Je, unaweza kufikiria maisha yako bila umeme? Mtu wa kisasa amejizunguka kwa karibu na vifaa vya nyumbani vinavyosaidia maishani. Hatuwezi tena kujiwazia sisi wenyewe na maisha yetu bila wasaidizi mahiri wa nyumbani.
Teknolojia inazidi kubadili matumizi ya umeme. Hata usafiri polepole unahamishiwa kwenye injini za umeme, jambo ambalo linaweza kupunguza madhara makubwa kwa asili.
Leo tutajaribu kujibu maswali yafuatayo:
- Mkondo wa umeme ni nini?
- Kiwango cha umeme ni nini?
- Jinsi ya kubaini volteji?
- Votesheni inapimwa kwa kutumia nini?
Sasa ni nini?
Mwanzoni mwa utafiti wa umeme, ulipatikana kwa kusugua mwili mmoja dhidi ya mwingine. Ugavi mkubwa wa malipo unaweza kupatikana wakati wa mvua ya radi kwa kutumia kutokwa kwa asili - umeme. Inajulikana kuwa njia hii iligharimu maisha ya mwanafunzi wa M. V. Lomonosov - Richter.
Chaji yenyewe ni ngumu na haina mantiki kutumia. Ni muhimu kupata harakati yake iliyoongozwa - sasa ya umeme. Sifa za sasa:
- kupasha joto kondakta;
- kitendo cha kemikali;
- kitendo cha mitambo;
- kitendo cha sumaku.
Zinatumika katika maisha ya kila siku na teknolojia. Hali ya lazima kwa kuwepo kwa sasa ni uwepo wa chanzo cha sasa, malipo ya bure ya umeme na kondakta iliyofungwa.
Usuli
Mnamo 1792, mwanafizikia, mwanafizikia na mvumbuzi wa Italia Alessandro Volta alipendezwa na hitimisho la mtani wake Luigi Galvani kuhusu asili ya misukumo ya sasa katika viungo vya wanyama. Uchunguzi wa muda mrefu wa tabia ya miguu ya chura, iliyowekwa kwenye ndoano za chuma, ilimruhusu kuhitimisha kuwa chanzo cha umeme sio kiumbe hai, lakini mawasiliano ya metali tofauti. Ni hali hii inayochangia mtiririko wa umeme, na athari ya mwisho wa ujasiri ni athari ya kisaikolojia ya mkondo.
Ugunduzi wa kipekee ulisababisha kuundwa kwa chanzo cha kwanza cha moja kwa moja duniani, kinachoitwa Nguzo ya Voltaic. Metali zisizofanana (Volta ilisema kwamba zinapaswa kuondolewa kutoka kwa kila mmoja katika safu ya vitu vya kemikali) huwekwa na karatasi iliyowekwa na kioevu "kondakta wa aina ya pili."
Kifaa hiki kilikuwa chanzo cha kwanza cha voltage isiyobadilika. Kipimo cha voltage ya umeme kilibadilisha jina la Alessandro Volta.
Ugavi wa umeme wa DC
Kipengele kikuu cha saketi ya umeme ni chanzo cha sasa. Kusudi lake ni kuunda uwanja wa umeme, chini ya ushawishi ambao chembe za kushtakiwa za bure (elektroni, ions) zinakuja kwenye mwendo ulioelekezwa. Imekusanywavipengele vya mtu binafsi vya malipo ya chanzo (vinaitwa miti) vina ishara tofauti. Malipo yenyewe yanasambazwa tena ndani ya chanzo chini ya hatua ya nguvu za asili isiyo ya umeme (mitambo, kemikali, magnetic, mafuta, na kadhalika). Shamba la umeme linaloundwa na miti nje ya chanzo cha sasa hufanya kazi ya kusonga malipo katika kondakta iliyofungwa. Alessandro Volta alizungumza kuhusu hitaji la saketi iliyofungwa ili kuunda mkondo wa moja kwa moja.
Kwa kuwa malipo husogezwa katika vyanzo chini ya utendakazi wa nguvu zisizo za umeme, inaweza kubishaniwa kuwa nguvu hizi hufanya kazi. Tuwaite watu wa nje. Uwiano wa kazi ya nguvu za nje kuhamisha chaji ndani ya chanzo cha sasa hadi ukubwa wa chaji inaitwa nguvu ya kielektroniki.
