Elektryczność

Elektryczność

Oprócz ciepła, była jednym z pierwszych zjawisk fizycznych, z którym zetknął się człowiek. Tym zjawiskiem była iskra elektryczna w postaci błyskawicy. Wszystkie zjawiska fizyczne są z nią powiązane, gdyż nawet najmniejsze cząstki elementarne posiadają ładunek elektryczny (np. proton jest dodatni, a elektron jest ujemny). Wszystkie ciała w pewien sposób wykazują określone właściwości elektryczne. Odróżniamy elektryczność w spoczynku (statyczną), otrzymywaną np. przez pocieranie i elektryczność w ruchu (dynamiczną) – prąd elektryczny.



Prąd elektryczny

Zjawisko fizyczne wywołane uporządkowanym ruchem ładunków elektrycznych przez przekrój poprzeczny danego ośrodka. Przepływ prądu wywołuje zjawiska magnetyzmu, cieplne, chemiczne, mechaniczne i inne, za pośrednictwem których stwierdza się istnienie prądu.

Prąd stały – jednokierunkowy, którego natężenie nie ulega zmianie w funkcji czasu.

Prąd zmienny – w funkcji czasu zmienia się zwrot i natężenie. W Polsce stosowany jest prąd o częstotliwości 50 Hz (czyli okresów na 1 sek.).

Prąd zmienny trójfazowy – otrzymuje się przez włączenie trzech źrodeł prądu jednofazowego (trzech faz), umieszczonych zazwyczaj w jednej maszynie (prądnicy lub transformatorze), w sieć składajacą się z 3 lub 4 przewodów. Uzyskuje się to przez połączenie w trójkąt lub w gwiazdę. Odbiornik trójfazowy, np. silnik, może pracować przy dwóch napięciach, zależnie od rodzaju połączenia. Np. silnik, który pracuje przy napięciu 220 V, połączony w trójkąt, może pracować przy napięciu 380 V, jeżeli zostanie połączony w gwiazdę. Najczęściej stosowany bywa układ, w którym napięcie pomiędzy przewodami fazowymi wynosi 380 V, a napięcie pomiędzy każdą z faz i przewodem zerowym – 220 V.

Prąd przemienny – występują zmiany okresowe, a wartość średnia całookresowa natężenia prądu równa się zeru.

Anoda – biegun źródła prądu, który podczas pracy tego źródła ma dodatni potencjał względem drugiego bieguna.

Detekcja – przetwarzanie prądu modulowanego wielkich częstotliwości na prąd o częstotliwości sygnału modulującego. Detekcja jest procesem odwrotnym do modulacji.

Indukcja – proces elektryzowania przewodników elektrycznych i dielektryków umieszczonych w polu elektrycznym – indukcja elektrostatyczna, oraz proces namagnesowania ciał w zewnętrznym polu magnetycznym – indukcja magnetyczna.

Katoda – biegun źródła prądu posiadający potencjał ujemny.

Ładunek elektryczny – źródło pola elektromagnetycznego związane z nośnikiem materialnym. Jest to jedno z podstawowych pojęć nauki o elektryczności. Wszystkie zjawiska elektryczne tłumaczy się jako przejaw obecności, ruchu i oddziaływania ładunku elektrycznego.

Napięcie – napięcie elektryczne wyrażane skalarną wielkością, to praca wykonana przez siły pola elektrycznego przy przenoszeniu jednostkowego dodatniego ładunku elektrycznego z jednego punktu pola do drugiego.

Natężenie – natężenie prądu elektrycznego jest wielkością skalarną równą ładunkowi elektrycznemu przepływającemu przez poprzeczny przekrój przewodnika w jednostce czasu.

Opór – oporność elektryczna jest współczynnikiem proporcjonalności napięcia do natężenia prądu elektrycznego płynącego przez przewodnik.

Połączenie równoległe – nazywamy połączenie, w którym prąd pobierany ze źródła rozdziela się na prądy plynące równolegle przez wszystkie odbiorniki. Na zaciskach dowolnego odbiornika zawsze występuje pełne napięcie źródła zasilającego. Natężenie prądu pobieranego przez układ równe jest sumie natężeń prądów płynących w poszczególnych gałęziach połączenia. Jeżeli chcemy otrzymać baterię ogniw o natężeniu prądu równym sumie natężeń prądów, jakie dają poszczególne ogniwa – łączymy je równolegle.

Połączenie szeregowe – jest to takie połączenie, w którym prąd przepływa kolejno przez wszystkie odbiorniki, a dopiero po przejściu przez ostatni wraca do źródła prądu. Płynie wtedy prąd o tym samym natężeniu. Napięcie na poszczególnych odbiornikach rozkłada się, czyli spada. Wszsytkie spadki napięcia na obwodzie szeregowym dają w sumie napięcie przyłożone do źródła. Oporność obwodu jest równa sumie oporności składowych. Jeżeli chcemy otrzymać baterię ogniw o napięciu równym sumie napięć, jakie dają poszczególne ogniwa – łączymy je szeregowo.

Zwarcie – powstaje wtedy, gdy prąd elektryczny omijając duży opor znajduje sobie “krótszą” drogę przejścia.


Reguła lewej ręki - Pozwala na określenie kierunku działania siły na przewodnik z prądem, znajdujący się w polu magnetycznym; jeżeli lewą rękę ustawimy tak, że linie sił pola magnetycznego będą wchodziły w dłoń, a cztery wyciągnięte palce będą wskazywały kierunek prądu, to duży palec ustawiony pod kątem prostym do poprzednich czterech wskaże kierunek działania sił i kierunek ruchu przewodnika z prądem w polu magnetycznym.


Reguła prawej ręki - pozwala określić kierunek siły elektromotorycznej (kierunek ruchu ładunków dodatnich) w przewodniku poruszającym się z określoną prędkością w zewnętrznym polu magnetycznym; jeśli ustawimy prawą rękę z odchylonym kciukiem tak, aby linie pola magnetycznego wchodziły w dłoń, a kciuk wskazywał kierunek ruchu przewodnika, to pozostałe palce wskażą kierunek siły elektromotorycznej indukcji. Reguła prawej ręki pozwala też określić kierunek pola magnetycznego wokół przewodnika z prądem; jeżeli uchwycimy drut prawą ręką, tak aby kciuk wskazywał kierunek prądu, wówczas palce otaczające drut wskażą kierunek wektora indukcji magnetycznej.