Просто сказать, что большое количество электронов прошло по куску провода или было перемещено с одного объекта на другой — абсолютно бесполезная информация. Аналогично можно сказать, что миллиард машин проехало по конкретному участку шоссе с тех пор, как он был построен. Но если вы планируете поездку по шоссе, нуж­но знать интенсивность потока машин на этом участке в нужное время, а не общее их количество.

Аналогично в электронике — мало кого интересует общее количество прошедших электронов с допотопных времен, а нужно знать величину потока электронов в любой данный момент. Таким образом, требуется определить поток, как количество кулонов электрического заряда, которые проходят через определенную точку за одну секунду. Это по-прежнему довольно длинное громоздкое определение, которое не помешает упростить еще.

Рассматриваемый поток электронов принято называть электрическим током, ве­личина которого может измеряться как выражение кулон/секунда. Однако традици­онно электрический ток измеряют в специальных единицах — амперах (А), что менее громоздко. Ампер — очень важная и часто используемая в электротехнике физичеекая единица. Выражение, связывающее электрический ток в амперах и электриче­ский заряд в кулонах, обычно имеет следующий вид:

Один кулон — это заряд, перемещенный электрическим током в один амперза одну секунду

заряд (кулоны) = ток (амперы) х время (секунды).

 

Для упрощения довольно громоздких словесных определений и выражений, раз­личным физическим единицам присваивают математические символы. Итак: символ заряда — Q, тока — / и времени — t. Тогда:

Q=It

Это очень полезное уравнение, и мы обязательно воспользуемся им, когда пого­ворим об электрических конденсаторах (обладающих свойством накопления и сохра­нения электрического заряда).

Итак, электрическим током называют упорядоченное движение электронов по проводнику. Но что заставляет протекать электрический ток? Возвращаясь к вопросу о перемещении электроны с одного места в другое, разумно предположить необходи­мость существования силы, вызывающей это перемещение. Эта сила в физике и электротехнике известна как электродвижущая сила (ЭДС), определяемая разно­стью электрических потенциалов между точками протекания тока. Сам по себе электрический потенциал характеризует интенсивность электрического поля в конк­ретной точке (или, проще говоря, является количественной мерой свободных элект­ронов, порождающих электрический ток). Электрический ток протекает, пока прило­жена эта сила, и течет от более высокого потенциала (с переизбытком свободных электронов) к более низкому. Если две точки имеют одинаковый потенциал (то есть разность потенциалов рп равна нулю), электрический ток между ними не протекает.

В физике, электро- и радиотехнике за направление электрического тока принима­ется направление движения положительно заряженных частиц, то есть ток протекает в направлении от плюса к минусу. Однако, выше мы выяснили, что электрический ток это упорядоченное движение электронов. Заряд электрона отрицательный, а потому направление протекания электрического тока всегда встречно направлению движе­ния электронов.

Итак, разность потенциалов между двумя точками вызывает электрический ток. Вводя любую физическую величину (в нашем случае — разность потенциалов), для ее описания необходимы определение, единица измерения, и математический символ. Обсуждая заряд воздушного шарика, мы упоминали работу, выполняемую при его зарядке путем натирания о джемпер. С помощью работы можно очень точно опреде­лить физический смысл разности потенциалов. Но сначала дадим определение самой работы, которая, как известно из физики, измеряется в Джоулях:

Одним джоулем совершенной работы считается перемещении физическоготела на расстояние один метр за счет приложенной к нему силы величиной в один ньютон.

Эту физическую интерпретацию работы можно легко понять, если мы осознаем ее значение — один джоуль работы затрачивается при перемещении физического тела массой один килограмм на расстояние одного метра за одну секунду. Из физики извест­но, что масса является мерой инерции физического тела. В электрических явлениях, аналогичной мерой является электрический заряд, и физическое определение работы будет связано с силой, которая вызывает перемещение заряда. Эта сила, вызывающая движение электронов, как мы уже упоминали выше, называется электродвижущей сила (ЭДС) или разностью потенциалов. Эта величина измеряется в вольтах:

Говорят, разность потенциалов между двумя точками составляет один вольт (V), если на перемещение одного кулона электрического заряда

затрачивается один джоуль работы,

то есть затраченная работа (джоули) = заряд (кулоны) хразность потенциалов (вольты)

 

W=QV.

Понятие работы важно потому, что работа может быть выполнена только при рас­ходе энергии, которая, следовательно, также выражается в джоулях:

затраченная работа (джоули) = израсходованная энергия (джоули)

 

W = E.

В нашем конкретном смысле выполнение работы означает перемещение заряда (электронов) для получения электрического тока.

Морган Джонс

Ламповые усилители

Перевод с английского под общей научной редакцией к.т.н. доц. Иванюшкина Р Ю.

Оставить комментарий

Вы можете использовать следующие теги HTML: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

(обязательно)

(обязательно)

What is 5 + 8 ?
Please leave these two fields as-is:
IMPORTANT! To be able to proceed, you need to solve the following simple math (so we know that you are a human) :-)
© 2011 hifisound.com.ua При использовании материалов с данного сайта, обязательна ссылка на сайт HI-FI sound и первоисточник Поддержка предоставлена компанией www.hifiaudio.com.ua