Gerilim, direnç, akım ve güç ana elektrik miktarlarıdır

Elektrik mühendisliğinde basitçe “elektrik” demek mantıklı değildir. Burada tam olarak neyin tartışıldığını belirtmek her zaman gereklidir. Kondansatörün elektrik yükü, soketteki voltaj, tellerden akan akım veya örneğin dairemizdeki elektrik sayacının bir ay içinde sardığı güç anlamına gelebilir.

Her durumda, elektrik gibi bir miktar yoktur, kolye şeklinde ölçülen doğru bir şekilde elektrik yükü denilen “elektrik miktarı” miktarı vardır. Bu bir elektrik yüküdür - teller boyunca hareket eder, kondansatörün plakaları üzerinde birikir, çıkışın terminallerinde (minimum - faz telinde) periyodik olarak bulunur, elektrik şebekesi çalıştığında akım şeklinde hareket eder. Ana elektrik miktarları bir şekilde yük ile ilgilidir. Bugün bu değerler hakkında konuşacağız.

gerilim

U voltajı devredeki iki nokta arasında ölçülür. Kapalı bir devrede kararlı bir alternatif veya sabit voltajın var olmaya başlaması için, bu voltajın devrenin uçlarında korunmasını sağlayan bir akım kaynağına ihtiyaç vardır. Bu kaynak, voltaj gibi volt olarak ölçülen bir EMF - elektromotor kuvveti kaynağı olarak hizmet edecektir.

Böyle bir kaynak kapalı bir devreye bağlanırsa, ilk olarak, kaynağın terminalleri arasında, yani devrenin uçlarında ve ikincisi, koşullu olarak parçalara ayrılırsa, bu devrenin tüm bölümlerinin uçlarında voltaj olacaktır.

Her bir anda, devrenin belirli bir bölümüne etki eden elektrik voltajı, bir devreye değişken bir emf kaynağı tarafından güç verilirse önceki andakinden farklı bir değere veya sabit bir emf kaynağı ise ve aynı değere sahipse aynı değere sahip olabilir, doğru akım devresidir.

DC devresinin uçlarındaki voltaj, bir dağın kenarındaki yükseklik farkına benzer ve bu koşullar altındaki yük, yalnızca elektrik alanına göre yüksekliğe yükseltilmiş su gibidir, bu fark, yerçekimi alanından bahsetmediğimiz için (elektrik) potansiyeli farkı olarak adlandırılır.

İki nokta arasındaki potansiyel fark 1 volt'dur, 1 askıyı bir noktadan diğerine taşımak için, üzerinde 1 joule miktarında çalışma yapılmalıdır. Bir volt da elektrik devresine eşittir, 1 watt'lık bir güçte elektrik devresinde 1 amperlik bir doğrudan akıma neden olur, ancak daha sonra bunun üzerinde.

şimdiki

Bir devrenin (iletken) bir bölümünün uçlarında bir elektrik voltajı mevcut olduğunda, yani elektrik potansiyellerinde bir fark olduğunda, bu, iletkende bir elektrik alanının hareket ettiği anlamına gelir (söz konusu bölümün uzunluğu boyunca). Bir elektrik alanı yüklü parçacıklara kuvvetle etki eder.

Örneğin metallerde, serbest elektronlar negatif bir yükün taşıyıcılarıdır ve aniden kendilerini bu durumda emf kaynağı olan harici bir elektrik alanında bulurlarsa çeviri hareketine girebilirler. Elektronlar bir elektrik alanının etkisi altında harekete geçtiğinde, hareketli bir yük, yani bir elektrik akımı I olurlar.

Yük miktarı coulomb cinsinden ölçülür ve akım, iletkenin enine kesiti boyunca (birim zaman başına) şarj hareketinin hızını karakterize eder. Bir askının elektrik yükü, bir saniyede bir iletkenin enine kesitinden geçtiğinde, iletkendeki akım 1 amperdir. Su ile benzer şekilde - saniyede boru bölümünden ne kadar çok su geçerse - akım o kadar büyük olur.

direnç

Elektrik voltajının etkisi altında, yük iletkenin enine kesiti boyunca hareket ederek bir akım oluşturur, ancak engelsiz hareket etmez. Metal bir iletken düşünmeye başladığımızdan beri buna devam edeceğiz.

Bir elektrik alanın etkisi altında hareket eden bir iletken içindeki elektronlar, elektronların hareketinin kaotik bileşeni (termal) ve atomik titreşimler nedeniyle, kristal kafesin atomlarının iletkenlerinin yanı sıra birbirlerine karşı engellere girerler.

Bu engeller bir tür direnç sağlar, elektronları yavaşlatır, akımı bu engeller olmasaydı ne kadar gelişebileceğine kıyasla azaltır. Ancak gerçek iletkenlerde (devrelerde) bu tür R direnci her zaman oradadır.

Bu değere elektrik mühendisliğinde elektrik direnci denir. Elektrik direnci ohm cinsinden ölçülür. Bir Ohm, uçları arasında 1 voltluk bir akımın uçlarda 1 voltluk bir voltajda aktığı elektrik devresinin bir kısmının elektrik direncine eşittir.

Belirli bir iletkeni karakterize eden direnç ne kadar büyük olursa, akım bu iletkenin uçlarında aynı voltajda o kadar küçük olacaktır. Bu bağımlılığa bir elektrik devresinin bir bölümü için Ohm yasası denir: bir devrenin bir bölümündeki akımın büyüklüğü, bu bölümün uçlarındaki voltajla doğru orantılıdır ve devrenin belirli bir bölümünün elektrik direnci ile ters orantılıdır.

güç

Elektrik devresi, voltaj, direnç ve akım hakkında konuşmak gerekirse, temel elektrik miktarları konusunu elektrik gücü P ile ilgili bir hikaye ile bitiremez, ancak bir akım oluşturulduğunda ve voltajın etkisi altında devrede akmaya devam ettiğinde, emf kaynağı devre üzerindeki A işini yapar.

Aslında, bu alanda hareket eden bir elektrik yükü üzerinde bir elektrik alanı tarafından iş yapılır. Mükemmel iş miktarı, yükün üstesinden geldiği potansiyel farka ve bu yükün büyüklüğüne bağlıdır. İş ne kadar hızlı yapılırsa, sürecin gücü o kadar yüksek olur.

Akım durumunda, genellikle işi yapan kaynağın gücü ve tüketicinin (devre) gücü hakkında konuşuruz. Yararlı çalışma için harcanan elektrik gücü watt olarak ölçülür. Sadece elektrik değil, her tür enerji için 1 watt 1 saniyelik bir işin yapıldığı güç olarak tanımlanır.