Lors de la réunion d'aujourd'hui, nous parlerons de l'électricité, qui fait désormais partie intégrante du civilisation moderne. L’énergie électrique a envahi tous les domaines de notre vie. Et la présence dans chaque foyer d’appareils électroménagers utilisant le courant électrique fait tellement partie de la vie quotidienne que nous la tenons pour acquise.
Ainsi, nos lecteurs se voient proposer des informations de base sur le courant électrique.
Qu'est-ce que le courant électrique
Le courant électrique signifie mouvement dirigé de particules chargées. Les substances contenant un nombre suffisant de charges libres sont appelées conducteurs. Un ensemble de tous les appareils connectés les uns aux autres à l’aide de fils est appelé un circuit électrique.
DANS la vie quotidienne nous utilisons de l'électricité passant par des conducteurs métalliques. Les porteurs de charge qu'ils contiennent sont des électrons libres.
Habituellement, ils se précipitent de manière chaotique entre les atomes, mais le champ électrique les oblige à se déplacer dans une certaine direction.
Comment ça se passe
Le flux d’électrons dans un circuit peut être comparé au flux d’eau tombant d’un haut niveau trop bas. Le rôle de niveau dans les circuits électriques est joué par le potentiel.
Pour que le courant circule dans le circuit, une différence de potentiel constante doit être maintenue à ses extrémités, c'est-à-dire tension.
Il est généralement désigné par la lettre U et mesuré en volts (B).
En raison de la tension appliquée, un champ électrique est établi dans le circuit, ce qui donne aux électrons un mouvement directionnel. Plus la tension est élevée, plus le champ électrique est fort, et donc l’intensité du flux d’électrons se déplaçant dans une direction.
La vitesse de propagation du courant électrique est égale à la vitesse d'établissement d'un champ électrique dans le circuit, soit 300 000 km/s, mais la vitesse des électrons atteint à peine quelques mm par seconde.
Il est généralement admis que le courant circule d'un point avec un potentiel plus élevé, c'est-à-dire de (+) à un point avec un potentiel plus faible, c'est-à-dire vers (−). La tension dans le circuit est maintenue par une source de courant, telle qu'une batterie. Le signe (+) à sa fin signifie un manque d'électrons, le signe (−) signifie leur excès, puisque les électrons sont porteurs d'une charge négative. Dès que le circuit avec la source de courant se ferme, les électrons se précipitent de l'endroit où ils sont en excès vers le pôle positif de la source de courant. Leur chemin traverse des fils, des consommateurs, des instruments de mesure et d'autres éléments de circuit.
Veuillez noter que le sens du courant est opposé au sens de déplacement des électrons.
Simplement, la direction du courant, par accord des scientifiques, a été déterminée avant que la nature du courant dans les métaux ne soit établie.
Quelques grandeurs caractérisant le courant électrique
Force actuelle. La charge électrique traversant la section transversale d’un conducteur en 1 seconde est appelée intensité du courant. La lettre I sert à le désigner et se mesure en ampères (A).
Résistance. La prochaine quantité que vous devez connaître est la résistance. Cela se produit en raison de collisions d’électrons se déplaçant dans une direction directionnelle avec des ions du réseau cristallin. À la suite de telles collisions, les électrons transfèrent une partie de leur énergie cinétique aux ions. En conséquence, le conducteur s'échauffe et l'intensité du courant diminue. La résistance est symbolisée par la lettre R et se mesure en ohms (ohms).
Plus le conducteur est long et plus sa section transversale est petite, plus la résistance d'un conducteur métallique est grande. Avec la même longueur et le même diamètre de fil, les conducteurs en argent, cuivre, or et aluminium ont le moins de résistance. Pour des raisons évidentes, des fils en aluminium et en cuivre sont utilisés dans la pratique.
Pouvoir. Lors des calculs de circuits électriques, il est parfois nécessaire de déterminer la consommation électrique (P).
Pour ce faire, le courant circulant dans le circuit doit être multiplié par la tension.
L'unité de puissance est le watt (W).
Courant continu et alternatif
Le courant fourni par les différentes piles et accumulateurs est constant. Cela signifie que l'intensité du courant dans un tel circuit ne peut être modifiée en ampleur qu'en modifiant de diverses manières sa résistance et sa direction restent inchangées.
Mais La plupart des appareils électriques consomment du courant alternatif, c'est-à-dire un courant dont l'ampleur et la direction changent continuellement selon une certaine loi.
Il est produit dans les centrales électriques et circule ensuite via des lignes de transmission à haute tension jusqu'à nos habitations et nos entreprises.
