Cum funcționează electricitatea - mentalitatea inginerească
Cum funcționează electricitatea
Cum funcționează electricitatea. În acest articol vom învăța conceptul de bază din spatele modului în care funcționează electricitatea conform teoriei clasice. Vom acoperi atomii, electronii, protonii, neutronii, apoi vom trece la diferența dintre conductori și izolatori, fire și cabluri, circuite, volți și tensiune, curenți și amperi, rezistențe, rezistență și ohmi, inducție și inductori, transformatoare, condensatori și în cele din urmă diferența dintre puterea de curent alternativ și curent continuu. Acestea sunt elementele de bază de înțeles pentru a înțelege cum funcționează electricitatea înainte de a trece la domenii mai avansate ale ingineriei electrice și electronice. Derulați în partea de jos pentru a viziona tutorialul video despre acest subiect
Atomul
Totul este făcut din Atoms, inclusiv tu! Diferite materiale au diferite tipuri de atomi. În centrul unui atom se află nucleul, această casă din două părți cunoscută sub numele de neutron și proton. Neutronul nu are încărcare electrică, dar Protonul are o încărcare electrică pozitivă.
Înconjurătorul nucleului sunt diferite straturi de cochilii orbitali care acționează ca niște căi de zbor pentru un alt tip de particulă cunoscut sub numele de electron. Electronii parcurg aceste căi lungi la fel ca sateliții care orbitează în jurul planetei noastre, cu excepția faptului că electronii călătoresc cu aproape viteza luminii.
Sarcina negativă a neutronilor este atrasă de sarcina pozitivă a Protonului care menține electronii pe orbită. Fiecare înveliș orbital poate conține un număr stabilit de electroni. Numărul de protoni, neutroni și electroni pe care le are un atom ne spune ce material este și combinația este unică pentru fiecare material.
Atomii se țin strâns de electroni, dar unele materiale se vor ține de electroni mai strâns decât alții. Învelișul cel mai orbital exterior este cunoscut sub denumirea de învelișul Valance și în acest înveliș unele materiale vor avea electroni legați slab, care pot pluti către alți atomi.
Conductori și izolatori
Materialele care pot trece electroni sunt cunoscute sub numele de „Conductori”, ceea ce înseamnă că pot conduce electricitatea. Majoritatea metalelor sunt conductori. Atomii care nu au electroni liberi sunt cunoscuți ca izolați, materiale precum sticla și cauciucul sunt exemple bune în acest sens.
Putem combina conductoare și izolatoare împreună pentru a utiliza în siguranță electricitatea. Acest lucru se face prin înconjurarea conductorului cu un izolator, acest lucru permite curgerea electronilor, dar restricționează locul în care pot curge. Așa funcționează cablurile și firele.
Sârme și cabluri
Dacă ne uităm în interiorul unei felii de cablu de cupru, am vedea că electronii liberi ai atomilor se mișcă de la un atom la altul, totuși acest lucru se întâmplă aleatoriu în orice direcție.
fluxul de curent electric în circuit
Dacă felia de cablu a fost apoi conectată într-un circuit închis la o sursă de energie, cum ar fi o baterie, atunci tensiunea va forța electronii liberi să se miște și acest lucru îi va face să curgă toți în aceeași direcție, pentru a încerca și a reveni la celălalt terminal al bateriei.
Circuite
Termenul circuite se referă la o rută pe care electronii o pot circula de-a lungul pentru a ajunge între cele două terminale ale sursei de energie (pozitivă și negativă).
Când un circuit este închis, atunci electronii pot curge de la un terminal la altul. Când un circuit este deschis, atunci există un spațiu în circuit, astfel încât electronii să nu poată curge.
Putem plasa componente electrice pe calea electronilor liberi care curg într-un circuit. Acest lucru va forța electronii să curgă prin componentă și acest lucru poate fi folosit pentru a efectua lucrări precum generarea de lumină.
Volți și tensiune
Tensiunea este o forță de împingere a electronilor într-un circuit, la fel ca presiunea din conducta de apă. Cu cât aveți mai multă presiune, cu atât poate curge mai multă apă. Cu cât aveți mai multă tensiune, cu atât mai mulți electroni pot curge.
ce este un volt joule coulomb
Un Volt este un Joule per Coulomb. Un Joule este o măsurare a energiei sau a muncii. Un Coulomb este un grup de electroni care curg.