Ի՞նչ է լիցքավորված մասնիկների ուղղորդված շարժումը: Շատերի համար սա անհասկանալի տարածք է, բայց իրականում ամեն ինչ շատ պարզ է։ Այսպիսով, երբ խոսում են լիցքավորված մասնիկների ուղղորդված շարժման մասին, նկատի ունեն հոսանքը։ Եկեք նայենք դրա հիմնական բնութագրերին և ձևակերպումներին, ինչպես նաև հաշվի առնենք անվտանգության խնդիրները դրա հետ աշխատելիս:
Ընդհանուր տեղեկություններ
Սկսեք սահմանումից: Էլեկտրական հոսանք ասելով միշտ հասկանում են լիցքավորված մասնիկների պատվիրված (ուղղված) շարժումը, որն իրականացվում է էլեկտրական դաշտի ազդեցության տակ։ Ինչպիսի՞ օբյեկտներ կարելի է դիտարկել այս դեպքում: Մասնիկները նշանակում են էլեկտրոններ, իոններ, պրոտոններ, անցքեր: Կարևոր է նաև իմանալ, թե որն է ներկայիս ուժը: Սա լիցքավորված մասնիկների թիվն է, որոնք հոսում են հաղորդիչի խաչմերուկով ժամանակի միավորի համար:
Երևույթի բնույթը
Բոլոր ֆիզիկական նյութերը կազմված են մոլեկուլներից, որոնք առաջանում են ատոմներից: Նրանք նաև վերջնական նյութ չեն, քանի որ ունեն տարրեր (միջուկ և էլեկտրոններ, որոնք պտտվում են դրա շուրջը): Բոլոր քիմիական ռեակցիաները ուղեկցվում են մասնիկների շարժումով։ Օրինակ՝ էլեկտրոնների մասնակցությամբ որոշ ատոմներ կզգան իրենց պակասը, իսկ մյուսները՝ ավելցուկ: Այս դեպքում նյութերն ունեն հակադիր լիցքեր։ Եթե նրանց շփումը տեղի ունենա, ապա մեկից էլեկտրոնները հակված կլինեն դեպի մյուսը:
Տարրական մասնիկների նման ֆիզիկական բնույթը բացատրում է էլեկտրական հոսանքի էությունը։ Լիցքավորված մասնիկների այս ուղղորդված շարժումը կշարունակվի այնքան ժամանակ, մինչև արժեքները հավասարվեն: Այս դեպքում փոփոխությունների արձագանքը շղթայական է։ Այսինքն՝ հեռացած էլեկտրոնի փոխարեն նրա փոխարեն մեկ ուրիշն է գալիս։ Փոխարինման համար օգտագործվում են հարևան ատոմի մասնիկները։ Բայց շղթան այսքանով էլ չի ավարտվում. Էլեկտրոնը կարող է նաև գալ ծայրահեղ ատոմ, օրինակ՝ հոսող հոսանքի աղբյուրի բացասական բևեռից։
Նման իրավիճակի օրինակ է մարտկոցը։ Հաղորդավարի բացասական կողմից էլեկտրոնները շարժվում են դեպի աղբյուրի դրական բևեռը։ Երբ բացասաբար վարակված բաղադրիչի բոլոր մասնիկները վերջանում են, հոսանքը դադարում է: Այս դեպքում ասում են, որ մարտկոցը մեռած է: Որքա՞ն է այս ճանապարհով շարժվող լիցքավորված մասնիկների ուղղորդված շարժման արագությունը: Այս հարցին պատասխանելն այնքան էլ հեշտ չէ, որքան կարող է թվալ առաջին հայացքից։
Սթրեսի դերը
Ինչի՞ համար է օգտագործվում այս հայեցակարգը: Լարումը էլեկտրական դաշտի բնութագիրն է, որը նրա ներսում գտնվող երկու կետերի պոտենցիալ տարբերությունն է։ Շատերի համար սա կարող է շփոթեցնող թվալ: Երբ խոսքը վերաբերում է լիցքավորված մասնիկների ուղղորդված (պատվիրված) շարժմանը, ապա դուք պետք է հասկանաք լարումը:
Պատկերացնենք, որ ունենք պարզ դիրիժոր։ Սա կարող է լինել մետաղից պատրաստված մետաղալար, օրինակ՝ պղնձից կամ ալյումինից: Մեր դեպքում սա այնքան էլ կարևոր չէ։ Էլեկտրոնի զանգվածը 9,10938215 (45)×10-31կգ է։ Սա նշանակում է, որ այն բավականին նյութական է։ Բայց հաղորդիչ մետաղը ամուր է: Այսպիսով, ինչպե՞ս կարող են էլեկտրոնները հոսել դրա միջով:
