Ce tutoriel est une brève introduction aux concepts de la charge, la tension et le courant. Ce tutoriel est pas aussi long et fastidieux comme un manuel de collège, mais il contient plus d’informations que les élèves sont susceptibles de trouver dans un manuel scolaire élémentaire.

l’Atom

Un dessin d’une atomOn la gauche est un dessin conceptuel d’un atome. Les atomes sont les éléments constitutifs de la matière. Tout est fait d’atomes, des roches, des arbres, des étoiles, de vous égaliser. Un atome est constitué d’un noyau très compact contenant un ou plusieurs protons (de couleur rouge sur la photo), et généralement un nombre égal de neutrons (gris). Les électrons (bleu) entourent le noyau, formant un nuage d’électrons. Le nombre d’électrons dans un atome électriquement stable est toujours égal au nombre de protons dans le noyau.

Сharge électrique

Charges opposées attirent. Charges identiques se repoussent. Une chose étrange se produit entre des protons et des électrons: un proton et un électron sont toujours attirés l’un vers l’autre, tandis qu’un proton repoussera d’autres protons et un électron repousser d’autres électrons. Ce comportement est dû à ce qu’on appelle la force électrique. Les protons sont dit d’avoir une charge électrique positive, tandis que les électrons ont une charge électrique négative. Deux objets avec le même type de charge repoussent l’une de l’autre, tandis que deux objets avec des charges opposées attirent les uns aux autres. Depuis un proton et un électron ont des charges électriques opposées, ils sont attirés l’un par l’autre. Deux protons, cependant, éloigner l’une de l’autre en raison de leurs charges électriques égales. La même chose est vraie de deux électrons, qui repoussent l’une de l’autre en raison de leurs charges négatives égales.

Bilan électrique

La plupart des matières équilibre électrique contient un nombre égal de protons et d’électrons. Les électrons négatifs équilibrer les protons positifs, et la question n’a pas de charge électrique globale. Le mot est globalement important, car les charges sont toujours là, rebondissant à l’intérieur de la matière. Les charges électriques sont partout, mais nous ne pouvons pas leur sens, car ils sont en équilibre. En fait, si vous prenez la chimie, vous apprendrez que la force électrique est la chose même qui détient affaire ensemble. La prochaine fois que vous prenez quelque chose, il suffit de penser que tout ce que vous tenez est littéralement rempli avec une charge électrique. Ceci est un fait important que beaucoup de gens manquent quand ils étudient l’électricité.
L’électricité statique

Un dessin de deux ions Disons que nous volons un électron d’un atome et donner l’électron à un autre atome. Un atome aura une charge globale positive et l’autre aura une charge globale négative. Lorsque cela se produit, les deux atomes sont appelés ions. Comme les ions ont une charge électrique globale, ils peuvent interagir avec d’autres objets chargés. Puisque des charges identiques se repoussent et les charges opposées attirent, un ion positif attirer des objets chargés négativement, comme les électrons ou d’autres ions, et repousser les objets chargés positivement. Un ion chargé négativement va attirer des objets chargés positivement, et repousser d’autres objets chargés négativement.

La même chose est vraie pour des objets plus grands. Si vous prenez des électrons d’un objet et de les placer sur un autre objet, le premier objet aura une charge globale positive tandis que la seconde aura une charge globale négative. Selon les types d’objets et la quantité de charge impliqué, la force électrique peut suffire à provoquer les objets à coller ensemble. Ce phénomène est souvent appelé «électricité statique».

Il ya plusieurs façons de voler des électrons d’un objet et les donner à un autre. Certains des moyens comprennent des réactions chimiques, mouvement mécanique, de la lumière, et même la chaleur. Si vous frottez une tige de verre avec de la soie, les électrons dans la tige de verre seront les faire tomber et recueillies sur la soie. La tige de verre acquiert une charge positive dans l’ensemble, et la soie gagne une charge globale négative. Dans une batterie, les réactions chimiques sont utilisés pour repousser les électrons de la borne positive et les placer sur la borne négative.

