ელექტრული სისტემების შემუშავებისას საჭიროა კომპეტენტურად იმუშაოთ ისეთი რაოდენობით, როგორიცაა ამპერები, ვატი და ვოლტი. გარდა ამისა, თქვენ უნდა შეგეძლოთ სწორად გამოთვალოთ მათი თანაფარდობა კონკრეტულ მექანიზმზე დატვირთვის დროს. დიახ, რა თქმა უნდა, არსებობს სისტემები, რომელშიც ძაბვა ფიქსირდება, მაგალითად, სახლის ქსელი. ამასთან, არ უნდა დაგვავიწყდეს, რომ დენის სიძლიერე და ძალა მაინც განსხვავებული ცნებებია, ასე რომ თქვენ ზუსტად უნდა იცოდეთ რამდენ ვატს შეიცავს 1 ამპერი.
არის განსხვავება ვოლტსა და ვატს შორის?
პირველ რიგში, გავიხსენოთ რას ნიშნავს ეს ცნებები. და ასევე შევეცადოთ გავარკვიოთ, არის თუ არა მათ შორის მნიშვნელოვანი განსხვავება.
ასე რომ, ელექტრულ ძაბვას, რომელიც წარმოქმნის მიმდინარეობას, რომლის სიმძლავრეც უტოლდება 1 ამპერს, ვოლტი ეწოდება. უნდა აღინიშნოს, რომ ის "მუშაობს" დირიჟორში, 1 ომიანი წინააღმდეგობით.
ვოლტების დაყოფა შესაძლებელია:
- 1 000 000 მიკროოლტი
- 1000 მილივოლტი
ამავე დროს, შეგვიძლია ვთქვათ, რომ ვატი არის ელექტრული დენის მუდმივი სიმძლავრე. 1 ვოლტიანი ძაბვით, მისი ძალაა 1 ამპერი.
ზემოაღნიშნულიდან გამომდინარე, თამამად შეგვიძლია ვთქვათ, რომ ამ კონცეფციებს შორის განსხვავება მაინც არსებობს. ამიტომ, სხვადასხვა ელექტრულ სისტემებთან მუშაობისას, გათვალისწინებული უნდა იყოს.
რა არის ამპერი?
არსებობს საყოველთაოდ მიღებული დაყოფა, რომლის მიხედვითაც 1 ა შეიცავს:
- 1 000 000 მიკროამპერი
- 1000 მილიამპერი
რამდენ ვოლტს შეიცავს 1 ამპერი?
ამ კითხვაზე პასუხის გაცემა საკმაოდ რთულია. ამასთან, იმისათვის, რომ ამ საკითხის მოგვარება გაგიმარტივოთ, გთავაზობთ გაეცნოთ თანაფარდობის ცხრილებს:
პირდაპირი დენისთვის:
ალტერნატიული დენისთვის:
რა არის ვოლტ-ამპერი და როგორ გადავიყვანოთ ვატზე?
SI– ში მიღებული ენერგიის საზომი კიდევ ერთი ერთეული არის ვოლტ – ამპერი (VA). ეს ტოლია ისეთი rms მნიშვნელობების პროდუქტს, როგორიცაა მიმდინარე და ძაბვა.
გარდა ამისა, აღსანიშნავია, რომ, როგორც წესი, VA გამოიყენება მხოლოდ AC კავშირებში ენერგიის შესაფასებლად. ანუ, იმ შემთხვევებში, როდესაც Watts და Volt-Amperes განსხვავებული მნიშვნელობები აქვთ.
დღეისათვის არსებობს მრავალი სხვადასხვა ონლაინ კალკულატორი, რომლებიც სწრაფად და მარტივად გარდაქმნის VA– ს W– ზე. ეს პროცედურა იმდენად მარტივია, რომ მასზე აღარ ვისაუბრებთ.
მაგრამ, განსაკუთრებით მათთვის, ვისაც არ აქვს ონლაინ კალკულატორი ვოლტ-ამპერების ვატებზე გადასაყვანად, ჩვენ განიხილავს თარგმანის პროცესს ეს მნიშვნელობები უფრო დეტალურად:
ამ ფორმულის საშუალებით შეგვიძლია გავერკვეთ მიმდინარე სიძლიერეში. რა თქმა უნდა, მხოლოდ მაშინ, თუ უკვე ძაბვა და სიმძლავრე ცნობილია.
ანუ, აღმოჩნდა, რომ Watts- ის ამპერებად გადაქცევის მიზნით, ჩვენ უნდა გავარკვიოთ ძაბვა სისტემაში. მაგალითად, შეერთებულ შტატებში ელექტროენერგიის ძაბვა არის 120 ვ, ხოლო რუსეთში - 220 ვ.
აღსანიშნავია, რომ მანქანებში გამოყენებული ბატარეები ან ელემენტები ჩვეულებრივ აქვთ 12 ვ ძაბვას. სხვადასხვა პორტატული მოწყობილობებისთვის გამოყენებულ მცირე ზომის ბატარეებში ძაბვა, როგორც წესი, არ აღემატება 1.5 ვ.
ამრიგად, შეგვიძლია ვთქვათ, რომ ვიცით ძაბვა და სიმძლავრე, ადვილად შეგვიძლია გავერკვიოთ მიმდინარე ძალაც. ამისთვის მხოლოდ მართალი უნდა ვიყოთ გამოიყენეთ ზემოაღნიშნული ფორმულა.
მოდით ვნახოთ, როგორ მუშაობს ეს კონკრეტული მაგალითით: თუ ძაბვა 220 ვ, ხოლო სიმძლავრე 220 ვ, მაშინ მიმდინარეობა იქნება 220/220 ან 1 ა.
რამდენი ვატია 1 ამპერში?
ახლა შევეცადოთ ვატის გადაქცევა ამპერებად. ამისათვის კიდევ ერთი ფორმულა გვჭირდება:
მასში მე ვარ A, P არის ვატი და U არის ვოლტი.
ამ ფორმულის გამოყენებით მარტივი გაანგარიშების შემდეგ, ჩვენ შეგვიძლია გავიგოთ, რამდენი ვატია ერთ A- ში.
როგორც ადრე ვთქვით, არსებობს კიდევ ერთი გზა, რომ გამოთვალოთ რამდენი ვატი 1 ა – ში, მისი გამოსაყენებლად დაგჭირდებათ გახსენით ონლაინ კალკულატორი და მასში შედით ენერგიის მოხმარება, ისევე როგორც ძაბვა.
გარდა ამისა, თქვენ უბრალოდ უნდა დააჭიროთ ღილაკს "გამოთვალეთ" და რამდენიმე წამში სპეციალური პროგრამა მოგცემთ სწორ მნიშვნელობას. ამ მეთოდის გამოყენებით, თქვენ უდავოდ შეგიძლიათ დაზოგოთ თქვენი დრო და ძალისხმევა, რადგან თქვენ არ გჭირდებათ დამოუკიდებლად გამოთვალოთ ყველა ინდიკატორი ფორმულების გამოყენებით.
ჩვენ ჩვენი ცხოვრების თანამედროვე კომფორტს ვუმადლობთ ელექტროენერგიას. ეს ანათებს ჩვენს სახლებს, წარმოქმნის რადიაციას სინათლის ტალღების ხილულ დიაპაზონში, ამზადებს და ათბობს საკვებს სხვადასხვა მოწყობილობებში, როგორიცაა ელექტრო ღუმელები, მიკროტალღური ღუმელები, ტოსტერები, რაც გამორიცხავს ცეცხლის საწვავის პოვნას. მისი წყალობით, ჩვენ სწრაფად ვმოძრაობთ ჰორიზონტალურ სიბრტყეში ელექტრო მატარებლებში, მეტროსა და მატარებლებში, ვერტიკალურ სიბრტყეში ვმოძრაობთ ესკალატორებზე და ლიფტის კაბინებში. ჩვენს სახლში სითბოსა და კომფორტს ვუმადლობთ ელექტროენერგიას, რომელიც მიედინება კონდიციონერებში, ვენტილატორებში და ელექტრო გამათბობელებში. ელექტროენერგიით მომუშავე მრავალფეროვანი ელექტრომანქანები ხელს უწყობს ჩვენს მუშაობას, როგორც ყოველდღიურ ცხოვრებაში, ასევე წარმოებაში. მართლაც, ჩვენ ვცხოვრობთ ელექტრულ ეპოქაში, რადგან ელექტროენერგიის წყალობით მუშაობს ჩვენი კომპიუტერები და სმარტფონები, ინტერნეტი და ტელევიზია და სხვა ჭკვიანი ელექტრონული მოწყობილობები. ტყუილად არ სჩადის კაცობრიობა ელექტროენერგიის გამომუშავებას თერმულ, ბირთვულ და ჰიდროელექტროსადგურებში - თავად ელექტროენერგია ენერგიის ყველაზე მოსახერხებელი ფორმაა.
რაც არ უნდა პარადოქსულად ჟღერდეს, ელექტროენერგიის პრაქტიკული გამოყენების იდეები ერთ-ერთი პირველი იყო, რომელიც საზოგადოების ყველაზე კონსერვატიულმა ნაწილმა - საზღვაო ოფიცრებმა მიიღო. აშკარაა, რომ ამ დახურულ კასტაში ზევით გარღვევა ძნელი იყო, ძნელი იყო ადმირალებისთვის დამტკიცება, რომლებიც მეზღვაურ ფლოტში სალონში ბიჭები იყვნენ, ორთქლის ძრავებით ყველა ლითონის გემზე გადასვლის საჭიროება, ამიტომ უმცროსი ოფიცრები ყოველთვის ინოვაციებს ეყრდნობოდნენ. 1770 წელს რუსეთ-თურქეთის ომის დროს სახანძრო გემების გამოყენების წარმატებამ გადაწყვიტა ჩესმეს ყურეში ბრძოლის შედეგი, რამაც გამოიწვია პორტების დაცვა არა მხოლოდ სანაპირო ბატარეებით, არამედ უფრო თანამედროვე საშუალებებით. დაცვა - მაღაროები.
სხვადასხვა სისტემის წყალქვეშა მაღაროების განვითარება XIX საუკუნის დასაწყისიდან ხორციელდება, ყველაზე წარმატებული პროექტები იყო ავტონომიური მაღაროები, რომლებიც ელექტროენერგიით იკვებებოდა. 70-იან წლებში. მე -19 საუკუნის გერმანელმა ფიზიკოსმა ჰაინრიხ ჰერცმა გამოიგონა ხელსაწყოების ელექტრო აფეთქებისთვის 40 მეტრის სიღრმეზე. მისი მოდიფიკაციები ჩვენთვის ცნობილია საზღვაო თემაზე შექმნილი ისტორიული ფილმებიდან - ეს არის ცნობილი "რქოვანი" ნაღმი, რომელშიც ლიდერობს "რქა", რომელიც შეიცავს ელექტროლიტით სავსე ამპულას, გემის კორპუსთან შეხებისას იკუმშება, რის შედეგადაც უბრალო აკუმულატორი მუშაობს, რომლის ენერგია საკმარისი იყო ნაღმის აფეთქებისთვის.
მეზღვაურებმა პირველმა შეაფასეს იმდროინდელი არასრულყოფილი ძლიერი სინათლის წყაროების პოტენციალი - იაბლოჩკოვის სანთლების მოდიფიკაცია, რომელშიც ელექტრული რკალი და მოელვარე პოზიტიური ნახშირბადის ელექტროდი იყო სინათლის წყაროდ - გამოიყენეს ბრძოლის ველის სიგნალსა და განათებაში. პროჟექტორის გამოყენება აბსოლუტური უპირატესობა მიენიჭა მხარეებს, რომლებიც იყენებდნენ მათ ღამის ბრძოლებში ან უბრალოდ იყენებდნენ მათ, როგორც ინფორმაციის გადასაცემად და საზღვაო ფორმირებების მოქმედებების კოორდინაციას. და მძლავრი პროჟექტორებით აღჭურვილმა შუქურებმა გაამარტივა ნავიგაცია საშიშ სანაპირო წყლებში.
