Modern yaşam elektriksiz düşünülemez, bu tür enerji en çok insanlık tarafından kullanılır. Bununla birlikte, tüm yetişkinler okul fizik dersinden elektrik akımının tanımını hatırlayamaz (bu, yüklü temel parçacıkların akışının yönlendirilmiş bir akışıdır), çok az insan ne olduğunu anlar.
elektrik nedir
Elektriğin bir fenomen olarak varlığı, fiziksel maddenin temel özelliklerinden biri olan elektrik yüküne sahip olma yeteneği ile açıklanır. Pozitif ve negatif olabilirler, zıt kutuplu işaretlere sahip nesneler birbirine çekilir ve aksine "eşdeğer" itilir. Hareketli parçacıklar aynı zamanda elektrik ve manyetizma arasındaki bağlantıyı bir kez daha kanıtlayan manyetik alanın kaynağıdır.
Atom düzeyinde elektriğin varlığı şu şekilde açıklanabilir. Tüm cisimleri oluşturan moleküller, çekirdeklerden oluşan atomlar ve etraflarında dolaşan elektronlar içerir. Bu elektronlar, belirli koşullar altında "ana" çekirdekten ayrılabilir ve diğer yörüngelere geçebilir. Sonuç olarak, bazı atomlar "yetersiz" elektronlar haline gelir ve bazılarında bunlardan fazla bulunur.
Elektronların doğası, eksik oldukları yere akacak şekilde olduğundan, elektronların bir maddeden diğerine sürekli hareketi bir elektrik akımı ("akış" kelimesinden) oluşturur. Elektriğin "eksi" kutbundan "artı" kutbuna doğru bir yönü olduğu bilinmektedir. Bu nedenle, elektron eksikliği olan bir madde pozitif yüklü ve fazla - negatif olarak kabul edilir ve buna "iyonlar" denir. Elektrik tellerinin temaslarından bahsediyorsak, pozitif yüklü "sıfır" ve negatif - "faz" olarak adlandırılır.
Farklı maddelerde, atomlar arasındaki mesafe farklıdır. Çok küçüklerse, elektron kabukları kelimenin tam anlamıyla birbirine dokunur, böylece elektronlar bir çekirdekten diğerine kolayca ve hızlı bir şekilde hareket eder ve bir elektrik akımının hareketini yaratır. Metal gibi maddelere iletken denir.
Diğer maddelerde, atomlar arası mesafeler nispeten büyüktür, bu nedenle dielektriklerdir, yani. elektriği iletmeyin. Her şeyden önce, bu kauçuk.
ek bilgi. Elektronlar maddenin çekirdeği ve hareketlerinden yayıldığında, iletkeni ısıtan enerji üretilir. Elektriğin bu özelliğine "güç" denir, watt olarak ölçülür. Ayrıca, bu enerji ışığa veya başka bir forma dönüştürülebilir.
Şebeke üzerinden sürekli bir elektrik akışı için, iletkenlerin uç noktalarındaki (elektrik hatlarından ev kablolarına kadar) potansiyeller farklı olmalıdır.
Elektriğin keşfinin tarihi
Elektrik nedir, nereden gelir ve diğer özellikleri temel olarak termodinamik bilimi ile bitişik bilimler: kuantum termodinamiği ve elektronik tarafından incelenir.
Herhangi bir bilim adamının elektrik akımını icat ettiğini söylemek yanlış olur, çünkü eski zamanlardan beri birçok araştırmacı ve bilim adamı onu inceliyor. "Elektrik" terimi günlük hayata Yunan matematikçi Thales tarafından tanıtıldı, bu kelime "kehribar" anlamına geliyor, çünkü Thales, kehribar bir çubuk ve yün ile yaptığı deneylerde statik elektrik üretmeyi ve bu fenomeni tanımlamayı başardı.
Romalı Plinius reçinenin elektriksel özelliklerini de inceledi ve Aristoteles elektrikli yılan balıklarını inceledi.
Daha sonra, elektrik akımının özelliklerini kapsamlı bir şekilde incelemeye başlayan ilk kişi, İngiltere Kraliçesi'nin doktoru V. Gilbert idi. Magdeburg'lu Alman belediye başkanı O. v. Guericke, ovuşturulmuş bir kükürt topundan yapılmış ilk ampulün yaratıcısı olarak kabul edilir. Ve büyük Newton, statik elektriğin varlığının kanıtını buldu.
18. yüzyılın başlarında, İngiliz fizikçi S. Gray, maddeleri iletkenlere ve iletken olmayanlara ayırdı ve Hollandalı bilim adamı Peter van Muschenbrook, elektrik yükü biriktirebilen bir Leiden kavanozu icat etti, yani ilk kapasitördü. . Amerikalı bilim adamı ve politikacı B. Franklin, elektrik teorisini bilimsel terimlerle ortaya koyan ilk kişiydi.
18. yüzyılın tamamı elektrik alanındaki keşifler açısından zengindi: yıldırımın elektriksel doğası kuruldu, yapay bir manyetik alan oluşturuldu, iki tür yükün varlığı ("artı" ve "eksi") ve sonuç olarak , iki kutup ortaya çıktı (ABD'den doğa bilimci R. Simmer), Coulomb nokta elektrik yükleri arasındaki etkileşim yasasını keşfetti.
Sonraki yüzyılda piller (İtalyan bilim adamı Volta), ark lambası (İngiliz Davey) ve ilk dinamonun prototipi icat edildi. 1820 yılı elektrodinamik bilimin doğum yılı olarak kabul edilir, Fransız Ampere bunu yaptı, bunun için adı elektrik akımının gücünü gösteren birime atandı ve Scotsman Maxwell elektromanyetizmanın ışık teorisini türetti. Rus Lodygin, modern ampullerin atası olan kömür çubuklu bir akkor lamba icat etti. Yüz yıldan biraz daha uzun bir süre önce neon lamba, Fransız bilim adamı Georges Claude tarafından icat edildi.
