Elektros srove metaluose
5 (100%) 1 vote

Elektros srove metaluose

ELEKTROS SROVĖ METALUOSE

Elektros srovė. kryptingas elektringų dalelių judėjimas vadinamas elektros srove. Elektros srovę gali sudaryti ir judančios kitokios elektringos dalelės – jonai.

Srovė teka tik akimirką – kol išsilygina sujungtų kūnų potencialai, o tada išnyksta elektrinis laukas jungiančiuose laidininkuose ir krūvių judėjimas liaujasi. Norint gauti nenutrūkstamą srovę, reikia nuolatos papildyti vieno kūno krūvį, palaikyti aukštesnį jo potencialą – sukurti laidininke nuolatinį potencialų skirtumą ir nuolatinį elektrinį lauką. Tai gali atlikti srovės šaltinis, sudarantis pastovią įtampą. Srovė ilgesnį laiką gali tekėti ilgesnį laiką tik uždara grandine.

Elektros srovė teka grandine iš šaltinio teigiamo poliaus į neigiamą. Elektronai grandinėje juda nuo šaltinio neigiamo poliaus, kur yra jų perteklius, link teigiamo, priešingai nei srovės kryptis. Srovės kryptis ir elektronų judėjimo kryptis yra priešingos.

Elektrinis laukas plinta didžiausiu gamtoje greičiu (3* m/s) elektronai juda laidininke: bechaotiško labai intensyvaus šiluminio judėjimo, jie lėtai slenka viena kryptimi. Šis judėjimas vadinamas elektronų dreifu. Tai ir yra elektros srovė. Vidutinis dreifo greitis, net veikiant aukštai įtampai, tėra vos keletas milimetrų per sekundę, o chaotiško judėjimo greičiai siekia milijoną metrų per sekundę.

Srovės stiprumas. Elektros srovės stiprumas

laidininke (I) išreiškiamas pratekėjusio elektros krūvio (q) ir laiko (t) santykiu: I=q/t [I]=A 1A=1C/1s.

Prietaisai srovei matuoti vadinami ampermetrais. Srovė, kurios kryptis ir stiprumas laikui bėgant nekinta, vadinama nuolatine srove.

S – skerspjūvio plotas

l – ilgis

n – elektronų koncentracija

v – dreifo greitis

q=enV=enSl; I=q/t; I=enSl/t; I=envS

Elektros srovės stiprumas priklauso nuo laidininko skerspjūvio ploto ir dreifo greičio.

Srovės tankis. Srovės stiprumo ir laidininko skerspjūvio ploto santykis vadinamas srovės tankiu (j):

j=I/S [j]=A/m² j=env Srovės tankį lemia dreifo gretis.

Omo dėsnis. Srovės stiprumas tiesiog proporcingas prijungtai įtampai: I=gU g – elektrinis laidumas [g]=S (simensu) varža – tai laidumui atvirkštinis dydis: R=1/g I=U/R

Srovė laidininke tiesiog proporcinga įtampai ir atvirkščiai proporcinga laidininko varžai.

Srovės stiprumo priklausomybės nuo įtampos grafikas vadinamas laidininko voltamperine charakteristika.

I I

U R

Kuo mažesnė laidininko varža, juo stipresnė srovė, juo stačiau kyla į viršų grafikas.

Laidininkų varža. Varža vadinama medžiagos savybė priešintis elektros srovei. R=U/I

[R]= 1=1V/1A

Omas – tai varža tokio laidininko, kuriuo teka 1A srovė, kai įtampa tarp laidininko galų lygi 1V.

Elektros grandinės elementai, skirti varžai sudaryti, vadinami rezistoriais.

Laidininko varža yra tiesiog proporcinga jo ilgiui ir atvirkščiai proporcinga skerspjūvio plotui: R=ģl/S ģ – specifinė varža. [ģ]=m

Kuo didesnė varža, tuo mažesnis laidumas, ir atvirkščiai. Laidumo vienetas simensu S=1/1

ENERGIJOS TVERMĖS DĖSNIS ELEKTROS GRANDINĖMS.

Dvi nenutrūkstamo srovės tekėjimo sąlygos: turi būti uždara grandinė ir joje įjungtas srovės šaltinis.

Elektros grandinę sudaro dvi dalys: išorinė ir vidinė.

Išorinė grandinės dalis – tai visa, kas yra prijungta prie šaltinio gnybtų. Išorinė grandinės dalis vartoja elektros energiją – joje elektros energija virsta kitų rūšių energija. Išorinės grandinės dalies varža vadinama išorine varža (R) Elektronai juda nuo neigiamo poliaus lig teigiamo. Elektronai juda kryptingai, veikiami elektrostatinių jėgų.

Vidinė grandinės dalis yra paties elektros srovės šaltinio vidus – laidininkai, kuriais juda elektringos dalelės šaltinio viduje. Galvaniniame elemente – tai elektrolitas ir elektrodai; generatoriuje – inkaro apvija. Vidinėje grandinės dalyje kitų rūšių energija virsta elektros energija. Vidinės grandinės dalies

varža vadinama vidine varža (r). Elektronai juda nuo teigiamo poliaus lig neigiamo. Elektronai juda kryptingai pašalinių jėgų veikiami.

Elektros srovės šaltinyje kokios nors rūšies energija nenutrūkstamai virsta elektros energija. galvaniniame

elemente – cheminė, generatoriuje – mechaninė, termoelemente – šiluminė virsta elektros energija. Neelektrinės kilmės jėgos, veikiančios elektros srovės šaltinyje, vadinamos pašalinėmis jėgomis. Neelektrinės kilmės jėgų verčiami elektronai juda prieš elektrostainio lauko jėgas.