გასაკვირი არ არის, რომ ფლოტმა გამოიყენა ინფორმაციის უსადენო გადაცემის მეთოდები - მეზღვაურებს არ სირცხვილიათ პირველი რადიოების დიდი ზომის გამო, რადგან გემების შენობამ შესაძლებელი გახადა ასეთი სრულყოფილი განთავსება. , თუმცა იმ დროს ძალიან რთული, საკომუნიკაციო მოწყობილობები.
ელექტრომანქანები ხელს უწყობდნენ გემის იარაღის დატვირთვის გამარტივებას, ხოლო ელექტროძრავები იარაღის ბორბლების მოსახვევში ზრდის ჭავლის დარტყმების მანევრირებას. გემის ტელეგრაფით გადაცემულმა ბრძანებებმა გაზარდა მთელი გუნდის ურთიერთქმედების ეფექტურობა, რაც მნიშვნელოვან უპირატესობას ანიჭებს საბრძოლო შეტაკებებს.
საზღვაო ისტორიაში ელექტროენერგიის ყველაზე საშინელი გამოყენება იყო მესამე რეიხის მიერ U-class დიზელ-ელექტრო წყალქვეშა ნავების გამოყენება. ჰიტლერის Wolf Pack- ის წყალქვეშა ნავებმა ჩაიძირა მოკავშირეთა სატრანსპორტო ფლოტის მრავალი გემი - უბრალოდ გახსოვდეთ კოლონის PQ-17- ის სევდიანი ბედი.
ბრიტანელმა მეზღვაურებმა შეძლეს Enigma დაშიფვრის აპარატების (Riddle) რამდენიმე ეგზემპლარის მიღება და ბრიტანულმა დაზვერვამ წარმატებით გაშიფრა მისი კოდი. ერთ-ერთი გამოჩენილი მეცნიერი, რომელიც მუშაობდა ამაზე, არის ალან ტურინგი, რომელიც ცნობილია თავისი წვლილით კომპიუტერული მეცნიერების საფუძვლებში. ადმირალ დონიცის რადიო შეტყობინებებზე წვდომის შემდეგ, მოკავშირეთა ფლოტმა და სანაპირო ავიაციამ შეძლეს Wolf Pack- ის დაბრუნება ნორვეგიის, გერმანიისა და დანიის სანაპიროებზე, ამიტომ 1943 წლიდან წყალქვეშა ნავების გამოყენებით ოპერაციები შემოიფარგლებოდა მოკლევადიანი რეიდებით.
ჰიტლერი აპირებდა თავისი წყალქვეშა ნავების აღჭურვას V-2 რაკეტებით შეერთებული შტატების აღმოსავლეთ სანაპიროზე თავდასხმისთვის. საბედნიეროდ, მოკავშირეთა სწრაფი შეტევები დასავლეთისა და აღმოსავლეთის ფრონტებზე არ აძლევდა ამ გეგმების განხორციელების საშუალებას.
თანამედროვე ფლოტი წარმოუდგენელია საჰაერო ხომალდების და ბირთვული წყალქვეშა ნავების გარეშე, რომელთა ენერგეტიკულ დამოუკიდებლობას უზრუნველყოფენ ბირთვული რეაქტორები, რომლებიც წარმატებით აერთიანებენ მე –19 საუკუნის ორთქლის ტექნოლოგიას, მე –20 საუკუნის ელექტროენერგიის ტექნოლოგიასა და 21 – ე საუკუნის ბირთვულ ტექნოლოგიებს. ბირთვული ენერგიის მქონე რეაქტორები წარმოქმნიან ელექტროენერგიას იმ რაოდენობით, რაც საკმარისია მთელი ქალაქის სიცოცხლის შესანარჩუნებლად.
გარდა ამისა, მეზღვაურებმა კვლავ მიაქციეს ყურადღება ელექტროენერგიას და ცდილობენ სარკინიგზო იარაღის გამოყენებას - ელექტრო ქვემეხებს უდიდესი დესტრუქციული სიმძლავრით კინეტიკური ჭურვების გასროლისთვის.
ისტორიის ცნობარი
იტალიელი ფიზიკოსის ალესანდრო ვოლტას მიერ შემუშავებული საიმედო ელექტროქიმიური პირდაპირი დენის წყაროების გაჩენისთანავე, სხვადასხვა ქვეყნების შესანიშნავი მეცნიერების მთელმა გალაქტიკამ დაიწყო ელექტროენერგიასთან დაკავშირებული მოვლენების შესწავლა და მისი პრაქტიკული გამოყენების განვითარება მეცნიერებისა და ტექნოლოგიების მრავალ სფეროში. საკმარისია გავიხსენოთ გერმანელი მეცნიერი გეორგ ომი, რომელმაც ელემენტარული ელექტრული წრისთვის ჩამოაყალიბა მიმდინარე დინების კანონი; გერმანელი ფიზიკოსი გუსტავ რობერტ კირხოფი, რომელმაც შეიმუშავა რთული ელექტრული წრეების გამოთვლის მეთოდები; ფრანგი ფიზიკოსი ანდრე მარი ამპერი, რომელმაც აღმოაჩინა მუდმივი ელექტროენერგიის ურთიერთქმედების კანონი. ინგლისელი ფიზიკოსის ჯეიმს პრესკოტ ჯოულისა და რუსი მეცნიერის ემილ ქრისტიანოვიჩ ლენცის შრომებმა, დამოუკიდებლად ერთმანეთისგან, გამოიწვია ელექტრული დენის თერმული ეფექტის რაოდენობრივი შეფასების კანონის აღმოჩენა.
ელექტრული დენის თვისებების შესწავლის შემდგომი შემუშავება იყო ბრიტანელი ფიზიკოსის ჯეიმს კლარკ მაქსველის, რომელმაც საფუძველი ჩაუყარა თანამედროვე ელექტროდინამიკას, რომელიც ახლა მაქსველის განტოლებების სახელითაა ცნობილი. მაქსველმა ასევე განავითარა სინათლის ელექტრომაგნიტური თეორია, მრავალი ფენომენის (ელექტრომაგნიტური ტალღები, ელექტრომაგნიტური გამოსხივების წნევა) პროგნოზირებით. მოგვიანებით, გერმანელმა მეცნიერმა ჰაინრიხ რუდოლფ ჰერციმ ექსპერიმენტულად დაადასტურა ელექტრომაგნიტური ტალღების არსებობა; მისმა მუშაობამ ელექტრომაგნიტური ტალღების ასახვის, ჩარევის, დიფრაქციისა და პოლარიზაციის შესწავლაზე საფუძველი ჩაუყარა რადიოს შექმნას.
ფრანგი ფიზიკოსების ჟან ბატისტ ბიოტისა და ფელიქს სავარდის ნამუშევრები, რომლებმაც ექსპერიმენტულად აღმოაჩინეს მაგნეტიზმის მანიფესტაციები პირდაპირი დენის ნაკადის ქვეშ და შესანიშნავი ფრანგი მათემატიკოსი პიერ-სიმონ ლაპლასი, რომელმაც განზოგადება გამოავლინა მათემატიკური კანონზომიერების სახით, პირველად დააკავშირა ერთი ფენომენის ორი მხარე, საფუძველი ჩაეყარა ელექტრომაგნეტიზმს. ბრწყინვალე ბრიტანელმა ფიზიკოსმა მაიკლ ფარადეიმ, რომელმაც აღმოაჩინა ელექტრომაგნიტური ინდუქციის ფენომენი და საფუძველი ჩაუყარა თანამედროვე ელექტროტექნიკას, ამ მეცნიერების ხელში ჩაიგდო.
ჰოლანდიელმა თეორიულმა ფიზიკოსმა ჰენდრიკ ანტონ ლორენცმა უდიდესი წვლილი შეიტანა ელექტრული დენის ხასიათის ახსნაში, რომელმაც შექმნა კლასიკური ელექტრონული თეორია და მიიღო ელექტრომაგნიტური ველის მხრიდან მოძრავი მუხტით მოქმედი ძალის გამოხატვა.
Ელექტროობა. განმარტებები
ელექტრო მიმდინარე არის დამუხტული ნაწილაკების მიმართული (შეკვეთილი) მოძრაობა. ამის გამო, მიმდინარეობა განისაზღვრება, როგორც იმ მუხტების რაოდენობა, რომლებმაც გაიარეს დირიჟორის განივი მონაკვეთი დროის ერთეულზე:
I \u003d q / t სადაც q არის მუხტი კოლომბებში, t არის დრო წამებში, მე ვარ მიმდინარე ამპერებში
ელექტრული დენის კიდევ ერთი განმარტება უკავშირდება გამტარების თვისებებს და აღწერილია ომის კანონით:
I \u003d U / R სადაც U არის ძაბვა ვოლტებში, R არის წინააღმდეგობა ომებში, I არის ამპერებში
ელექტროენერგია იზომება ამპერებში (A) და მისი ათობითი მრავლობითი და ქვე-ნამრავლებით - ნანოამპერები (ამპერის მემილიარდედე, nA), მიკროამპერები (ამპერის მემილიონე, μA), მილიამპერები (ამპერის მეათედი, mA), კილოამპერები ( ათასი ამპერი, kA) და მეგაამპერი (მილიონი ამპერი, MA).
დენის განზომილება SI სისტემაში განისაზღვრება შემდეგნაირად
[A] \u003d [Cl] / [წმ]
სხვადასხვა გარემოში ელექტრული დენის ნაკადის მახასიათებლები. ფენომენის ფიზიკა
ელექტროენერგია მყარ ნივთიერებებში: ლითონები, ნახევარგამტარები და დიელექტრიკები
ელექტროენერგიის დინების საკითხის განხილვისას საჭიროა გავითვალისწინოთ სხვადასხვა დენის მატარებლების - ელემენტარული მუხტების - მატერიის მოცემული ფიზიკური მდგომარეობის მახასიათებელი. თავად ნივთიერება შეიძლება იყოს მყარი, თხევადი ან აირისებრი. ჩვეულებრივ პირობებში ასეთი მდგომარეობების უნიკალური მაგალითია დიჰიდროგენოქსიდის, ან, სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, წყალბადის ჰიდროქსიდი, ან, უბრალოდ, ჩვეულებრივი წყალი. ჩვენ ვაკვირდებით მის მყარ ფაზას, ყინულის ნაწილებს ვიღებთ საყინულედან გრილ სასმელებამდე, რომელთა უმეტესობის საფუძველი თხევადი წყალია. ჩაის ან ხსნადი ყავის მიღებისას მას ვავსებთ მდუღარე წყლით და ამ უკანასკნელის მზადყოფნას აკონტროლებს ნისლის გამოჩენა, რომელიც შედგება წყლის წვეთებისგან, რომელიც ცივ ჰაერში იკუმშება გაზის წყლის ორთქლისგან, რომელიც გამოდის ჩაიდანის ნაკადიდან.
ასევე არსებობს მატერიის მეოთხე მდგომარეობა, რომელსაც ეწოდება პლაზმა, რომელიც ქმნის ვარსკვლავების ზედა ფენებს, დედამიწის იონოსფეროს, ალას, ელექტრო რკალს და მატერიას ფლუორესცენტურ ნათურებში. ხმელეთის ლაბორატორიებში ძნელია მაღალტემპერატურული პლაზმის გამრავლება, ვინაიდან ის მოითხოვს ძალიან მაღალ ტემპერატურას - 1 000 000 კვ-ზე მეტს.
სტრუქტურის მხრივ, მყარი იყოფა კრისტალურ და ამორფულებად. კრისტალურ ნივთიერებებს აქვთ მოწესრიგებული გეომეტრიული სტრუქტურა; ასეთი ნივთიერების ატომები ან მოლეკულები ქმნიან ერთგვარი მოცულობითი ან ბრტყელი გისოსებს; კრისტალურ მასალებში შედის ლითონები, მათი შენადნობები და ნახევარგამტარები. იგივე წყალი ფიფქების სახით (სხვადასხვა არა განმეორებადი ფორმის კრისტალები) შესანიშნავად წარმოაჩენს კრისტალური ნივთიერებების კონცეფციას. ამორფულ ნივთიერებებს არ აქვთ კრისტალური ქსელი; ეს სტრუქტურა დამახასიათებელია დიელექტრიკებისთვის.
