri na electron zazzabi zama looser). Wannan yana nufin cewa jure free motsi electrons rage-rage tare da ragewa da zazzabi. A wasu kalmomin, da watsin na karfe ƙaruwa.

Hanyar jejjerawa

A wasu abubuwa a sosai low yanayin zafi, da juriya ga gudãna daga ƙarƙashinsu na electrons gaba daya vuya da kuma electrons fara motsi da shi ya ci gaba har abada. Wannan sabon abu ne da ake kira jejjerawa. A zazzabi 'yan digiri a sama cikakkar sifili (- 273 ° C) shi ne lura a karafa kamar tin, gubar, aluminum, kuma niobium.

Van De Graaff janareta

A manhaja hada da wani iri-iri na gwaje-gwajen da wutar lantarki. Akwai mozhestvo janareto jinsunan, daya daga wanda muka so fadada. A Van De Graaff totur ake amfani da su samu superhigh ƙarfin lantarki. Idan wani abu dauke da wani wuce haddi na tabbatacce ions, to sa a cikin akwati, sa'an nan a ciki surface na karshen zai zama electrons, da kuma a kan waje - wannan adadin m ions. Idan yanzu shãfe ciki surface na cajin abu, to, zai wuce duk free electrons. A waje da kyau zargin kasance.

A Van De Graaff m ions daga tushen ana amfani da wani abinda bel mikawa ciki a karfe Sphere. Tef haɗa da ciki surface daga cikin Sphere da wani shugaba a cikin irin na kunya. A electrons gudãna daga ciki surface daga cikin Sphere. A cikin matsanancin gefen gare bayyana m ions. A sakamako za a iya inganta hanyar yin amfani da biyu janareto.

lantarki

A makaranta kimiyyar lissafi ba shakka shi ya hada da irin wannan abu a matsayin wani lantarki a halin yanzu. Mene ne wannan? A lantarki halin yanzu saboda da motsi na lantarki zargin. Lokacin da wutar lantarki fitila da alaka da baturi, aka kunna ta, yanzu gudana tare da waya daga daya iyakacin duniya na da baturi ga fitila, sa'an nan ta hanyar da gashi, suna ɓuɓɓugar da shi haske, da kuma dawo da baya a karo na biyu da waya zuwa wasu iyakacin duniya na baturi. Idan ka kunna canza zai bude da kewaye - yanzu zirga-zirga tsaya a nan ba da haske ke fita.

The motsi na electrons

Yanzu a mafi yawan lokuta shi ne wani umurni da motsi na da electrons a karfe hidima a matsayin shugaba. All conductors da kuma wasu sauran abubuwa ko da yaushe faruwa wasu bazuwar su motsi, ko da idan na yanzu ba ya daga ƙarƙashinsu. A electrons a cikin abu na iya zama in mun gwada free, ko karfi bonded. Good conductors da free electrons iya motsa. Amma a cikin matalauta conductors ko insulators, yawancin wadannan barbashi ne isasshe da tabbaci da alaka da kwayoyin halitta wadda ya hana su motsi.

Wani lokacin halitta, ko tsari na wucin gadi a cikin shugaba motsi na electrons a wani shugabanci. Wannan ya kwarara da aka kira da lantarki tura. An auna a amperes (A). Yanzu dako iya kuma zama a matsayin ions (a gas ko mafita) da kuma "rami" (a rashin electrons a wasu iri semiconductors. Recent nuna hali a matsayin gaskiya ma cajin yan dako na lantarki. Don tilasta wa electrons su matsa a daya shugabanci ko wata, ake bukata a karfi. A yanayi, ta source iya zama: daukan hotuna zuwa ga hasken rana, Magnetic illa da kuma sinadaran halayen Wasu daga cikin su ana amfani da su samar da wutar lantarki yanzu Yawancin lokaci don wannan dalili ne: .. janareta amfani Magnetic effects, da kuma rabi (baturi), da sakamako wanda yake shi ne saboda sinadaran halayen. Duka na'urorin, samar da wani electromotive karfi (EMF) dalili electrons su matsa a daya shugabanci tare da sarkar. The girma na emf aka auna a volts (V). Wadannan su ne ainihin raka'a ikon ji.

The girma na EMF kuma yanzu ana juna kamar yadda matsa lamba da kuma na gudãna daga ƙarƙashinsu a cikin ruwa. Ruwa bututu an ko da yaushe cike da ruwa a karkashin wani matsin lamba ba, amma da ruwa fara gudãna daga kawai a lokacin da bawul aka bude.

Hakazalika, da lantarki kewaye iya haɗa ta da wani tushe na electromotive karfi, amma yanzu a cikinta ba daga ƙarƙashinsu, muddin ba za a kafa hanya tare da electrons iya motsa. Suna iya zama, misali, wani lantarki fitila ko injin tsabtace, da canji a nan taka rawar da wani crane, "wanda ya fitar" yanzu.

A rabo tsakanin halin yanzu da kuma irin ƙarfin lantarki

Kamar yadda irin ƙarfin lantarki ƙaruwa da kuma na yanzu girma a cikin kewaye. Karatu kimiyyar lissafi Hakika, mun sani cewa lantarki haihuwarka an yi sama da dama daban-daban sassan: yawanci canzawa wayoyi da na'ura - mabukaci na wutar lantarki. Suna duk da alaka da juna, samar da juriya ga lantarki, wanda (dauka da zazzabi m) bai canza tare da lokaci, amma ga kowane daga cikinsu shi ne daban-daban na wadannan aka gyara. Saboda haka, idan wannan irin ƙarfin lantarki ne amfani da fitilar da kuma zuwa da baƙin ƙarfe, da ya kwarara daga electrons a kowane daga cikin na'urorin da za a yi daban-daban saboda su daban-daban juriya. Sakamakon haka, yanzu suna gudãna ta musamman kewaye rabo ne m ba kawai ƙarfin lantarki, amma da juriya conductors da na'urorin.

Ohm ta Law

A lantarki juriya da aka auna a ohms (ohm) a irin kimiyya kamar kimiyyar lissafi. Wutar Lantarki (dabara ma'anar gwaje-gwajen) - m topic. Ba za mu nuna hadaddun dabarbari. Domin na farko sani da batun isasshen an ce a sama. Duk da haka, wani dabara yana da daraja don kawo. Shi ne mai karye. Ga wani shugaba ko tsarin na conductors da na'urorin dangantaka tsakanin ƙarfin lantarki, yanzu kuma juriya da aka ba by: ƙarfin lantarki = halin yanzu x juriya. Wannan shi ne ilmin lissafi magana na Ohm ta dokar, mai suna a cikin girmamawa Georg Ohm (1787-1854 gg.), Wanne ne na farko da ya kafa dangantaka tsakanin wadannan uku sigogi.

Wutar Lantarki Physics - mai matukar ban sha'awa da reshe na kimiyya. Mun gani, kawai na asali Concepts hade da shi. Za ka san abin da wutar lantarki shi ne, yadda aka kafa. Muna fatan wannan bayani ne amfani a gare ku.