Frais de mesure

La quantité de charge électrique globale possédé par un objet est mesurée en coulombs. Un coulomb est à peu près égale à la quantité de charge possédé par 6,000,000,000,000,000,000 (six milliards) électrons. Même si cela peut sembler comme un grand nombre d’abord, il est vraiment pas tant que ça, puisque les électrons sont si minuscules. Juste pour vous donner une idée, un coulomb est à peu près la quantité de charge qui traverse une ampoule de 12 watts automobile en une seconde.

Si la quantité de charge possédé par deux objets et la distance entre eux sont connus, il est possible de calculer la quantité de force entre les objets à l’aide d’une formule connue comme la loi de Coulomb. Cette loi a été découvert par Charles Augustin de Coulomb en 1784, et affirme que la force entre deux objets chargés varie directement comme les charges des objets et inversement proportionnelle au carré de la distance entre eux. La loi de Coulomb ressemble à ceci sous forme de formule:

F est la force en newtons.
q et q ‘sont les charges des deux objets, en coulombs.
r est la distance entre les objets, en mètres.
k est une constante égale à 8.98755×10⁹ N m² C^-2

Tension

Chaque fois que les électrons sont transférés d’un objet et placés sur un autre objet, ce qui provoque un déséquilibre de la charge, nous disons qu’une tension existe. Voilà ce que signifie quelqu’un quand ils disent que quelque chose a tant de volts d’électricité. Ils décrivent une différence de charge dans deux endroits différents. Une batterie standard AA a une différence de 1,5 volts entre la borne positive et négative, tandis que la batterie de la voiture a une différence de 12 volts entre ses deux bornes, et le type de l’électricité statique de tous les jours qui provoque des choses à se serrer les coudes et de temps en temps vous donne une secousse lorsque vous touchez un objet métallique est généralement mesurée en milliers de volts.

Deux parallèles chargé plates.Another façon de comprendre la tension est de penser à un “champ électrique”. Imaginez une plaque chargée positivement à côté d’une plaque chargée négativement. Si vous placez un objet chargé positivement entre ces plaques, le champ électrique de plaques attirera l’objet sur le côté négatif. Imaginez que vous placez un objet avec une Coulomb de charge positive à côté de la plaque négative, puis tirez l’objet vers la plaque positive. Parce que le champ électrique crée une force dans la direction opposée, déplacement de l’objet chargé nécessite de l’énergie. La quantité d’énergie dépend de la distance entre les plaques et l’intensité du champ électrique créé par les plaques. Cette énergie est appelée “la tension.” Du champ électrique Un volt est la quantité d’énergie en joules nécessaires pour déplacer un objet avec une coulomb de charge dans un champ électrique. Mathématiquement, 1 Volt = 1 joule / 1 Coulomb.

Volts sont utiles, car ils décrivent parfaitement la taille et la force d’un champ électrique. Visualisation du champ électrique entre deux plaques simples est facile, mais la visualisation du champ dans un circuit compliqué avec des batteries, moteurs, ampoules, interrupteurs et est très difficile. Tension simplifie circuits comme ceux-ci en décrivant l’ensemble du champ électrique avec un seul numéro.

Courant électrique

Courant en mouvement animaiton. Le courant de mot vient du mot currere latin, qui signifie à courir ou à l’écoulement. Un courant électrique est rien de plus que l’écoulement des charges électriques. Les charges électriques ne peuvent circuler à travers certains matériaux, appelés conducteurs. Bien que les électrons dans la plupart des matériaux sont confinés dans des orbites fixes, certains matériaux, y compris la plupart des métaux, ont beaucoup d’électrons libres qui sont libres de se promener à travers le matériau. Matériaux à cette propriété d’agir comme conducteurs. Quand un conducteur est placé entre deux objets chargés, ces électrons libres sont repoussés par l’objet chargé négativement et sont aspirés dans l’objet chargé positivement. Le résultat est qu’il ya un flux de charge, appelé courant, et les frais de deux objets devient équilibré. La quantité de courant circulant dans un conducteur à un moment donné dans mesuré en ampères ou en abrégé ampères. Quand vous lisez quelque chose qui utilise beaucoup ampères, ce qu’on vous dit est la quantité de courant circulant à travers le dispositif. Un ampère est égal au débit d’un coulomb de charge en une seconde.

