Gerilim ve akım, elektronik devre söz konusu olduğunda daima akılda tutulması gereken niceliksel kavramlardır. Genellikle zamanla değişirler, aksi takdirde devrenin çalışması ilgi çekici değildir.

Gerilim ( sembol U, bazen E). İki nokta arasındaki voltaj, bir birim pozitif yükün düşük potansiyelli bir noktadan yüksek potansiyelli bir noktaya taşınmasında harcanan enerjidir (veya iş). (yani, ilk nokta ikinciye kıyasla daha negatif bir potansiyele sahiptir). Başka bir deyişle, bir birim yük yüksek bir potansiyelden düşük bir potansiyele "kaydığında" açığa çıkan enerjidir. Gerilim aynı zamanda potansiyel fark olarak da adlandırılır veya elektrik hareket gücü. Gerilimin ölçü birimi volttur. Tipik olarak voltaj volt (V), kilovolt, milivolt veya mikrovolt cinsinden ölçülür (bkz. “Katları ve katları oluşturmak için önekler” bölümü). altkat birimlerölçümler", basılmış küçük baskı). 1 coulomb'luk yükün potansiyel farkı 1 volt olan noktalar arasında hareket ettirilebilmesi için 1 joule'lük iş yapılması gerekir. (Kolye bir ölçü birimi görevi görür elektrik şarjı Ve şarja eşit yaklaşık olarak elektronlar.) Nanovolt veya megavolt cinsinden ölçülen voltaj nadirdir; Bunu kitabın tamamını okuduktan sonra göreceksiniz.

Jeneratör voltaj tetikleyicilerine akü, akü gibi isimler veriyoruz. Buzdolabı, çamaşır makinesi, ütü, blender gibi diğer cihazlarda voltajı ayarlamanıza olanak tanıyan böyle bir düğme yoktur. Bu cihazlardan biri, üreticinin belirttiği voltajdan daha yüksek bir voltajda çalıştırılırsa hemen yanacaktır.

Belirtilenden daha düşük bir voltaja bağlıysa veya cihaz çalışmıyorsa veya düşük performans gösteriyorsa. Güç elektrik miktarı Cihazın çalışmasının her anında elektrik enerjisi tüketimini gösterir. Örneğin, bir lambanın gücü 100 watt ise, bu onun saniyede 100 joule elektrik tükettiği anlamına gelir. Çoğu elektrikli cihazın yalnızca bir watt değeri vardır, ancak elektrikli duş gibi birden fazla değer sağlayan bazıları da vardır.

Akım (sembol). Akım, bir elektrik yükünün bir noktadaki hareket hızıdır. Akımın birimi amperdir. Akım genellikle amper (A), miliamper, mikroamper cinsinden ölçülür

Nanoamper ve bazen pikoamp. 1 coulomb'luk yükün 1 saniye içinde hareket ettirilmesiyle 1 amperlik bir akım yaratılır. Bir devredeki akımın, elektronun ters yönde hareket etmesine rağmen, daha pozitif potansiyele sahip bir noktadan daha negatif potansiyele sahip bir noktaya doğru aktığı kabul edilmektedir.

Bu durumda genellikle yaz konumu için bir değere ve kış konumu için başka bir değere sahiptir. Yaz aylarında suyun daha az ısındığı dönemde değer daha düşük olur. Kışın su daha sıcak olduğu için güç değeri daha fazla olur ve dolayısıyla tüketim daha fazla olur. elektrik enerjisi ayrıca daha fazlası.

Kilogram watt-saat anlamına gelen kWh cinsinden ölçülür. Bu kilogram bir kilograma eşit, kilometre ve 000 katı anlamına gelir. Bir watt-saat zaten elektrik enerjisinin bir ölçüsüdür. Her ne kadar bu size tuhaf gelse de. Bu watt-saat bir enerji birimidir. Watt'ın kuvvet birimi, saatin ise zaman birimi olduğunu unutmayın. Böylece, bir watt-saat gücün zaman içindeki ürünüdür ve 1 kWh, 000 watt-saattir. Bu aşamada öğrencilerle tartışılacak olan ışık boncuklarını alabiliriz.

Unutmayın: Gerilim her zaman bir devredeki iki nokta arasında ölçülür; akım her zaman devredeki bir noktadan veya bazı devre elemanlarından akar.

"Bir dirençteki voltaj" diyemezsiniz - bu cahilliktir. Ancak çoğu zaman devrenin bir noktasındaki voltajdan bahsederiz. Bu durumda, her zaman bu nokta ile "toprak", yani devrede potansiyeli herkes tarafından bilinen bir nokta arasındaki voltajı kastediyorlar. Yakında bu voltaj ölçme yöntemine alışacaksınız.

Elektrik akımı, değeri cihazın gücüne ve çalıştığı gerilime bağlı olan bir miktardır. Örneğin, 110 volt değerindeki 100 watt'lık bir lamba bağlandığında, aynı voltajda 60 watt değerindeki bir lambadan daha fazla elektrik akımı gerektirir. Bu nedenle 100W'lık bir ampul 60W'lık bir ampulden daha parlaktır.