Bu güne kadar, elektrik alanındaki araştırma ve keşifler, örneğin kuantum elektrodinamiği teorisi ve zayıf elektrik dalgalarının etkileşimi gibi devam ediyor. Elektriği inceleyen tüm bilim adamları arasında, Nikola Tesla'nın özel bir yeri var - elektriğin nasıl çalıştığına dair icatlarının ve teorilerinin çoğu hala takdir edilmiyor.
Doğal elektrik
Uzun zamandır elektriğin doğada "kendi başına" olmadığına inanılıyordu. Bu yanılgı, yıldırımın elektriksel doğasını kanıtlayan B. Franklin tarafından ortadan kaldırıldı. Bilim adamlarının versiyonlarından birine göre, dünyadaki ilk amino asitlerin sentezine katkıda bulundular.
Canlı organizmaların içinde, motor, solunum ve diğer hayati işlevleri sağlayan sinir uyarıları üreten elektrik de üretilir.
İlginç. Birçok bilim adamı, insan vücudunu, kendi kendini düzenleme işlevlerine sahip özerk bir elektrik sistemi olarak görür.
Hayvan dünyasının temsilcilerinin de kendi elektriği var. Örneğin, bazı balık türleri (yılan balığı, abanoz, vatoz, olta balıkçılığı ve diğerleri) onu su altı boşluğunda koruma, avlanma, yiyecek arama ve oryantasyon için kullanır. Bu balıkların vücudundaki özel bir organ, elektrik üretir ve saklar, tıpkı bir kondansatörde olduğu gibi, frekansı yüzlerce hertz ve voltajı 4-5 volttur.
Elektrik almak ve kullanmak
Çağımızda elektrik, rahat bir yaşamın temelidir, bu nedenle insanlığın sürekli üretimine ihtiyacı vardır. Bu amaçlar için, jeneratörler yardımıyla megawatt elektrik üretebilen çeşitli enerji santralleri (hidroelektrik, termik, nükleer, rüzgar, gelgit ve güneş) inşa edilmektedir. Bu süreç, mekanik (bir hidroelektrik santralde düşen suyun enerjisi), termal (karbon yakıtın yanması - kömür ve kahverengi kömür, bir termik santralde turba) veya atomlar arası enerjinin (radyoaktif uranyumun atomik bozunması) dönüştürülmesine dayanır. ve bir nükleer santralde plütonyum) elektrik enerjisine dönüştürülür.
Dünyanın elektrik kuvvetlerine birçok bilimsel araştırma ayrılmıştır, hepsi atmosferik elektriği insanlığın iyiliği için - elektrik üretimi için kullanmaya çalışır.
Bilim adamları, bir mıknatıstan elektrik çekmeyi mümkün kılan birçok ilginç akım üreteci cihazı önerdiler. Kalıcı mıknatısların tork şeklinde faydalı işler yapma kabiliyetini kullanırlar. Stator ve rotor cihazlarındaki benzer yüklü manyetik alanlar arasındaki itme sonucu ortaya çıkar.
Elektrik, birçok avantajı olduğu için diğer tüm enerji kaynaklarından daha popülerdir:
- tüketiciye kolay hareket;
- termal veya mekanik enerjiye hızlı dönüşüm;
- olası yeni uygulama alanları (elektrikli araçlar);
- tüm yeni özelliklerin keşfi (süper iletkenlik).
Elektrik, bir iletken içindeki farklı yüklü iyonların hareketidir. Bu, insanların eski zamanlardan beri bildiği doğadan gelen büyük bir armağandır ve insanlık onu büyük hacimlerde nasıl çıkaracağını öğrenmiş olmasına rağmen, bu süreç henüz bitmemiştir. Elektrik, modern toplumun gelişmesinde büyük rol oynamaktadır. Onsuz, çağdaşlarımızın çoğunun yaşamının duracağını söyleyebiliriz, çünkü elektrik kesildiğinde insanların “ışığı kapattıklarını” söylemeleri boşuna değildir.
Video
Elektrik mühendisliği yabancı bir dil gibidir. Birisi uzun ve mükemmel bir şekilde ustalaştı, biri yeni tanışmaya başlıyor, ancak birileri için hala ulaşılmaz ama çekici bir hedef. Neden birçok kişi bu gizemli elektrik dünyasını bilmek istiyor? Sadece 250 yıldır insanlar onu tanıyor, ancak bugün elektriksiz bir hayatı hayal etmek zaten zor. Bu dünyayı tanımak ve aptallar için elektrik mühendisliğinin (TOE) teorik temelleri vardır.
Elektrikle ilk tanışma
18. yüzyılın sonunda, Fransız bilim adamı Charles Coulomb, maddelerin elektriksel ve manyetik olaylarını aktif olarak araştırmaya başladı. Kendisinden sonra adlandırılan elektrik yükü yasasını keşfeden oydu - bir kolye.
Bugün, herhangi bir maddenin bir yörüngede onların etrafında dönen atomlardan ve elektronlardan oluştuğu bilinmektedir. Bununla birlikte, bazı maddelerde elektronlar atomlar tarafından çok sıkı tutulurken, diğerlerinde bu bağ zayıftır, bu da elektronların bazı atomlardan serbestçe ayrılıp diğerlerine bağlanmasına izin verir.
Ne olduğunu anlamak için, kuralsız hareket eden çok sayıda arabanın olduğu büyük bir şehir hayal edebilirsiniz. Bu makineler düzensiz hareket ederler ve faydalı işler yapamazlar. Neyse ki elektronlar çarpışmazlar, aksine toplar gibi birbirlerinden sekerler. Bu küçük emekçilerden yararlanmak için , üç koşulun karşılanması gerekir:
- Bir maddenin atomları elektronlarını serbestçe vermelidir.