Dans la plupart des pays, la fréquence des changements de direction du courant est de 50 Hz, c'est-à-dire qu'elle se produit 50 fois par seconde. Dans ce cas, à chaque fois l'intensité du courant augmente progressivement, atteint un maximum, puis diminue jusqu'à 0. Ensuite, ce processus est répété, mais avec le sens opposé du courant.
Aux USA, tous les appareils fonctionnent à une fréquence de 60 Hz. Situation intéressante développé au Japon. Là-bas, un tiers du pays utilise le courant alternatif avec une fréquence de 60 Hz et le reste - 50 Hz.
Attention - électricité
Un choc électrique peut survenir lors de l'utilisation d'appareils électriques et lors de la foudre, car Le corps humain est un bon conducteur de courant. Les blessures électriques sont souvent causées par le fait de marcher sur un fil posé au sol ou de repousser des fils électriques lâches avec les mains.
Une tension supérieure à 36 V est considérée comme dangereuse pour l'homme. Si un courant de seulement 0,05 A traverse le corps d’une personne, il peut provoquer une contraction musculaire involontaire, qui ne permettra pas à la personne de s’arracher de manière indépendante à la source de la lésion. Un courant de 0,1 A est mortel.
Le courant alternatif est encore plus dangereux car il a un courant plus fort impact par personne. Cet ami et notre assistant se transforme dans certains cas en un ennemi impitoyable, provoquant des problèmes respiratoires et cardiaques, allant même jusqu'à un arrêt cardiaque complet. Il laisse de terribles marques sur le corps sous forme de brûlures graves.
Comment aider la victime ? Tout d’abord, éteignez la source du dommage. Et puis prenez soin de prodiguer les premiers soins.
Notre connaissance de l'électricité touche à sa fin. Ajoutons juste quelques mots sur créatures marines, possédant des « armes électriques ». Il s'agit de certains types de poissons, de congres et de raies pastenagues. Le plus dangereux d’entre eux est le congre.
Vous ne devez pas nager à moins de 3 mètres de celui-ci. Son coup n'est pas mortel, mais peut entraîner une perte de conscience.
Si ce message vous a été utile, je serais ravi de vous revoir
Le courant et la tension sont des paramètres quantitatifs utilisés dans schémas électriques. Le plus souvent, ces quantités évoluent avec le temps, sinon le fonctionnement du circuit électrique n'aurait aucun sens.
Tension
Classiquement, la tension est indiquée par la lettre "U". Le travail nécessaire pour déplacer une unité de charge d’un point de faible potentiel à un point de potentiel élevé correspond à la tension entre ces deux points. En d’autres termes, il s’agit de l’énergie libérée après qu’une unité de charge passe d’un potentiel élevé à un potentiel faible.
La tension peut également être appelée différence de potentiel, ainsi que force électromotrice. Ce paramètre est mesuré en volts. Pour déplacer 1 coulomb de charge entre deux points qui ont une tension de 1 volt, il faut effectuer 1 joule de travail. Les Coulombs sont mesurés charges électriques. 1 coulomb équivaut à la charge de 6x10 18 électrons.
La tension est divisée en plusieurs types, selon les types de courant.
- Tension constante . Il est présent dans les circuits électrostatiques et à courant continu.
- Tension alternative
. Ce type de tension se retrouve dans les circuits à courants sinusoïdaux et alternatifs. Dans le cas d'un courant sinusoïdal, les caractéristiques de tension suivantes sont prises en compte :
amplitude des fluctuations de tension– c'est son écart maximum par rapport à l'axe des x ;
tension instantanée, qui s'exprime à un moment donné ;
tension efficace, est déterminé par le travail actif effectué au 1er demi-cycle ;
tension redressée moyenne, déterminé par la valeur absolue de la tension redressée sur une période harmonique.
Lors du transport d'électricité via des lignes aériennes, la conception des supports et leurs dimensions dépendent de l'amplitude de la tension appliquée. La tension entre phases est appelée tension de ligne , et la tension entre la terre et chaque phase est tension de phase . Cette règle s'applique à tous les types de lignes aériennes. En Russie, dans les réseaux électriques domestiques, la norme est la tension triphasée avec une tension linéaire de 380 volts et une tension de phase de 220 volts.
Courant électrique
Le courant dans un circuit électrique est la vitesse de déplacement des électrons en un certain point, mesurée en ampères, et désignée dans les diagrammes par la lettre « je" Des unités dérivées d'ampère avec les préfixes correspondants milli-, micro-, nano, etc. sont également utilisées. Un courant de 1 ampère est généré en déplaçant une unité de charge de 1 coulomb en 1 seconde.