İki tür elektrik akımı vardır: pillerden sağlanan doğru akım ve enerji santrallerinden evlere, endüstrilere vb. sağlanan alternatif akım. Alternatif akım, aynı elektrikli cihazın çalışması sırasında belirli bir aralıkta değişen bir değere sahiptir.

Gerilim, piller (elektrokimyasal reaksiyonlar), jeneratörler (manyetik kuvvetlerin etkileşimi), güneş pilleri (foton enerjisinin fotovoltaik etkisi) vb. cihazlardaki elektrik yüklerine etki ederek oluşturulur. Devrenin noktaları arasına voltaj uygulayarak akım elde ederiz.

Burada belki şu soru ortaya çıkabilir: Gerilim ve akım tam olarak nedir, neye benziyorlar? Bu soruyu cevaplamak için osiloskop gibi elektronik bir cihaz kullanmak en iyisidir. Zamanla değişen bir fonksiyon olarak voltajı (ve bazen akımı) gözlemlemek için kullanılabilir. Sinyalleri karakterize etmek için osiloskoplardan ve voltmetrelerden elde edilen okumalara başvuracağız. Başlangıç ​​olarak Ek A'ya bakmanızı tavsiye ederiz. Hakkında konuşuyoruz osiloskop ve Bölüm hakkında. "Evrensel ölçüm aletleri", küçük harflerle basılmıştır.

Bu durumda elektrik üreten tesislerden elde edilen alternatif elektrik akımının özelliğini ifade etmektedir. Brezilya'da frekans alternatif akım 60 hertz yani saniyede 60 devirdir. Portekiz, Paraguay gibi frekansın 50 hertz olduğu ülkeler var.

Ruhlar hakkında biraz bilgi sahibi olmak

Ve yaz için. Akım hangi konumda daha büyüktür?

• Duş hangi enerji dönüşümünü gerçekleştirir?
• Nerede bulunuyor?
• Su ne zaman ısınır?
• Direnç iki bölüme ayrılmıştır.
• Pozisyon nedir ve kış pozisyonu için?

Yaz konumunda su ısıtması daha düşüktür ve daha düşük bir duş gücüne karşılık gelir. Kış konumunda ısıtma daha yüksektir ve daha yüksek güce karşılık gelir.

Gerçek devrelerde, her biri her noktada aynı gerilime (örneğin toprağa göre) sahip olan teller, metal iletkenler kullanarak elemanları birbirine bağlarız. Yüksek frekanslar veya düşük empedanslar bölgesinde bu ifade tamamen doğru değildir ve bu konuyu zamanı gelince tartışacağız. Şimdi inançla ilgili bu varsayımı ele alalım. Kablolar farklı şekillerde bağlanabileceği için gerçek devrenin şematik diyagrama benzemesi gerekmediğini anlamanızı sağlamak için bundan bahsediyoruz.

Kış ve yaz aylarındaki bağlantılar aynı voltaja, farklı güçlere karşılık gelir. Sarılmış telin (genellikle "direnç" olarak adlandırılan direnç) kalınlığı aynı şeydir. Kış ve yaz aylarındaki bağlantılar kullanılarak elde edilir. farklı uzunluklar dirençler. İÇİNDE yaz saati bağlantı için kullanılır çoğu Aynı tel olup kışın bağlantı telin küçük bir kısmı kullanılarak yapılır, yaz konumunda ise daha büyük bir kısım kullanılır.

Kış bağlantısında dirençteki akımın yaz konumuna göre daha yüksek olması gerekir, bu da gücün artmasına ve dolayısıyla ısınmaya olanak tanır. Gerilme, malzeme ve kalınlık sabit tutulduğunda aşağıdaki tabloya göre aşağıdaki ilişkiyi kurabiliriz.

Birkaç şeyi hatırla Basit kurallar akım ve gerilim ile ilgili.

1. Bir noktaya akan akımların toplamı, oradan çıkan akımların toplamına eşittir (yükün korunumu). Bu kurala bazen akımlar için Kirchhoff yasası denir. Mühendisler devredeki bu noktaya düğüm adını vermeyi severler. Bu kuraldan bir sonuç çıkar: Bir seri devrede (iki ucu olan ve bu uçlarla birbirine bağlanan bir grup elemandır), tüm noktalardaki akım aynıdır.

110 V voltajlı 100 W gücünde bir lambamız varsa, P gücümüz ve 220 V voltajlı aynı lambamız varsa, bu durumda güç nedir? Aşağıda öğrencilerle sınıfta yapılan etkinlik örnekleri verilmiştir. Bu aktivitelerde öğrenciler multimetreyi nasıl çalıştıracaklarını, voltajları, akımları vb. nasıl ölçeceklerini öğrenecekler.