Alama za hisabati kwa uwiano huu:
- Ε=Ast: q,
ambapo E ni nguvu ya kielektroniki (EMF), Astni kazi ya nguvu za nje, q ni chaji inayobebwa na nguvu za nje katika chanzo.
EMF inabainisha uwezo wa chanzo kuunda mkondo wa maji, lakini sifa kuu ya chanzo wakati mwingine huchukuliwa kuwa volteji ya umeme (tofauti inayowezekana).
Voltge
Uwiano wa kazi ya shamba kusogeza chaji kwenye kondakta hadi ukubwa wa chaji huitwa voltage ya umeme.
Ili kuibainisha, unahitaji kugawanya thamani ya kazi ya shambani kwa thamani ya malipo. Acha A iwe kazi inayofanywa na uwanja wa umeme wa chanzo cha sasa ili kusonga chaji q. U - voltage ya umeme. Nukuu za hisabati za fomula inayolingana:
U=A: q
Kama kiasi chochote halisi, voltage ina kipimo cha kipimo. Je, voltage inapimwaje? Kwa jina la mvumbuzi wa chanzo cha kwanza cha moja kwa moja duniani, Alessandro Volta, thamani hii ilipewa kitengo chake cha kipimo. Katika mfumo wa kimataifa, voltage inapimwa kwa volt (V).
Voteji ya 1 V ni volteji ya sehemu ya umeme inayofanya kazi ya 1 J ili kusogeza chaji ya 1 C.
V=J/C=N•m/(A•s)=kg•m/(A•s3).).
Katika vitengo vya msingi vya SI, kitengo cha voltage ya umeme:
kg•m/(A•s3).).
Thamani inayohitajika
Kwa nini haitoshi, kubainisha mkondo, kutambulisha dhana ya nguvu ya sasa? Wacha tufanye jaribio la mawazo. Hebu tuchukue taa mbili tofauti: taa ya kawaida ya kaya na taa kutoka kwa tochi. Wakati wa kuwaunganisha kwenye vyanzo tofauti vya sasa (mtandao wa jiji na betri), unaweza kupata thamani sawa ya sasa. Wakati huo huo, taa ya kaya hutoa mwanga zaidi, yaani, kazi ya sasa ndani yake ni kubwa zaidi.
Vyanzo tofauti vya sasa vina voltages tofauti. Kwa hivyo, thamani hii ni muhimu.
mlinganisho muhimu
Kuelewa maana halisi ya voltage ya umeme kunatokana na mlinganisho wa kuvutia. Katika vyombo vya mawasiliano, maji hutiririka kutoka bomba hadi bomba ikiwa kuna tofauti ya shinikizo ndani yao. Mtiririko wa maji huacha ikiwa kuna usawashinikizo.
Iwapo mkondo wa kioevu unalinganishwa na mtiririko wa chaji ya umeme, basi tofauti ya shinikizo la safu wima za kioevu huchukua jukumu sawa na tofauti inayoweza kutokea katika chanzo cha sasa.
Mradi michakato inayoambatana na ugawaji upya wa malipo kwenye nguzo hufanyika ndani ya chanzo cha sasa, inaweza kuunda mkondo katika kondakta. Voltage ya sasa ya umeme hupimwa kwa volti, tofauti ya shinikizo ina kitengo cha kipimo - pascal.
Mkondo mbadala
Mkondo wa umeme, kubadilisha mwelekeo wake mara kwa mara, huitwa kubadilika. Inaundwa na chanzo mbadala cha voltage. Mara nyingi ni jenereta. Hebu tujaribu kueleza: kipimo cha voltage ya AC ni nini?
Kanuni yenyewe ya kizazi cha sasa inategemea hali ya ujio wa sumakuumeme. Mzunguko wa mzunguko uliofungwa katika uwanja wa magnetic husababisha kuonekana kwa tofauti inayowezekana katika kondakta. Voltage hupimwa kwa volti na katika hali ya kutofautiana kwa sasa.