On considère classiquement que le courant circule dans le sens du potentiel positif vers le négatif. Cependant, grâce aux cours de physique, nous savons que l’électron se déplace dans la direction opposée.
Vous devez savoir que la tension est mesurée entre 2 points du circuit et que le courant circule à travers un point spécifique du circuit ou à travers son élément. Par conséquent, si quelqu’un utilise l’expression « tension dans la résistance », alors c’est incorrect et analphabète. Mais nous parlons souvent de tension à un certain point du circuit. Il s'agit de la tension entre la terre et ce point.
La tension est générée par l'exposition à des charges électriques dans les générateurs et autres appareils. Le courant est créé en appliquant une tension à deux points d'un circuit.
Pour comprendre ce que sont le courant et la tension, il serait plus correct de les utiliser. Sur celui-ci, vous pouvez voir le courant et la tension, qui changent leurs valeurs au fil du temps. En pratique, les éléments d'un circuit électrique sont reliés par des conducteurs. A certains points, les éléments du circuit ont leur propre valeur de tension.
Le courant et la tension obéissent aux règles :
- La somme des courants entrant dans un point est égale à la somme des courants sortant de ce point (règle de conservation des charges). Cette règle est la loi de Kirchhoff pour le courant. Le point d’entrée et de sortie du courant dans ce cas est appelé nœud. Un corollaire de cette loi est l'énoncé suivant : dans un circuit électrique en série d'un groupe d'éléments, la valeur du courant est la même en tous points.
- DANS circuit parallèleéléments, la tension sur tous les éléments est la même. En d’autres termes, la somme des chutes de tension dans un circuit fermé est nulle. Cette loi de Kirchhoff s'applique aux contraintes.
- Le travail effectué par unité de temps par un circuit (puissance) s'exprime comme suit : P = U*I. La puissance est mesurée en watts. 1 joule de travail effectué en 1 seconde équivaut à 1 watt. L'énergie est distribuée sous forme de chaleur, consommée pour effectuer des travaux mécaniques (dans les moteurs électriques) et convertie en rayonnement. différents types, s'accumule dans des conteneurs ou des batteries. Lors de la conception de systèmes électriques complexes, l’un des défis est la charge thermique du système.
Caractéristiques du courant électrique
Une condition préalable à l'existence de courant dans un circuit électrique est un circuit fermé. Si le circuit est coupé, le courant s'arrête.
Tout le monde en génie électrique fonctionne sur ce principe. Ils coupent le circuit électrique à l'aide de contacts mécaniques mobiles et arrêtent ainsi le flux de courant, éteignant ainsi l'appareil.
Dans l’industrie de l’énergie, le courant électrique se produit à l’intérieur des conducteurs de courant, qui se présentent sous la forme de barres omnibus et d’autres pièces conductrices de courant.
Il existe également d'autres moyens de créer un courant interne dans :
- Liquides et gaz dus au mouvement des ions chargés.
- Vide, gaz et air par émission thermoionique.
- , en raison du mouvement des porteurs de charge.
Conditions d'apparition du courant électrique
- Chauffage des conducteurs (pas des supraconducteurs).
- Application des différences de potentiel aux porteurs de charges.
- Une réaction chimique qui libère de nouvelles substances.
- L'effet d'un champ magnétique sur un conducteur.
Formes d'onde actuelles
- Ligne droite.
- Onde sinusoïdale harmonique variable.
- Un méandre, semblable à une onde sinusoïdale, mais ayant coins pointus(parfois les coins peuvent être lissés).
- Forme pulsée d'une seule direction, avec une amplitude variant de zéro à la plus grande valeur selon une certaine loi.
Types de travail du courant électrique
- Rayonnement lumineux créé par les appareils d'éclairage.
- Générer de la chaleur à l'aide d'éléments chauffants.
- Travaux mécaniques (rotation de moteurs électriques, fonctionnement d'autres appareils électriques).
- Création de rayonnement électromagnétique.
Phénomènes négatifs provoqués par le courant électrique
- Surchauffe des contacts et des pièces sous tension.
- L'apparition de courants de Foucault dans les noyaux des appareils électriques.
- Rayonnement électromagnétique dans l'environnement extérieur.
Lors de la conception, les créateurs d'appareils électriques et de divers circuits doivent prendre en compte les propriétés ci-dessus du courant électrique dans leurs conceptions. Par exemple, les effets nocifs des courants de Foucault dans les moteurs électriques, les transformateurs et les générateurs sont réduits grâce à la fusion des noyaux utilisés pour laisser passer les flux magnétiques. Le laminage du noyau n'est pas sa fabrication à partir d'une seule pièce de métal, mais à partir d'un ensemble de fines plaques individuelles d'acier électrique spécial.