ნორმალურ პირობებში, მყარ მასალებში მიმდინარეობა მიედინება ატომების ვალენტური ელექტრონებისგან წარმოქმნილი თავისუფალი ელექტრონების გადაადგილების გამო. მასალების ქცევის თვალსაზრისით, როდესაც მათში ელექტროენერგია გადის, ესენი იყოფა გამტარებად, ნახევარგამტარებად და იზოლატორებად. გამტარობის თეორიის თანახმად, სხვადასხვა მასალის თვისებები განისაზღვრება აკრძალული ჯგუფის სიგანეზე, რომელშიც არ შეიძლება იყოს ელექტრონები. იზოლატორებს აქვთ ყველაზე ფართო ენერგეტიკული ხარვეზი, ზოგჯერ აღწევენ 15 ევ-ს. აბსოლუტური ნულის ტემპერატურაზე, იზოლატორებსა და ნახევარგამტარებს ელექტრონებს არ აქვთ გამტარობის ზოლში, მაგრამ ოთახის ტემპერატურაზე უკვე იქნება ელექტრონების გარკვეული რაოდენობა, რომლებიც თალმო ენერგიის გამო გამოირჩევა ვალენტობის ზოლიდან. კონდუქტორებში (ლითონებში) გამტარობა და ვალენტური ზოლი ერთმანეთს ემთხვევა, ამიტომ აბსოლუტური ნულის ტემპერატურაზე არის ელექტრონების საკმარისად დიდი რაოდენობა - მიმდინარე გამტარები, რომლებიც შენარჩუნებულია მასალების მაღალ ტემპერატურაზეც კი, მათი სრული დნება. ნახევარგამტარებს აქვთ მცირე აკრძალული ხარვეზები და მათი ელექტროენერგიის გამტარუნარიანობა ძალზე დამოკიდებულია ტემპერატურაზე, გამოსხივებაზე და სხვა ფაქტორებზე, აგრეთვე მინარევების არსებობაზე.
ცალკე შემთხვევაა ელექტროენერგიის დინება ე.წ. სუპერგამტარებში - მასალები, რომლებსაც აქვთ ნულოვანი წინააღმდეგობა მიმდინარე დინების მიმართ. ამგვარი მასალების გამტარი ელექტრონები ქმნიან ნაწილაკების ანსამბლებს, რომლებიც კვანტური ეფექტის გამო ურთიერთდაკავშირებულია.
იზოლატორები, როგორც მათი სახელიდან ჩანს, ძალიან ცუდად ახდენენ ელექტრული დენის გამტარობას. იზოლატორების ეს თვისება გამოიყენება სხვადასხვა მასალის გამტარ ზედაპირებს შორის დენის ნაკადის შესაზღუდად.
მუდმივი მაგნიტური ველის მქონე გამტარებში დინების არსებობის გარდა, ალტერნატიული დენის და მასთან დაკავშირებული ალტერნატიული მაგნიტური ველის არსებობისას, არსებობს ცვლილებები, რომლებიც დაკავშირებულია მის ცვლილებასთან ან ეგრეთ წოდებულ ”ბრუნავ” დენებთან, რომლებსაც სხვაგვარად უწოდებენ ფუკოს დენებს. . რაც უფრო სწრაფად შეიცვლება მაგნიტური ნაკადი, მით უფრო ძლიერია ბოლქვიანი დინებები, რომლებიც არ მიედინება მავთულხლართების გარკვეულ ბილიკებზე, მაგრამ დახურულია დირიჟორში, ქმნის მორევის წრეებს.
ედური დენებისაგან გამოირჩევა კანის ეფექტით, რაც ამცირებს იმ ფაქტს, რომ ალტერნატიული ელექტროენერგია და მაგნიტური ნაკადი ვრცელდება ძირითადად კონდუქტორის ზედაპირულ შრეში, რაც იწვევს ენერგიის დანაკარგებს. ენერგიის დანაკარგების შესამცირებლად მბრუნავი დენებისთვის, გამოიყენება AC მაგნიტური წრეების გამოყოფა ცალკეულ, ელექტრონულად იზოლირებულ ფირფიტებად.
ელექტროენერგია სითხეებში (ელექტროლიტები)
ყველა სითხე, ამა თუ იმ ხარისხამდე, ელექტროენერგიის გატარების შესაძლებლობას იძლევა. ამ სითხეებს ელექტროლიტებს უწოდებენ. მათში დენის მატარებლები არიან დადებითად და უარყოფითად დამუხტული იონები - შესაბამისად, კათიონები და ანიონები, რომლებიც არსებობენ ნივთიერებების ხსნარში ელექტროლიტური დისოციაციის გამო. ელექტროლიტებში მიმდინარე მიმდინარეობა იონების მოძრაობის გამო, განსხვავებით ელექტრონების გადაადგილების გამო, ლითონებისთვის დამახასიათებელი მიმდინარეობისგან, თან ახლავს მატერიის გადატანა ელექტროდებზე მათთან ახლოს ახალი ქიმიური ნაერთების წარმოქმნით ან დეპონირებით ეს ნივთიერებები ან ახალი ნაერთები ელექტროდებზე.
ამ ფენომენმა საფუძველი ჩაუყარა თანამედროვე ელექტროქიმიას, რაოდენობრივად შეფასდა სხვადასხვა ქიმიკატების გრამ-ექვივალენტები, რითაც გარდაიქმნა არაორგანული ქიმია ზუსტ მეცნიერებად. ელექტროლიტური ქიმიის შემდგომმა განვითარებამ შესაძლებელი გახადა ერთჯერადი დატენვის და დატენვის ქიმიური დენის წყაროების შექმნა (მშრალი ელემენტები, აკუმულატორები და საწვავის უჯრედები), რაც თავის მხრივ დიდ სტიმულს აძლევდა ტექნოლოგიის განვითარებას. უბრალოდ გადახედეთ თქვენი მანქანის კაპოტის ქვეშ, რომ ნახოთ თაობების მეცნიერებისა და ქიმიური ინჟინრების ძალისხმევის შედეგები მანქანის ბატარეის სახით.
ელექტროლიტებში მიმდინარე დინების საფუძველზე მრავალი ტექნოლოგიური პროცესი საშუალებას იძლევა არა მხოლოდ საბოლოო პროდუქტებს (ქრომის და ნიკელის საფარი) სანახაობრივი სახე მიანიჭოს, არამედ დაიცვას ისინი კოროზიისგან. ელექტროქიმიური დეპონირებისა და ელექტროქიმიური დაბეჭდვის პროცესები ქმნის თანამედროვე ელექტრონიკის საყრდენს. დღესდღეობით ეს ყველაზე მოთხოვნადი ტექნოლოგიური პროცესებია, ამ ტექნოლოგიების გამოყენებით წარმოებული კომპონენტების რაოდენობა ათობით მილიარდ ერთეულშია შეფასებული წელიწადში.
ელექტროენერგია გაზებში
გაზებში ელექტროენერგია გამოწვეულია მათში თავისუფალი ელექტრონების და იონების არსებობით. იშვიათობის გამო, გაზებს ახასიათებთ დიდი ბილიკის სიგრძე მოლეკულების და იონების შეჯახებამდე; ამის გამო, ნორმალურ პირობებში მათ მეშვეობით მიმდინარე დინება შედარებით რთულია. იგივე შეიძლება ითქვას გაზის ნარევებზე. გაზების ბუნებრივი ნარევი არის ატმოსფერული ჰაერი, რომელიც ელექტროინჟინერიის კარგ იზოლატორად ითვლება. ეს ასევე ეხება სხვა გაზებსა და მათ ნარევებს ნორმალურ ფიზიკურ პირობებში.
გაზებში მიმდინარე დინება ძალზეა დამოკიდებული სხვადასხვა ფიზიკურ ფაქტორზე, როგორიცაა წნევა, ტემპერატურა, ნარევის შემადგენლობა. გარდა ამისა, მოქმედებს სხვადასხვა სახის მაიონებელი გამოსხივება. მაგალითად, ულტრაიისფერი ან რენტგენის სხივებით განათება, ან კათოდური ანოდის ნაწილაკების, ან რადიოაქტიური ნივთიერებების მიერ გამოყოფილი ნაწილაკების ზემოქმედების ქვეშ, ან, საბოლოოდ, მაღალი ტემპერატურის ზემოქმედებით, გაზები უკეთესად გამტარობის თვისებას იძენენ ელექტრო მიმდინარე.
იონების წარმოქმნის ენდოთერმულ პროცესს ელექტრონულად ნეიტრალური ატომების ან გაზის მოლეკულების მიერ ენერგიის შეწოვის შედეგად უწოდებენ იონიზაციას. საკმარისი ენერგიის, ელექტრონის ან გარე ელექტრონული გარსის რამდენიმე ელექტრონის მიღების შემდეგ, პოტენციური ბარიერის გადალახვა, დატოვეთ ატომი ან მოლეკულა და გახდნენ თავისუფალი ელექტრონები. ამავე დროს, ატომი ან გაზის მოლეკულა ხდება დადებითად დამუხტული იონები. თავისუფალ ელექტრონებს შეუძლიათ დაერთონ ნეიტრალურ ატომებს ან მოლეკულებს და შექმნან უარყოფითად დამუხტული იონები. დადებით იონებს შეეძლებათ თავისუფალი ელექტრონების ხელახლა აღება შეჯახებისთანავე, ამრიგად, ისევ ელექტრონულად გახდნენ ნეიტრალური. ამ პროცესს რეკომბინაცია ეწოდება.
გაზის შუაგულში დენის გავლას თან ახლავს გაზის მდგომარეობის ცვლილება, რაც წინასწარ განსაზღვრავს მოქმედი ძაბვაზე დამოკიდებულების რთულ ხასიათს და, ზოგადად, ემორჩილება ომის კანონს მხოლოდ დაბალ დენებზე.
განასხვავებენ გაზებში არამდგრადი და თვითგამორკვევის გამონადენებს. არამდგრადი განმუხტვის დროს, გაზში მიმდინარეობა მხოლოდ გარე მაიონიზებელი ფაქტორების არსებობის შემთხვევაში არსებობს; მათი არარსებობის შემთხვევაში, გაზის მნიშვნელოვანი დენი არ არის. თვითდაჯერებული განმუხტვის დროს, მიმდინარე ენერგია შენარჩუნებულია ნეიტრალური ატომებისა და მოლეკულების ზემოქმედების იონიზაციის გამო, ელექტრული ველით დაჩქარებულ თავისუფალ ელექტრონებთან და იონებთან შეჯახებისას, გარე მაიონებელი ზემოქმედების მოხსნის შემდეგაც.
არამდგრადი განმუხტვა მცირე ზომის პოტენციურ სხვაობაში ანოდსა და კათოდს შორის გაზში ეწოდება მშვიდი გამონადენი. ძაბვის ზრდასთან ერთად, დენის სიძლიერე პირველ რიგში იზრდება ძაბვის პროპორციულად (სექცია OA წყნარ განმუხტვაზე მიმდინარე ძაბვის მახასიათებელზე), შემდეგ შენელდება დენის ზრდა (AB მრუდის მონაკვეთი). როდესაც იონიზატორის მიერ წარმოქმნილი ყველა ნაწილაკი ერთდროულად მიდის კათოდზე და ანოდზე, მიმდინარეობა არ იზრდება ძაბვის გაზრდით (ძვ.წ. გრაფიკის მონაკვეთი). ძაბვის შემდგომი გაზრდისას, დენა კვლავ იზრდება და მშვიდი გამონადენი გადაიქცევა არაგამძლე ზვავის გამონადენში. არასამთავრობო შენარჩუნების განმუხტვის ტიპი არის დიზელის გამონადენი, რომელიც ქმნის სინათლეს სხვადასხვა ფერისა და დანიშნულების გაზების განმუხტვის ნათურებში.
