매질에 자유 전하 캐리어가 있으면(예: 금속의 전자) 정지 상태가 아니라 무작위로 움직입니다. 그러나 전자가 주어진 방향으로 질서 정연하게 움직이게 할 수 있습니다. 하전 입자의 이러한 방향성 이동을 전류라고 합니다.
전류가 생성되는 방법
두 개의 도체를 가지고 그 중 하나는 음전하를 띠고(전자 추가) 다른 하나는 양전하를 띠면(일부 전자 제거) 전기장이 발생합니다. 두 전극을 도체로 연결하면 전기장에 의해 전자가 전기력 벡터의 방향에 따라 전기장 벡터의 반대 방향으로 이동하게 됩니다. 음전하를 띤 입자는 과잉인 전극에서 부족한 전극으로 이동합니다.
전자 이동의 발생을 위해 제2 전극에 양전하를 부여할 필요는 없다. 가장 중요한 것은 첫 번째 음전하가 더 높다는 것입니다. 두 도체를 모두 음으로 충전하는 것도 가능하지만 한 도체는 다른 도체보다 더 큰 전하를 가져야 합니다. 이 경우 전류를 일으키는 전위차를 말합니다.
물에 비유하자면 물을 채운 두 개의 그릇을 다른 높이로 연결하면 물줄기가 나타납니다. 압력은 레벨의 차이에 따라 달라집니다.
전기장의 작용하에 전자의 혼란스러운 운동은 일반적으로 보존되지만 전하 운반체 질량의 일반적인 운동 벡터는 방향성을 얻습니다. 모션의 "혼돈" 구성 요소가 초당 수십 또는 수백 킬로미터의 속도를 갖는 경우 방향 구성 요소는 분당 수 밀리미터입니다. 그러나 충격(전자가 도체의 길이를 따라 이동할 때)은 빛의 속도로 전파되므로 전류가 3*10의 속도로 움직인다고 합니다.8 m/초
위의 실험의 틀에서 도체의 전류는 음전하를 띤 도체의 과잉 전자가 모두 소진되고 양쪽 극의 수가 균형을 이룰 때까지 오랫동안 존재하지 않습니다. 이 시간은 1초의 미미한 부분입니다.
처음에 음으로 대전된 전극으로 돌아가서 캐리어에 과잉 전하를 생성하는 것은 전자를 마이너스에서 플러스로 이동시키는 동일한 전기장을 제공하지 않습니다. 그러므로 전기장의 세기에 대항하여 작용하고 그것을 능가하는 외력이 있어야 한다.물과 유사하게, 물의 지속적인 흐름을 생성하기 위해 물을 다시 위쪽으로 펌핑하는 펌프가 있어야 합니다.
현재 방향
플러스에서 마이너스 방향은 전류의 방향, 즉 양전하를 띤 입자의 이동 방향이 전자의 이동과 반대 방향으로 간주됩니다. 이는 전류의 현상 자체가 그 성질에 대한 설명이 받아들여지기 훨씬 이전에 발견되었고, 전류가 이 방향으로 흐른다고 믿었기 때문이다. 그때까지이 주제에 대한 많은 기사 및 기타 문헌이 축적되었고 개념, 정의 및 법률이 나타났습니다. 이미 발표된 방대한 양의 자료를 수정하지 않기 위해 단순히 전자의 흐름에 대한 전류의 방향을 취했습니다.
전류가 항상 한 방향으로 흐를 경우(강도가 변하더라도) 이를 직류. 방향이 바뀌면 교류에 대해 이야기하고 있습니다. 실제 적용에서 방향은 사인 곡선과 같은 일부 법칙에 따라 변경됩니다. 전류 흐름의 방향이 변경되지 않고 유지되지만 주기적으로 0으로 떨어지고 최대값으로 증가하면 펄스 전류(다양한 모양)에 대해 이야기하고 있습니다.
회로에 전류를 유지하는 데 필요한 조건
폐쇄 회로에서 전류가 존재하기 위한 세 가지 조건은 위에서 도출되었습니다. 그들은 더 자세히 고려해야합니다.
무료 충전 캐리어
전류의 존재에 대한 첫 번째 필요 조건은 자유 전하 캐리어의 존재입니다. 전하는 캐리어와 별도로 존재하지 않으므로 전하를 운반할 수 있는 입자를 고려해야 합니다.
유사한 유형의 전도성(흑연 등)을 갖는 금속 및 기타 물질에서 이들은 자유 전자입니다. 그들은 핵과 약하게 상호 작용하고 원자를 떠나 전도체 내부에서 비교적 방해받지 않고 이동할 수 있습니다.
자유 전자는 또한 반도체에서 전하 운반체 역할을 하지만 어떤 경우에는 이러한 종류의 고체의 "정공" 전도도를 말합니다("전자"와 반대). 이 개념은 물리적 프로세스를 설명하는 데만 필요하며, 사실 반도체의 전류는 전자의 움직임과 동일합니다. 전자가 원자를 떠날 수 없는 물질은 유전체. 그들에는 전류가 없습니다.