Gerekli malzemeler: multimetre, piller ve teller. Öğretmenin kullanabileceği dirençler varsa küçük devreler kurulabilir ve daha fazla içerik işlenebilir. Şekil 2 - Pilleri aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi takın. Bu montajda iki lamba arasındaki potansiyel farkını ölçebildik.

2. Elemanları paralel bağlarken (Şekil 1.1), her elemanın voltajı aynıdır. Başka bir deyişle, A ve B noktaları arasındaki, bu noktaları bağlayan devrenin herhangi bir kolu boyunca ölçülen gerilim düşüşlerinin toplamı, A ve B noktaları arasındaki gerilimle aynı ve eşittir. Bazen bu kural şu ​​şekilde formüle edilir: Devrenin herhangi bir kapalı döngüsündeki voltaj düşüşlerinin toplamı sıfırdır. Bu Kirchhoff'un stres yasasıdır.

Şekil 3 - Burada soketin potansiyel farkını ölçeceğiz. Şekil 4 - Şekil 3'e göre elde edilen değer. Deneylerden öğrenciler gerilime karşı akımın grafiğini çizebildiler; grafiğin davranışını görmek için üç ölçüm yeterlidir.

Öğretmen tartışabilir eğimçizgiler ve güç. Gerilim, akım, ohm ve güç. Gerilim bir binaya benzetilebilir; binadaki gerilim ne kadar yüksek olursa, ikincisi o kadar düşük olur, gerilim de o kadar düşük olur. Elektronikte benzerlik genellikle buna benzer şekilde kullanılır; bu hileler olmadan anında anlaşılması zor olacak bir konuyu basitçe açıklamak. Resimde gördüğünüz gibi her katın maliyeti 10 volttur. İlk bina bir uçaktan oluşuyor yani maliyeti 10 V, ikincisi 4, üçüncüsü ise 3 V.

3. Devrenin tükettiği güç (birim zamanda yapılan iş) aşağıdaki şekilde belirlenir:

Gerilimi ve akımı nasıl tanımladığımızı hatırlayalım ve gücün şuna eşit olduğunu bulalım: (iş/şarj) (şarj/zaman). U voltajı volt cinsinden ölçülürse ve I akımı amper cinsinden ölçülürse, P gücü watt cinsinden ifade edilecektir. 1 watt'ın gücü, 1 saniyede yapılan 1 joule'lük iştir.

Söz konusu voltajlar birinci kat için geçerli ama başka referanslar yapılırsa her şey değişir. Her şey 2. binaya göre düşünülürse birincisi -30V, ikincisi 0 ve üçüncüsü -10V olur. Konsepti daha iyi anlamak için söz konusu binalara nasıl baktığınızı düşünün.

Bina 3'e bakarsanız, 20 katlı ilk binayı -20 volta kadar inen, ikinci binayı 10 voltun üzerinde bir zemine sahip ve üçüncü binayı da 0 volta kadar göreceksiniz. Bir saniyede ne kadar çok elektron geçerse, iletkenden geçen akım da o kadar büyük olur. Akımın doğası, iki cismin temas halinde olması ve enerji seviyesini ortadan kaldırmak için eşit elektrik yükü almaya çalışması özelliğinden kaynaklanır, elektronun bu kaymasına "akım" adı verilir. Akım, kaşifi Fransız fizikçi André-Marie Ampere'den türetilen bir isim olan Ampere cinsinden ifade edilir.

Güç, ısı olarak dağıtılır (genellikle) veya bazen mekanik işlerde (motorlar) harcanır, radyant enerjiye dönüştürülür (lambalar, vericiler) veya depolanır (piller, kapasitörler). Geliştirme sırasında Kompleks sistem Bunlardan en önemlilerinden biri termal yükünün belirlenmesi sorunudur (örneğin, bilgisayar, bir problemin çözülmesinden elde edilen birkaç sayfanın yan ürünü, ısı biçiminde uzaya yayılan birçok kilowatt elektrik enerjisidir).

Bu yasa, gerilim ve akımı "direnç" adı verilen başka bir parametreyle ilişkilendirir. Buradan akımın gerilimle doğru orantılı, dirençle ters orantılı olduğu söylenebilir. Kanunun formülü ve sonuçları aşağıdaki gibidir. Ohm kanunundan türetilen bu formüllerle çeşitli türdeki problemler çözülebilir. İlk şekilde bir ampul, pil ve iletkenden oluşan basit bir devrede dolaşan akımı hesaplayabilirsiniz.

Ampulün bir miktar direnci olan bir filamanı vardır. Bu diğer şekil akkor lambanın akımını ve direncini bilerek voltajın nasıl elde edileceğini göstermektedir. Diğeri ise akü voltajını ve devrede dolaşan akımı bilerek filaman direncinin nasıl hesaplanacağını gösteriyor.

Gelecekte, periyodik olarak değişen akım ve gerilimleri incelerken, ortalama güç değerini belirlemek için basit bir ifadeyi genelleştirmemiz gerekecek. Bu formda belirlemek için geçerlidir anlık değer güç.

