Fizikte güncel olan nedir? Güncel olan: temel özellikler ve kavramlar

Elektrik akımı yalnızca bir devrede dolaşırken makineleri çalıştırabilir. Elektrik devresi elektriğin içinden aktığı bir kanaldır. Devre, tüketicinin bir akkor lamba gibi bir bağlantı kablosuyla bağlandığı bir güç kaynağında (örneğin bir pil) başlar.

Devre tüketicide bitmez, ancak halka boyunca tekrar güç kaynağına geri döner. Bir devrede elektrik akımının akışını sağlayan kuvvete elektromotor kuvvet veya voltaj denir. Tüketiciler devredeki akımı zayıflattığı için bunlara direnç denir.

Elektrik akımı, voltaj ve direnç arasındaki ilişkinin anlaşılması, elektrik akımı ile bir kanaldan akan su arasında bir benzetme yapılarak kolaylaştırılabilir (yukarıdaki resim). Pil bir su pompası olarak temsil edilebilir ve elektrik akımı belirli bir hacimde su olarak temsil edilebilir. İki elektrik direncinin (iki akkor lamba) analogları kanaldaki iki drenajdır.

Böyle bir modelde, su (elektrik akımı) bir savakla (direnç) karşılaştığında, daha düşük bir seviyeye (düşük voltaj) düşer. Suyun hacmi değişmez ancak seviyesi (enerjisi) azalır. Aynı şey elektrik akımında da olur. Elektrik akımı bir dirençten geçtiğinde enerjisi ortama salınır ve gerilim düşer.

Gerilim düşümü hesaplaması

Elektrik akımı akkor ampul gibi bir dirençten geçtiğinde yükler üzerindeki kuvvet (voltaj) azalır. Bu azalmaya voltaj düşüşü denir. Gerilim değişimi, direnç değerinin akım gücüyle çarpılmasıyla sayısal olarak belirlenebilir.

Elektrik akımı ve elektron akışı

Elektronlar (mavi toplar) akım kaynağının pozitif kutbuna doğru akarlar, yani. pozitif kutuptan negatif kutba (büyük mavi ok) doğru hareket eden elektrik akımına doğru. Akımın gücü, birim zamanda iletkenin kesitinden kaç elektronun geçtiğine bağlıdır.

Paralel devrede elektrik akımı

Paralel devrede elektrik akımı (mavi oklar) kaynağına (kırmızı pil) dönmeden önce iki ayrı kola ayrılır.

Devre tipi ve voltajı

Seri devre voltajı (V) dönüşümlü olarak azaltan iki direnç (R) içerir. Gerilim düşüşü dirençlerin toplamı ile belirlenir.

İÇİNDE paralel devre Elektrik akımı farklı yollardan geçer. Dirençlerin (R) bu düzenlenmesi eş zamanlı bir voltaj düşüşüne neden olur.

Elektronlar veya delikler (elektron-delik iletkenliği). Bazen elektrik alanının zamanla değişmesi sonucu ortaya çıkan elektrik akımına yer değiştirme akımı da denir.

Elektrik akımı aşağıdaki belirtilere sahiptir:

Ansiklopedik YouTube

1 / 5

✪ ELEKTRİK AKIMI akım gücü FİZİK 8.sınıf

✪ Elektrik akımı

✪ #9 Elektrik akımı ve elektronlar

✪ Elektrik akımı nedir [Amatör Radyo TV 2]

✪ ELEKTRİK ÇARPMASI DURUMUNDA NE OLUR?

Altyazılar

sınıflandırma

Yüklü parçacıklar makroskobik cisimlerin içinde belirli bir ortama göre hareket ediyorsa, bu tür bir akıma elektrik akımı denir. iletim akımı. Eğer makroskobik yüklü cisimler (örneğin yüklü yağmur damlaları) hareket ediyorsa bu akıma denir. konveksiyon .

Doğru ve alternatif elektrik akımlarının yanı sıra çeşitli alternatif akım türleri de vardır. Bu tür kavramlarda “elektrik” sözcüğü sıklıkla atlanır.

Doğru akım - yönü ve büyüklüğü zamanla değişmeyen bir akım.

girdap akımları

Girdap akımları (Foucault akımları), "büyük bir iletkende, içinden geçen manyetik akı değiştiğinde ortaya çıkan kapalı elektrik akımlarıdır", dolayısıyla girdap akımları indüklenen akımlardır. Manyetik akı ne kadar hızlı değişirse girdap akımları da o kadar güçlü olur. Girdap akımları tellerde belirli yollar boyunca akmaz, ancak iletkende kapandıklarında girdap benzeri devreler oluştururlar.