გაზში არამდგრადი ელექტროენერგიის გამონადენის გადასვლას თვითგამორკვევაში ახასიათებს დენის მკვეთრი ზრდა (დენის ძაბვის მახასიათებელი მრუდის E წერტილი). მას ელექტრო გაზის დაშლას უწოდებენ.
გამონადენის ყველა ზემოხსენებული ტიპი მიეკუთვნება განმუხტვის სტაბილურ ტიპებს, რომელთა ძირითადი მახასიათებლები დროზე არ არის დამოკიდებული. სტაბილური განმუხტვების გარდა, არსებობს გარდამავალი განმუხტვები, რომლებიც, ჩვეულებრივ, წარმოიქმნება ძლიერ არაერთგვაროვან ელექტრულ ველებში, მაგალითად, გამტარებისა და ელექტროდების წვეტიან და მრუდე ზედაპირებზე. არსებობს ორი ტიპის გარდამავალი გამონადენი: კორონა და ნაპერწკალი.
კორონა განმუხტვისას, იონიზაციას არ მოაქვს დაშლა; ის უბრალოდ განმეორებადი პროცესია არაგამანადგურებელი განმუხტვის ანთება შეზღუდულ სივრცეში გამტარებთან. გვირგვინის გამონადენის მაგალითია ატმოსფერული ჰაერის ბრწყინვალება მაღალ ამაღლებულ ანტენებთან, ელვისებურ ჯოხებთან ან მაღალი ძაბვის ელექტროგადამცემი ხაზების მახლობლად. ელექტროგადამცემი ხაზების კორონა გამონადენი იწვევს ენერგიის დაკარგვას. ძველად ეს ანძათა მწვერვალებზე მცურავი ფლოტის მეზღვაურებისთვის ცნობილი იყო, როგორც წმინდა ელმოს განათება. კორონა განმუხტვა გამოიყენება ლაზერულ პრინტერებში და ელექტროგრაფიულ ქსეროქსიდან, სადაც მას ქმნიან კოროტრონი, ლითონის სიმები, რომლებზეც გამოიყენება მაღალი ძაბვა. ეს აუცილებელია გაზის იონიზების მიზნით, რომ დატვირთოთ ფოტომგრძნობიარე დრამი. ამ შემთხვევაში, გვირგვინის გამონადენი სასარგებლოა.
ნაპერწკალი გამონადენი, გვირგვინის გამონადენისგან განსხვავებით, იწვევს დაშლას და აქვს იონიზებული გაზით სავსე წყვეტილი განშტოების ძაფის ფორმის არხები - არხები, რომლებიც ჩნდება და ქრება, თან ახლავს დიდი რაოდენობით სითბოს გამოყოფა და კაშკაშა ბრწყინვალება. . ბუნებრივი ნაპერწკლის გამონადენის მაგალითია ელვა, სადაც მიმდინარეობამ შეიძლება მიაღწიოს ათობით კილოამპერი მნიშვნელობებს. თავად ელვის წარმოქმნას წინ უძღვის გამტარ არხის, ე.წ. დაღმავალი "ბნელი" ლიდერის შექმნა, რომელიც გამოწვეულ ზევით ლიდერთან ერთად ქმნის გამტარ არხს. ელვა, როგორც წესი, მრავლობითი ნაპერწკლის გამონადენია ფორმირებულ გამტარ არხში. მძლავრი ნაპერწკლის განმუხტვამ აგრეთვე იპოვა მისი ტექნიკური გამოყენება კომპაქტურ გამნათებელ ერთეულებში, რომელშიც განმუხტვა ხდება კვარცის მინის მილის ელექტროდებს შორის, რომელიც იონიზებული კეთილშობილი გაზების ნარევით არის სავსე.
გრძელვადიანი გაზის გაფუჭებას უწოდებენ რკალის განმუხტვას და მას იყენებენ შედუღების ტექნოლოგიაში, რომელიც წარმოადგენს თანამედროვე ფოლადის სამშენებლო ტექნოლოგიების ქვაკუთხედს, ცათამბჯენებიდან დამთავრებული თვითმფრინავების გადამზიდავებამდე და ავტომობილებით. იგი გამოიყენება როგორც ლითონების შედუღებისთვის, ასევე ჭრისთვის; პროცესებში განსხვავება განპირობებულია მიედინება დენის სიძლიერით. დენის შედარებით დაბალი მნიშვნელობებით ხდება ლითონების შედუღება, რკალის განმუხტვის დენის უფრო მაღალ მნიშვნელობებზე, ლითონის მოჭრა ხდება სხვადასხვა მეთოდით ელექტრული რკალის ქვეშ მდნარი ლითონის მოცილების გამო.
გაზებში რკალის გამოყოფის სხვა გამოყენებაა გაზების განმუხტვის ნათურები, რომლებიც ავრცელებენ ჩვენს ქუჩებში, სკვერებსა და სტადიონებზე (ნატრიუმის ნათურები) ან საავტომობილო ჰალოგენური ნათურები, რომლებმაც ახლა შეცვალეს ჩვეულებრივი ინკანდესენტური ნათურები მანქანის ფარებში.
ელექტროენერგია ვაკუუმში
ვაკუუმი იდეალური დიელექტრიკია, ამიტომ ვაკუუმში ელექტროენერგია შესაძლებელია მხოლოდ თავისუფალი მატარებლების თანდასწრებით ელექტრონების ან იონების სახით, რომლებიც წარმოიქმნება თერმული ან ფოტოემისიის გამო, ან სხვა მეთოდით.
ელექტრონების ხარჯზე ვაკუუმში დენის მიღების ძირითადი მეთოდია ლითონების მიერ ელექტრონების თერმომეული გამოსხივების მეთოდი. გახურებული ელექტროდის გარშემო, რომელსაც კათოდს უწოდებენ, თავისუფალი ელექტრონების ღრუბელი წარმოიქმნება, რაც უზრუნველყოფს ელექტროენერგიის დინებას მეორე ელექტროდის თანდასწრებით, რომელსაც უწოდებენ ანოდს, იმ პირობით, რომ მათ შორის არსებობს პოლარობის შესაბამისი ძაბვა. ასეთ ელექტროვაკუუმურ მოწყობილობებს დიოდებს უწოდებენ და აქვთ ცალმხრივი დენის გამტარობის თვისება, იკეტება საპირისპირო ძაბვის დროს. ეს თვისება გამოიყენება ალტერნატიული დენის გასასწორებლად, რომელიც დიოდური სისტემით გარდაიქმნება პულსირებული პირდაპირი მიმდინარეობით.
დამატებითი ელექტროდის დამატება, რომელსაც ეწოდება კათოდის მახლობლად მდებარე ბადე, საშუალებას იძლევა მივიღოთ გამაძლიერებელი ელემენტის ტრიოდი, რომელშიც ქსელში ძაბვის მცირედი ცვლილებები კათოდთან შედარებით იძლევა მნიშვნელოვან ცვლილებებს დინების მიმდინარეობაში, და, შესაბამისად, მნიშვნელოვანი ძაბვის ცვლილებები დატვირთულ ნაწილში, რომელიც ნათურას უკავშირდება ენერგიის წყაროსთან მიმართებაში, რომელიც გამოიყენება სხვადასხვა სიგნალების გასაზრდელად.
ელექტროვაკუუმური მოწყობილობების გამოყენებამ ტრიოდებისა და მოწყობილობების სახით დიდი რაოდენობით ქსელებით სხვადასხვა დანიშნულებისათვის (ტეტროდები, პენტოდები და კიდევ ჰეპტოდები) მოახდინა რევოლუცია რადიოსიხშირული სიგნალების წარმოქმნასა და გაძლიერებაში და გამოიწვია თანამედროვე რადიო და სატელევიზიო მაუწყებლობის შექმნა. სისტემები
ისტორიულად, პირველი იყო ზუსტად რადიომაუწყებლობის განვითარება, ვინაიდან შედარებით დაბალი სიხშირის სიგნალების გადაქცევის მეთოდები და მათი გადაცემა, აგრეთვე რადიოსიხშირული გამაძლიერებელი და გადაკეთების მიმღები მოწყობილობების სქემა და მისი აკუსტიკური სიგნალად გადაქცევის მეთოდები იყო შედარებით მარტივია.
ოპტიკური სიგნალების გარდაქმნისთვის ტელევიზორის შექმნისას გამოყენებულ იქნა ელექტრო ვაკუუმური მოწყობილობები - იკონოსკოპები, სადაც ელექტრონები გამოიყოფა შემთხვევითი შუქის ფოტოემისიის გამო. სიგნალის შემდგომი გაძლიერება განხორციელდა ელექტრონულ მილებზე დაფუძნებული გამაძლიერებლებით. სატელევიზიო სიგნალის საპირისპირო ტრანსფორმაციისთვის გამოიყენეს კინესკოპები, რომლებმაც მიიღეს გამოსახულება ეკრანის მასალის ფლუორესცენტის გამო ელექტრონების გავლენით დაჩქარებული ძაბვის ზემოქმედებით მაღალ ენერგიებამდე. სინქრონიზებულმა სისტემამ იკონოსკოპის სიგნალების მოსმენით და კინესკოპის გამოსახულების სკანირების სისტემამ შექმნა სატელევიზიო სურათი. პირველი სურათის მილები იყო მონოქრომული.
მოგვიანებით შეიქმნა ფერადი სატელევიზიო სისტემები, რომლებშიც სურათს კითხულ კანკასკოპები რეაგირებენ მხოლოდ საკუთარ ფერზე (წითელი, ლურჯი ან მწვანე). სურათის მილების ასხივებელი ელემენტები (ფერადი ფოსფორი), ე.წ. "ელექტრონული იარაღით" წარმოქმნილი დენის ნაკადის გამო, დაჩქარებული ელექტრონების დარტყმაზე რეაგირებს, სინათლეს გამოყოფს შესაბამისი ინტენსივობის გარკვეულ სპექტრში. გამოიყენეს სპეციალური დამცავი ნიღბები იმის უზრუნველსაყოფად, რომ თითოეული ფერის იარაღიდან სხივები მოხვდნენ საკუთარ ფოსფორს.
თანამედროვე სატელევიზიო და რადიომაუწყებლობის აპარატურა დაფუძნებულია უფრო პროგრესულ ელემენტებზე, ენერგიის დაბალი მოხმარებით - ნახევარგამტარებით.
შინაგანი ორგანოების სურათების მოპოვების ერთ-ერთი გავრცელებული მეთოდია ფლუოროსკოპიის მეთოდი, რომელშიც კათოდის მიერ გამოყოფილი ელექტრონები იმდენად მნიშვნელოვან აჩქარებას იღებენ, რომ ანოდზე მოხვედრისას წარმოქმნიან რენტგენოლოგიას, რომელსაც შეუძლია შეაღწიოს რბილ ქსოვილებში. ადამიანის სხეული. რენტგენოგრაფია ექიმებს აძლევს უნიკალურ ინფორმაციას ძვლის დაზიანების, კბილების და ზოგიერთი შინაგანი ორგანოების მდგომარეობის შესახებ, რაც ავლენს ისეთ მძიმე დაავადებასაც კი, როგორიცაა ფილტვის კიბო.
ზოგადად, ვაკუუმში ელექტრონების გადაადგილების შედეგად წარმოქმნილ ელექტრულ დენებს აქვს ფართო სპექტრი, რომელშიც შედის ყველა რადიო მილები, დამუხტული ნაწილაკების ამაჩქარებლები, მასის სპექტრომეტრები, ელექტრონული მიკროსკოპები, მიკროტალღური ვაკუუმის გენერატორები, მოძრავი ტალღის სახით ნათურები, კლისტრონები და ა.შ. მაგნეტრონები. სხვათა შორის, მაგნეტრონები აცხელებენ ან ამზადებენ ჩვენს საკვებს მიკროტალღურ ღუმელში.