Bu arada, mevcut akım yoğunluğunu aramanıza gerek olmadığını unutmayın - bu okuma yazma bilmiyor. Ayrıca bir dirence direnç diyemezsiniz. Dirençler hakkında konuşacağız Bir sonraki bölümde.

Elektronikte "direnç" adı verilen ve belirli bir dirence sahip bileşenler vardır. Bunlar elektronik mağazalarında veya TV geri dönüşümcülerinde bulunabilir, ancak çevrimiçi olarak bunları her yerden satın alabilir veya modası geçmiş veya eski cihazlardan kurtarabilirler. Yandaki şekil metallere karşı dayanıklılığı göstermektedir.

Siemens, adını fizikçi Werner von Siemens'ten almıştır. Elektrikli su ısıtıcısından sıcak su kullanırken veya elektrikli ocakta yiyecek pişirirken veya ısıtırken, bilmeden Joule etkisini kullanır; bu tür cihazlar veya kullanıcılar direncin bir parçasıdır.

Aptalca bir soru mu dedin? Hiç de bile. Deneyimler pek çok kişinin bu soruya doğru cevap veremediğini göstermiştir. Dil aynı zamanda bir miktar kafa karışıklığına da yol açar: "Kaynak ticari olarak temin edilebilir" ifadesinde doğru akım 12 V" anlamı bozuk. Aslında bu durumda Bu, elbette bir akım kaynağı değil, bir voltaj kaynağı anlamına gelir, çünkü akım volt cinsinden ölçülmez, ancak bunu söylemek alışılmış bir şey değildir. Söylenecek en doğru şey “DC güç kaynağı 12 volt” olacaktır ancak “=” sembolü ne anlama geliyorsa “güç kaynağı = 12V” de yazabilirsiniz. sabit basınç, bir değişken değil. Ancak bu kitapta bazen “hatalar da yapacağız”; dil, dildir.

Bütün bunları anlamak için önce ders kitabındaki katı tanımları hatırlayalım (bunları ezberlemek çok zordur). faydalı aktivite!). Yani akım, daha doğrusu büyüklüğü, birim zamanda iletkenin kesitinden akan elektrik yükü miktarıdır: / = Qlt. Akımın birimine “amper” denir ve SI sistemindeki boyutu saniyedeki coulomb'dur, bu gerçeğin bilinmesi daha sonra bizim için yararlı olacaktır.

Tanım çok daha kafa karıştırıcı görünüyor voltaj - büyüklük voltaj farkı elektriksel potansiyeller uzaydaki iki nokta arasında. Volt cinsinden ölçülür ve bu ölçü biriminin boyutu coulomb başına joule, yani U – EIQ'dur. Bunun neden böyle olduğunu, voltajın katı tanımının anlamını inceleyerek anlamak kolaydır: 1 volt, 1 coulomb'luk bir yükü hareket ettirmenin 1 joule'e eşit bir enerji harcaması gerektirdiği bir potansiyel farktır.

Bütün bunlar, bir iletkeni içinden suyun aktığı bir boruyla karşılaştırarak görselleştirilebilir. Bu karşılaştırmayla akımın büyüklüğü, saniyede akan su miktarı (akış hızı) olarak (bu oldukça doğru bir benzetmedir), voltaj ise borunun giriş ve çıkışındaki basınç farkı olarak düşünülebilir. Çoğu zaman, boru açık bir muslukla biter, böylece çıkış basıncı şuna eşit olur: atmosferik basınç ve sıfır düzeyi olarak alınabilir. Tam olarak aynı elektrik şemaları potansiyeli sıfır olarak alınan ortak bir kablo (veya "ortak veri yolu" - genel tabirle buna kısaca "toprak" denir, ancak bu kesin değildir - bu konuya daha sonra döneceğiz) vardır ve şemadaki tüm voltajlara karşı. Genellikle (ancak her zaman değil!) Devrenin ana güç kaynağının negatif terminali ortak kablo olarak alınır.

O halde başlıkta formüle edilen soruya dönelim: Akım ile gerilim arasındaki fark nedir? Doğru cevap şu olacaktır: akım elektrik miktarıdır ve voltaj bunun bir ölçüsüdür potansiyel enerji. Fizik konusunda tecrübesiz olan bir muhatap elbette başını sallamaya başlayacak, anlamaya çalışacaktır ve o zaman böyle bir açıklama yapılabilir. Düşen bir taşı hayal edin. Küçükse (elektrik miktarı azdır), ancak düşerse yüksek irtifa(yüksek voltaj), o zaman büyük bir taş kadar (çok elektrik) talihsizliğe neden olabilir, ancak alçaktan düşmesine (düşük voltaj) neden olabilir.