- Bu maddeye elektronları bir yönde hareket ettirecek bir kuvvet uygulanmalıdır.
- Yüklü parçacıkların hareket ettiği zincir kapalı olmalıdır.
Yeni başlayanlar için elektrik mühendisliğinin kalbinde yatan şey bu üç koşulun gözetilmesidir.
Tüm elementler atomlardan oluşur. Atomlar güneş sistemiyle karşılaştırılabilir, yalnızca her sistemin kendi yörünge sayısı vardır ve her yörüngede aynı anda birkaç gezegen (elektron) bulunabilir. Yörünge çekirdekten ne kadar uzaksa, bu yörüngedeki elektronlar tarafından o kadar az çekim hissedilir.
Çekim, çekirdeğin kütlesine bağlı değildir, ancak çekirdeğin ve elektronların farklı polaritesinden... Çekirdeğin +10 birim yükü varsa, elektronların da toplam 10 birim, ancak negatif yükü olmalıdır. Bir elektron dış yörüngeyi terk ederse, elektronların toplam enerjisi zaten -9 birim olacaktır. +10 + (-9) = +1 eklemek için basit bir örnek. Atomun pozitif bir yüke sahip olduğu ortaya çıktı.
Aynı zamanda tam tersi olur: çekirdek güçlü bir çekime sahiptir ve bir "yabancı" elektronu yakalar. Ardından, dış yörüngesinde bir "ekstra", 11. elektron belirir. Aynı örnek +10 + (-11) = -1. Bu durumda atom negatif yüklü olacaktır.
Zıt yüklü iki malzeme elektrolite indirilir ve örneğin bir ampul gibi bir iletken aracılığıyla bunlara bağlanırsa, kapalı bir devrede bir akım akacak ve ışık yanacaktır. Devre, örneğin bir anahtar aracılığıyla kırılırsa, ışık sönecektir.
Elektrik akımı aşağıdaki gibi elde edilir. Elektrolit, malzemelerden birine (elektrot) etki ettiğinde, içinde fazla elektron belirir ve negatif olarak yüklenir. İkinci elektrot, aksine, elektrolitin etkisi altında elektronları bırakır ve pozitif olarak yüklenir. Her elektrot sırasıyla "+" (elektron fazlalığı) ve "-" (elektron eksikliği) olarak adlandırılır.
Elektronların negatif bir yükü olmasına rağmen, elektrot "+" ile işaretlenmiştir. Bu karışıklık elektrik mühendisliğinin şafağında meydana geldi. O zamanlar, yük transferinin pozitif parçacıklar tarafından gerçekleştiğine inanılıyordu. O zamandan beri birçok şema yapıldı. düzenlenmiş ve onları değiştirmemek için her şeyi olduğu gibi bıraktılar ...
Galvanik hücrelerde, kimyasal reaksiyonla bir elektrik akımı üretilir. Birkaç elemanın kombinasyonuna pil denir, böyle bir kural elektrik mühendisliğinde "aptallar" için bulunabilir. Tersine işlem mümkünse, bir elektrik akımının etkisi altında elementte kimyasal enerji biriktiğinde, böyle bir elemente pil denir.
Galvanik hücre 1800 yılında Alessandro Volta tarafından icat edildi. Tuz çözeltisine batırılmış bakır ve çinko levhalar kullandı. Bu, modern akümülatörler ve piller için prototip haline geldi.
Akımın türleri ve özellikleri
İlk elektriği aldıktan sonra, bu enerjiyi belirli bir mesafeye iletme fikri ortaya çıktı ve burada zorluklar ortaya çıktı. Bir iletkenden geçen elektronların enerjilerinin bir kısmını kaybettiği ve iletken ne kadar uzun olursa, bu kayıplar o kadar büyük olur. 1826'da Georg Ohm, voltaj, akım ve direnç arasındaki ilişkiyi izleyen bir yasa çıkardı. Şu şekilde okunur: U = RI. Sözlerle, ortaya çıkıyor: gerilim, akım gücü ile iletkenin direncinin çarpımına eşittir..
Direnci artıran iletken ne kadar uzun olursa, akım ve voltajın o kadar az olacağı, dolayısıyla gücün azalacağı denklemden görülebilir. Direnci ortadan kaldırmak imkansızdır, bunun için iletkenin sıcaklığını sadece laboratuvar koşullarında mümkün olan mutlak sıfıra düşürmek gerekir. Akım güç için gereklidir, bu yüzden ona da dokunamazsınız, sadece voltajı arttırmanız gerekir.
19. yüzyılın sonlarında, bu aşılmaz bir sorundu. Gerçekten de, o zamanlar alternatif akım üreten santraller, transformatörler yoktu. Bu nedenle mühendisler ve bilim adamları, modern kablosuzdan çok farklı olmasına rağmen bakışlarını radyoya çevirdiler. Farklı ülkelerin hükümeti bu gelişmelerin faydasını görmedi ve bu tür projelere sponsor olmadı.
Gerilimi dönüştürmek, arttırmak veya azaltmak için alternatif bir akıma ihtiyaç vardır. Bunun nasıl çalıştığı aşağıdaki örnekten görülebilir. Tel bir bobine sarılırsa ve içinde bir mıknatıs hızla hareket ettirilirse, bobinde alternatif bir akım görünecektir. Bu, ortasında sıfır işareti olan bir voltmetreyi bobinin uçlarına bağlayarak doğrulanabilir. Cihazın oku sola ve sağa sapacaktır, bu elektronların bir yönde, sonra başka bir yönde hareket ettiğini gösterecektir.