Mais d'un autre côté, les courants de Foucault sont utilisés pour faire fonctionner des fours à micro-ondes et des fours fonctionnant sur le principe de l'induction magnétique. Par conséquent, nous pouvons dire que les courants de Foucault sont non seulement nocifs, mais aussi bénéfiques.
Le courant alternatif avec un signal sous forme de sinusoïde peut différer en fréquence d'oscillations par unité de temps. Dans notre pays, la fréquence industrielle du courant électrique est standard et égale à 50 hertz. Dans certains pays, une fréquence actuelle de 60 hertz est utilisée.
À diverses fins en génie électrique et en génie radio, d'autres valeurs de fréquence sont utilisées :
- Signaux basse fréquence avec une fréquence de courant inférieure.
- Signaux haute fréquence bien supérieurs à la fréquence du courant industriel.
On pense que le courant électrique résulte du mouvement des électrons à l’intérieur d’un conducteur, c’est pourquoi on l’appelle courant de conduction. Mais il existe un autre type de courant électrique, appelé convection. Cela se produit lorsque des macrocorps chargés se déplacent, par exemple des gouttes de pluie.
Courant électrique dans les métaux
Le mouvement des électrons lorsqu’ils sont soumis à une force constante est comparé à celui d’un parachutiste descendant au sol. Dans ces deux cas, un mouvement uniforme se produit. La force de gravité agit sur le parachutiste et la force de résistance de l'air s'y oppose. Le mouvement des électrons est affecté par la force du champ électrique et les ions des réseaux cristallins résistent à ce mouvement. Vitesse moyenne les électrons atteignent une valeur constante, tout comme la vitesse du parachutiste.
Dans un conducteur métallique, la vitesse de déplacement d'un électron est de 0,1 mm par seconde et la vitesse du courant électrique est d'environ 300 000 km par seconde. En effet, le courant électrique ne circule que là où une tension est appliquée aux particules chargées. On y parvient donc grande vitesse flux de courant.
Lorsque les électrons se déplacent dans un réseau cristallin, le modèle suivant existe. Les électrons n'entrent pas en collision avec tous les ions entrants, mais seulement avec un dixième d'entre eux. Ceci s’explique par les lois de la mécanique quantique, qui peuvent être simplifiées comme suit.
Le mouvement des électrons est entravé par les gros ions qui offrent une résistance. Ceci est particulièrement visible lorsque les métaux sont chauffés, lorsque les ions lourds « oscillent », augmentent en taille et réduisent la conductivité électrique des réseaux cristallins conducteurs. Par conséquent, lorsque les métaux sont chauffés, leur résistance augmente toujours. À mesure que la température diminue, la conductivité électrique augmente. Lorsque la température du métal descend à zéro absolu un effet de supraconductivité peut être obtenu.
Les premières découvertes liées au travail de l'électricité ont commencé au 7ème siècle avant JC. Philosophe Grèce antique Thalès de Milet a découvert que lorsque l'ambre est frotté sur de la laine, il est ensuite capable d'attirer des objets légers. « Électricité » est traduit du grec par « ambre ». En 1820, André-Marie Ampère établit la loi du courant continu. Par la suite, l'amplitude du courant, ou la mesure dans laquelle le courant électrique est mesuré, a commencé à être indiquée en ampères.
Signification du terme
Le concept de courant électrique peut être trouvé dans n’importe quel manuel de physique. Courant électrique- c'est le mouvement ordonné de particules chargées électriquement dans une direction. Pour comprendre au commun des mortels ce qu’est le courant électrique, vous devez utiliser le dictionnaire d’un électricien. Dans ce document, le terme désigne le mouvement des électrons à travers un conducteur ou des ions à travers un électrolyte.
Selon le mouvement des électrons ou des ions à l'intérieur d'un conducteur, on distingue : 
types de courants :
- constante;
- variable;
- périodique ou pulsé.
Grandeurs de mesure de base
Force du courant électrique- le principal indicateur que les électriciens utilisent dans leur travail. La force du courant électrique dépend de la quantité de charge qui circule dans le circuit électrique pendant une période de temps définie. Plus le nombre d’électrons circulant d’un début à la fin de la source est grand, plus la charge transférée par les électrons sera grande.
Quantité mesurée par le rapport entre la charge électrique circulant à travers la section transversale des particules dans un conducteur et le temps de son passage. La charge est mesurée en coulombs, le temps en secondes et une unité de flux électrique est déterminée par le rapport charge/temps (coulombs/seconde) ou en ampères. La détermination du courant électrique (sa force) s'effectue en connectant séquentiellement deux bornes du circuit électrique.