Çalışmaya başlar başlamaz Okul müfredatı fizikte öğretmenlerimiz hemen bize akım ile gerilim arasında çok büyük bir bağıntı olduğunu anlatmaya başlarlar. büyük bir fark ve onun bilgisine gerçekten ihtiyacımız var Daha sonra yaşam. Ancak artık bir yetişkin bile iki kavram arasındaki farkları anlatamıyor. Ancak herkesin bu farkı bilmesi gerekiyor çünkü biz akım ve gerilimle ilgileniyoruz Gündelik Yaşamörneğin bir TV veya telefon şarj cihazını takarak.

Tanım

Elektrik şoku etki altındayken süreci çağırdı Elektrik alanı yüklü parçacıkların düzenli hareketi başlar. Parçacıklar en fazla olabilir farklı unsurlar her şey bağlıdır özel durum. İletkenlerden bahsediyorsak bu durumda parçacıklar elektronlardır. Elektriği inceleyen insanlar, akımın yeteneklerinin onun en çok kullanılmasına izin verdiğini anlamaya başladı. farklı bölgeler tıp da dahil. Sonuçta, elektrik yükleri hastaları hayata döndürmeye ve kalp fonksiyonlarını iyileştirmeye yardımcı oluyor. Ayrıca epilepsi veya Parkinson hastalığı gibi karmaşık hastalıkların tedavisinde de akım kullanılıyor. Günlük yaşamda yeri doldurulamaz çünkü onun yardımıyla dairelerimizde ve evlerimizde ışıklar yanıyor ve elektrikli aletler çalışıyor.

Gerilim- mevcut olandan çok daha karmaşık bir kavram. Bekar pozitif yükler buradan taşınıyoruz farklı noktalar: Düşükten yükseğe potansiyel. Gerilim ise bu hareket için harcanan enerjidir. Anlamayı kolaylaştırmak için, genellikle iki kıyı arasındaki su akışına bir örnek verilir: akım, suyun akışının kendisidir ve voltaj, iki kıyıdaki seviye farkını gösterir. Buna göre seviyeler eşitleninceye kadar akış devam edecektir.

Fark

Muhtemelen akım ve gerilim arasındaki temel fark, tanımdan zaten fark edilebilir. Ancak kolaylık olması açısından, söz konusu kavramlar arasındaki iki ana farkı daha ayrıntılı bir açıklamayla sunacağız:

1. Akım bir elektrik miktarıdır, voltaj ise potansiyel enerjinin bir ölçüsüdür. Başka bir deyişle, bu kavramların her ikisi de birbirine oldukça bağımlıdır ancak aynı zamanda çok farklıdırlar. I (akım) = U (gerilim) / R (direnç). Bu, akımın gerilime bağımlılığını hesaplayabileceğiniz ana formüldür. Direnç etkilendi bütün çizgi iletkenin yapıldığı malzeme, sıcaklık, dış koşullar dahil olmak üzere faktörler.
2. Fark makbuzdadır. Çeşitli cihazlardaki (piller veya jeneratörler gibi) elektrik yüklerine maruz kalmak voltaj oluşturur. Akım ise devrenin noktaları arasına gerilim uygulanarak elde edilir.

Elektrik akımını ve yük akışını bizzat görememek, temel elektrik kavramlarını kavramaya çalışanlar için her zaman sorun olmuştur. Araştırmanın iki ana bileşeni olan akım ve gerilim, konuyu anlamaya çalışanlar tarafından genellikle yanlış yorumlanır. Bu makale aralarındaki farkı anlamanıza yardımcı olacaktır.

Elektriğin temel kavramları tek bir atomik bileşen etrafında döner: elektron. Kararsız atomların değerlik bantlarında ya bir eksiklik ya da ek elektron bulunur. Kararsız bir atomdan gelen aşırı elektronlar, elektron eksikliği olan bir atomun değerlik bandına yönelme eğilimindedir.

Harici bir elektrokimyasal kaynak kullanılarak elektron hareketi oluşturulabilir. Bu şarj kaynağını bağlamak ve biri pozitif, diğeri negatif potansiyele sahip iki kontak oluşturmak için herhangi iki terminal kullanılabilir.

Biri elektron kaynağı, diğeri alıcı görevi gören bu tür iki nokta arasındaki potansiyel farkına voltaj denir. Gerilimin ölçü birimi volttur ve sembolü " V".

Bir iletkendeki elektronların akışı bir akıma neden olur. Akımın yönü pozitif kutuptan negatif kutba doğru gider. Ancak elektrik yükleri, yani elektronlar aslında kaynağın negatif potansiyelinden pozitif potansiyeline doğru hareket eder. Bir iletkenin birim kesit alanından akan elektrik yükü miktarına akım denir. Akım gücü amper cinsinden ölçülür ve “ sembolüne sahiptir. BEN".

Devre kesiciler

Sigorta, bir elektrik devresinde ve elektrik işlerinde, bileşenlerinden aşırı akım akışını kesmek için kullanılır. Elektrik sigortalarının üreticileri, özellikleri iki parametre (voltaj ve akım) kullanarak gösterir. Sigorta seçme kriterleri, çalışacağı devrenin nominal voltajına bağlıdır.