Bu elektrik üretme yöntemine manyetik indüksiyon denir. Örneğin, jeneratörlerde ve transformatörlerde, akım alma ve değiştirmede kullanılır. onun formunda alternatif akım olabilir:
- sinüsoidal;
- dürtü;
- doğruldu.
İletken türleri
Elektrik akımını etkileyen ilk şey malzemenin iletkenliğidir. Bu iletkenlik farklı malzemeler için farklıdır. Tüm maddeler geleneksel olarak üç türe ayrılabilir:
- kondüktör;
- yarı iletken;
- dielektrik.
Kendi içinden elektrik akımını serbestçe geçiren herhangi bir madde iletken olabilir. Bunlar metal veya yarı metal (grafit) gibi sert malzemeleri içerir. Sıvı - cıva, erimiş metaller, elektrolitler. Ayrıca iyonize gazları da içerir.
Buna dayanarak, iletkenler iki tür iletkenliğe ayrılır:
- elektronik;
- iyonik.
Elektronik iletim, bir elektrik akımı oluşturmak için elektronların kullanıldığı tüm malzemeleri ve maddeleri içerir. Bu elementler metalleri ve yarı metalleri içerir. Akımı ve karbonu iyi iletir.
İyonik iletkenlikte bu rol, pozitif veya negatif yüklü bir parçacık tarafından oynanır. İyon, eksik veya fazladan elektronu olan bir parçacıktır. Bazı iyonlar "fazladan" bir elektron yakalamaya karşı değildir, diğerleri ise elektronlara değer vermez ve bu nedenle onları serbestçe verir.
Buna göre, bu tür parçacıklar negatif yüklü ve pozitif yüklü olabilir. Bir örnek tuzlu sudur. Ana madde, yalıtkan olan ve elektriği iletmeyen damıtılmış sudur. Tuz eklendiğinde elektrolit yani iletken olur.
Yarı iletkenler normalde akımı iletmezler, ancak dış etkiler (sıcaklık, basınç, ışık vb.) altında iletkenler kadar iyi olmasa da akım geçmeye başlarlar.
İlk iki türe dahil olmayan diğer tüm malzemeler dielektriklere veya yalıtkanlara aittir. Normal koşullar altında, pratik olarak elektrik akımı iletmezler. Bunun nedeni, dış yörüngede elektronların yerlerinde çok sıkı tutulması ve diğer elektronlara yer olmamasıdır.
"Aptallar" için elektrik çalışırken, daha önce listelenen tüm malzeme türlerinin kullanıldığını hatırlamanız gerekir. İletkenler öncelikle devre elemanlarını (mikro devreler dahil) bağlamak için kullanılır. Bir güç kaynağını bir yüke bağlayabilirler (bu, örneğin bir buzdolabından gelen bir kablo, elektrik kabloları vb.). Sırasıyla, örneğin baskılı devre kartlarında veya transformatörlerde, jeneratörlerde, elektrik motorlarında vb. Değişmeden kullanılabilen bobinlerin imalatında kullanılırlar.
İletkenler en çok sayıda ve çeşitlidir. Hemen hemen tüm radyo bileşenleri onlardan yapılır. Bir varistör elde etmek için örneğin tek bir yarı iletken (silikon karbür veya çinko oksit) kullanılabilir. Diyotlar, zener diyotlar, transistörler gibi farklı iletkenlik türlerinde iletkenler içeren parçalar vardır.
Bimetaller özel bir niş işgal eder. İki veya daha fazla metalin birleşimidir., farklı genişleme derecelerine sahip olan. Böyle bir parça ısıtıldığında, farklı genleşme yüzdesi nedeniyle deforme olur. Genellikle aşırı akım korumasında, örneğin bir elektrik motorunu aşırı ısınmadan korumak veya bir ütüde olduğu gibi önceden belirlenmiş bir sıcaklığa ulaşıldığında cihazı kapatmak için kullanılır.
Dielektrikler esas olarak koruyucu bir işlev görür (örneğin, elektrikli el aletlerinin yalıtkan tutacakları). Ayrıca elektrik devresinin elemanlarını izole etmenize izin verir. Radyo bileşenlerinin monte edildiği baskılı devre kartı dielektrikten yapılmıştır. Bobin telleri, dönüşler arasında kısa devreleri önlemek için yalıtkan vernik ile kaplanmıştır.
Bununla birlikte, bir iletken eklendiğinde dielektrik yarı iletken olur ve akımı iletebilir. Aynı hava, fırtına sırasında iletken olur. Kuru bir ağaç elektriği iyi iletmez, ancak ıslanırsa artık güvenli olmaz.
Elektrik akımı modern bir insanın hayatında büyük bir rol oynar, ancak diğer yandan ölümcül olabilir. Örneğin yerde yatan bir telde bunu tespit etmek çok zordur, bu özel cihazlar ve bilgi gerektirir. Bu nedenle elektrikli aletleri kullanırken çok dikkatli olunmalıdır.
İnsan vücudu ağırlıklı olarak sudur ama bu bir dielektrik olan damıtılmış su değildir. Bu nedenle, elektrik için vücut neredeyse bir iletken haline gelir. Elektrik çarpması sırasında kaslar kasılır ve bu da kalp ve solunum durmasına neden olabilir. Akımın daha fazla etkisi ile kan kaynamaya başlar, daha sonra vücut kurur ve sonunda dokuların karbonizasyonu. Yapılacak ilk şey akımı durdurmak, gerekirse ilk yardım sağlamak ve doktorları aramaktır.
Doğada statik stres oluşur, ancak çoğu zaman yıldırım dışında insanlar için tehlike oluşturmaz. Ancak elektronik devreler veya parçalar için tehlikeli olabilir. Bu nedenle, mikro devreler ve alan etkili transistörlerle çalışırken topraklanmış bilezikler kullanırlar.