ამ ბოლო დროს დიდი მნიშვნელობა აქვს ვაკუუმში ფილმი დაფარვების გამოყენების ტექნოლოგიას, რომელიც ასრულებს როგორც დამცავი დეკორატიული, ასევე ფუნქციონალური საფარის როლს. როგორც ასეთი საიზოლაციო საშუალებები, გამოიყენება საფარები ლითონებთან და მათ შენადნობებთან და მათი ნაერთები ჟანგბადთან, აზოტთან და ნახშირბადთან. ასეთი საიზოლაციო საშუალებები ცვლის დაფარული ზედაპირების ელექტრო, ოპტიკულ, მექანიკურ, მაგნიტურ, კოროზიულ და კატალიზურ თვისებებს ან ერთდროულად აერთიანებს რამდენიმე თვისებას.
საიზოლაციო კომპლექსური ქიმიური შემადგენლობის მიღება შესაძლებელია მხოლოდ ვაკუუმში იონების გაფრქვევის ტექნიკის გამოყენებით, რომელთა ჯიშებია კათოდური გაფრქვევა ან მისი ინდუსტრიული მოდიფიკაცია - მაგნეტრონის გაფრქვევა. Ბოლოში ეს არის ელექტროენერგია იონების გამო, იგი ალექსებს კომპონენტებს დალექილ ზედაპირზე, რაც მას ახალ თვისებებს ანიჭებს.
ამ გზით არის შესაძლებელი ე.წ. იონური რეაქტიული საფარის მიღება (ნიტრიდების, კარბიდების, მეტალის ოქსიდების ფილმები), რომლებსაც აქვთ განსაკუთრებული მექანიკური, თერმოფიზიკური და ოპტიკური თვისებების კომპლექსი (მაღალი სიმტკიცით, აცვიათ წინააღმდეგობით, ელექტრო და თერმული კონდუქტომეტრული, ოპტიკური სიმკვრივე), რომლის მიღება სხვა მეთოდით შეუძლებელია ...
ელექტროენერგია ბიოლოგიასა და მედიცინაში
ბიოლოგიურ ობიექტებში დინების ქცევის ცოდნა ბიოლოგებსა და ექიმებს აძლევს კვლევის, დიაგნოზისა და მკურნალობის მძლავრ მეთოდს.
ელექტროქიმიის თვალსაზრისით, ყველა ბიოლოგიური ობიექტი შეიცავს ელექტროლიტებს, მიუხედავად ამ ობიექტის სტრუქტურული მახასიათებლებისა.
ბიოლოგიური ობიექტების საშუალებით მიმდინარე დინების განხილვისას აუცილებელია მათი უჯრედული სტრუქტურის გათვალისწინება. უჯრედის არსებითი ელემენტია უჯრედის მემბრანა - გარე გარსი, რომელიც იცავს უჯრედს არასასურველი გარემო ფაქტორების ზემოქმედებისგან, სხვადასხვა ნივთიერებების შერჩევითი გამტარიანობის გამო. ფიზიკის თვალსაზრისით, უჯრედის მემბრანა შეიძლება წარმოიდგინოს, როგორც კონდენსატორისა და მიმდინარე წყაროს რამდენიმე ჯაჭვისა და სერიით დაკავშირებული რეზისტორის პარალელური კავშირი. ეს წინასწარ განსაზღვრავს ბიოლოგიური მასალის ელექტროგამტარობის დამოკიდებულებას გამოყენებული ძაბვის სიხშირეზე და მისი რხევების ფორმაზე.
ბიოლოგიური ქსოვილი შედგება ორგანოს უჯრედებისგან, უჯრედშორისი სითხისგან (ლიმფური), სისხლძარღვებისგან და ნერვული უჯრედებისგან. ეს უკანასკნელი, ელექტრული დენის მოქმედების საპასუხოდ, მღელვარებით რეაგირებს, აიძულებს ცხოველების კუნთებსა და სისხლძარღვებს შეკუმშვას და მოდუნებას. უნდა აღინიშნოს, რომ ბიოლოგიურ ქსოვილში მიმდინარე დინება არაწრფივია.
იტალიელი ექიმის, ანატომის, ფიზიოლოგისა და ფიზიკოსის ლუიჯი გალვანის ექსპერიმენტები, რომელიც გახდა ელექტროფიზიოლოგიის ერთ-ერთი ფუძემდებელი, შეიძლება ბიოლოგიურ ობიექტზე ელექტროენერგიის ზემოქმედების კლასიკური მაგალითი გახდეს. მის ექსპერიმენტებში, ბაყაყის ფეხის ნერვებში ელექტრული დენის გადავლამ კუნთების შეკუმშვა და ფეხის მოჭიდება გამოიწვია. 1791 წელს გალვანის ცნობილი აღმოჩენა აღწერეს მის "ტრაქტატში კუნთის მოძრაობაში ელექტროენერგიის ძალების შესახებ". თავად გალვანის მიერ აღმოჩენილ მოვლენებს დიდი ხნის განმავლობაში სახელმძღვანელოებში და სამეცნიერო სტატიებში "გალვანიზმს" უწოდებდნენ. ეს ტერმინი კვლავ შემონახულია ზოგიერთი მოწყობილობისა და პროცესის სახელით.
ელექტროფიზიოლოგიის შემდგომი განვითარება მჭიდრო კავშირშია ნეიროფიზიოლოგიასთან. 1875 წელს, ერთმანეთისგან დამოუკიდებლად, ინგლისელმა ქირურგმა და ფიზიოლოგმა რიჩარდ კატონმა და რუსმა ფიზიოლოგმა ვ. ია.დანილევსკიმ აჩვენეს, რომ ტვინი არის ელექტრული აქტივობის გენერატორი, ანუ აღმოაჩინეს თავის ტვინის ბიოლოგიური დენები.
ბიოლოგიური ობიექტები თავიანთი ცხოვრების მანძილზე ქმნიან არა მხოლოდ მიკროდენებს, არამედ მაღალ ძაბვებსა და დენებს. მნიშვნელოვნად ადრე, გალვანმა, ინგლისელმა ანატომისტმა ჯონ უოლშმა, დაადასტურა სტინგრეის დარტყმის ელექტრული ხასიათი და შოტლანდიელმა ქირურგმა და ანატომისტმა ჯონ ჰანტერმა ზუსტი აღწერა ამ ცხოველის ელექტრული ორგანოს. ვოლშის და ჰანტერის კვლევა გამოქვეყნდა 1773 წელს.
თანამედროვე ბიოლოგიასა და მედიცინაში გამოიყენება ცოცხალი ორგანიზმების შესწავლის სხვადასხვა მეთოდი, როგორც ინვაზიური, ისე არაინვაზიური.
ინვაზიური მეთოდების კლასიკური მაგალითია ლაბორატორიული ვირთხა, რომელშიც ტვინში ჩადებულია ელექტროდების შეკვრა, ლაბირინთებში გადის ან სხვა პრობლემების გადაჭრაა, რაც მეცნიერებმა მისცეს.
არაინვაზიური მეთოდები მოიცავს ისეთ ნაცნობ კვლევებს, როგორიცაა ენცეფალოგრამის ან ელექტროკარდიოგრამის აღება. ამ შემთხვევაში, ელექტროდები, რომლებიც კითხულობენ გულის ან ტვინის ბიოლოგიურ დენებს, უშუალოდ სუბიექტის კანიდან ამოიღებენ დენებს. ელექტროდებთან კონტაქტის გასაუმჯობესებლად კანს ატენიანებს მარილიანი მარილით, რაც კარგი გამტარ ელექტროლიტია.
სხვადასხვა ქიმიური პროცესებისა და რეაქციების მდგომარეობის სამეცნიერო კვლევისა და ტექნიკური კონტროლის დროს ელექტროენერგიის გამოყენებასთან ერთად, მისი გამოყენების ერთ-ერთი ყველაზე დრამატული მომენტი, რომელიც ფართო საზოგადოებისთვის ცნობილია, არის "გაჩერებული" გულის ამოქმედება. თანამედროვე ფილმის ნებისმიერი გმირი.
მართლაც, მნიშვნელოვანი მიმდინარეობის მოკლევადიანი იმპულსის დინებას მხოლოდ ცალკეულ შემთხვევებში შეუძლია გაჩერებული გულის დაწყება. ყველაზე ხშირად, მისი ნორმალური რიტმი აღდგება ქაოტური კრუნჩხვითი შეკუმშვის მდგომარეობიდან, რომელსაც გულის ფიბრილაცია ეწოდება. გულის შეკუმშვის ნორმალური რიტმის აღსადგენად გამოყენებულ მოწყობილობებს დეფიბრილატორებს უწოდებენ. თანამედროვე ავტომატური დეფიბრილატორი თავად იღებს კარდიოგრამას, განსაზღვრავს გულის პარკუჭების ფიბრილაციას და თვითონ წყვეტს შოკირებას, თუ არა შოკს - შეიძლება საკმარისი იყოს გულში მცირე გამომწვევი პულსის გადასაცემად. შეიმჩნევა საზოგადოებრივ ადგილებში ავტომატური დეფიბრილატორების დაყენების ტენდენცია, რამაც შეიძლება მნიშვნელოვნად შეამციროს სიკვდილიანობის რიცხვი გულის მოულოდნელი გაჩერების გამო.
სასწრაფო სამედიცინო პრაქტიკოსებს ეჭვი არ ეპარებათ დეფიბრილაციის გამოყენების შესახებ - ისინი მზად არიან კარდიოგრამიდან სწრაფად განსაზღვრონ პაციენტის ფიზიკური მდგომარეობა, ისინი გადაწყვეტილებებს ბევრად უფრო სწრაფად იღებენ, ვიდრე ავტომატური დეფიბრილატორი, რომელიც განკუთვნილია ფართო საზოგადოებისათვის.
ასევე მიზანშეწონილი იქნება აღინიშნოს ხელოვნური გულისცემის მამოძრავებელი საშუალებები, რომელსაც სხვაგვარად უწოდებენ კარდიოსტიმულატორებს. ეს მოწყობილობები ჩანერგულია კანის ქვეშ ან ადამიანის გულმკერდის კუნთში და ასეთი მოწყობილობა ელექტროდების საშუალებით ახდენს მიმდინარე იმპულსებს მიოკარდიუმში (გულის კუნთამდე) დაახლოებით 3 ვ ძაბვით, რაც ასტიმულირებს გულის ნორმალურ ფუნქციონირებას. თანამედროვე კარდიოსტიმულატორებს შეუძლიათ 6-14 წლის განმავლობაში უზრუნველყონ უწყვეტი მოქმედება.
ელექტრული დენის მახასიათებლები, მისი წარმოქმნა და გამოყენება
ელექტროენერგია ხასიათდება მისი ზომით და ფორმით. დროთა განმავლობაში მისი ქცევის მიხედვით განასხვავებენ პირდაპირ დენადობას (რომელიც დროთა განმავლობაში არ იცვლება), აპერიოდულ დენას (დროთა განმავლობაში თვითნებურად იცვლება) და მონაცვლეობით მიმდინარეობას (დროთა განმავლობაში იცვლება გარკვეული, ჩვეულებრივ პერიოდული კანონის შესაბამისად). ზოგჯერ, სხვადასხვა პრობლემის გადასაჭრელად, საჭიროა პირდაპირი და ალტერნატიული დენის ერთდროული ხელმისაწვდომობა. ამ შემთხვევაში, ჩვენ ვსაუბრობთ ალტერნატიულ მიმდინარეობაზე მუდმივი კომპონენტით.
ისტორიულად გამოჩნდა ტრიბოელექტრული დენის პირველი გენერატორი, რომელმაც წარმოქმნა დენი ქარვის ნაჭერზე მატყლის ხახუნის გამო. ამ ტიპის უფრო თანამედროვე მიმდინარე გენერატორებს ახლა ვან დე გრააფის გენერატორებს უწოდებენ, ასეთი მანქანების პირველი ტექნიკური გადაწყვეტის გამომგონებლის სახელით.