Lorsqu'un courant électrique fonctionne, le mouvement des particules chargées s'effectue à l'aide d'un champ électrique et dépend de la force de mouvement des électrons. La valeur dont dépend le travail d'un courant électrique est appelée tension et est déterminée par le rapport du travail du courant dans une partie spécifique du circuit et de la charge traversant cette même partie. L'unité de mesure volts est mesurée par un voltmètre lorsque deux bornes de l'appareil sont connectées à un circuit en parallèle.
La quantité de résistance électrique dépend directement du type de conducteur utilisé, de sa longueur et de sa section. Elle se mesure en ohms.
La puissance est déterminée par le rapport entre le travail effectué par le mouvement des courants et le moment où ce travail s'est produit. La puissance est mesurée en watts.
Une grandeur physique telle que la capacité est déterminée par le rapport entre la charge d'un conducteur et la différence de potentiel entre le même conducteur et le conducteur voisin. Plus la tension lorsque les conducteurs reçoivent une charge électrique est faible, plus leur capacité est grande. Elle se mesure en farads.
La quantité de travail effectué par l'électricité à un certain intervalle de la chaîne est déterminée en utilisant le produit du courant, de la tension et de la période pendant laquelle le travail a été effectué. Cette dernière se mesure en joules. Le fonctionnement du courant électrique est déterminé à l'aide d'un compteur qui relie les lectures de toutes les grandeurs, à savoir la tension, la force et le temps.
Techniques de sécurité électrique
La connaissance des règles de sécurité électrique aidera à prévenir une urgence et à protéger la santé et la vie humaines. Puisque l’électricité a tendance à chauffer le conducteur, il existe toujours la possibilité d’une situation dangereuse pour la santé et la vie. Pour assurer la sécurité à la maison doit être respecté ce qui suit est simple mais règles importantes :
- L'isolation du réseau doit toujours être en bon état pour éviter les surcharges ou les possibilités de courts-circuits.
- L'humidité ne doit pas pénétrer sur les appareils électriques, les fils, les panneaux, etc. De plus, un environnement humide provoque des courts-circuits.
- Assurez-vous de mettre à la terre tous les appareils électriques.
- La surcharge du câblage électrique doit être évitée car il existe un risque que les fils prennent feu.
Les précautions de sécurité lors du travail avec l'électricité impliquent l'utilisation de gants caoutchoutés, de mitaines, de tapis, de dispositifs de décharge, de dispositifs de mise à la terre pour les zones de travail, de disjoncteurs ou de fusibles avec protection thermique et actuelle.
Les électriciens expérimentés, lorsqu'il existe un risque de choc électrique, travaillent d'une main et l'autre est dans leur poche. De cette manière, le circuit main à main est interrompu en cas de contact involontaire avec le blindage ou tout autre équipement mis à la terre. Si un équipement connecté au réseau prend feu, éteindre l'incendie exclusivement avec des extincteurs à poudre ou à dioxyde de carbone.
Application du courant électrique
Le courant électrique possède de nombreuses propriétés qui lui permettent d’être utilisé dans presque tous les domaines de l’activité humaine. Façons d’utiliser le courant électrique :
L'électricité est aujourd'hui la plus respectueuse de l'environnement aspect épuréénergie. Dans des conditions économie moderne le développement de l’industrie de l’énergie électrique a signification planétaire. À l’avenir, en cas de pénurie de matières premières, l’électricité occupera une place prépondérante en tant que source d’énergie inépuisable.
Lorsqu'une personne apprenait à créer et à utiliser du courant électrique, sa qualité de vie s'améliorait considérablement. Aujourd’hui, l’importance de l’électricité continue de croître chaque année. Pour apprendre à mieux comprendre problèmes complexes lié à l’électricité, vous devez d’abord comprendre ce qu’est le courant électrique.
Qu'est-ce qui est actuel
La définition du courant électrique est sa représentation sous la forme d'un flux dirigé de particules porteuses en mouvement, chargées positivement ou négativement. Les porteurs de charges peuvent être :
- des électrons chargés d'un signe moins se déplaçant dans les métaux ;
- les ions dans les liquides ou les gaz ;
- trous chargés positivement provenant des électrons en mouvement dans les semi-conducteurs.
La nature du courant est également déterminée par la présence d'un champ électrique. Sans cela, aucun flux dirigé de particules chargées ne se produira.
Concept de courant électriqueIl serait incomplet sans énumérer ses manifestations :
- Tout courant électrique est accompagné d'un champ magnétique ;
- Les conducteurs s'échauffent au passage ;
- Les électrolytes modifient la composition chimique.