İçerik:
Kendi gözünüzle göremediğiniz, elinizle dokunamadığınız birçok kavram var. En çarpıcı örnek, karmaşık devrelerden ve belirsiz terminolojiden oluşan elektrik mühendisliğidir. Bu nedenle, birçok insan, bu bilimsel ve teknik disiplinin gelecekteki çalışmasının zorlukları karşısında geri çekilmektedir.
Yeni başlayanlar için erişilebilir bir dilde hazırlanmış elektrik mühendisliğinin temelleri, bu alanda bilgi edinmenize yardımcı olacaktır. Tarihsel gerçekler ve açıklayıcı örneklerle desteklenerek, yabancı kavramlarla ilk karşılaşanlar için bile büyüleyici ve anlaşılır hale gelirler. Yavaş yavaş basitten karmaşığa doğru hareket ederek, sunulan materyalleri incelemek ve bunları pratikte kullanmak oldukça mümkündür.
Elektrik akımı kavramları ve özellikleri
Herhangi bir hesaplamadan daha fazlası için elektrik yasaları ve formülleri gereklidir. Ayrıca, pratikte elektrikle ilgili işlemleri yürütenler tarafından da ihtiyaç duyulmaktadır. Elektrik mühendisliğinin temellerini bilerek, arızanın nedenini mantıklı bir şekilde belirleyebilir ve çok hızlı bir şekilde ortadan kaldırabilirsiniz.
Elektrik akımının özü, elektrik yükü taşıyan yüklü parçacıkların bir noktadan diğerine hareketidir. Ancak, metallerdeki serbest elektronlar gibi yüklü parçacıkların rastgele termal hareketi ile yük transferi gerçekleşmez. Bir iletkenin kesiti boyunca bir elektrik yükünün hareketi, ancak iyonlar veya elektronlar düzenli bir harekete katılırsa gerçekleşir.
Elektrik akımı her zaman belirli bir yönde akar. Varlığı belirli işaretlerle belirtilir:
- Akımın aktığı iletkenin ısıtılması.
- Akımın etkisi altında bir iletkenin kimyasal bileşimindeki değişiklik.
- Komşu akımlar, mıknatıslanmış cisimler ve komşu akımlar üzerinde bir kuvvet etkisi uygulamak.
Elektrik akımı doğrudan veya alternatif olabilir. İlk durumda, tüm parametreleri değişmeden kalır ve ikincisinde polarite periyodik olarak pozitiften negatife değişir. Her yarım periyotta elektron akışının yönü değişir. Bu tür periyodik değişikliklerin oranı, hertz cinsinden ölçülen frekanstır.
Temel akım değerleri
Devrede bir elektrik akımı oluştuğunda, iletkenin enine kesiti boyunca sabit bir yük transferi vardır. Belirli bir zaman birimi üzerinden aktarılan yük miktarına denir. amper.
Yüklü parçacıkların hareketini yaratmak ve sürdürmek için, onlara belirli bir yönde uygulanan bir kuvvetin etkisi gereklidir. Böyle bir eylemin sona ermesi durumunda, elektrik akımının akışı da durur. Bu kuvvete elektrik alanı denir, aynı zamanda olarak da bilinir. Potansiyel farka neden olan odur veya Gerilim iletkenin uçlarında ve yüklü parçacıkların hareketine ivme kazandırır. Bu değeri ölçmek için özel bir birim kullanılır - volt... Ohm yasasında yansıtılan ve ayrıntılı olarak ele alınacak olan temel miktarlar arasında belirli bir ilişki vardır.
Bir iletkenin doğrudan elektrik akımıyla ilgili en önemli özelliği, dirençölçülen ohmah... Bu değer, iletkenin içindeki elektrik akımı akışına karşı bir tür direncidir. Direncin etkisi sonucu iletken ısınır. İletkenin uzunluğunun artması ve kesitinin azalması ile direnç değeri artar. İletkendeki potansiyel fark 1 V ve akım gücü 1 A olduğunda 1 Ohm değeri oluşur.
Ohm yasası
Bu yasa, elektrik mühendisliğinin temel hükümlerini ve kavramlarını ifade eder. Akım, voltaj, direnç vb. nicelikler arasındaki ilişkiyi en doğru şekilde yansıtır. Bu miktarların tanımları zaten düşünülmüştü, şimdi etkileşimlerinin derecesini ve birbirleri üzerindeki etkilerini belirlemek gerekiyor.
Bunu veya bu değeri hesaplamak için aşağıdaki formülleri kullanmanız gerekir:
- Akım gücü: I = U / R (amper).
- Voltaj: U = I x R (volt).
- Direnç: R = U / I (ohm).
Süreçlerin özünün daha iyi anlaşılması için bu değerlerin bağımlılığı genellikle hidrolik özelliklerle karşılaştırılır. Örneğin, su ile dolu bir tankın dibine bitişik bir boru ile bir vana monte edilir. Valf açıldığında, borunun başındaki yüksek basınç ile boru sonundaki alçak basınç arasında fark olduğu için su akmaya başlar. Tam olarak aynı durum, bir potansiyel fark şeklinde bir iletkenin uçlarında meydana gelir - elektronların iletken boyunca hareket ettiği bir voltaj. Böylece, benzetme yoluyla, voltaj bir tür elektrik basıncıdır.
Akım gücü, suyun akış hızı, yani belirli bir süre boyunca borunun enine kesitinden akan miktarı ile karşılaştırılabilir. Boru çapının küçülmesi ile direncin artması nedeniyle su akışı da azalacaktır. Bu sınırlı akış, elektron akışını belirli bir aralıkta tutan bir iletkenin elektrik direnciyle karşılaştırılabilir. Akım, voltaj ve direncin etkileşimi hidrolik özelliklere benzer: bir parametrede bir değişiklikle diğerleri değişir.
