Điện áp, điện trở, dòng điện và công suất là các đại lượng điện chính

Trong kỹ thuật điện, thật vô nghĩa khi nói đơn giản là điện điện tử. Ở đây luôn luôn cần phải xác định chính xác những gì đang được thảo luận. Chúng ta có thể có nghĩa là điện tích của tụ điện, điện áp trong ổ cắm, dòng điện chạy qua dây dẫn, hoặc ví dụ như năng lượng mà đồng hồ điện trong căn hộ của chúng ta bị thương trong một tháng.

Trong mọi trường hợp, không có số lượng như điện, có số lượng điện lượng của điện tử, được gọi chính xác là điện tích, được đo bằng mặt dây chuyền. Đây là một điện tích - nó di chuyển dọc theo dây dẫn, tích tụ trên các bản của tụ điện, có mặt định kỳ tại các cực (tối thiểu - trên dây pha) của ổ cắm, di chuyển dưới dạng dòng điện khi mạng điện hoạt động. Các đại lượng điện chính bằng cách nào đó liên quan đến phí. Chúng ta sẽ nói về những giá trị này ngày hôm nay.

Điện áp

Điện áp U được đo giữa hai điểm trên mạch. Để điện áp xoay chiều ổn định hoặc ổn định bắt đầu có mặt trong mạch kín, cần có nguồn hiện tại có thể đảm bảo điện áp này được duy trì ở hai đầu mạch. Nguồn này sẽ đóng vai trò là nguồn của EMF - lực điện động, giống như điện áp, được đo bằng vôn.

Nếu một nguồn như vậy được kết nối với một mạch kín, thì trước tiên, điện áp sẽ có mặt giữa các cực của nguồn, nghĩa là, ở hai đầu của mạch, và thứ hai, ở hai đầu của tất cả các phần của mạch này, nếu nó được chia thành các phần một cách có điều kiện.

Tại mỗi thời điểm, điện áp điện tác động lên một phần cụ thể của mạch có thể có giá trị khác với thời điểm trước đó, nếu mạch được cung cấp bởi nguồn emf thay đổi hoặc cùng giá trị nếu đó là nguồn emf không đổi và mạch tương ứng, là một mạch điện trực tiếp.

Điện áp ở hai đầu của mạch DC tương tự như chênh lệch độ cao ở sườn núi và điện tích trong các điều kiện này giống như nước được nâng lên độ cao, chỉ đối với điện trường, sự khác biệt này được gọi là điện thế (điện), vì không có trường hấp dẫn.

Sự khác biệt tiềm năng giữa hai điểm là 1 volt, nếu để di chuyển một điện tích 1 mặt dây chuyền từ điểm này sang điểm khác, thì việc này phải được thực hiện với số lượng 1 joule. Một volt cũng bằng với điện áp gây ra dòng điện trực tiếp 1 ampe trong mạch điện với công suất 1 watt, nhưng nhiều hơn về sau đó.

Hiện tại

Khi một điện áp có mặt ở hai đầu của một phần của mạch (dây dẫn), nghĩa là khi có sự khác biệt về điện thế, điều này có nghĩa là một điện trường hoạt động trong dây dẫn (dọc theo chiều dài của phần được xem xét). Một điện trường tác động mạnh mẽ lên các hạt tích điện.

Ví dụ, trong kim loại, các electron tự do là các hạt mang điện tích âm và có thể chuyển động tịnh tiến nếu chúng đột nhiên thấy mình ở trong một điện trường bên ngoài, nguồn trong trường hợp này là nguồn emf. Khi các electron chuyển động dưới tác động của điện trường, chúng trở thành một điện tích chuyển động, nghĩa là một dòng điện I.

Lượng điện tích được đo bằng coulomb và dòng điện đặc trưng cho tốc độ chuyển động của điện tích qua tiết diện của dây dẫn (trên mỗi đơn vị thời gian). Khi một điện tích của một mặt dây chuyền đi qua tiết diện của một dây dẫn trong một giây, dòng điện trong dây dẫn là 1 ampe. Tương tự như nước - càng nhiều nước đi qua phần ống mỗi giây - dòng điện càng lớn.

Kháng chiến

Dưới ảnh hưởng của điện áp, điện tích di chuyển qua tiết diện của dây dẫn, tạo thành dòng điện, nhưng nó không di chuyển không bị cản trở. Vì chúng tôi bắt đầu xem xét một dây dẫn kim loại, chúng tôi sẽ tiếp tục với nó.

Các electron trong một dây dẫn chuyển động dưới tác động của điện trường chạy vào các chướng ngại vật bên trong dây dẫn - các nguyên tử của mạng tinh thể, cũng như nhau, do thành phần hỗn loạn (nhiệt) của chuyển động của electron và rung động nguyên tử.

Những chướng ngại vật này cung cấp một loại điện trở, làm chậm các electron, giảm dòng điện so với mức độ nó có thể phát triển nếu không có những trở ngại như vậy. Nhưng loại điện trở R này trong các dây dẫn (mạch) thực sự luôn ở đó.

Giá trị này được gọi là điện trở trong kỹ thuật điện. Điện trở được đo bằng ohms. Một Ohm tương đương với điện trở của một phần của mạch điện, giữa hai đầu của nó có dòng điện trực tiếp 1 ampe chạy ở điện áp 1 volt ở hai đầu.

Điện trở đặc trưng cho một dây dẫn nhất định, dòng điện sẽ càng nhỏ hơn ở cùng một điện áp ở hai đầu của dây dẫn này. Sự phụ thuộc này được gọi là định luật Ohm cho một phần của mạch điện: cường độ dòng điện trong một phần của mạch tỷ lệ thuận với điện áp ở hai đầu của phần này và tỷ lệ nghịch với điện trở của một phần nhất định của mạch.

Sức mạnh

Nói về mạch điện, điện áp, điện trở và dòng điện, người ta không thể kết thúc chủ đề về đại lượng điện cơ bản bằng câu chuyện về năng lượng điện P. Khi một dòng điện được thiết lập và tiếp tục chảy trong mạch dưới tác động của điện áp, nguồn emf thực hiện công việc A trên mạch.

Trong thực tế, công việc được thực hiện bởi một điện trường trên một điện tích di chuyển trong trường này. Lượng công việc hoàn hảo phụ thuộc vào sự khác biệt tiềm năng mà khoản phí đã vượt qua và vào mức độ của khoản phí này. Công việc được thực hiện càng nhanh, sức mạnh của quy trình càng cao.

Trong trường hợp hiện tại, chúng ta thường nói về sức mạnh của nguồn thực hiện công việc, cũng như sức mạnh của người tiêu dùng (mạch). Năng lượng điện dành cho công việc hữu ích được đo bằng watt. Đối với bất kỳ loại năng lượng nào, không chỉ đối với điện, 1 watt được định nghĩa là năng lượng mà tại đó 1 joule công việc được thực hiện trong 1 giây.