Priamy prúd

Ten priamy prúd (CD) je tok častíc načítaných rovnakým smerom, zvyčajne vo vnútri vodiča alebo inými prostriedkami. Tieto nabité častice môžu byť elektróny, v prípade materiálu, ako je meď alebo ióny rôznorodej povahy.

Toto je typ prúdu, ktorý sa generuje, keď je batéria alebo batéria pripojená k žiarovke na jeho zapnutie, ako je znázornené na nasledujúcom obrázku:

postava 1.- Jednoduchý obvod s jedným prúdom. Zdroj: f. Zapata.

Stáva sa, že atómy kovov, ako je meď, striebro a ďalšie, majú aspoň jeden elektrón, ktorý sa ľahko pohybuje v materiáli. Za normálnych podmienok je tento pohyb náhodný, ale akonáhle sa zistí potenciálny rozdiel medzi koncami vodiča, elektróny sa môžu pohybovať rovnakým smerom, čím sa vytvorí priamy elektrický prúd.

Pretože kovy majú tieto voľné elektróny, sú to dobré prúdové vodiče, všetky materiály však môžu vykonávať elektrický prúd vo väčšej alebo menšej miere.

Keďže je prúdom a prietokom zaťaženia v čase, matematicky sa definuje ako množstvo elektrického náboja ΔQ, ktoré cirkuluje prierez vodiča počas časového intervalu ΔT:

I = Δq/Δt

Jednotka pre elektrický prúd v medzinárodnom systéme, ak je to amérom, skrátene na Coulomb/sekundu (C/s) skrátene a rovnocenná s Coulombom/sekundou (c/s).

Ako sa generuje priamy prúd?

Jedný prúd potrebuje na prúdenie uzavretý obvod a dá sa generovať niekoľkými spôsobmi. Jedným z najbežnejších sú batérie (batérie), palivové články a akumulátory, ktoré majú dva pevné terminály a opačné znamenia.

Vo vnútri batérií sa vyrábajú chemické reakcie, ktoré oddeľujú elektrické zaťaženie a stanovujú potrebný potenciálny rozdiel, aby sa prúd vyskytol.

Môže vám slúžiť: 31 typov sily vo fyzike a ich charakteristiky

Elektróny oddeľujú záťaž, opúšťajú záporný terminál, kde majú väčší potenciál a priťahujú sa k pozitívnemu terminálu s menším potenciálom a pohybujú sa po obvode v rovnakom smere.

V priebehu času sa chemické reakcie znižujú a batéria sa opotrebuje. Napriek tomu, že prúd, ktorý produkuje, dokonca aj znížená intenzita, zostáva priamy prúd.

Striedavý prúd prevodu na smerový prúd

Obrázok 2. Schéma s jedným prúdom a alternatívny prúd

Ďalšou metódou na získanie jednosmerného prúdu je konverzia striedavého prúdu. Prúd, ktorý dosahuje domy, je striedavý, preto sa jeho smer mení cyklicky, ale môže sa stať priamym prúdom s určitými prvkami obvodu, ako sú diódy, kondenzátory a transformátory.

Tieto prvky sú zodpovedné za udržanie prúdu prúdenia jedným smerom. Znie to trochu komplikovane, ale potrebné obvody, známe ako usmerňovacie obvody, nie je ťažké implementovať. Inverzný proces, to znamená zmeniť priamy prúd na striedavý prúd, je o niečo zložitejší, hoci sa dá urobiť aj.

Tréningový prúd sa uprednostňuje na hromadné použitie, pretože sa ľahšie prepravuje a distribuuje as menšími stratami z generujúcich staníc. Z tohto dôvodu, ak je zariadenie navrhnuté tak, aby pracovalo s priamym prúdom, je vždy vybavené zariadením alebo nabíjačkou, s ktorou sa dá sprostredkovať.

Obvody s jedným prúdom

Obvod s jedným prúdom obsahuje sériu prvkov, ako sú odpory, kondenzátory a ďalšie, pripojené k vodičským vodičom a napájané priamym zdrojom napätia.

Existujú špecifické symboly pre každý z týchto prvkov, napríklad pre priame zdroje napätia, ktoré dodávajú jednosmerný prúd, sú symbolizované dvoma paralelnými čiarami inej dĺžky alebo kruhom so symbolom rovnosti vo vnútri.

Môže vám slúžiť: zvlnený pohyb: charakteristiky, typy vĺn, príklady

V nasledujúcom obrázku v je napätie a ja je prúd. Všimnite si, že prúd je nakreslený kladným pólom batérie, hoci je známe, že sú to elektróny, záporné zaťaženie, ktoré nesú prúd. To sa deje na základe dohovoru.