Elektrik mühendisliğinde enerji ve güç
Elektrik mühendisliğinde şu kavramlar da vardır: enerji ve güç Ohm kanunu ile ilgili. Enerjinin kendisi mekanik, termal, nükleer ve elektriksel formlarda bulunur. Enerjinin korunumu yasasına göre, yok edilemez veya yaratılamaz. Sadece bir formdan diğerine dönüşebilir. Örneğin, ses sistemleri elektriği ses ve ısıya dönüştürür.
Herhangi bir elektrikli cihaz, belirli bir süre boyunca belirli bir miktarda enerji tüketir. Bu değer her cihaz için ayrıdır ve gücü, yani belirli bir cihazın tüketebileceği enerji miktarını temsil eder. Bu parametre formülle hesaplanır P = I x U, birimdir. Bu, bir ohm'luk bir direnç boyunca bir voltu hareket ettirmek anlamına gelir.
Bu nedenle, yeni başlayanlar için elektrik mühendisliğinin temelleri, ilk başta temel kavramları ve terimleri anlamanıza yardımcı olacaktır. Bundan sonra edinilen bilgileri pratikte kullanmak çok daha kolay olacaktır.
Aptallar için Elektrikçi: Elektronik Temelleri
Herhangi bir elektrik ünitesi arızalanırsa, doğru çözüm, sorunu hızla çözecek bir uzmanı aramak olacaktır.
Bu mümkün değilse, elektrikçiler için dersler şu veya bu arızayı kendi başınıza düzeltmenize yardımcı olacaktır.
Bu durumda, ciddi yaralanmalardan kaçınmak için güvenlik önlemlerini hatırlamaya değer.
Güvenlik mühendisliği
Güvenlik kurallarının ezbere öğrenilmesi gerekir - bu, elektrikle ilgili sorunları ortadan kaldırırken sağlığı ve yaşamı koruyacaktır. İşte en önemli başlangıç elektrik temelleri:
Kurulum işini gerçekleştirmek için tornavida veya bız gibi bir sensör (faz göstergesi) satın almanız gerekir. Bu cihaz, canlı bir kablo bulmanızı sağlar - algılandığında, sensörde bir gösterge yanar. Cihazlar, örneğin ilgili kişiye bir parmakla basıldığında farklı şekillerde çalışır.
Çalışmaya başlamadan önce, tüm kabloların enerjisinin kesilmediğinden emin olmak için göstergeyi kullanmak gerekir.
Gerçek şu ki, bazen kablolama yanlış döşenir - girişteki makine, tüm ağın enerjisini kesmeden yalnızca bir kabloyu keser. Böyle bir hata üzücü sonuçlara yol açabilir, çünkü bir kişi sistemin tamamen kapanmasını umarken, bazı alanlar hala aktif olabilir.
Devre çeşitleri, gerilim ve akım
Elektrik devreleri paralel veya seri bağlanabilir. İlk durumda, elektrik akımı paralel bağlı tüm devrelere dağıtılır. Toplam birimin, herhangi bir devredeki akımın toplamına eşit olacağı ortaya çıktı.
Paralel bağlantılar aynı voltaja sahiptir. Seri kombinasyonda akım bir sistemden diğerine aktarılır. Sonuç olarak, her hatta aynı akım akar.
Gerilim ve akımın teknik tanımları üzerinde durmanın bir anlamı yoktur (A). Örneklerle bir açıklama çok daha net olacaktır. Bu nedenle, ilk parametre, farklı alanları ne kadar iyi izole etmeniz gerektiğini etkiler. Ne kadar büyük olursa, bir yerde bir arıza meydana gelme olasılığı o kadar yüksek olur. Bunu takip ediyor yüksek voltaj iyi yalıtım gerektirir... Çıplak derzler birbirinden, diğer malzemelerden ve zeminden uzak tutulmalıdır.
Elektrik voltajı (U) genellikle Volt cinsinden ölçülür.
Daha güçlü gerilim, yaşamı tehdit eder. Ancak, düşük seviyenin kesinlikle güvenli olduğunu varsaymayın. İnsanlar için tehlike, vücuttan geçen akımın gücüne de bağlıdır. Ve bu parametre zaten doğrudan direnç ve gerilime tabidir. Bu durumda vücudun direnci, kişinin ahlaki ve fiziksel durumuna, neme ve diğer birçok faktöre bağlı olarak değişebilen cildin direnci ile ilişkilidir. Bir kişinin sadece 12 voltluk bir elektrik çarpmasından öldüğü durumlar olmuştur.
Ek olarak, amper değerine bağlı olarak farklı teller seçilir. A ne kadar yüksek olursa, telin o kadar kalın olması gerekir.
Değişken ve Sabit
Elektrik emekleme dönemindeyken tüketicilere doğru akım sağlanıyordu. Bununla birlikte, 220 voltluk standart değerin uzun bir mesafe üzerinden iletilmesinin neredeyse imkansız olduğu ortaya çıktı.
Öte yandan, binlerce volt sağlayamazsınız - birincisi tehlikelidir ve ikincisi, bu kadar yüksek voltajda çalışan cihazların üretilmesi zor ve pahalıdır. Sonuç olarak, voltajın dönüştürülmesine karar verildi - 10 volt şehre ulaşır ve 220 zaten evlere girer.Dönüşüm yardımı ile gerçekleşir. transformatör.
