Curentul electric. Tensiunea şi intensitatea.

în cele patru Lecție despre curentul

electric continuu vom discuta despre

generarea curentului electric tensiune

electrică și intensitatea curentului

electric este prezentând deosebiri

metale care sunt principalul tip

de conductor electric la temperaturi

normale electronii de valență din

atomii unui metal se desprind de

acești atomi devenind electroni

liberi ei se pot deplasa liber

prin metal formând un așa numit

gaze electronică care se află în

agitație termică datorată temperaturii

metalului Haideți să descriem un

pic mai în detaliu acest model

al mecanismului generării curentului

electric pentru că vorbim de un

model al poate fi îmbunătățit ținând

cont de efecte cu antice sau efecte

electromagnetice mai Denisa nu

mai avansat totuși pentru studiul

circuitelor electrice pe care îl

vom face în lecțiile viitoare acest

model este suficient Deci un atom

al unui metal precum zincul are

în centru un nucleu cu sarcină

electrică pozitivă în cazul zincului

plus 30 unități elementare de sarcină

e și în jurul lui să vorbesc si

30 de electroni încărcați negativ

din care 28 se află învelișurile

apropiate din jurul nucleului iar

doi electroni se vor afla în înveliș

mai îndepărtat care e suficient

de îndepărtat ca să simtă interacția

cu ceilalți atomi învecinați Și

de ce II vor putea părăsi atomul

de zinc devenind electroni liberi

dacă Desenați schematic structura

unei bucăți de conductor din zinc

vom avea o structură de atomi Deci

fiecare astfel de punct roșu este

un atom care are în jurul lui doi

electroni de valență acești doi

electroni de valență se pot mișca

liber prin material ideal vin partea

acestui gaze electronic dacă aplicăm

în câmp electric m acestui conductor

electronii vor simți o forță electromotoare

sau electrică datorată prezenței

câmp Deci în acest caz formăm un

curent electric de conducție mai

exact dacă Spre exemplu conectăm

o baterie în așa fel încât Polul

a pozitiv este conectat la borna

b a conductorului și polului negativ

de conectat la borna A atunci toți

electronii se vor îndepărta de

capătul ei pentru că este negativ

și se vor îndrepta către capătul

b această mișcare colectivă a electronilor

din de dinspre un capăt spre celălalt

capăt al conductorului se numește

curent electric de conducție curentul

se menține atât timp cât există

o diferență de potențial pentru

că această diferență de potențial

generează lucrul mecanic necesar

deplasării electronilor în interiorul

conductorul de asemeni această

sursă sau generator bateria În

cazul nostru pe lângă faptul că

generează energia necesară mișcări

electronilor trebuie să își închidă

circuitul adică odată ce electroni

ajung la capătul b al conductorului

a trec prin cablul sau corectorul

metalic și apoi trebuie să curentul

trebuie să treacă prin interiorul

generatorului pentru a ajunge din

nou la capătul a și a repeta mișcarea

Deci pentru ca cur electric să

fie continuu în acest circuit trebuie

ca sursa să permită sau să genereze

mișcarea electronilor în tot circuitul

dacă sursa menține o diferență

de potențial între capetele a și

b constantă atunci avem de a face

cu un curent electric continuu

pentru a discuta tensiunea electrică

sau înainte de a discuta tensiunea

electrică să prezentăm foarte pe

larg elementele principale sau

de bază ale unui circuit electric

circuit electric un sistem format

din următoarele componente reprezentate

schematic în acest desen deci în

primul rând avem după cum am spus

un generator sau sursă Care este

această componentă ea e descrisă

de tensiunea electromotoare e pe

care o Vom defini imediat și rezistența

internă aer sursa asigură faptul

că electroni se mișcă în tot circuitul

formând sau generând curentul electric

exemplu de generatoare sau sursei

sunt bateriile Dinamo urile și

exemple mai complexă în centralele

electrice hidrocentrale termocentrale

centrale nuclearoelectrice și așa

mai departe al doilea elementele

unui circuit electric este receptorul

sau consumatorul Care este acesta

unde sânul ostrom el beneficiază

de energia furnizată de către generator

și deci de curentul electric circulă

prin el Pentru a performa avarii

lucrul mecanic util El este definit

în principiu prin rezistența iar

dar poate fi și este definit și

de alți parametri exemple de receptoare

sau consumatoare de curent electric

sunt rezistențele condensatoarele

componente electronice pe cambio

de tranzistoare și așa mai departe

ultimul aliment sunt conductorii

Care sunt aceste linii în desenul

nostru în lecțiile ce urmează vom

considera conductorii de are Adică

dacă vreți un fel de conducte simple

goale prin care acest curent de

electroni se mișcă fără a genera

efecte colaterale precum încălzirea

efecte termice sau efecte electrodinamice

sau cea mai departe ele vor fi

studiat mie mai târziu deocamdată

în studiul circuitelor Considerăm