Girdap akımlarının varlığı cilt etkisine, yani alternatif elektrik akımının ve manyetik akının esas olarak iletkenin yüzey katmanında yayılmasına yol açar. İletkenlerin girdap akımlarıyla ısıtılması, özellikle AC bobinlerin çekirdeklerinde enerji kayıplarına yol açar. Girdap akımlarından kaynaklanan enerji kayıplarını azaltmak için, alternatif akım manyetik devrelerinin, birbirlerinden izole edilmiş ve girdap akımlarının yönüne dik olarak yerleştirilmiş, yollarının olası hatlarını sınırlayan ve büyüklüğü büyük ölçüde azaltan ayrı plakalara bölünmesini kullanırlar. bu akımlardan. Çok yüksek frekanslarda, ferromıknatıslar yerine manyetodielektrikler, çok yüksek direnç nedeniyle girdap akımlarının pratikte ortaya çıkmadığı manyetik devreler için kullanılır.

Özellikler

Tarihsel olarak kabul edilir ki akımın yönü iletkendeki pozitif yüklerin hareket yönü ile çakışır. Ayrıca, eğer akım taşıyıcıları yalnızca negatif yüklü parçacıklar ise (örneğin, bir metaldeki elektronlar), o zaman akımın yönü, yüklü parçacıkların hareket yönünün tersi olacaktır. .

Elektronların sürüklenme hızı

Radyasyon direnci, bir iletkenin etrafında elektromanyetik dalgaların oluşmasından kaynaklanır. Bu direnç karmaşık bir şekilde iletkenin şekline, boyutuna ve yayılan dalganın uzunluğuna bağlıdır. Akımın her yerde aynı yön ve kuvvette olduğu ve L uzunluğunun, kendisi tarafından yayılan elektromanyetik dalganın uzunluğundan önemli ölçüde daha az olduğu tek bir düz iletken için λ (\displaystyle \lambda) Direncin dalga boyuna ve iletkene bağımlılığı nispeten basittir:

R = 3200 (L λ) (\displaystyle R=3200\left((\frac (L)(\lambda ))\right))

Standart frekansı 50 olan en yaygın kullanılan elektrik akımı Hz. yaklaşık 6 bin kilometre uzunluğunda bir dalgaya karşılık gelir, bu nedenle radyasyon gücü, termal kayıpların gücüne kıyasla genellikle ihmal edilebilir düzeydedir. Ancak akımın frekansı arttıkça yayılan dalganın uzunluğu azalır ve buna bağlı olarak radyasyon gücü de artar. Fark edilebilir enerji yayabilen iletkene anten denir.

Sıklık

Frekans kavramı periyodik olarak gücünü ve/veya yönünü değiştiren alternatif akımı ifade eder. Bu aynı zamanda sinüzoidal yasaya göre değişen en yaygın kullanılan akımı da içerir.

AC periyodu, akımdaki (ve voltajdaki) değişikliklerin tekrarlandığı en kısa süredir (saniye cinsinden ifade edilir). Akımın birim zamanda gerçekleştirdiği periyot sayısına frekans denir. Frekans, saniyede bir döngüye karşılık gelen bir hertz (Hz) ile hertz cinsinden ölçülür.

Önyargı akımı

Bazen kolaylık sağlamak için yer değiştirme akımı kavramı tanıtılır. Maxwell denklemlerinde yer değiştirme akımı, yüklerin hareketinin neden olduğu akımla eşit şartlarda mevcuttur. Manyetik alanın yoğunluğu, iletim akımı ve yer değiştirme akımının toplamına eşit olan toplam elektrik akımına bağlıdır. Tanım olarak öngerilim akım yoğunluğu j D → (\displaystyle (\vec (j_(D))))- elektrik alanının değişim hızıyla orantılı vektör miktarı E → (\displaystyle (\vec (E))) zamanında:

j D → = ∂ E → ∂ t (\displaystyle (\vec (j_(D))))=(\frac (\partial (\vec (E))))(\partial t)))

Gerçek şu ki, elektrik alanı değiştiğinde ve akım aktığında, bu iki süreci birbirine benzer kılan bir manyetik alan üretilir. Ayrıca elektrik alanındaki değişime genellikle enerji aktarımı da eşlik eder. Örneğin, bir kondansatörü şarj ederken ve boşaltırken, yüklü parçacıkların plakaları arasında hareketi olmamasına rağmen, içinden akan bir yer değiştirme akımından, bir miktar enerji aktardığından ve elektrik devresini benzersiz bir şekilde kapattığından söz ederler. Önyargı akımı ben D (\displaystyle I_(D)) bir kapasitörde aşağıdaki formülle belirlenir:

ben D = d Q d t = − C d U d t (\displaystyle I_(D)=(\frac ((\rm (d))Q)((\rm (d))t))=-C(\frac ( (\rm (d))U)((\rm (d))t))),

Nerede Q (\displaystyle Q)- kapasitör plakalarındaki şarj, U (\displaystyle U)- plakalar arasındaki potansiyel fark, C (\displaystyle C)- kapasitör kapasitesi.