Ինչու կարող է հոսանք լինել մետաղական արտադրանքի մեջ
Դառնանք քիմիայի հիմունքներին, որոնք մեզանից յուրաքանչյուրը հնարավորություն ուներ սովորել դպրոցում։ Եթե նյութի էլեկտրոնների թիվը հավասար է պրոտոնների թվին, ապա ապահովված է տարրի չեզոքությունը։ Մենդելեևի պարբերական օրենքի հիման վրա որոշվում է, թե որ նյութի հետ պետք է գործ ունենալ: Դա կախված է պրոտոնների և նեյտրոնների քանակից։ Անհնար է անտեսել միջուկի և էլեկտրոնների զանգվածների միջև եղած մեծ տարբերությունը։ Եթե դրանք հեռացվեն, ապա ատոմի կշիռը գործնականում կմնա անփոփոխ։
Օրինակ, պրոտոնի զանգվածը մոտավորապես 1836-ով մեծ է էլեկտրոնի արժեքից: Բայց այս մանրադիտակային մասնիկները շատ կարևոր են, քանի որ նրանք հեշտությամբ կարող են թողնել որոշ ատոմներ և միանալ մյուսներին: Միաժամանակ դրանց թվի նվազումը կամ ավելացումը հանգեցնում էփոխել ատոմի լիցքը. Եթե դիտարկենք մեկ ատոմ, ապա նրա էլեկտրոնների թիվը միշտ փոփոխական կլինի։ Անընդհատ հեռանում են ու վերադառնում։ Սա պայմանավորված է ջերմային շարժման և էներգիայի կորստով։
Ֆիզիկական երևույթի քիմիական առանձնահատկությունը
Երբ տեղի է ունենում էլեկտրական լիցքավորված մասնիկների ուղղորդված շարժում, արդյոք ատոմային զանգվածը չի՞ կորչում: Փոխվո՞ւմ է արդյոք դիրիժորի կազմը։ Սա շատ կարևոր սխալ պատկերացում է, որը շփոթեցնում է շատերին: Պատասխանն այս դեպքում միայն բացասական է։ Դա պայմանավորված է նրանով, որ քիմիական տարրերը որոշվում են ոչ թե իրենց ատոմային զանգվածով, այլ միջուկում գտնվող պրոտոնների քանակով։ Էլեկտրոնների/նեյտրոնների առկայությունը կամ բացակայությունն այս դեպքում դեր չի խաղում։ Գործնականում այն այսպիսի տեսք ունի.
- Ավելացնել կամ հանել էլեկտրոնները: Ստացվում է իոն։
- Ավելացնել կամ հանել նեյտրոններ: Ստացվում է իզոտոպ։
Քիմիական տարրը չի փոխվում. Բայց պրոտոնների դեպքում իրավիճակն այլ է։ Եթե դա միայն մեկն է, ապա մենք ունենք ջրածին։ Երկու պրոտոն, և մենք խոսում ենք հելիումի մասին: Երեք մասնիկները լիթիում են: և այլն: Շարունակությամբ հետաքրքրվողները կարող են նայել պարբերական աղյուսակը։ Հիշեք. չնայած հոսանքն անցնում է հաղորդիչի միջով հազար անգամ, նրա քիմիական բաղադրությունը չի փոխվի: Բայց գուցե այլ կերպ։
Էլեկտրոլիտներ և այլ հետաքրքիր կետեր
Էլեկտրոլիտների առանձնահատկությունն այն է, որ նրանց քիմիական բաղադրությունն է, որ փոխվում է։ Այնուհետև հոսանքի ազդեցության տակ.էլեկտրոլիտային տարրեր. Երբ դրանց ներուժը սպառվի, լիցքավորված մասնիկների ուղղորդված շարժումը կդադարի։ Այս իրավիճակը պայմանավորված է նրանով, որ էլեկտրոլիտներում լիցքակիրները իոններ են։
Բացի այդ, կան քիմիական տարրեր ընդհանրապես առանց էլեկտրոնների։ Օրինակ կարող է լինել՝
- Ատոմային տիեզերական ջրածին.
- Բոլոր նյութերը, որոնք գտնվում են պլազմայի վիճակում։
- Գազեր մթնոլորտի վերին հատվածում (ոչ միայն Երկիր, այլ նաև այլ մոլորակներ, որտեղ կան օդային զանգվածներ):
- Արագացուցիչների և բախիչների պարունակությունը.
