среда, 3 ноября 2021 г.

ТЕОРІЇ І ЗАКОНИ ЕЛЕКТРИКИ

  Загальні закони, що регулюють електрику, нечисленні та прості та застосовуються необмеженою кількістю варіантів.

  Закон Ома - струм, що проходить через провідник між двома точками, прямо пропорційний напрузі між ними.
 I = V / R або V = IR або R = V / I 
Де: 
 I - Струм через провід в амперах;
 V - напруга, виміряна на провіднику у вольтах;
 R - опір дроту в Ом. 
Зокрема, він також говорить, що R у цьому відношенні постійна, не залежить від струму. 
  Закон Ватта, подібно до закону Ома, підтверджує зв'язок між потужністю (ватами), струмом і напругою: P = VI або P = I 2 R. 
  Закон Кірхгофа (KCL) доводить, що сумарний струм або заряд, що надходить у з'єднання або вузол, точно дорівнює заряду, що залишає вузол, оскільки йому нікуди подітися, крім як піти, оскільки всередині вузла заряд не може бути поглинений. Іншими словами, алгебраїчна сума всіх струмів, що входять і виходять з вузла, повинна дорівнювати нулю.
  Закон Фарадея говорить про те, що індукована електрорушійна сила в будь-якому замкнутому ланцюзі дорівнює негативному значенню тимчасової швидкості зміни магнітного потоку, укладеного в ній. 
  Закон Ленца стверджує, що напрям струму, індукованого у проводі магнітним полем, що змінюється, за фарадіївським законом, створить магнітне поле, що протистоїть зміні, яке його викликало. Простіше кажучи, розмір ЕДС, індукованої в ланцюзі, пропорційна швидкості зміни потоку. 
  Закон Гауса говорить, що сумарний електричний потік із замкнутої поверхні дорівнює вкладеному заряду, поділеному на діелектричну проникність.




Енергія- це

  Поняття Енергія (від грец. ενεργός - діяльний) - загальна кількісна міра руху та взаємодії всіх видів матерії.

  Енергія не виникає з нічого і нікуди не зникає, вона може тільки переходити з одного виду в інший (закон збереження енергії).
Поняття енергії пов'язує всі явища природи в одне ціле. загальною характеристикою стану фізичних тіл та фізичних полів. Внаслідок існування закону збереження енергії поняття "енергія" пов'язує всі явища природи. У фізиці поняття «енергія» зазвичай позначається латинською буквою «Е». У системі СІ енергія вимірюється у джоулях.
  Крім цих основних одиниць виміру на практиці використовується багато інших зручних при конкретному використанні одиниць. В атомній і ядерній фізиці, а також у фізиці елементарних частинок поняття енергію вимірюють електрон-вольтами, у хімії калоріями, у фізиці твердого тіла градусами Кельвіна, в оптиці зверненими сантиметрами, у квантовій хімії у самоузгодженого.

Види енергії. Енергетичні системи

  Відповідно до різних форм руху матерії, розрізняють кілька типів енергії:         
  •  механічна,
  •  електромагнітна,
  •  хімічна,
  •  ядерна,
  •  теплова,
  •  гравітаційна 
Цей поділ досить умовний. Так хімічна енергія складається з кінетичної енергії руху електронів, їх взаємодії та взаємодії з атомами.
  Крім того, за поняттям розрізняють енергію внутрішню та енергію в полі зовнішніх сил. Внутрішня енергія дорівнює сумі кінетичної енергії руху молекул та потенційної енергії взаємодії молекул між собою. Внутрішня енергія ізольованої системи є постійною.
  У різних фізичних процесах різні види енергії можуть перетворюватися один на інший. Наприклад, ядерна енергія в атомних електростанціях перетворюється спочатку на внутрішню теплову енергію пари, що обертає турбіни (механічна енергія), що в свою чергу індукують електричний струм у генераторах (електрична енергія), який використовується для освітлення (енергія електромагнітного поля) і т.д.
  Енергія системи однозначно залежить від властивостей, що характеризують її стан. У разі безперервного середовища вводять поняття густини.

Основоположниками науки про електрику є:
  1. Французький фізик Андре Марі Ампер, 1775-1836, який працював з електромагнетизму. Одиниця струму в системі СІ - ампер, названа на його честь.
  2. Французький фізик Чарльз Августин з Кулона, 1736-1806, який був піонером у дослідженнях тертя та в'язкості, розподілу заряду на поверхнях та законів електричної та магнітної сили. Його ім'ям названо одиницю заряду в системі СІ — кулон і закон Кулона. 
  3. Італійський фізик Алессандро Вольта, 1745-1827, який винайшов джерело постійного струму, нагороджений Нобелівською премією з фізики 1921 року, в системі СІ одиниця напруги — вольт, названа на його честь.
  4. Георг Симон Ом, 1789-1854, німецький фізик, першовідкривач, що вплинув на розвиток теорії електрики, зокрема закону Ома. У системі СІ одиниця опору - ом, названа на його честь. 
  5. Густав Роберт Кірхгоф, 1824-1887, німецький фізик, який зробив внесок у фундаментальне розуміння електричних кіл, відомий своїми двома законами з теорії ланцюгів.
  6. Генріх Герц, 1857-1894, німецький фізик, який демонструє існування електромагнітних хвиль. У системі СІ одиниця частоти - Герц названа на його честь. 
  7. Джеймс Клерк Максвелл, 1831-1879, шотландський математик і фізик, сформулював систему рівнянь про основні закони електрики та магнетизму, названу рівняннями Максвелла.
  8. Майкл Фарадей, 1791-1867, англійський хімік та фізик, основоположник закону індукції. Один із найкращих експериментаторів в історії науки, його зазвичай вважають батьком електротехніки. Одиниця ємності у системі СІ — стала Фарадея, названа на його честь. 
  9. Томас Едісон, 1847-1931, американський винахідник, що має понад 1000 патентів, найбільш відомий розробкою лампи розжарювання.

Що було першим електричним винаходом?

  У 1731 році у «Філософських працях», виданні «Королівського товариства», з'явилася стаття, яка зробила гігантський стрибок уперед для молодої електротехніки. Її автор англійський вчений Стівен Грей (1670-1736), проводячи експерименти з передачі електричного струму на відстань, випадково виявив, що не всі матеріали мають здатність передавати електрику однаково.


  Створення Лейденської банки Далі відбулося створення акумулятора - "Лейденської банки", пристрої для зберігання статичної електрики. Процес був випадково виявлений і досліджений голландським фізиком Пітером Ван Мюссенбруком з Лейденського університету у 1746 році та незалежно від нього німецьким винахідником Евальдом Георгом фон Клейстом у 1745 році. Приблизно цей період російські вчені Р. У. Рихман і М. У. Ломоносов проводили роботи з вивчення атмосферного електрики.