conductor ideal tensiunea electrică

sau electromotoare e a unui generator

e lucrul mecanic efectuat de acesta

pentru a deplasa unitatea de sarcină

pozitive în întregul circuit atât

extern cât și Inter deci practic

e lucrul mecanic efectuat pentru

crearea curentului electric spunem

aici întregul circuit atât extern

cât și intern pentru că din nou

acest curent electric pentru a

fi continuu trebuie să circule

și în zona internă De cine interiorul

generatorului circuitul se numește

extern sau extern în raport cu

generator extern is din afara generatorul

internist înăuntru Deci tensiunea

electromotoare sau electrică este

lucrul mecanic al unității de sarcină

și are două componente externe

și interne el se se măsoară cu

un volum tensiunea electrică acest

aparat conectând se numai în paralel

în această imagine vedeți un exemplu

de voltmetru conectat cu două conectoare

electricieni la un instrument electronic

unde dorim să măsurăm întreținere

intensitatea electrică înainte

de a Discutați întristat electrică

câteva comentarii în legătură cu

sensul curentului electric prin

convenții acesta le instalez ca

sensul de deplasare a sarcinilor

pozitiv bineînțeles știm din tot

ce am discutat în această lecție

că de fapt curentul electric este

format din electroni care au sarcini

negative totuși acest lucru descoperit

mult mai în istoria fizicii Deci

toate legile circuitelor electrice

și fenomenele din spatele lor au

fost descoperite și studiate înainte

de a se putea identifica elementul

de sarcină din curentul electric

ca și electronul de aceea sa folosit

în dezvoltarea întregii teorii

Convenția că purtătorii de sarcină

din curenți electrici sunt pozitiv

și Descoperind se ulterior că sunt

negativ din acest motiv și plus

din cauza faptului că de fapt nu

contează foarte mult Ce semn are

elementul de sarcină din curentul

electric și intensitatea curentului

sau diferența de potențial și așa

mai departe sa păstrat această

convenție intensitatea curentului

electric este cină electrică transportată

de curent în unitatea de timp prin

secțiunea transversală conductor

Deci foarte simplu considerăm un

secțiune transversală a conductorului

și numărăm Câte sarcini electrice

au trecut în unitatea de timp și

acela este intensitatea cel număr

este intensitatea curentului electric

ecuația aceste definiție este aceasta

dacă curentul este variabil adică

depinde de timp trebuie so modificăm

un pic și să introducem o intensitate

instantanee sau moment ala care

este dependentă de timp care are

aceeași definiție Dar pentru interval

de timp ce tinde către zero această

definiție este foarte asemănătoare

ca cea pentru viteză Unde aveam

o viteză și o viteză momentană

sau instanța în mecanică mă refer

ampermetrul este instrumentul folosit

pentru măsurarea intensității curentului

și se conectează numai în serii

se numește ampermetru pentru că

unitatea de măsură a curentului

este entero Deci curentul se măsoară

în amperi una în păr este unitatea

de măsură care sunt trează cu amare

ultima mărime ce se folosește în

studiul circuitelor electrice este

densitatea curentului electric

pentru a introduce această mărime

care e legată de cea de intensitate

Să considerăm o bucată de un conductor

prin care trece un curent electric

Deci avem un curent electric cu

intensitatea e și circulă prin

acest conductor care are lungimea

l un conductor cilindric și aria

suprafeței transversale Deci vom

avea tot felul de conductori care

se mișcă cu o viteză V în interior

am văzut că intensitatea curentului

electric se definește ca numărul

de sarcini electrice ce trece prin

această bucată de conductor în

unitatea de timp dar dacă introducem

cu n concentrația electronilor

liberi adică prin definiție este

numărul sarcina totală din interior

împărțită la volum și trebuie să

înmulțim cu e Care este sarcina

electrică elementară pentru a obține

o sarcină totală concentrația totală

de sarcină deci cu această definiție

putem scrie încă Delta q adică

numărul total de sarcini ce trece

prin aceste bucată de conductor

în intervalul de timp de al tatei

ca fiind sarcina elementară înmulțită

cu concentrația de electroni liberi

muzică cu volumul bucății de condus

în fine Delta t se poate scrie

ca raportul dintre lungimea conductorului

și viteza medie acestor electroni

altfel spus viteza medie V a electronilor

va fi al împărțit la Delta tei

Care este Evident din aceste relații

putem scrie că intensitatea curentului

este e n V full împărțit la el

împărțit la venit viteza medie

de ce este egal cu Z împărțit la

el e n mulți cu vechi Care este

lungimea înmulțită cu aria secțiunii

transversale Deci acest curent

va fi e n s se definește raportul

dintre intensitatea curentului

și aria secțiunii transversale

ca fiind acest această densitatea

curentului electric notată cu j

și în particular obținem că z este

egal cu e ori n ori b