Sigortanın mevcut özellikleri, içinden geçen akımın türüne (alternatif veya doğrudan) bağlı değildir. Bu sadece eriyebilir telin eridiği andaki akımın büyüklüğüne bağlıdır. Her ne kadar telin kalınlığı ve kullanılan metal telin türü ekipmanın mevcut performansıyla doğrudan ilgili bir faktör olsa da. Bunun nedeni, sigorta teli tarafından üretilen ısının, iletken boyunca akan akımın karesinin direnç ve akımın aktığı süre ile çarpımının bir fonksiyonu olmasıdır.

Pillerin akım ve gerilime etkisi

Şarj edilebilir piller genellikle bir saat boyunca sürekli olarak sağlayabilecekleri akıma (amper) göre derecelendirilir. Bu nedenle pil özellikleri amper saat cinsinden belirtilir. Pil ömrü, ona bağlanan yüke bağlıdır. Ağır yükler pil ömrünü kısaltırken, hafif yükler pil ömrünü uzatır.

Güç kaynağı ağı olan bir elektrik devresinde piller seri olarak bağlanırsa devredeki voltaj artacak ancak devredeki akım aynı seviyede kalacaktır.

Gerilim kaynaklarının paralel bağlanması, gerilimi artırmadan akımı artırmak için kullanılır.

Su akışı benzetmesi

Şeffaf bir tüple birbirine bağlanan iki rezervuarı düşünün; içlerindeki su yerden aynı yükseklikte tutuluyor. Boruda su akışı yok.

Şimdi potansiyel fark yaratacak şekilde tanklardan birinin konumunu değiştirirsek, suyun kaptan borunun içinden aktığını fark edeceğiz. harika potansiyel daha düşük potansiyele sahip bir kaba koyun. Rezervuarların seviyesini değiştirmek yerine aynı amaçla su pompalarını da kullanabiliriz. Vanalar, bir borudan bir rezervuardan diğerine akan su miktarını düzenlemek için kullanılabilir.

Bu durum ile basit bir durum arasında bir benzetme yapılabilir. elektrik devresi. Bir derede su basıncı oluşturmak için su pompası kullanılır, buna "gerilim" diyelim. Su yüklü elektronlar gibi davranır. Suyun akışı elektronların hareketine benzer ve birim alandan akan su miktarı enine kesit borular “akım gücüne” benzer. Potansiyeli yüksek olan rezervuar "güç kaynağı", içerdiği su miktarı ise "pil kapasitesi"dir. Boru boyunca monte edilen herhangi bir vana bir “yük” olarak kabul edilebilir. elektrik tesisatı işi

Aptalca bir soru mu dedin? Hiç de bile. Deneyimler pek çok kişinin bu soruya doğru cevap veremediğini göstermiştir. Dil aynı zamanda bazı karışıklıklara da yol açıyor: “12 V'luk bir kaynak satışa sunuldu” ifadesinde anlam çarpıtılıyor. Aslında bu durumda elbette bir akım kaynağı değil, bir voltaj kaynağı kastediyoruz, çünkü akım volt cinsinden ölçülmez, ancak bunu söylemek alışılmış bir şey değildir. Söylenecek en doğru şey “DC güç kaynağı 12 volt” olacaktır, ancak “güç kaynağı = 12V” de yazabilirsiniz; burada “=” sembolü bunun doğrudan voltaj olduğunu ve alternatif olmadığını gösterir. Ancak bu kitapta bazen “hatalar da yapacağız”; dil, dildir.

Tüm bunları anlamak için öncelikle ders kitabındaki katı tanımları hatırlayalım (bunları ezberlemek çok faydalı bir aktivitedir!). Yani akım, daha doğrusu büyüklüğü, birim zamanda iletkenin kesitinden akan elektrik yükü miktarıdır: / = Qlt. Akımın birimine “amper” denir ve SI sistemindeki boyutu saniyedeki coulomb'dur, bu gerçeğin bilinmesi daha sonra bizim için yararlı olacaktır.

Gerilimin tanımı çok daha kafa karıştırıcıdır; gerilimin büyüklüğü, uzaydaki iki nokta arasındaki elektriksel potansiyel farkıdır. Volt cinsinden ölçülür ve bu ölçü biriminin boyutu coulomb başına joule, yani U – EIQ'dur. Bunun neden böyle olduğunu, voltajın katı tanımının anlamını inceleyerek anlamak kolaydır: 1 volt, 1 coulomb'luk bir yükü hareket ettirmenin 1 joule'e eşit bir enerji harcaması gerektirdiği bir potansiyel farktır.