Pašalinės jėgos. EVJ. Pašalinių jėgų darbą apibūdina fizikinis dydis – elektrovaros jėga. Pašalinių jėgų atlikto darbo A perkeliant krūvį q ir to krūvio santykis: =A/q [E]=1V 1V=1J/1C

Šaltinio EVJ yra lygi 1V, jeigu, pašalinėms jėgoms jame atliekant 1J darbą, grandine prateka 1C elektros krūvis.

Energijos tvermės dėsnis. Srovės šaltinyje pašalinės jėgos atlikto darbo A ir dėl to pratekėjo krūvis q. Tekant srovei, tas pats krūvis išorinėje grandinės dalyje atliko darbą Aišor, o vidinėje grandinės dalyje – darbą Avid.

Remiantis energijos tvermės dėsniu: A=Aišor + Avid

A/q=Aišor/q+ Avid/q E=Uišor + Uvid

Šaltinio EVJ yra lygi grandinės išorinės ir vidinės dalių įtampų sumai.

Uždaroje grandinėje krūvis niekur
negali kauptis, todėl srovės stiprumas abiejose dalyse vienodas

Uišor =IR Uvid=Ir E=IR+Ir

Omo dėsnis uždarai grandinei Uždara grandine tekančios srovės stiprumas yra tiesiog proporcingas šaltinio EVJ ir atvirkščiai proporcingas išorinių ir vidinių varžų sumai.

Esant išjungtai grandinei, šaltinio gnybtų įtampa lygi jo EVJ.

Šaltinio gnybtų sujungimas labai mažos varžos R  0

laidininku vadinamas trumpuoju sujungimu. Tuomet srovės stiprumas priklauso tik nuo vidinės varžos r : I=E/r

Trumpasis sujungimas – dažna gaisrų priežastis.

Varžos priklausomybė nuo temperatūros.

Varža priklauso ne tik nuo laidininko matmenų ir medžiagos, bett ir nuo temperatūros. Metaliniame laidininke, kylant temperatūrai, didėja laisvųjų elektronų chaotiško judėjimo greitis, intensyvėja atomų virpesiai, dažnėja elektronų susidūrimai su atomais. Dėl to mažėja elektronų dreifo greitis ir srovės stiprumas, o tai tolygu laidininko varžos didėjimui. Visų metalų varža, kylant temperatūrai, didėja. Anglyje, elektrolituose ir puslaidininkiuose, kylant temperatūrai, daugėja laisvų elektringų dalelių vienetiniame tūryje, todėl jų varža mažėja. Derinant priešingų savybių medžiagas, galima gauti lydinius, nepriklausančius nuo temperatūros.

Santykinis varžos pokytis  lygus varžos pokyčiui ir pradinės varžos santykiui: =R/R0

R0 – laidininko varža 0°C temperatūroje, R-varža temperatūroje t.

Santykinis varžos pokytis yra proporcingas temperatūros pokyčiui: =t

 – temperatūrinis varžos koeficientas.

Temperatūrinis varžos koeficientas rodo santykinį laidininko varžos pokytį temperatūrai pakitus 1°C

[]=1/K

 Varžos formulė: =R/R0 =t R/R0=t R=R-R0 R-R0 = R0 t R= R0(1+t)

Superlaidumas. Krintant temperatūrai, metalų varža palaipsniui mažėja. Šis procesas vyksta tik iki tam tikros ribos – pasiekus itin žemą temperatūrą, paprastai 3-6K virš absoliutinio nulio, laidininko varža staiga išnyksta. Tai – superlaidumas.

Temperatūra, žemiau kurios laidininkas nustoja varžos, vadinama krizine temperatūra.

Į superlaidžiąją būseną – varis, auksas, sidabras, platina, kad ir kaip šaldomi, nevirsta superlaidininkais. Superlaidžiame žiede arba uždaroje ritėje kartą sužadinta srovė teka nesilpnėdama praktiškai metus ar ilgiau. Srovė superlaidininkais teka neprarasdama energijos. Elektromagnetais, kurių apvija suvyniota iš superlaidininko, sukuriami stiprūs ir stabilūs magnetiniai laukai.

ELEKTROS IMTUVŲ JUNGIMO BŪDAI.

Nuoseklus. Nuosekliuoju vadinamas toks jungimas, kai grandinės elementai jungiami paeiliui, vienas po kito. Nuosekliai sujungta grandinė neturi atšakų.

1. Nuosekliai sujungtoje grandinės dalyje srovės stiprumas visur vienodas: I=const

2. Nuoseklioje grandinėje atskirų dalių įtampos tiesiog proporcingos jų varžoms: IR1=U1 IR2=U2 U1/ U2= R1 / R2

3. Visos nuosekliai sujungtos grandinės įtampa lygi atskirų dalių sumai: U=U1+U2+…

Šiuo metu Jūs matote 30% šio straipsnio.
Matomi 1307 žodžiai iš 4333 žodžių.
Peržiūrėkite iki 100 straipsnių per 24 val. Pasirinkite apmokėjimo būdą:
El. bankininkyste - 1,45 Eur.
Įveskite savo el. paštą (juo išsiųsime atrakinimo kodą) ir spauskite Tęsti.
SMS žinute - 2,90 Eur.
Siųskite sms numeriu 1337 su tekstu INFO MEDIA ir įveskite gautą atrakinimo kodą.
Turite atrakinimo kodą?
Po mokėjimo iškart gausite atrakinimo kodą, kurį įveskite į laukelį žemiau:
Kodas suteikia galimybę atrakinti iki 100 straispnių svetainėje ir galioja 24 val.