Obrázok 3. Symboly napätia používané v obvodoch s jedným prúdom. Zdroj: f. Zapata.

Ďalším spoločným prvkom v obvodoch s jedným prúdom je vytrvalosť. Všetci vodiči majú určitú opozíciu alebo odpor voči priechodu prúdu a ich symbol je zanedbatá čiara.

Vlákno žiarovky má odpor, obvodom na obrázku 1 je schematicky znázornený, ako je to znázornené na spodnom obrázku.

Akonáhle je spínač S zatvorený, prúd môže prúdiť a prechádzať odporom R, čo spôsobí rozsvietenie vlákna žiarovky a tiež vydáva teplotu teplotu.

Obrázok 4. Schematické znázornenie obvodu jednosmerného prúdu vľavo s otvoreným spínačom nie je prúd a napravo, so uzavretým prepínačom je vytvorený priamy prúd. Zdroj: f. Zapata.

Ohmov zákon

Ohmov zákon sa používa na vyriešenie jednoduchých obvodov s priamym prúdom, ako je predchádzajúca časť, ktorá je platná pre veľké množstvo vodivých materiálov:

V = i ∙ r

Kde v je napätie, I je intenzita prúdu a r je elektrický odpor. V medzinárodných systémových jednotkách sa napätie meria vo voltoch (V), prúd v AMP (A) a odpor v OHMS (Ω).

Numerický príklad

Ak je odpor predchádzajúceho obvodu r = 150 Ω a napätie je 12 V, prúd prúdiaci cez obvod je:

Môže vám slúžiť: vyváženie vektora: výpočet, príklady, cvičenia

I = v/r = 12 V/150 Ω = 0.08 a

Aplikácie s jedným prúdom

Batérie a batérie

Batérie a batérie, ktoré prevádzkujú hodinky a hračky dodávajú priamy prúd. Prichádzajú v rôznych veľkostiach a napätiach podľa potrieb dizajnu.

Automobilová batéria je ďalším príkladom použitia jednosmerného prúdu, vďaka ktorému Svetelný systém a štartovacia práca pracujú.

Nakladače pre notebooky a mobilné telefóny

Prevažná väčšina prenosných elektronických zariadení na domáce použitie je napájaná priamym prúdom a je vybavená batériou a nabíjačkou.

Fotovoltaické bunky

Pozostávajú z elektronických obvodov na zachytenie a premenu slnečného žiarenia na elektrickú energiu prostredníctvom fotoelektrického efektu. Tieto zariadenia vždy poskytujú priamy prúd, ktorý investor môže previesť na striedavý prúd.

Príklady priameho prúdu

Ako už bolo vysvetlené, priamy prúd je taký, ktorý tečie v rovnakom zmysle, jeho veľkosť však môže byť premenlivý. Napríklad, keď sa stiahne bežná batéria, prúd, ktorý produkuje, je menší ako v prípade nového.

Na nasledujúcich obrázkoch sú zobrazené rôzne príklady priameho prúdu, počnúc konštantným prúdom v priebehu času. Ostatné sú variabilné, ale všetky tečú rovnakým smerom, preto ide o priame prúdy.

Konštantný prúd

Je to koho grafiku Aktuálny vs čas Je to vodorovná čiara, rovnobežná s osou časov.

Obrázok 5. Konštantný prúd. Zdroj: Wikimedia Commons.

Priamy prúd intenzity premennej

Nasledujúci graf zobrazuje dva priame prúdy intenzity premennej, získané z alternatívneho signálu príslušným obvodom:

Obrázok 6.- Dva príklady priameho prúdu variabilnej intenzity. Zdroj: Wikimedia Commons.

Záujmové témy

Rozdiely medzi striedaním a priamym prúdom.

Obvody striedavého prúdu.

Odkazy

1. Bauer, w. 2011. Fyzika pre inžinierstvo a vedy. Zväzok 2. MC Graw Hill.
2. Giancoli, D.  2006. Fyzika: Princípy s aplikáciami. 6. Ed Prentice Hall.
3.  Katz, D. 2013. Fyzika pre vedcov a inžinierov. Základy a spojenia. Učenie sa.
4. Hewitt, Paul. 2012. Koncepčná fyzická veda. 5. Edimatizovať. Pearson.
5. Sears, Zemansky. 2016. Fyzika univerzity s modernou fyzikou. 14. Edimatizovať. Zväzok 2. Pearson.