როგორც ზემოთ აღვნიშნეთ, იტალიელმა ფიზიკოსმა ალესანდრო ვოლტამ გამოიგონა პირდაპირი მიმდინარე ელექტროქიმიური გენერატორი, რომელიც გახდა მშრალი ელემენტების, აკუმულატორებისა და საწვავის უჯრედების წინამორბედი, რომელსაც დღესაც ვიყენებთ, როგორც სხვადასხვა მოწყობილობის ენერგიის მოსახერხებელ წყაროს - მაჯის საათებიდან და სმარტფონებით დამთავრებული. მანქანის აკუმულატორები და წევის ელემენტები.
ამ DC გენერატორების გარდა, არსებობს ამჟამინდელი გენერატორები, რომლებიც ეფუძნება იზოტოპების და მაგნიტოჰიდროდინამიკური დენის გენერატორების პირდაპირ ბირთვულ დაშლას (MHD გენერატორები), რომლებიც ჯერ კიდევ შეზღუდულია გამოყენებული დაბალი ენერგიის, ფართო გამოყენების სუსტი ტექნოლოგიური საფუძვლისა და სხვა მიზეზების გამო . ამის მიუხედავად, რადიოიზოტოპის ენერგიის წყაროები ფართოდ გამოიყენება, სადაც საჭიროა სრული ავტონომია: კოსმოსში, ღრმა ზღვის მანქანებსა და ჰიდროაკუსტიკურ სადგურებზე, შუქურებზე, ნაპირებზე, ასევე შორეულ ჩრდილოეთში, არქტიკასა და ანტარქტიდში.
ელექტროტექნიკაში მიმდინარე გენერატორები კლასიფიცირდება DC გენერატორებად და AC გენერატორებად.
ყველა ეს გენერატორი ემყარება ელექტრომაგნიტური ინდუქციის ფენომენს, რომელიც მაიკლ ფარადეიმ აღმოაჩინა 1831 წელს. ფარადეიმ ააშენა პირველი დაბალი სიმძლავრის ერთპოლარული გენერატორი, რომელიც უზრუნველყოფს პირდაპირი დენის უზრუნველყოფას. პირველი ალტერნატორი შემოგვთავაზა ანონიმურმა ავტორმა ლათინური ინიციალებით R.M. ფარადეისადმი მიწერილ წერილში 1832 წელს. წერილის გამოქვეყნების შემდეგ, ფარადეიმ იმავე ანონიმური ავტორისგან მიიღო მადლობის წერილი 1833 წელს გენერატორის გაუმჯობესებული სქემით, რომელშიც დამატებით ფოლადის ბეჭედს (უღელს) იყენებდნენ ლიკვიდაციის ბირთვების მაგნიტური ნაკადების დასაკეტად.
ამასთან, იმ დროს, მონაცვლეობა არ იქნა ნაპოვნი ალტერნატიული დენისთვის, რადგან იმ დროის ელექტროენერგიის ყველა პრაქტიკული გამოყენებისათვის (მაღაროს ელექტროტექნიკა, ელექტროქიმია, ახლად წარმოქმნილი ელექტრომაგნიტური ტელეგრაფია, პირველი ელექტროძრავები), პირდაპირი მიმდინარე იყო საჭირო. ამიტომ, მომავალში, გამომგონებლებმა თავიანთი ძალისხმევა მიმართეს გენერატორების შესაქმნელად, რომლებიც უშვებენ პირდაპირ ელექტროენერგიას, ამ მიზნებისათვის შეიმუშავებენ სხვადასხვა გადართვის მოწყობილობებს.
ერთ-ერთი პირველი გენერატორი, რომელმაც პრაქტიკული გამოყენება იპოვა, იყო რუს აკადემიკოს ბ.ს.იაკობის მაგნიტოელექტრო გენერატორი. ეს გენერატორი მიიღეს რუსეთის არმიის გალვანურმა გუნდებმა, რომლებიც მას იყენებდნენ ნაღმების დაუკრავების გასანათებლად. იაკობის გენერატორის გაუმჯობესებული მოდიფიკაციები კვლავ გამოიყენება ნაღმების ბრალდების დისტანციურად გასააქტიურებლად, რაც ფართოდ აისახება სამხედრო ისტორიის ფილმებში, სადაც დივერსანტები ან პარტიზანები ძირს უთხრიან ხიდებს, მატარებლებს ან სხვა ობიექტებს.
ამის შედეგად, გამომგონებლებსა და პრაქტიკულ ინჟინრებს შორის ბრძოლა მიმდინარეობდა პირდაპირი ან ალტერნატიული დენის წარმოებას სხვადასხვა წარმატებით, რამაც გამოიწვია თანამედროვე ელექტროენერგიის ინდუსტრიის ტიტანებს შორის დაპირისპირების აპოგეა: ტომას ედისონი, ჯეენერლ ელექტრიკთან ერთად, ერთი მხრივ და ნიკოლა ტესლა ვესტინგჰაუსთან ერთად. მოიგო ძლიერი კაპიტალი და ტესლას განვითარება ალტერნატიული ელექტროენერგიის წარმოების, გადაცემისა და გარდაქმნის სფეროში გახდა ამერიკული საზოგადოების ეროვნული საკუთრება, რამაც დიდწილად ხელი შეუწყო შეერთებულ შტატების ტექნოლოგიურ დომინირებას.
ელექტროენერგიის სხვადასხვა წარმოებისთვის ფაქტობრივი წარმოების გარდა, მექანიკური მოძრაობის ელექტროენერგიად გადაქცევის საფუძველზე, ელექტრო მანქანების შექცევადობის გამო, შესაძლებელი გახდა ელექტროენერგიის გადაქცევა მექანიკურ გადაადგილებაში, რომელიც განხორციელდა DC და AC ელექტრონულ ძრავები. ალბათ ეს არის ჩვენი დროის ყველაზე გავრცელებული მანქანები, მათ შორის დამწყებთათვის მანქანები და მოტოციკლები, დისკები სამრეწველო მანქანებისთვის და სხვადასხვა საყოფაცხოვრებო ტექნიკისთვის. ამგვარი მოწყობილობების სხვადასხვა მოდიფიკაციების გამოყენებით, ჩვენ გავხდით ყველა ვაჭრობის ჯეკი, ჩვენ შეგვიძლია დავგეგმოთ, დაინახოს, გაბურღოს და წისქვილს. ჩვენს კომპიუტერებში მინიატურული ზუსტი ძრავების წყალობით, მყარი დისკები და ოპტიკური დისკები ტრიალებენ.
ჩვეულებრივი ელექტრომექანიკური ძრავების გარდა, ელექტროენერგიის ნაკადის გამო, იონური ძრავები მუშაობენ რეაქტიული ძრავის პრინციპის გამოყენებით, როდესაც ნივთიერების დაჩქარებული იონები გამოიყოფა, ხოლო, ძირითადად, ისინი იყენებენ მცირე სატელიტების გარე სივრცეში სასურველ ორბიტებში. და 22-ე საუკუნის ფოტონის ძრავები, რომლებიც ჯერჯერობით მხოლოდ პროექტში არსებობს და რომელსაც ჩვენი მომავალი ვარსკვლავური ხომალდები subluminal სიჩქარით ატარებენ, სავარაუდოდ, ასევე იმუშავებენ ელექტროენერგიით.
ელექტრონული ელემენტების შექმნისა და სხვადასხვა მიზნებისათვის კრისტალების ზრდისთვის, ტექნოლოგიური მიზეზების გამო, საჭიროა ულტრა-სტაბილური DC გენერატორები. ელექტრონულ კომპონენტებზე ასეთ სიზუსტეს DC გენერატორებს უწოდებენ მიმდინარე სტაბილიზატორებს.
ელექტროენერგიის გაზომვა
უნდა აღინიშნოს, რომ დენის გაზომვის მოწყობილობები (მიკრომეტრი, მილიმეტრი, ამპერმეტრი) ძალიან განსხვავდება ერთმანეთისგან, პირველ რიგში სტრუქტურის ტიპისა და მუშაობის პრინციპების მიხედვით - ეს შეიძლება იყოს პირდაპირი მიმდინარე, დაბალი სიხშირის ალტერნატიული მიმდინარე და მაღალი სიხშირის ალტერნატიული მიმდინარე მოწყობილობები .
მუშაობის პრინციპის მიხედვით განასხვავებენ ელექტრომექანიკურ, მაგნიტოელექტრულ, ელექტრომაგნიტურ, მაგნეტოდინამიკურ, ელექტროდინამიკურ, ინდუქციურ, თერმოელექტრულ და ელექტრონულ მოწყობილობებს. დენის გაზომვის აკრეფის ლიანდაგების უმეტესობა შედგება მოძრავი / სტაციონარული ჩარჩოს კომბინაციისგან ჭრილობის ხვია და სტაციონარული / მოძრავი მაგნიტი. ამ დიზაინის გამო, ტიპიურ ამპერმეტრს აქვს ინდუქციური და წინააღმდეგობის ეკვივალენტური წრე, რომელიც დაკავშირებულია სერიაზე, კონდენსატორის საშუალებით. ამის გამო, ციფერბლატის ამპერმეტრის სიხშირეზე მაღალი სიხშირეების ვარდნაა.
მათთვის საფუძველია მინიატურული გალვანომეტრი და სხვადასხვა გაზომვის ლიმიტები მიიღწევა დამატებითი შანტების გამოყენებით - დაბალი წინააღმდეგობის მქონე რეზისტორების, რაც ზომაა უფრო დაბალი ვიდრე გაზომვითი გალვანომეტრის წინააღმდეგობა. ამრიგად, ერთი აპარატის საფუძველზე შეიძლება შეიქმნას მოწყობილობები სხვადასხვა დიაპაზონის დენის გაზომვისთვის - მიკროამმეტრი, მილიმეტრი, ამპერმეტრი და კილოამმეტრიც.
ზოგადად, პრაქტიკაში გაზომვისას მნიშვნელოვანია გაზომული დენის ქცევა - ეს შეიძლება იყოს დროის ფუნქცია და ჰქონდეს განსხვავებული ფორმა - ის შეიძლება იყოს მუდმივი, ჰარმონიული, არაჰარმონიული, პულსირებული და ა.შ., მისი ზომა კი ჩვეულებრივია რადიო სქემებისა და მოწყობილობების მუშაობის რეჟიმების დახასიათება. გამოირჩევა შემდეგი მიმდინარე მნიშვნელობები:
- მყისიერი,
- დიაპაზონი,
- საშუალო,
- root საშუალო კვადრატი (ეფექტური).
მიმდინარე მე i მომენტალური მნიშვნელობა არის დროის გარკვეული მონაკვეთის მიმდინარეობის მნიშვნელობა. მისი დაკვირვება შესაძლებელია ოსილოსკოპის ეკრანზე და განისაზღვრება დროის თითოეული წერტილისთვის ოსილოგრამიდან.
მიმდინარე I ამპლიტუდის (პიკის) მნიშვნელობა არის მიმდინარე პერიოდის უმაღლესი მყისიერი მნიშვნელობა.
დენის I ფესვის საშუალო კვადრატული (ეფექტური) მნიშვნელობა განისაზღვრება, როგორც საშუალო კვადრატული ფესვი მომენტალური დენის მნიშვნელობების კვადრატის პერიოდის განმავლობაში.
აკრეფის ყველა ამპერმეტრი ჩვეულებრივ დაკალიბრდება rms– ის მიმდინარე მნიშვნელობებში.
დენის საშუალო მნიშვნელობა (მუდმივი კომპონენტი) არის გაზომვის დროს მისი ყველა მყისიერი მნიშვნელობის არითმეტიკული საშუალო.
სიგნალის დენის მაქსიმალურ და მინიმალურ მნიშვნელობებს შორის სხვაობას ეწოდება სიგნალის სვინგი.