액체에서 양이온과 음이온은 전하를 띠고 있습니다. 이것은 액체 - 전해질을 나타냅니다. 예를 들어, 소금이 용해된 물. 물 자체는 전기적으로 상당히 중성이지만 고체 및 액체 물질이 물에 들어가면 용해 및 해리(분해)되어 양이온과 음이온을 형성합니다. 그리고 용융 금속(예: 수은)에서 전하 캐리어는 동일한 전자입니다.
가스는 대부분 유전체입니다. 그 안에는 자유 전자가 없습니다. 가스는 중성 원자와 분자로 구성됩니다. 그러나 가스가 이온화되면 물질의 네 번째 응집 상태인 플라즈마에 대해 이야기합니다. 전류도 흐를 수 있으며 전자와 이온의 방향 이동 중에 발생합니다.
또한, 전류는 진공에서 흐를 수 있습니다(예를 들어, 진공관의 동작은 이 원리를 기반으로 합니다). 이것은 전자 또는 이온을 필요로 합니다.
전기장
자유 전하 캐리어가 있음에도 불구하고 대부분의 매체는 전기적으로 중성입니다. 이것은 음(전자) 및 양(양성자) 입자가 고르게 위치하고 필드가 서로를 보상한다는 사실에 의해 설명됩니다. 장이 발생하려면 전하가 특정 지역에 집중되어야 합니다. 전자가 하나의 (음) 전극 영역에 축적되면 반대쪽 (양극) 전극에 전자가 부족하고 전하 캐리어에 작용하는 힘을 생성하여 이동하도록 하는 장이 발생합니다.
요금을 부과하는 제3자
그리고 세 번째 조건 - 정전기장의 방향과 반대 방향으로 전하를 운반하는 힘이 있어야 합니다. 그렇지 않으면 닫힌 시스템 내부의 전하가 빠르게 균형을 이룹니다. 이 외부의 힘을 기전력이라고 합니다. 그 기원은 다를 수 있습니다.
전기화학적 성질
이 경우 EMF는 전기 화학 반응의 결과로 발생합니다. 반응은 되돌릴 수 없습니다. 예는 잘 알려진 배터리인 갈바니 전지입니다. 시약이 소진되면 EMF가 0으로 떨어지고 배터리가 "앉아"집니다.
다른 경우에는 반응이 가역적일 수 있습니다. 따라서 배터리에서 EMF는 전기 화학 반응의 결과로도 발생합니다. 그러나 완료되면 프로세스를 재개할 수 있습니다. 외부 전류의 영향으로 반응이 역순으로 일어나고 배터리는 다시 전류를 공급할 준비가 됩니다.
태양광 자연
이 경우 EMF는 반도체 구조의 프로세스에 대한 가시광선, 자외선 또는 적외선의 작용으로 인해 발생합니다. 이러한 힘은 광전지("태양 전지")에서 발생합니다.빛의 작용으로 외부 회로에 전류가 생성됩니다.
열전 자연
두 개의 서로 다른 도체를 가져 와서 납땜하고 접합부를 가열하면 열접점(도체의 접합부)과 냉접점(도체의 반대쪽 끝) 사이의 온도 차이로 인해 회로에 EMF가 나타납니다. 이러한 방식으로 전류를 생성할 수 있을 뿐만 아니라 온도를 측정하다 신흥 EMF를 측정함으로써.
압전 성질
특정 고체가 압축되거나 변형될 때 발생합니다. 전기 라이터는 이 원리에 따라 작동합니다.
전자기적 성질
산업적으로 전기를 생성하는 가장 일반적인 방법은 DC 또는 AC 발전기를 사용하는 것입니다. DC 기계에서 프레임 모양의 전기자는 자기장에서 회전하여 힘의 선을 가로질러 회전합니다. 이 경우 회 전자의 회전 속도와 자속에 따라 EMF가 발생합니다. 실제로 앵커는 많은 수의 회전에서 사용되어 복수의 직렬 연결된 프레임을 형성합니다. 그들에서 발생하는 EMF가 합산됩니다.
에 교류기 동일한 원리가 적용되지만 자석(전기 또는 영구)이 고정 프레임 내부에서 회전합니다. 고정자에서 동일한 프로세스의 결과로, EMF, 사인 곡선 모양을 가지고 있습니다. 산업 규모에서 AC 발전은 거의 항상 사용됩니다. 운송 및 실제 사용을 위해 변환하는 것이 더 쉽습니다.
발전기의 흥미로운 특성은 가역성입니다.전압이 외부 소스에서 발전기 단자에 적용되면 로터가 회전하기 시작한다는 사실로 구성됩니다. 이것은 연결 방식에 따라 전기 기계가 발전기 또는 전기 모터가 될 수 있음을 의미합니다.
이것들은 전류와 같은 현상의 기본 개념일 뿐입니다. 사실, 전자의 지시된 이동 중에 발생하는 과정은 훨씬 더 복잡합니다. 그것들을 이해하려면 전기 역학에 대한 더 깊은 연구가 필요합니다.
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