Voltaj frekansına gelince, 50 Hertz'dir. Bu, voltajın durumunu dakikada 50 kez değiştirdiği anlamına gelir. Sıfırdan başlar ve 310 volta yükselir, sonra sıfıra düşer, sonra -310 volta düşer ve tekrar sıfıra yükselir. Tüm işler döngüsel bir şekilde gerçekleşir. Bu gibi durumlarda, ağdaki voltaj 220 volttur - neden 310 olmasın, daha sonra tartışılacaktır. Yurtdışında farklı parametreler var - 220, 127 ve 110 volt ve frekans 60 hertz olabilir.
Güç ve diğer parametreler
Motoru döndürmek veya pilleri ısıtmak gibi bazı işleri yapmak için elektrik gereklidir. Akımı voltajla çarparak ne tür bir iş yapacağını hesaplayabilirsiniz. Örneğin 220 volt ve 2,2 kW gücünde bir elektrikli ısıtıcı 10 A tüketecektir.
Standart güç ölçümü watt (W) cinsindendir. 1 volt gerilim ile 1 amperlik bir elektrik akımı 1 watt güç üretebilir.
Yukarıdaki formül her iki akım türü için de kullanılır. Bununla birlikte, ilkinin hesaplanması biraz zordur - mevcut gücü her zaman biriminde U ile çarpmak gerekir. Ve alternatif akımın voltaj ve güç göstergelerinin her zaman değiştiğini hesaba katarsak, o zaman integrali almanız gerekecektir. Bu nedenle konsept uygulandı. efektif değer.
Kabaca söylemek gerekirse, etkin parametre, özel bir şekilde seçilen akım ve voltajın ortalama değeridir.
Alternatif ve doğru akımın genliği ve etkin durumu vardır. Genlik parametresi, voltajın yükselebileceği maksimum birimdir. Değişken bir tip için genlik sayısı, √ 2 ile çarpılan efektif sayıya eşittir. Bu, 310 ve 220 V voltaj göstergelerini açıklar.
Ohm yasası
Yeni başlayanlar için temel elektrik temellerinde bir sonraki kavram Ohm Yasasıdır. Amperin, dirence bölünen voltaja eşit olduğunu iddia ediyor. Bu yasa hem alternatif akım hem de doğru akım için geçerlidir.
Direnç ohm cinsinden ölçülür. Böylece, 1 voltluk bir voltajda 1 ohm dirençli bir iletkenden 1 amperlik bir akım geçer. Ohm Yasasının iki ilginç sonucu vardır:
- Sistemden geçen A'yı ve devrenin direncini biliyorsanız, güç hesaplanabilir.
- Güç, etkin direnç ve U bilinerek de hesaplanabilir.
Bu durumda gücü belirlemek için şebeke gerilimi alınmaz, iletkene U uygulanır. Sisteme bir uzatma kablosu ile herhangi bir cihaz bağlanırsa, işlemin hem cihaza hem de uzatma cihazının tellerine uygulanacağı ortaya çıkıyor. Sonuç olarak, teller ısınacaktır.
Tabii ki, bağlantıların ısınması istenmez, çünkü bu, elektrik kablolarının çalışmasında çeşitli rahatsızlıklara yol açar.
Ancak asıl problem telin kendisinde değil, çeşitli bağlantı noktalarındadır. Bu noktalarda direnç, telin çevresinden on kat daha fazladır. Zamanla oksidasyonun bir sonucu olarak direnç sadece artabilir.
Çeşitli metallerin birleşim yerleri özellikle tehlikelidir. Onlarda oksidasyon süreçleri çok daha hızlıdır. En sık bağlantı bölgeleri şunlardır:
- Tellerin büküldüğü yerler.
- Anahtarlar, prizler için terminaller.
- Sıkma kontakları.
- Dağıtım panolarındaki kişiler.
- Fişler ve prizler.
Bu nedenle onarım yaparken ilk yapılması gereken bu bölgelere dikkat etmektir. Kurulum ve kontrol için erişilebilir olmalıdırlar.
Yukarıdaki kuralları izleyerek, evdeki elektrikle ilgili bazı ev sorunlarını bağımsız olarak çözebilirsiniz. Ana şey, güvenlik önlemlerini hatırlamaktır.
Şu anda, zaten oldukça istikrarlı bir şekilde gelişti hizmet pazarı, bölgede dahil ev elektriği.
Son derece profesyonel elektrikçiler, gizlenmemiş bir coşkuyla, yapılan kaliteli işten ve mütevazı ücretten büyük memnuniyet alırken, nüfusumuzun geri kalanına yardım etmek için ellerinden geleni yaparlar. Buna karşılık halkımız da sorunlarına kaliteli, hızlı ve tamamen ucuz çözümlerden büyük keyif alıyor.
Öte yandan, prensipte bunu bir onur olarak gören oldukça geniş bir vatandaş kategorisi her zaman olmuştur - kendi elimle kendi ikamet yerlerinin topraklarında ortaya çıkan günlük sorunları kesinlikle çözmek. Bu pozisyon kesinlikle hem onayı hem de anlayışı hak ediyor.
Üstelik tüm bunlar Değişiklikler, transferler, kurulumlar- anahtarlar, prizler, makineler, sayaçlar, lambalar, mutfak fırınlarının bağlantısı vb. - profesyonel bir elektrikçi açısından nüfusun en çok talep ettiği tüm bu tür hizmetler, hiç zor iş değil.
Ve gerçekte, elektrik mühendisliği eğitimi olmayan, ancak yeterince ayrıntılı talimatlara sahip olan sıradan bir vatandaş, kendi elleriyle uygulanmasıyla başa çıkabilir.
Tabii ki, ilk kez böyle bir iş yapan acemi bir elektrikçi, deneyimli bir profesyonelden çok daha fazla zaman harcayabilir. Ama bunun onu daha az verimli hale getireceği bir gerçek değil, ayrıntılara dikkat ederek ve acele etmeden.