Bütün bunlar, bir iletkeni içinden suyun aktığı bir boruyla karşılaştırarak görselleştirilebilir. Bu karşılaştırmayla akımın büyüklüğü, saniyede akan su miktarı (akış hızı) olarak (bu oldukça doğru bir benzetmedir), voltaj ise borunun giriş ve çıkışındaki basınç farkı olarak düşünülebilir. Çoğu zaman boru, açık bir muslukla biter, böylece çıkış basıncı atmosfer basıncına eşit olur ve sıfır olarak alınabilir. Benzer şekilde, elektrik devrelerinde ortak bir kablo vardır (veya "ortak veri yolu" - halk arasında kısaca "toprak" olarak adlandırılır, ancak bu kesin değildir - bu konuya daha sonra döneceğiz), potansiyeli şu şekilde alınır: sıfır olmalı ve devredeki tüm gerilimlerin okunduğu değere göre olmalıdır. Genellikle (ancak her zaman değil!) Devrenin ana güç kaynağının negatif terminali ortak kablo olarak alınır.

O halde başlıkta formüle edilen soruya dönelim: Akım ile gerilim arasındaki fark nedir? Doğru cevap şu olacaktır: akım elektrik miktarıdır ve voltaj potansiyel enerjisinin bir ölçüsüdür. Fizik konusunda tecrübesiz olan bir muhatap elbette başını sallamaya başlayacak, anlamaya çalışacaktır ve o zaman böyle bir açıklama yapılabilir. Düşen bir taşı hayal edin. Eğer küçükse (az miktarda elektrik) ama çok yüksekten düşerse (yüksek voltaj), o zaman büyük bir taş kadar (çok elektrik) ama alçaktan düşerse (düşük voltaj) talihsizliğe neden olabilir.

Akım ve voltaj arasındaki fark nedir?

Bu nedenle benim için facilius natans, kendi seçtiğim bir konuyu ele almak daha kolay olacak. zor sorular teoloji, metafizik ve felsefe için ahlak ne ise o olacaktır.

A.Dumas.Üç silahşörler

Aptalca bir soru mu dedin? Hiç de bile. Deneyimler pek çok kişinin bu soruya doğru cevap veremediğini göstermiştir. Dil aynı zamanda bazı karışıklıklara da yol açmaktadır: "12 V DC kaynağı ticari olarak mevcuttur" ifadesinde anlam çarpıtılmıştır. Aslında bu durumda elbette bir akım kaynağı değil, bir voltaj kaynağı kastediyoruz, çünkü akım volt cinsinden ölçülmez, ancak bunu söylemek alışılmış bir şey değildir. Söylenecek en doğru şey “12 volt DC güç kaynağı” olacaktır ancak “=12V güç kaynağı” da yazabilirsiniz, burada “=” sembolü bunun AC değil DC voltajı olduğu anlamına gelir. Ancak bu kitapta bazen “hatalar da yapacağız”; dil, dildir.

Tüm bunları anlamak için öncelikle ders kitabındaki katı tanımları hatırlayalım (bunları ezberlemek çok faydalı bir aktivitedir!). Bu yüzden, akım daha doğrusu değeri Bir iletkenin kesitinden birim zamanda geçen elektrik yükü miktarı : BEN = Q /T. Akımın birimine amper denir ve SI birimi saniyedeki coulomb'dur. Bu gerçeği bilmek ileride işimize yarayacaktır.

Gerilimin tanımı çok daha kafa karıştırıcı görünüyor - gerilimin büyüklüğü uzaydaki iki nokta arasındaki elektrik potansiyeli farkıdır. Volt cinsinden ölçülür ve bu ölçü biriminin boyutu coulomb başına joule'dür, yani. sen = e /Q. Gerilimin katı tanımının anlamını anlayarak bunun neden böyle olduğunu anlamak kolaydır: 1 volt, 1 coulomb'luk bir yükü hareket ettirmek için 1 joule'e eşit enerji gerektiren potansiyel farktır .

Bütün bunlar, bir iletkeni içinden suyun aktığı bir boruyla karşılaştırarak görselleştirilebilir (ve bu oldukça doğru bir benzetme olacaktır). Bu karşılaştırma ile akım değeri, saniyede akan su miktarı (debi), voltaj ise borunun giriş ve çıkışındaki basınç farkı olarak düşünülebilir. Çoğu zaman boru, açık bir muslukla biter, böylece çıkış basıncı atmosfer basıncına eşit olur ve sıfır olarak alınabilir. Aynı şekilde, elektrik devrelerinde ortak bir kablo (veya "ortak veri yolu" - genel tabirle kısaca "toprak" olarak adlandırılır, ancak bu kesin olmasa da - bu konuya daha sonra döneceğiz), potansiyel sıfır olarak alınan ve göreceli olarak devredeki tüm gerilimlerin ölçüldüğü birimdir. Genellikle (ancak her zaman değil!) Devrenin ana güç kaynağının negatif terminali ortak kablo olarak alınır.

Başlıkta sorulan soruya dönelim: Akım ve gerilim arasındaki fark nedir? Doğru cevap şu olacaktır: akım elektrik miktarıdır ve voltaj potansiyel enerjisinin bir ölçüsüdür. Fizik konusunda tecrübesiz olan bir muhatap elbette başını sallamaya başlayacak, anlamaya çalışacaktır ve o zaman böyle bir açıklama yapılabilir. Düşen bir taşı hayal edin. Eğer küçükse (az miktarda elektrik) ama çok yüksekten düşerse (yüksek voltaj), o zaman büyük bir taş kadar (çok elektrik) ama alçaktan düşerse (düşük voltaj) talihsizliğe neden olabilir.