ახლა, ძირითადად, როგორც მრავალფუნქციური ციფრული ინსტრუმენტები, ისე ოსცილოსკოპები გამოიყენება დენის გასაზომად - მათი ეკრანები აჩვენებს არა მხოლოდ ფორმა ძაბვა / მიმდინარეობა, არამედ სიგნალის არსებითი მახასიათებლები. პერიოდულ სიგნალების შეცვლის სიხშირე ასევე მიეკუთვნება ასეთ მახასიათებლებს, ამიტომ გაზომვის ტექნიკაში მნიშვნელოვანია მოწყობილობის გაზომვის სიხშირის ზღვარი.
დინების გაზომვა ოსცილოსკოპით
ზემოთ მოყვანილი ილუსტრაცია იქნება ექსპერიმენტების სერია სინუსოიდალური და სამკუთხა სიგნალების rms და პიკური დენის სიდიდეების გაზომვაზე სიგნალის გენერატორის, ოცილოსკოპის და მრავალფუნქციური ციფრული მოწყობილობის (მულტიმეტრი) გამოყენებით.
ექსპერიმენტის No1 ზოგადი სქემა წარმოდგენილია ქვემოთ:
სიგნალის გენერატორი (FG) იტვირთება მულტიმეტრის სერიული კავშირით (MM), შუნტის წინააღმდეგობა Rs \u003d 100 Ω და დატვირთვის წინააღმდეგობა R არის 1 kΩ. ოცილოსკოპის ოპერაციული სისტემა უკავშირდება შუნტის წინააღმდეგობას R s. შუნტის წინააღმდეგობის მნიშვნელობა შეირჩევა R s მდგომარეობიდან< მოდით მივმართოთ სინუსოიდული სიგნალი გენერატორისგან 60 ჰერცი სიხშირით და 9 ვოლტიანი ამპლიტუდით დატვირთვის წინააღმდეგობას. დააჭირეთ ძალიან მოსახერხებელ ღილაკს Auto Set და ჩვენ დავაკვირდებით სიგნალს, რომელიც ნაჩვენებია ნახატზე. 1. სიგნალის სვინგი არის დაახლოებით ხუთი დიდი განყოფილება 200 მვ მასშტაბის მასშტაბით. შემდეგ მულტიმეტრი აჩვენებს მიმდინარე მნიშვნელობას 3.1 mA. ოსცილოსკოპი განსაზღვრავს სიგნალის ძაბვის rms მნიშვნელობას გაზომვის რეზისტორზე U \u003d 312 mV. დენის ეფექტური მნიშვნელობა R რეზისტორის მეშვეობით განისაზღვრება ომის კანონით: I RMS \u003d U RMS / R \u003d 0.31 V / 100 Ohm \u003d 3.1 mA, რაც შეესაბამება მულტიმეტრის კითხვას (3,10 mA). გაითვალისწინეთ, რომ ჩვენი რეაქტორისა და სერიაში მიერთებული მულტიმეტრის წრეში მიმდინარე სვინგი არის I P-P \u003d U P-P / R \u003d 0,89 V / 100 Ohm \u003d 8,9 mA ცნობილია, რომ სინუსოიდალური სიგნალისთვის მიმდინარე და ძაბვის პიკური და RMS მნიშვნელობები განსხვავდება √2-ჯერ. თუ I RMS \u003d 3.1 mA გამრავლდებით √2-ზე, მიიღებთ 4.38-ს. გაორმაგეთ ეს მნიშვნელობა და მივიღებთ 8.8 mA, რაც თითქმის იგივეა, რაც oscilloscope- ით იზომება (8.9 mA). შეამცირეთ სიგნალი გენერატორიდან ნახევრად. ოსცილოსკოპის სურათის მოცულობა შემცირდება ზუსტად დაახლოებით ნახევრით (464 მვ) და მულტიმეტრი აჩვენებს დაახლოებით განახევრებული მიმდინარე მნიშვნელობას 1.55 mA. განსაზღვრეთ ეფექტური მიმდინარე სიდიდის კითხვები ოსცილოსკოპზე: I RMS \u003d U RMS / R \u003d 0.152 V / 100 Ohm \u003d 1.52 mA, რაც დაახლოებით შეესაბამება მულტიმეტრის კითხვას (1.55 mA). მოდით გავზარდოთ გენერატორის სიხშირე 10 კჰც-მდე. ამ შემთხვევაში, ოსცილოსკოპის სურათი შეიცვლება, მაგრამ სიგნალის რხევა იგივე დარჩება და მულტიმეტრის მაჩვენებლები შემცირდება - მულტიმეტრის დასაშვები სამუშაო სიხშირის დიაპაზონი მოქმედებს. დავუბრუნდეთ თავდაპირველ 60 ჰერცი და 9 ვ სიგნალის გენერატორს, მაგრამ შეცვალეთ ფორმა მისი სიგნალი სინუსოიდიდან სამკუთხედამდე. ოცილოსკოპის სურათის ზომა იგივე დარჩა და მულტიმეტრის ჩვენებები შემცირდა მიმდინარე მნიშვნელობასთან შედარებით, რაც მან აჩვენა No1 ექსპერიმენტში, ვინაიდან სიგნალის დენის ეფექტური მნიშვნელობა შეიცვალა. ოსცილოსკოპი ასევე გვიჩვენებს rms ძაბვის შემცირებას, რომელიც იზომება რეზისტორზე Rs \u003d 100 ohms. კვარცხლბეკის ხელნაკეთი სადგამი სრული ფუნქციური ტელეპრომტერით და მონიტორები სახლის ვიდეო სტუდიისთვის იმისათვის, რომ ამაზე პასუხის გაცემა, ზოგადად, მარტივ კითხვაზე, საჭიროა კიდევ ერთხელ მოკლედ განვიხილოთ ისეთი ფიზიკური სიდიდეები, როგორიცაა დენი (A), ძაბვა (V) და სიმძლავრე (W). ისინი ძალიან მჭიდრო კავშირშია ერთმანეთთან და ერთმანეთის გარეშე არსებობა არ შეუძლიათ. ჩვენ კარგად ვიცით, რომ ელექტრული დენის შექმნა და შენარჩუნება მთლიანად დამოკიდებულია ელექტრულ ველზე. პირდაპირ დამოკიდებულია ელექტრული ველის სიდიდეზე. ამ ურთიერთობის უკეთ გასაგებად, ჩვენ შევეცდებით ამ ცნებებს დავახასიათოთ რაოდენობრივი თვალსაზრისით. Amperage არ არის ძალიან კარგი სახელი ამ პროცესისთვის. ეს გამოჩნდა იმ დროს, როდესაც აშკარად არ იყო ნათელი, რა იყო ეს. ყოველივე ამის შემდეგ, ეს სულაც არ არის ძალა, როგორც ასეთი, არამედ ელექტრონების რაოდენობა (ელექტროენერგია), რომლებიც ერთ წამში მიედინება კონდუქტორის განივ მონაკვეთში. ეს მნიშვნელობა შეიძლება აისახოს როგორც ელექტრონების რაოდენობა, რომლებიც წამში გადის დირიჟორს. ამასთან, ელექტრონის მუხტი ძალიან მცირეა. ეს პრაქტიკაში გამოუსადეგარია. Მაგალითად: 2x1018 ელექტრონი გადის ჩვეულებრივი ფანრის ბოლქვის ძაფს ერთ წამში. ამიტომ, ელექტრული მუხტის სიდიდის გაზომვის ერთეულად დაიწყო 6.25x1018 ელექტრონის მუხტის განხილვა. ამ მუხტს გულსაკიდი ეწოდება. ამიტომ, საბოლოო ერთეული არის ისეთი მიმდინარეობა, რომლის დროსაც 1 კულონის მუხტი გადის კონდუქტორის განივ მონაკვეთში ერთ წამში. ამ ერთეულს სახელი მიენიჭა ამპერი და დღემდე გამოიყენება ელექტროტექნიკაში მიმდინარე სიძლიერის გასაზომად. ელექტროენერგიაზე ელექტრული დენის დამოკიდებულების დასადგენად, თქვენ უნდა შეეძლოთ ველი სიდიდის გაზომვა. ველი ხომ ძალაა, რომელიც მოქმედებს ნებისმიერ მუხტზე, ელექტრონზე ან კულონზე. ეს არის ასეთი ძალის არსებობა, რომელიც დამახასიათებელია ელექტრული ველისთვის. ველის სიმძლავრის გაზომვა ძალიან რთულია, რადგან კონდუქტორის სხვადასხვა ადგილას ეს არ არის იგივე. კომპლექსური გაზომვების დიდი რაოდენობა უნდა გაკეთდეს სხვადასხვა წერტილში. ამ მხრივ, ველის სიდიდე ხასიათდება არა მუხტით მოქმედი ძალით, არამედ მის მიერ შესრულებული სამუშაოთი, როდესაც ერთი გულსაკიდი გადადის კონდუქტორის ერთი ბოლოდან მეორეზე. ელექტრული ველის მუშაობას ძაბვა ეწოდება. მას ასევე უწოდებენ პოტენციურ სხვაობას (+ და -) კონდუქტორის ბოლოებზე. ძაბვის ერთეული ეწოდება ვოლტი. ამრიგად, შეგვიძლია დავასკვნათ, რომ ელექტრული დენის ცნება ხასიათდება ორი ძირითადი სიდიდით: დენის სიძლიერე არის უშუალოდ ელექტრული დენა, ძაბვა არის იმ ველის სიდიდე, რომელზეც იქმნება თვითონ მიმდინარეობა. აღმოჩნდება, რომ ძალა პირდაპირ დამოკიდებულია ძაბვაზე. დაბოლოს, გადავხედოთ რა არის ძალა. ჩვენ უკვე ვიცით, რომ U (ძაბვა) არის სამუშაო, რომელიც კეთდება 1 კულონის გადაადგილებისას. მე ვარ ამჟამინდელი ძალა, ან კულონების რაოდენობა, რომელიც გადის ერთ წამში. ამრიგად, I x U არის 1 წამში შესრულებული სრული სამუშაოს მაჩვენებელი. სინამდვილეში, ეს არის ელექტროენერგიის სიმძლავრე. დენის ერთეული არის ვატი. ვატი \u003d ამპერი x ვოლტი ან P \u003d I x U ამპერი \u003d ვატი / ვოლტი ან I \u003d P / U 4.6 ამპერი \u003d 1000W / 220V 2.7 ამპერი \u003d 600W / 220V 1.8 ამპერი \u003d 400W / 220V 1.1 ამპერი \u003d 250W / 220V