Başlangıçta bu site, bu alandaki en yaygın sorunlarla ilgili benzer talimatların bir koleksiyonu olarak tasarlandı. Ancak gelecekte, bu tür sorunların çözümüyle kesinlikle hiç karşılaşmamış kişiler için 6 pratik derslik bir "genç elektrikçi" kursu eklendi.
Gizli ve açık kablolama elektrik prizlerinin kurulum özellikleri. Elektrikli ocak için prizler. Elektrikli sobayı kendi elinizle bağlama.
Anahtarlar.
Elektrik anahtarlarının değiştirilmesi, montajı, gizli ve açık kablolama.
Otomatik cihazlar ve RCD'ler.
Koruyucu cihazların ve devre kesicilerin çalışma prensibi. Devre kesicilerin sınıflandırılması.
Elektrik sayaçları.
Tek fazlı bir sayacın kendi kendine kurulumu ve bağlantısı için talimatlar.
Kablolamanın değiştirilmesi.
İç mekan elektrik tesisatı. Duvarların malzemesine ve dekorasyonlarının türüne bağlı olarak kurulum özellikleri. Ahşap bir evde elektrik tesisatı.
Lambalar.
Duvar lambalarının montajı. Avizeler. Spot ışıklarının montajı.
Kişiler ve bağlantılar.
Çoğu zaman "ev" elektriğinde bulunan bazı iletken bağlantı türleri.
Elektrik Mühendisliği - Teorinin Temelleri.
Elektrik direnci kavramı. Ohm kanunu. Kirchhoff yasaları. Paralel ve seri bağlantı.
En yaygın tellerin ve kabloların tanımı.
Dijital bir evrensel elektrik ölçüm cihazıyla çalışmak için resimli talimatlar.
Lambalar hakkında - akkor, floresan, LED lambalar.
Para hakkında."
Bir elektrikçinin mesleği yakın zamana kadar kesinlikle prestijli sayılmazdı. Ama ona düşük ücretli diyebilir misiniz? Aşağıda, üç yıl önceki en yaygın hizmetlerin fiyat listesini görebilirsiniz.
Elektrik tesisatı - fiyatlar.
Elektrik sayacı adet. - 650p.
Tek kutuplu devre kesiciler adet. - 200p.
Üç kutuplu devre kesiciler adet. - 350p.
Difautomat adet. - 300p.
RCD tek fazlı adet. - 300p.
Tek tuşla anahtar adet. - 150p.
İki düğmeli anahtar adet. - 200p.
Üç düğmeli anahtar adet. - 250p.
10 grup adede kadar kablolama panosunu açın. - 3400p.
10 gruba kadar gizli kablolama panosu adet. - 5400p.
Açık kablo döşemesi PM - 40p.
Oluklu PM - 150p'de kablolama.
Duvarda kesme (beton) L.m. - 300p.
(tuğla) L.m. - 200p.
Beton parçalarda bir kutu ve bir bağlantı kutusu montajı. - 300p.
tuğla adet. - 200p.
alçıpan adet - 100p.
Duvar lambası adet. - 400p.
Spot ışık adet. - 250p.
Kanca avize adet. - 550p.
Tavan avizesi (montajsız) adet. - 650p.
Zil ve zil düğmesinin ayarlanması adet. - 500p.
Bir çıkış montajı, açık kablolama anahtarı adet. - 300p.
Bir soketin montajı, gizli bir kablo anahtarı (soket kutusu takmadan) adet. - 150p.
"Reklamla" bir elektrikçi olduğumda, bir akşamda 6-7 noktadan (prizler, anahtarlar) gizli kablolamayı betona monte edemedim. Ayrıca 4-5 metrelik oluk (beton için) vardır. Basit aritmetik hesaplamalar yapıyoruz: (300 + 150) * 6 = 2700p. - bunlar anahtarlı prizlerdir.
300 * 4 = 1200r. - bu flaşlar için.
2700 + 1200 = 3900r. toplam miktardır.
5-6 saatlik çalışma için fena değil, değil mi? Fiyatlar elbette Moskova fiyatlarıdır; Rusya'da daha az olacak, ancak iki katından fazla olmayacak.
Genel olarak konuşursak, bir elektrikçi - tesisatçının aylık kazancı artık nadiren 60.000 rubleyi aşıyor (Moskova'da değil)
Tabii ki, bu alanda özellikle yetenekli insanlar var (kural olarak, demir sağlığı ile) ve pratik anlamda. Belirli koşullar altında kazançlarını 100.000 ruble ve üzerine çıkarmayı başarıyorlar. Kural olarak, çeşitli aracıların katılımı olmadan "ciddi" sözleşmeler alarak elektrik işleri yapma ve doğrudan müşteri ile çalışma lisansına sahiptirler.
Elektrikçiler - tamirciler ekipman (işletmelerde), elektrikçiler - kural olarak yüksek voltaj (her zaman değil) - biraz daha az kazanır. İşletme karlıysa ve elektrikçiler-tamirciler için "yeniden ekipmana" fon yatırılırsa, örneğin mesai saatleri dışında yeni ekipman kurulumu gibi ek gelir kaynakları açılabilir.
Yüksek ücretli ancak fiziksel olarak zor ve bazen çok tozlu olan bir elektrikçi-montajcının işi kuşkusuz tüm saygıyı hak ediyor.
Elektrik tesisatı ile uğraşan acemi bir uzman, temel beceri ve yeteneklere hakim olabilir, ilk deneyim kazanabilir.
Gelecekte kariyerini nasıl inşa edeceğine bakılmaksızın, bu şekilde edindiği pratik bilgilerin kesinlikle işe yarayacağından emin olabilirsiniz.
Siteye bir bağlantı varsa, bu sayfadaki herhangi bir materyalin kullanımına izin verilir.