Conducteurs et semi-conducteurs
Le courant électrique ne peut exister que dans un milieu conducteur, mais la nature de son flux est différente :
- Les conducteurs métalliques contiennent des électrons libres qui commencent à se déplacer sous l'influence d'un champ électrique. Lorsque la température augmente, la résistance des conducteurs augmente également, car la chaleur augmente le mouvement des atomes dans un ordre chaotique, ce qui interfère avec les électrons libres ;
- Dans un milieu liquide formé d'électrolytes, le champ électrique résultant provoque un processus de dissociation - la formation de cations et d'anions, qui se déplacent vers les pôles positifs et négatifs (électrodes) en fonction du signe de la charge. Le chauffage de l'électrolyte entraîne une diminution de la résistance due à une décomposition plus active des molécules ;
Important! L'électrolyte peut être solide, mais la nature du courant qui y circule est identique à celle d'un liquide.
- Le milieu gazeux se caractérise également par la présence d'ions qui se mettent en mouvement. Du plasma se forme. Le rayonnement produit également des électrons libres qui participent au mouvement dirigé ;
- Lorsqu'un courant électrique est créé dans le vide, les électrons libérés au niveau de l'électrode négative se déplacent vers l'électrode positive ;
- Dans les semi-conducteurs, il y a des électrons libres qui rompent les liaisons lorsqu’ils sont chauffés. A leur place restent des trous avec une charge avec un signe « plus ». Les trous et les électrons sont capables de créer un mouvement dirigé.
Les milieux non conducteurs sont appelés diélectriques.
Important! La direction du courant correspond à la direction de déplacement des particules porteuses de charge avec un signe plus.
Type de courant
- Constante. Il se caractérise par une valeur quantitative constante du courant et de la direction ;
- Variable. Au fil du temps, ses caractéristiques changent périodiquement. Il est divisé en plusieurs variétés, en fonction du paramètre modifié. Principalement la valeur quantitative du courant et sa direction varient le long d'une sinusoïde ;
- Courants de Foucault. Se produisent lorsque le flux magnétique subit des changements. Formez des circuits fermés sans vous déplacer entre les pôles. Les courants de Foucault provoquent une génération de chaleur intense et, par conséquent, les pertes augmentent. Dans les noyaux des bobines électromagnétiques, ils sont limités par l’utilisation d’une conception de plaques isolées individuelles au lieu d’une conception solide.
Caractéristiques électriques
- Force actuelle. Il s'agit d'une mesure quantitative de la charge passant par unité de temps le long d'une section transversale de conducteurs. Les charges sont mesurées en coulombs (C), l'unité de temps est la seconde. La force actuelle est de C/s. Le rapport résultant s’appelle ampère (A), qui mesure la valeur quantitative du courant. L'appareil de mesure est un ampèremètre, connecté en série au circuit de connexion électrique ;
- Pouvoir. Le courant électrique dans le conducteur doit vaincre la résistance du milieu. Le travail dépensé pour le surmonter pendant un certain temps sera du pouvoir. Dans ce cas, l'électricité est convertie en d'autres types d'énergie - le travail est effectué. La puissance dépend du courant et de la tension. Leur produit déterminera la puissance active. En multipliant par le temps, on obtient la consommation d'énergie - ce qu'indique le compteur. La puissance peut être mesurée en voltampères (VA, kVA, mVA) ou en watts (W, kW, mW) ;
- Tension. L'une des trois caractéristiques les plus importantes. Pour que le courant circule, il est nécessaire de créer une différence de potentiel entre deux points d’un circuit fermé de connexions électriques. La tension est caractérisée par le travail effectué par un champ électrique lorsqu'un seul porteur de charge se déplace. Selon la formule, l'unité de tension est J/C, ce qui correspond à un volt (V). L'appareil de mesure est un voltmètre, connecté en parallèle ;
- Résistance. Caractérise la capacité des conducteurs à laisser passer le courant électrique. Déterminé par le matériau du conducteur, la longueur et la section transversale. La mesure est en ohms (Ohm).