Հարկ է նաև նշել, որ էլեկտրական հոսանքի ազդեցության տակ որոշ քիմիական նյութեր կարող են բառացիորեն փլուզվել։ Հայտնի օրինակ է ապահովիչը: Ինչպիսի՞ն է այն միկրո մակարդակի վրա: Շարժվող էլեկտրոնները մղում են ատոմները իրենց ճանապարհին: Եթե հոսանքը շատ ուժեղ է, ապա հաղորդիչի բյուրեղային ցանցը չի դիմանում և քայքայվում է, և նյութը հալվում է։
Վերադառնալ արագությանը
Ավելի վաղ այս կետը մակերեսորեն շոշափվել էր. Հիմա եկեք ավելի սերտ նայենք դրան: Հարկ է նշել, որ էլեկտրական հոսանքի տեսքով լիցքավորված մասնիկների ուղղորդված շարժման արագության հասկացությունը գոյություն չունի։ Դա պայմանավորված է նրանով, որ տարբեր արժեքներ փոխկապակցված են: Այսպիսով, էլեկտրական դաշտը հաղորդիչի միջով տարածվում է լույսի շարժմանը մոտ արագությամբ, այսինքն՝ մոտ 300000 կիլոմետր վայրկյանում։
Նրա ազդեցության տակ բոլոր էլեկտրոնները սկսում են շարժվել: Բայց նրանց արագությունըշատ փոքր. Այն մոտավորապես 0,007 միլիմետր է վայրկյանում: Միևնույն ժամանակ, նրանք նաև պատահականորեն շտապում են ջերմային շարժման մեջ: Պրոտոնների և նեյտրոնների դեպքում իրավիճակն այլ է։ Դրանք չափազանց մեծ են, որպեսզի նրանց հետ տեղի ունենան նույն իրադարձությունները: Որպես կանոն, չարժե խոսել դրանց արագության մասին լույսի արժեքին մոտ։
Ֆիզիկական պարամետրեր
Այժմ տեսնենք, թե ինչպիսին է լիցքավորված մասնիկների շարժումը էլեկտրական դաշտում ֆիզիկական տեսանկյունից: Դա անելու համար եկեք պատկերացնենք, որ մենք ունենք ստվարաթղթե տուփ, որտեղ պահվում են 12 շիշ գազավորված ըմպելիք: Միաժամանակ փորձ է արվում այնտեղ եւս մեկ տարա տեղադրել։ Ենթադրենք, դա հաջողվեց։ Բայց տուփը հազիվ է փրկվել։ Երբ փորձում ես մեկ այլ շիշ դնել, այն կոտրվում է, և բոլոր տարաները թափվում են։
Քննարկվող տուփը կարելի է համեմատել հաղորդիչի խաչմերուկի հետ: Որքան բարձր է այս պարամետրը (ավելի հաստ մետաղալար), այնքան ավելի շատ ընթացիկ կարող է ապահովել: Սա որոշում է, թե ինչ ծավալ կարող է ունենալ լիցքավորված մասնիկների ուղղորդված շարժումը։ Մեր դեպքում մեկից տասներկու շիշ պարունակող տուփը հեշտությամբ կարող է իրականացնել իր նպատակային նպատակը (այն չի պայթի): Համեմատությամբ կարելի է ասել, որ դիրիժորը չի այրվի։
Եթե գերազանցեք նշված արժեքը, օբյեկտը կձախողվի: Հաղորդավարի դեպքում դիմադրությունը կխաղա: Օհմի օրենքը շատ լավ նկարագրում է էլեկտրական լիցքավորված մասնիկների ուղղորդված շարժումը։
Կապը տարբեր ֆիզիկական պարամետրերի միջև
Մեկ տուփի համարմեր օրինակից կարող եք ևս մեկը դնել: Այս դեպքում մեկ միավորի համար կարելի է տեղադրել ոչ թե 12, այլ 24 շիշ: Մենք ավելացնում ենք ևս մեկը, և դրանք կան երեսունվեց: Արկղերից մեկը կարելի է դիտարկել որպես ֆիզիկական միավոր, որը նման է լարմանը:
Որքան լայն լինի (այդպիսով նվազեցնելով դիմադրությունը), այնքան ավելի շատ շշեր (որոնք մեր օրինակում փոխարինում են հոսանքը) կարող են տեղադրվել: Մեծացնելով տուփերի կույտը, դուք կարող եք տեղադրել լրացուցիչ տարաներ մեկ միավորի համար: Այս դեպքում հզորությունը մեծանում է: Սա չի քանդում տուփը (դիրիժորը): Ահա այս անալոգիայի ամփոփագիրը.