Yer değiştirme akımı bir elektrik akımı değildir çünkü bir elektrik yükünün hareketiyle ilişkili değildir.

Ana iletken türleri

Dielektriklerden farklı olarak iletkenler, genellikle bir elektriksel potansiyel farkı olan bir kuvvetin etkisi altında hareket eden ve bir elektrik akımı oluşturan telafi edilmemiş yüklerin serbest taşıyıcılarını içerir. Akım-gerilim karakteristiği (akımın gerilime bağımlılığı) bir iletkenin en önemli özelliğidir. Metal iletkenler ve elektrolitler için en basit biçime sahiptir: akım gücü, voltajla doğru orantılıdır (Ohm yasası).

Metaller - burada mevcut taşıyıcılar, genellikle bir elektron gazı olarak kabul edilen ve dejenere bir gazın kuantum özelliklerini açıkça sergileyen iletim elektronlarıdır.

Doğadaki elektrik akımları

Elektrik akımı, farklı alanlarda (telefon, radyo, kontrol paneli, kapı kilitleme düğmesi vb.) değişen karmaşıklık ve türdeki sinyallerin taşıyıcısı olarak kullanılır.

Bazı durumlarda başıboş akımlar veya kısa devre akımları gibi istenmeyen elektrik akımları ortaya çıkar.

Elektrik akımının enerji taşıyıcısı olarak kullanılması

Her türlü elektrik motorunda mekanik enerji elde edilmesi,
ısıtma cihazlarında, elektrikli fırınlarda, elektrik kaynağı sırasında termal enerji elde edilmesi,
Aydınlatma ve sinyalizasyon cihazlarında ışık enerjisinin elde edilmesi,
yüksek frekans, ultra yüksek frekans ve radyo dalgalarının elektromanyetik salınımlarının uyarılması,
ses alma,
elektroliz yoluyla çeşitli maddelerin elde edilmesi, elektrik pillerinin şarj edilmesi. Burada elektromanyetik enerji kimyasal enerjiye dönüştürülür.
manyetik alan yaratmak (elektromıknatıslarda).

Elektrik akımının tıpta kullanımı

teşhis - sağlıklı ve hastalıklı organların biyoakımları farklıdır ve hastalığı, nedenlerini belirlemek ve tedaviyi reçete etmek mümkündür. Vücuttaki elektriksel olayları inceleyen fizyoloji dalına elektrofizyoloji denir.
- Elektroensefalografi, beynin fonksiyonel durumunu incelemek için kullanılan bir yöntemdir.
- Elektrokardiyografi, kalp aktivitesi sırasında elektrik alanlarını kaydetmek ve incelemek için kullanılan bir tekniktir.
- Elektrogastrografi midenin motor aktivitesini incelemek için kullanılan bir yöntemdir.
- Elektromiyografi, iskelet kaslarında ortaya çıkan biyoelektrik potansiyelleri incelemek için kullanılan bir yöntemdir.
Tedavi ve canlandırma: Beynin belirli bölgelerinin elektriksel olarak uyarılması; Parkinson hastalığının ve epilepsi tedavisinin yanı sıra elektroforez için de kullanılır. Kalp kasını atımlı bir akımla uyaran kalp pili, bradikardi ve diğer kardiyak aritmiler için kullanılır.

elektrik güvenliği

Yasal, sosyo-ekonomik, organizasyonel ve teknik, sıhhi ve hijyenik, tedavi ve önleyici, rehabilitasyon ve diğer önlemleri içerir. Elektrik güvenliği kuralları yasal ve teknik belgeler, düzenleyici ve teknik çerçeve ile düzenlenmektedir. Elektrik tesisatlarına ve elektrikli ekipmanlara bakım yapan personel için elektrik güvenliğinin temellerini bilmek zorunludur. İnsan vücudu elektrik akımının iletkenidir. Kuru ve sağlam ciltte insanın direnci 3 ila 100 kOhm arasında değişir.