Lois pour le courant électrique
Les circuits électriques sont calculés selon trois lois principales :
- La loi d'Ohm. Il a été étudié et formulé par un physicien allemand au début du XIXe siècle pour le courant continu, puis il a également été appliqué au courant alternatif. Il établit la relation entre le courant, la tension et la résistance. Presque tous les circuits électriques sont calculés sur la base de la loi d'Ohm. Formule de base : I = U/R, ou le courant est directement proportionnel à la tension et inversement proportionnel à la résistance ;
- La loi de Faraday. Fait référence à l'induction électromagnétique. L'apparition de courants inductifs dans les conducteurs est causée par l'influence d'un flux magnétique qui change dans le temps en raison de l'induction de la FEM (force électromotrice) dans une boucle fermée. L'ampleur de la force électromotrice induite, mesurée en volts, est proportionnelle à la vitesse à laquelle le flux magnétique change. Grâce à la loi de l'induction, les générateurs produisent de l'électricité ;
- Loi Joule-Lenz. C'est important lors du calcul de l'échauffement des conducteurs, qui sont utilisés pour la conception et la fabrication d'appareils de chauffage, d'éclairage et d'autres équipements électriques. La loi permet de déterminer la quantité de chaleur dégagée lors du passage du courant électrique :
où I est la force du courant circulant, R est la résistance, t est le temps.
L'électricité dans l'atmosphère
Un champ électrique peut exister dans l’atmosphère et des processus d’ionisation se produisent. Bien que la nature de leur apparition ne soit pas tout à fait claire, il existe diverses hypothèses explicatives. Le plus populaire est un condensateur, comme analogue pour représenter l’électricité dans l’atmosphère. Ses plaques peuvent être désignées surface de la terre et l'ionosphère, entre laquelle circule un diélectrique - l'air.
Types d'électricité atmosphérique :
- Décharges de foudre. Éclairs avec une lueur visible et des coups de tonnerre. La tension de foudre atteint des centaines de millions de volts pour un courant de 500 000 A ;
- Le feu de Saint-Elme. Décharge corona d'électricité formée autour des fils, des mâts ;
- Foudre en boule. Une décharge en forme de boule se déplaçant dans l’air ;
- Lumières polaires. Lueur multicolore de l'ionosphère terrestre sous l'influence de particules chargées pénétrant depuis l'espace.
Utilisé par l'homme propriétés bénéfiques courant électrique dans tous les domaines de la vie :
- éclairage;
- transmission de signaux : téléphone, radio, télévision, télégraphe ;
- transports électriques : trains, voitures électriques, tramways, trolleybus ;
- créer un microclimat confortable : chauffage et climatisation ;
- matériel médical;
- usage domestique : appareils électriques ;
- ordinateurs et appareils mobiles ;
- industrie : machines et équipements ;
- électrolyse : production d'aluminium, de zinc, de magnésium et d'autres substances.
Risque électrique
Le contact direct avec le courant électrique sans équipement de protection est mortel pour l'homme. Plusieurs types d'impacts sont possibles :
- brûlure thermique;
- dégradation électrolytique du sang et de la lymphe avec modification de sa composition ;
- convulsif contractions musculaires peut provoquer une fibrillation cardiaque jusqu'à son arrêt complet, et perturber le fonctionnement du système respiratoire.
Important! Le courant ressenti par une personne commence par une valeur de 1 mA ; si la valeur du courant est de 25 mA, de graves changements négatifs dans le corps sont possibles.
Le plus caractéristique principale courant électrique - il peut effectuer travail utile pour une personne : éclairer la maison, laver et sécher les vêtements, préparer le dîner, chauffer la maison. De nos jours, son utilisation dans la transmission d’informations occupe une place importante, même si cela ne nécessite pas beaucoup de consommation d’énergie.
Vidéo
Il s'agit du mouvement ordonné de certaines particules chargées. Afin d'utiliser avec compétence tout le potentiel de l'électricité, il est nécessaire de comprendre clairement tous les principes de la structure et du fonctionnement du courant électrique. Voyons donc ce que sont le travail et la puissance actuelle.
D’où vient le courant électrique ?
Malgré l’apparente simplicité de la question, rares sont ceux qui sont capables d’y répondre de manière intelligible. Bien sûr, de nos jours, alors que la technologie évolue à une vitesse incroyable, les gens ne pensent pas vraiment à des choses aussi fondamentales que le principe de fonctionnement du courant électrique. D'où vient l'électricité ? Beaucoup répondront sûrement : « Eh bien, hors de la prise, bien sûr », ou hausseront simplement les épaules. En attendant, il est très important de comprendre comment fonctionne le courant. Cela doit être connu non seulement des scientifiques, mais aussi des personnes qui n'ont aucun lien avec le monde scientifique, en raison de leur développement globalement diversifié. Mais tout le monde ne peut pas utiliser avec compétence le principe de fonctionnement du courant.
Donc, vous devez d’abord comprendre que l’électricité ne vient pas de nulle part : elle est produite par des générateurs spéciaux situés dans diverses centrales électriques. Grâce à la rotation des aubes de turbine, la vapeur produite en chauffant de l'eau avec du charbon ou du pétrole produit de l'énergie, qui est ensuite transformée en électricité à l'aide d'un générateur. La conception du générateur est très simple : au centre de l'appareil se trouve un aimant énorme et très puissant, qui force les charges électriques à se déplacer le long des fils de cuivre.