მაღაზიაში ვირჩევთ ორ ნივთს, რომელიც უნდა იქნას გამოყენებული "ტანდემში", მაგალითად, რკინა და გასასვლელი და უცებ წავაწყდეთ პრობლემას - მარკირების "ელექტრული პარამეტრები" მითითებულია სხვადასხვა დანაყოფებში. როგორ ავირჩიოთ შესაფერისი მოწყობილობები და მოწყობილობები? როგორ გადავიყვანოთ ამპერები ვატებში? დაუყოვნებლივ უნდა ითქვას, რომ ერთეულების პირდაპირი თარგმანი არ შეიძლება, რადგან ისინი აღნიშნავენ სხვადასხვა რაოდენობას. ვატი - მიუთითებს სიმძლავრეზე, ე.ი. ენერგიის მოხმარების სიჩქარე. ამპერი არის ძალის ერთეული, რომელიც მიუთითებს სიჩქარეზე, რომლის დროსაც მიმდინარე მონაკვეთი გადის კონკრეტულ მონაკვეთში. იმის უზრუნველსაყოფად, რომ ელექტრო სისტემები უნაკლოდ მუშაობენ, შეგიძლიათ გამოთვალოთ ამპერებისა და ვატების თანაფარდობა ქსელში კონკრეტულ ძაბვაზე. ეს უკანასკნელი იზომება ვოლტებში და შეიძლება იყოს: ამის გათვალისწინებით, ხდება ინდიკატორების შედარება. იმის ცოდნა, რომ ენერგიისა და სიძლიერის სიდიდეების გარდა, ასევე ძაბვის მაჩვენებელია, შეგიძლიათ ამპერები გადააკეთოთ ვატებში შემდეგი ფორმულის გამოყენებით: ამ შემთხვევაში, P არის სიმძლავრის ვატი, I არის მიმდინარე ამპერებში, U არის ძაბვა ვოლტებში. ონლაინ კალკულატორი იმისათვის, რომ მუდმივად იყოთ "საგანი", შეგიძლიათ შეადგინოთ "ampere-watt" ცხრილი ყველაზე ხშირად შეხვედრილი პარამეტრებით (1A, 6A, 9A და ა.შ.). ეს "კოეფიციენტის გრაფიკი" ძალაში იქნება ფიქსირებული და მუდმივი ძაბვის ქსელებისთვის. ალტერნატიული ძაბვით გაანგარიშებისთვის ფორმულაში შედის კიდევ ერთი მნიშვნელობა - დენის კოეფიციენტი (KM). ახლა ასე გამოიყურება: ხელმისაწვდომი ინსტრუმენტი, როგორიცაა ონლაინ ampere to watt კალკულატორი, ხელს შეუწყობს კონვერტაციის პროცესის სწრაფ და მარტივად შესრულებას. ნუ დაივიწყებთ, რომ თუ თქვენ გჭირდებათ ფრაქციული რიცხვის შეტანა სვეტში, ეს კეთდება პერიოდის განმავლობაში და არა მძიმით. ამრიგად, კითხვაზე "1 ვატი - რამდენი ამპერი?", კალკულატორის გამოყენებით შეგიძლიათ უპასუხოთ პასუხს - 0.0045. მაგრამ ეს ძალაში იქნება მხოლოდ 220 ვ სტანდარტული ძაბვისთვის. ინტერნეტში წარმოდგენილი კალკულატორებისა და ცხრილების გამოყენებით, თქვენ ვერ იდარდებთ ფორმულებზე, მაგრამ ადვილად შევადარებთ გაზომვის სხვადასხვა ერთეულებს. ეს დაგეხმარებათ აირჩიოთ ამომრთველები სხვადასხვა დატვირთვით და არ ინერვიულოთ თქვენი საყოფაცხოვრებო ტექნიკისა და ელექტროგაყვანილობის მდგომარეობის შესახებ. ამპერი - ვატიანი მაგიდა: ყოველ ჯერზე, როდესაც შვებულებაში მიდიხართ ან მივლინებით მიდიხართ, თქვენ თან უნდა აიღოთ ვარჯიშების მთელი გროვა სხვადასხვა მოწყობილობისთვის. მე ცოტა ხნის წინ შევიძინე 4 პორტიანი Xiaomi კომპაქტური დამტენი, რომელიც აწვდის სულ 35W (7 amps) ან 2.4 amps პორტზე. დატენვა აღმოჩნდა ძალიან ხარისხიანი და სრულად შეესაბამება დეკლარირებულ მახასიათებლებს, ამიტომ გადავწყვიტე ინფორმაციის გაზიარება. ვიდეოს მიმოხილვა დატვირთვის ტესტირებით მცირე ზომის პაკეტი Mi- ს ლოგოთი, ძირითადი მახასიათებლები მითითებულია ერთ მხარეს: მოყვება: დამტენი და ინსტრუქციები ჩინურ ენაზე. ზომები ძალიან კომპაქტურია, ის ადვილად ჯდება ხელში, დიდ ადგილს არ დაიკავებს მოგზაურობის დროს. წინა მხარეს არის 4 USB პორტი. არ არსებობს QC2.0 ან QC3.0 მხარდაჭერა, მაგრამ მაქსიმალური დენის 2.4A პორტი სწრაფად დატენავს თქვენს სმარტფონს ან ტაბლეტს მის გარეშე. ჩანგალი დასაკეცი და სხეულში იმალება. მინუსი ის არის, რომ ეს არის ჩინური და გარდა ამისა, თქვენ უნდა გამოიყენოთ ადაპტერი, რომელიც არ არის შეტანილი ნაკრებში. თუ სახლში იყენებთ დატენვას, მუდმივად, მაშინ დიზაინი საკმაოდ რთული აღმოჩნდა: ადაპტერი + დამუხტვა + კაბელი. მიუხედავად იმისა, რომ ის სახლში მოვაერგე, უბრალოდ გვერდზე დავდე და ყველაფერი საკმაოდ ცივილიზებულად გამოიყურება. მოგზაურობის დროს, ამ კითხვას საერთოდ არ აქვს მნიშვნელობა. მაგრამ, რა თქმა უნდა, ყველაზე საინტერესო და მნიშვნელოვანი კითხვა არის მითითებული მახასიათებლების დაცვა. სანამ მიმოხილვას დავწერდი, ერთ თვეზე მეტხანს ვიყენებდი მას სახლში, როგორც მთავარი ჩემი გაჯეტების დატენვისთვის. მან კარგად იჩინა თავი მუშაობაში - ის არ თბება, არ გამოდის ხმა. ის, რომ ადრე მიმოწერა არ დავწერე, ასევე უკავშირდება იმ ფაქტს, რომ ველოდი ახალ დატვირთვას დატენვის შესაძლებლობის ზუსტი გაზომვებისთვის. ეს ორიოდე დღის წინ მივიღე, მაგრამ ჩინელებმა მას "ღორი" დადეს - ტვირთი არაოპერატიული აღმოჩნდა ... მე უნდა გამომეყენებინა ძველი, რაც, პრინციპში, არც თუ ისე ცუდია, მაგრამ ნაბიჯი, რომლის დროსაც დატვირთვა შეიძლება შეიცვალოს, არის 0.5 ა, რაც არ გვაძლევს დამზენის მაქსიმალური პოტენციალის ზუსტად გამოთვლის საშუალებას. მაგრამ რა არის იქ, მე გამოვამოწმებ მასზე. უპირველეს ყოვლისა, ჩვენ ვხვდებით, რამდენს აძლევს მაქსიმალური დამტენი რეალურად 1 პორტს. დავიწყოთ თანდათანობითი დატვირთვით - 0.5A: 1A (სინამდვილეში, დატვირთვა ცოტა ნაკლებ ხარჯავს - 0.95A) 2A (რეალური მოხმარება 1.88 ა დატვირთვით) და 2.5A (მიღწეულია 1.88A- ს გამოყენებით და 0.6A- ზე ფანრის დამატებითი ჩართვით) როგორც ვხედავთ დეკლარირებული მახასიათებლები - შეესაბამება და კიდევ უფრო მეტიც. დეკლარირებული 2.4A– ით დამტენი აწარმოებს 2.5A– ს ძაბვის მნიშვნელოვანი ვარდნის გარეშე. თუ კიდევ უფრო მეტი დატვირთვა გაქვთ, მაგალითად, 3 ა – ზე, ის ვეღარ უმკლავდება - დენი თითქმის არ იზრდება და ძაბვა იკლებს. MI5S სმარტფონი მოიხმარს 1.75 ა ტყუპების სმარტფონი მოიხმარს 1,43 ა ახლა ჩვენ დატვირთვასთან ერთად ერთდროულად ვრთავთ. ჯამში თანხა: 1.79A + 1.75A + 1.43A + 2.5A \u003d 7.47A. ეს კი აღნიშნულ შესაძლებლობებზე უფრო მაღალია. ძაბვა ეცემა 5.05V - 5.07V– მდე, მაგრამ დატენვა იტვირთება. 5 წუთის შემდეგ, ის უკვე მნიშვნელოვნად თბილია და მე ვწყვეტ, არ ვაწამო, რადგან ის ჯერ კიდევ არ არის შექმნილი ასეთი სამუშაოსთვის. ფაქტიურად ოდნავ შევამცირეთ დატვირთვა, როდესაც სმარტფონი ოდნავ დაიმუხტა და დაიწყო 1A (დატვირთვის შემცირება 0,5 ა-ით), მაშინვე ვხედავთ ძაბვის გაზრდას 5,15 ვ - 5,2 ვ-მდე, რაც უკვე საკმაოდ კარგია. შედეგად, დეკლარირებული მახასიათებლები სრულად დადასტურებულია.დამტენი მაღალხარისხიანად მიმაჩნია და გირჩევთ შეიძინოთ.ტესტი 1
ტესტი 2
ტესტი 3
ტესტი 4
მიმდინარე და ძაბვის უსაფრთხოების გაზომვა
ელექტრული ველის დამოკიდებულება
ველის სიძლიერის გაზომვა
რა არის ძალა
როგორ გადაიყვანოთ ვატი ამპერებში
როგორც საილუსტრაციო მაგალითი, გაითვალისწინეთ ეს ვარიანტი
დაკავშირებული, მაგრამ განსხვავებული
"ფიქსირებული" თარგმანი
"ცვალებადი ნიუანსი"
6
12
24
48
64
110
220
380
ვოლტი
5 ვატიანი
0,83
0,42
0,21
0,10
0,08
0,05
0,02
0,01
ამპერი
6 ვატიანი
1
0,5
0,25
0,13
0,09
0,05
0,03
0,02
ამპერი
7 ვატიანი
1,17
0,58
0,29
0,15
0,11
0,06
0,03
0,02
ამპერი
8 ვატიანი
1,33
0,67
0,33
0,17
0,13
0,07
0,04
0,02
ამპერი
9 ვატიანი
1,5
0,75
0,38
0,19
0,14
0,08
0,04
0,02
ამპერი
10 ვატიანი
1,67
0,83
0,42
0,21
0,16
0,09
0,05
0,03
ამპერი
20 ვატიანი
3,33
1,67
0,83
0,42
0,31
0,18
0,09
0,05
ამპერი
30 ვატი
5,00
2,5
1,25
0,63
0,47
0,27
0,14
0,03
ამპერი
40 ვატიანი
6,67
3,33
1,67
0,83
0,63
0,36
0,13
0,11
ამპერი
50 ვატი
8,33
4,17
2,03
1,04
0,78
0,45
0,23
0,13
ამპერი
60 ვატი
10,00
5
2,50
1,25
0,94
0,55
0,27
0,16
ამპერი
70 ვატი
11,67
5,83
2,92
1,46
1,09
0,64
0,32
0,18
ამპერი
80 ვატი
13,33
6,67
3,33
1,67
1,25
0,73
0,36
0,21
ამპერი
90 ვატი
15,00
7,50
3,75
1,88
1,41
0,82
0,41
0,24
ამპერი
100 ვატი
16,67
3,33
4,17
2,08
1,56
,091
0,45
0,26
ამპერი
200 ვატი
33,33
16,67
8,33
4,17
3,13
1,32
0,91
0,53
ამპერი
300 ვატი
50,00
25,00
12,50
6,25
4,69
2,73
1,36
0,79
ამპერი
400 ვატი
66,67
33,33
16,7
8,33
6,25
3,64
1,82
1,05
ამპერი
500 ვატი
83,33
41,67
20,83
10,4
7,81
4,55
2,27
1,32
ამპერი
600 ვატი
100,00
50,00
25,00
12,50
9,38
5,45
2,73
1,58
ამპერი
700 ვატი
116,67
58,33
29,17
14,58
10,94
6,36
3,18
1,84
ამპერი
800 ვატი
133,33
66,67
33,33
16,67
12,50
7,27
3,64
2,11
ამპერი
900 ვატი
150,00
75,00
37,50
13,75
14,06
8,18
4,09
2,37
ამპერი
1000 ვატი
166,67
83,33
41,67
20,33
15,63
9,09
4,55
2,63
ამპერი
1100 ვატი
183,33
91,67
45,83
22,92
17,19
10,00
5,00
2,89
ამპერი
1200 ვატი
200
100,00
50,00
25,00
78,75
10,91
5,45
3,16
ამპერი
1300 ვატი
216,67
108,33
54,2
27,08
20,31
11,82
5,91
3,42
ამპერი
1400 ვატი
233
116,67
58,33
29,17
21,88
12,73
6,36
3,68
ამპერი
1500 ვატი
250,00
125,00
62,50
31,25
23,44
13,64
6,82
3,95
ამპერი