Elektrik akımını ve yük akışını bizzat görememek, temel elektrik kavramlarını kavramaya çalışanlar için her zaman sorun olmuştur. Araştırmanın iki ana bileşeni olan akım ve gerilim, konuyu anlamaya çalışanlar tarafından genellikle yanlış yorumlanır. Bu makale aralarındaki farkı anlamanıza yardımcı olacaktır.

Elektriğin temel kavramları tek bir atomik bileşen etrafında döner: elektron. Kararsız atomların değerlik bantlarında ya bir eksiklik ya da ek elektron bulunur. Kararsız bir atomdan gelen aşırı elektronlar, elektron eksikliği olan bir atomun değerlik bandına yönelme eğilimindedir.

Harici bir elektrokimyasal kaynak kullanılarak elektron hareketi oluşturulabilir. Bu şarj kaynağını bağlamak ve biri pozitif, diğeri negatif potansiyele sahip iki kontak oluşturmak için herhangi iki terminal kullanılabilir.

Biri elektron kaynağı, diğeri alıcı görevi gören bu tür iki nokta arasındaki potansiyel farkına voltaj denir. Gerilimin ölçü birimi volttur ve sembolü " V".

Bir iletkendeki elektronların akışı bir akıma neden olur. Akımın yönü pozitif kutuptan negatif kutba doğru gider. Ancak elektrik yükleri, yani elektronlar aslında kaynağın negatif potansiyelinden pozitif potansiyeline doğru hareket eder. Bir iletkenin birim kesit alanından akan elektrik yükü miktarına akım denir. Akım gücü amper cinsinden ölçülür ve “ sembolüne sahiptir. BEN".

Devre kesiciler

Sigorta, bir elektrik devresinde ve elektrik işlerinde, bileşenlerinden aşırı akım akışını kesmek için kullanılır. Elektrik sigortalarının üreticileri, özellikleri iki parametre (voltaj ve akım) kullanarak gösterir. Sigorta seçme kriterleri, çalışacağı devrenin nominal voltajına bağlıdır.

Sigortanın mevcut özellikleri, içinden geçen akımın türüne (alternatif veya doğrudan) bağlı değildir. Bu sadece eriyebilir telin eridiği andaki akımın büyüklüğüne bağlıdır. Her ne kadar telin kalınlığı ve kullanılan metal telin türü ekipmanın mevcut performansıyla doğrudan ilgili bir faktör olsa da. Bunun nedeni, sigorta teli tarafından üretilen ısının, iletken boyunca akan akımın karesinin direnç ve akımın aktığı süre ile çarpımının bir fonksiyonu olmasıdır.

Pillerin akım ve gerilime etkisi

Şarj edilebilir piller genellikle bir saat boyunca sürekli olarak sağlayabilecekleri akıma (amper) göre derecelendirilir. Bu nedenle pil özellikleri amper saat cinsinden belirtilir. Pil ömrü, ona bağlanan yüke bağlıdır. Ağır yükler pil ömrünü kısaltırken, hafif yükler pil ömrünü uzatır.

Güç kaynağı ağı olan bir elektrik devresinde piller seri olarak bağlanırsa devredeki voltaj artacak ancak devredeki akım aynı seviyede kalacaktır.

Gerilim kaynaklarının paralel bağlanması, gerilimi artırmadan akımı artırmak için kullanılır.

Su akışı benzetmesi

Şeffaf bir tüple birbirine bağlanan iki rezervuarı düşünün; içlerindeki su yerden aynı yükseklikte tutuluyor. Boruda su akışı yok.

Şimdi potansiyel fark yaratacak şekilde rezervuarlardan birinin konumunu değiştirirsek, suyun tüp içinden potansiyeli yüksek kaptan düşük potansiyeli olan kaba doğru aktığını fark edeceğiz. Rezervuarların seviyesini değiştirmek yerine aynı amaçla su pompalarını da kullanabiliriz. Vanalar, bir borudan bir rezervuardan diğerine akan su miktarını düzenlemek için kullanılabilir.

Bu durum ile basit bir elektrik devresi arasında bir benzetme yapılabilir. Bir derede su basıncı oluşturmak için su pompası kullanılır, buna "gerilim" diyelim. Su yüklü elektronlar gibi davranır. Suyun akışı elektronların hareketine benzer ve bir borunun birim kesit alanından akan su miktarı da "akım kuvvetine" benzer. Potansiyeli yüksek olan rezervuar "güç kaynağı", içerdiği su miktarı ise "pil kapasitesi"dir. Boru boyunca monte edilen herhangi bir vana bir “yük” olarak kabul edilebilir. elektrik tesisatı işi