Je, inaweza kubishaniwa kuwa voltage haibadiliki? Kwa wazi, kutokana na mabadiliko katika pembe kati ya ndege ya contour na ya kawaida kwa hiyo, voltage yanayotokana hubadilika kwa muda. Thamani yake inakua kutoka sifuri hadi thamani fulani ya juu, kisha huanguka tena hadi sifuri. Hakuna haja ya kuzungumza juu ya thamani fulani. Weka kinachojulikana kama thamani ya nguvu ya umeme:
- Ud=U: √2.
Ni chombo gani kinachopima voltage?
Kifaa cha kupimia volti ya umeme - voltmeter. Kanuni ya uendeshaji wake inategemea mwingiliano wa mzunguko na sasa na shamba la magneticsumaku ya kudumu. Inajulikana kuwa mzunguko na sasa huzunguka kwenye uwanja wa magnetic. Kulingana na kiasi cha sasa katika saketi, pembe ya mzunguko hubadilika.
Ukiambatisha mshale kwenye saketi, basi hukengeuka kutoka sufuri wakati mkondo wa maji unatiririka kwenye saketi (kwa kawaida koili). Kulingana na kile ambacho voltage inapimwa, kiwango cha kifaa kinahitimu. Inawezekana kutumia vizidishi vidogo na vizidishi.
Katika hali ya thamani za chini, voltage ya umeme hupimwa kwa millivolti au mikrovolti. Kinyume chake, vitengo vingi vinatumika katika mitandao yenye voltage ya juu.
Kipima voltta chochote kimeunganishwa sambamba na sehemu hiyo ya saketi ambapo voltage inapimwa. Mali kuu ya mzunguko wa kifaa inaweza kuitwa upinzani wa juu wa ohmic. Voltmeter, bila kujali voltage inapimwa, haipaswi kuathiri nguvu ya sasa katika mzunguko. Mkondo mdogo hupitishwa ndani yake, ambayo haiathiri sana thamani kuu.
Jedwali la voltage
| Kifaa halisi | Voltage kwenye anwani zake, V |
| Pole ya Volti | 1, 1 |
| betri ya tochi | 1, 5 |
| Betri ya alkali | 1, 25 |
| betri ya asidi | 2 |
| Mtandao wa jiji | 220 |
| Votesheni ya juunyaya za umeme | 500,000 |
| Kati ya mawingu katika mvua ya radi | Hadi 100,000,000 |
Utumiaji kivitendo wa voltmeter
Ili kutumia voltmeter kwa ufanisi, unapaswa kujifunza jinsi ya kuitumia. Mjaribio mwenye udadisi anaweza kushauriwa kuwasiliana na walimu wa shule.
Madarasa ya fizikia ya shule yana vifaa vya maabara na onyesho vya kupima mikazo.
Endesha voltmeter yoyote kwa tahadhari, ukifuata sheria rahisi:
- Kipima cha volt kina kipimo cha juu zaidi. Hii ndio dhamana ya juu zaidi kwenye kiwango chake. Usiunganishe kwa saketi iliyo na kipengele cha volteji ya juu zaidi.
- Ikiwa hakuna chanzo kingine au voltmeter, unaweza kutumia mfumo wa upinzani wa ziada. Katika kesi hii, kiwango cha voltmeter lazima pia kibadilishwe.
- Vyombo vya umeme vimeunganishwa kwenye saketi ya DC kulingana na viashiria vya alama ya chaji kwenye vituo vyake. Terminal chanya ya chanzo cha sasa lazima iunganishwe na terminal nzuri ya voltmeter, terminal hasi kwa terminal hasi. Ikichanganywa, mishale ya kifaa inaweza kupinda, jambo ambalo halifai sana.
- Miunganisho yote imeundwa kwa saketi isiyo na nishati pekee.
Siyo kiafya
Kitendo cha mkondo wa umeme kinaweza kuwa si salama kwa wanadamu. Chini ya 24 V inachukuliwa kuwa haina madhara.
Kitendo cha mkondo wa umeme chini ya volteji ya mtandao wa jiji (220 V) kinaonekana kabisa. Kugusa waasiliani wazi huambatana na "mshtuko" mkubwa.
Voltage wakati wa dhoruba ya radi hupitia mkondo wa juu sana kwenye mwili wa mwanadamu hivi kwamba unatishia kumuua. Usihatarishe maisha na afya yako.