- Շշերի ընդհանուր թիվը մեծացնում է հզորությունը։
- Տուփի տարաների թիվը ցույց է տալիս ընթացիկ ուժը:
- Բարձրության տուփերի քանակը թույլ է տալիս դատել լարման մասին:
- Տուփի լայնությունը պատկերացում է տալիս դիմադրության մասին:
Հնարավոր վտանգներ
Մենք արդեն քննարկել ենք, որ լիցքավորված մասնիկների ուղղորդված շարժումը կոչվում է հոսանք։ Նշենք, որ այս երեւույթը կարող է վտանգավոր լինել մարդու առողջության եւ նույնիսկ կյանքի համար։ Ահա էլեկտրական հոսանքի հատկությունների ամփոփագիրը.
- Ապահովում է հաղորդիչի տաքացումը, որով այն հոսում է: Եթե կենցաղային էլեկտրացանցը ծանրաբեռնված է, ապա մեկուսացումը աստիճանաբար այրվում և փլվում է: Արդյունքում կա կարճ միացման հավանականություն, որը շատ վտանգավոր է։
- Էլեկտրական հոսանքը, երբ այն հոսում է կենցաղային տեխնիկայի և լարերի միջով, հանդիպում է.տարրեր կազմող նյութերի դիմադրություն. Հետևաբար, այն ընտրում է այս պարամետրի նվազագույն արժեքը։
- Եթե տեղի է ունենում կարճ միացում, ընթացիկ ուժը կտրուկ աճում է: Սա զգալի քանակությամբ ջերմություն է ազատում: Այն կարող է հալեցնել մետաղը։
- Կարճ միացում կարող է առաջանալ խոնավության ներթափանցման պատճառով: Ավելի վաղ քննարկված դեպքերում մոտակայքում գտնվող առարկաները լուսավորվում են, բայց այս դեպքում մարդիկ միշտ տուժում են։
- Էլեկտրական ցնցումը զգալի վտանգ է պարունակում. Դա շատ հավանական է նույնիսկ մահացու ելքով։ Երբ էլեկտրական հոսանքը հոսում է մարդու մարմնով, հյուսվածքների դիմադրությունը զգալիորեն նվազում է։ Նրանք սկսում են տաքանալ: Այս դեպքում բջիջները քայքայվում են, և նյարդային վերջավորությունները մահանում են։
Անվտանգության խնդիրներ
Էլեկտրական հոսանքի ազդեցությունից խուսափելու համար դուք պետք է օգտագործեք հատուկ պաշտպանիչ սարքավորումներ: Աշխատանքը պետք է իրականացվի ռետինե ձեռնոցներով՝ օգտագործելով միևնույն նյութից գորգ, արտանետման ձողեր, ինչպես նաև աշխատատեղերի և սարքավորումների հողակցման սարքեր։
Կաբելային անջատիչները տարբեր պաշտպանիչներով ապացուցել են իրենց լավը որպես սարք, որը կարող է փրկել մարդու կյանքը:
Նաև չպետք է մոռանալ աշխատանքի ընթացքում անվտանգության տարրական նախազգուշական միջոցների մասին: Եթե հրդեհ է տեղի ունենում էլեկտրական սարքավորումների հետ, ապա կարող են օգտագործվել միայն ածխածնի երկօքսիդի և փոշու կրակմարիչներ: Վերջիններս կրակի դեմ պայքարում լավագույն արդյունքն են ցույց տալիս, սակայն փոշով պատված տեխնիկան միշտ հնարավոր չէ վերականգնել։
Եզրակացություն
Օգտագործելով յուրաքանչյուր ընթերցողի համար հասկանալի օրինակներ՝ մենք պարզեցինք, որ լիցքավորված մասնիկների պատվիրված ուղղորդված շարժումը կոչվում է էլեկտրական հոսանք։ Սա շատ հետաքրքիր երևույթ է, որը կարևոր է և՛ ֆիզիկայի, և՛ քիմիայի դիրքերից։ Էլեկտրական հոսանքը մարդու անխոնջ օգնականն է։ Այնուամենայնիվ, այն պետք է խնամքով վարվի: Հոդվածում քննարկվում են անվտանգության հարցեր, որոնց վրա պետք է ուշադրություն դարձնել, եթե չկա մահանալու ցանկություն։