Batteries et actuel

Batteries et courant dans la section précédente, nous avons examiné comment le courant passe d’un objet à un autre accusé, annulant les charges des deux objets. Dès que les charges ont été annulées, le courant est arrêté. Si le courant étaient toujours cette courte durée, il serait très peu pratique. Imaginez une lampe de poche qui n’a duré qu’une fraction de seconde avant de devoir être rechargée! Tandis que le courant a tendance à annuler les accusations sur deux objets, puis cesse de couler, si une charge peut être placée sur les objets plus rapidement que le courant peut drainer la charge, il est possible de maintenir un courant continu. Voilà ce qui se passe dans une batterie. Les réactions chimiques à l’intérieur des électrons de la pompe de la batterie de la borne positive à la borne négative plus vite que le périphérique connecté à la batterie peuvent les égoutter. La batterie continue de fournir autant de courant que le dispositif nécessite jusqu’à ce que les produits chimiques dans la batterie ont été utilisés, à quel point la batterie est morte et doit être remplacée.

Résistance

Tous les conducteurs offrent un certain degré de résistance à l’écoulement du courant électrique. Ce qui se passe est la suivante: Comme les électrons se déplacent à travers le conducteur, ils se cognent en atomes, de perdre une partie de leur mouvement en secouant l’atome. Le résultat est que le courant circulant à travers le conducteur est ralentie, et le conducteur est chauffé. La quantité qui résiste à un conducteur donné le passage du courant électrique est mesurée en ohms.

Puissance

Chaque fois que le courant passe, le travail est fait. Un conducteur peut être chauffé, un moteur peut être filée, une ampoule peut donner de la lumière, ou une autre forme d’énergie peut être libérée. Il existe une loi simple qui dit exactement combien de travail peut être fait par un courant circulant. La quantité de travail est égale à la tension fonction des temps de fourniture du courant circulant dans le fil. Cette loi est exprimée sous la forme P = IV, où P est la puissance en watts, I est le courant en ampères, et V est la tension en volts. Par exemple, si nous constatons qu’une ampoule attire la moitié d’un ampli à 120 volts, nous multiplions simplement 120 volts par une demi-ampli à trouver que l’ampoule attire 60 watts de puissance.

La loi d’Ohm

Disons que vous avez une batterie de six volts et vous devez tirer deux ampères de courant. Que devriez-vous faire résistance du conducteur? Ou disons que vous avez une alimentation de trois volts et une résistance mille ohms. Combien de courant circulerait à travers la résistance si vous étiez à connecter la résistance à l’alimentation? Pour trouver les réponses à ces questions, tout ce que vous devez faire est d’utiliser une formule mathématique simple appelé la loi d’Ohm. La loi d’Ohm indique que la quantité de courant circulant à travers un conducteur de fois la résistance du conducteur est égale à la tension de l’alimentation électrique. Cette loi est souvent exprimée sous la forme V = IR, où V est la tension mesurée en volts, I est le courant mesuré en ampères, et R est la résistance mesurée en ohms.

Merci!

Eh bien, voilà tout ce qu’il ya! Je l’espère que vous avez apprécié votre visite à travers le monde de la tension, le courant et la résistance. Se il vous plaît, dites-moi ce que vous pensez. Il suffit d’envoyer un e-mail à moi avec vos commentaires. Bonne journée!