Comment le courant électrique arrive-t-il dans nos maisons ?
Une fois qu’une certaine quantité de courant électrique a été générée à l’aide d’énergie (thermique ou nucléaire), elle peut être fournie aux personnes. Cet approvisionnement en électricité fonctionne de la manière suivante : pour que l’électricité puisse atteindre tous les appartements et tous les commerces, elle doit être « poussée ». Et pour cela, vous devrez augmenter la force qui fera cela. C'est ce qu'on appelle la tension du courant électrique. Le principe de fonctionnement est le suivant : le courant traverse un transformateur, ce qui augmente sa tension. Ensuite, le courant électrique circule dans des câbles installés en profondeur ou en hauteur (car la tension atteint parfois 10 000 Volts, ce qui est mortel pour l'homme). Lorsque le courant atteint sa destination, il doit à nouveau traverser le transformateur, qui va désormais réduire sa tension. Ensuite, il passe par les fils jusqu'aux tableaux installés dans immeubles d'habitation ou d'autres bâtiments.
L'électricité transportée par les fils peut être utilisée grâce à un système de prises, y reliant les appareils électroménagers. Il y a des fils supplémentaires dans les murs à travers lesquels circule le courant électrique, et c'est grâce à cela que fonctionnent l'éclairage et tous les équipements de la maison.
Quel est le travail actuel ?
L'énergie véhiculée par le courant électrique est convertie au fil du temps en lumière ou en chaleur. Par exemple, lorsque nous allumons une lampe, la forme électrique de l’énergie se transforme en lumière.
Pour le dire en termes simples, le travail du courant est l’action que produit l’électricité elle-même. De plus, il peut être très facilement calculé à l'aide de la formule. Sur la base de la loi de conservation de l'énergie, nous pouvons conclure que l'énergie électrique n'a pas été perdue, elle a été totalement ou partiellement transférée sous une autre forme, dégageant une certaine quantité de chaleur. Cette chaleur est le travail effectué par le courant lorsqu'il traverse le conducteur et le chauffe (un échange thermique se produit). Voici à quoi ressemble la formule Joule-Lenz : A = Q = U*I*t (le travail est égal à la quantité de chaleur ou au produit de la puissance actuelle et du temps pendant lequel elle circule dans le conducteur).
Que signifie courant continu ?
Courant électrique Il en existe deux types : variable et constant. Ils diffèrent en ce que ce dernier ne change pas de direction, il dispose de deux pinces (positif « + » et négatif « - ») et commence toujours son mouvement par « + ». Et le courant alternatif a deux bornes : phase et zéro. C'est précisément à cause de la présence d'une phase à l'extrémité du conducteur qu'on l'appelle aussi monophasé.
Les principes de conception du courant électrique alternatif et continu monophasé sont complètement différents : contrairement au courant constant, le courant alternatif change à la fois de direction (formant un flux à la fois de phase vers zéro et de zéro vers phase) et d'amplitude. Par exemple, le courant alternatif modifie périodiquement la valeur de sa charge. Il s'avère qu'à une fréquence de 50 Hz (50 vibrations par seconde), les électrons changent la direction de leur mouvement exactement 100 fois.
Où le DC est-il utilisé ?
Le courant électrique continu présente certaines caractéristiques. Du fait qu'il circule strictement dans un seul sens, il est plus difficile de le transformer. Les éléments suivants peuvent être considérés comme des sources DC :
- piles (alcalines et acides);
- piles ordinaires utilisées dans les petits appareils ;
- ainsi que divers appareils tels que des convertisseurs.
Fonctionnement CC
Quelles sont ses principales caractéristiques ? Il s’agit du travail et du pouvoir actuel, et ces deux concepts sont très étroitement liés l’un à l’autre. La puissance fait référence à la vitesse de travail par unité de temps (par 1 s). Selon la loi de Joule-Lenz, on constate que le travail effectué par un courant électrique continu est égal au produit de l'intensité du courant lui-même, de la tension et du temps pendant lequel le travail du champ électrique a été effectué pour transférer les charges. le long du conducteur.
Voici la formule pour trouver le travail du courant, en tenant compte de la loi d'Ohm sur la résistance dans les conducteurs : A = I 2 *R*t (le travail est égal au carré du courant multiplié par la valeur de la résistance du conducteur et encore une fois multiplié par le temps pendant lequel le travail a été effectué).