Bir insan veya hayvan vücudundan geçen bir akım aşağıdaki etkileri yaratır:

termal (yanıklar, ısınma ve kan damarlarında hasar);
elektrolitik (kanın ayrışması, fiziksel ve kimyasal bileşimin bozulması);
biyolojik (vücut dokularının tahrişi ve uyarılması, kasılmalar)
mekanik (kan akışıyla ısıtılarak elde edilen buhar basıncının etkisi altında kan damarlarının yırtılması)

Elektrik çarpmasının sonucunu belirleyen ana faktör, insan vücudundan geçen akımın miktarıdır. Güvenlik yönetmeliklerine göre elektrik akımı şu şekilde sınıflandırılır:

güvenli insan vücudundan uzun geçişi ona zarar vermeyen ve herhangi bir duyuma neden olmayan bir akım dikkate alınır, değeri 50 μA'yı (alternatif akım 50 Hz) ve 100 μA doğru akımı aşmaz;
minimal düzeyde fark edilir insan alternatif akımı yaklaşık 0,6-1,5 mA (50 Hz alternatif akım) ve 5-7 mA doğru akımdır;
eşik bırakmamak bir kişinin artık irade gücüyle ellerini akım taşıyan kısımdan ayıramayacağı kadar güçlü minimum akım denir. Alternatif akım için yaklaşık 10-15 mA, doğru akım için 50-80 mA'dır;
fibrilasyon eşiği Yaklaşık 100 mA ve 300 mA doğru akımdan oluşan alternatif akım gücü (50 Hz) olarak adlandırılan bu akıma 0,5 saniyeden fazla maruz kalmanın kalp kaslarında fibrilasyona neden olması muhtemeldir. Bu eşik aynı zamanda insanlar için şartlı olarak ölümcül kabul edilir.

Rusya'da, tüketicilerin elektrik tesisatlarının teknik işletimi ile ilgili Kurallar ve elektrik tesisatlarının işletilmesi sırasında işgücünün korunmasına ilişkin Kurallar uyarınca, çalışanın niteliklerine ve deneyimine bağlı olarak elektrik güvenliği için 5 yeterlilik grubu oluşturulmuştur. elektrik tesisatlarının voltajı.

Elektrik akımı yüklü parçacıkların düzenli hareketidir.

2. Elektrik akımı hangi koşullar altında oluşur?

Elektrik akımı, serbest yükler varsa ve ayrıca harici bir elektrik alanının etkisinin bir sonucu olarak ortaya çıkar. Bir elektrik alanı elde etmek için iletkenin bazı iki noktası arasında potansiyel fark yaratmak yeterlidir.

3. Harici bir elektrik alanın yokluğunda bir iletken içindeki yüklü parçacıkların hareketi neden kaotiktir?

Eğer harici bir elektrik alanı yoksa, elektrik alan kuvveti boyunca yönlendirilen ilave bir hız bileşeni de yoktur; bu, parçacık hareketinin tüm yönlerinin eşit olduğu anlamına gelir.

4. Bir iletkendeki yüklü parçacıkların hareketi, harici bir elektrik alanının yokluğunda ve varlığında nasıl farklılık gösterir?

Elektrik alanın yokluğunda yüklü parçacıkların hareketi kaotiktir ve varlığında parçacıkların hareketi kaotik ve öteleme hareketlerinin sonucudur.

5. Elektrik akımının yönü nasıl seçilir? Elektrik akımı taşıyan metal bir iletkende elektronlar hangi yönde hareket eder?

Elektrik akımının yönü pozitif yüklü parçacıkların hareket yönü olarak alınır. Metal bir iletkende elektronlar akımın yönünün tersi yönde hareket eder.

Bu makale, modern fizikte elektrik akımı fikrinin mitolojik hale getirildiğini ve modern yorumuna dair hiçbir kanıtın bulunmadığını göstermektedir.

Eterodinamik açısından bakıldığında, foton gazının akışı olarak elektrik akımı kavramı ve onun varoluş koşulları doğrulanmıştır.

Giriiş. Bilim tarihinde 19. yüzyıla elektrik yüzyılı denildi. Dünyayı bu kadar değiştiren bilimsel ve teknolojik devrimin temellerini atan muhteşem 19. yüzyıl, galvanik hücrenin (ilk pil, kimyasal akım kaynağı (voltaik sütun)) ve elektrik akımının keşfiyle başladı. Elektrik akımı araştırmaları 19. yüzyılın ilk yıllarında geniş çapta yapıldı. Elektriğin insan yaşamının her alanına nüfuz etmesine ivme kazandırdı. Radyo ve televizyon, telefon, akıllı telefon ve bilgisayar, her türlü aydınlatma ve ısıtma cihazları, elektrik akımı kullanma imkanına dayalı makine ve cihazlar olmadan modern yaşam düşünülemez.

Ancak elektrik akımının keşfedildiği ilk günlerden itibaren elektrik kullanımının yaygınlaşması, teorik gerekçeleriyle derin bir çelişki içindedir. Elektrik akımı nedir sorusunun cevabını ne 19. yüzyıl ne de modern fizik verebilmektedir. Örneğin Britannica Ansiklopedisi'ndeki şu açıklama:

““Elektrik nedir?” sorusu, “Madde nedir?” sorusu gibi, fizik alanının dışındadır ve metafizik alanına aittir.”

Elektrik akımıyla ilgili yaygın olarak bilinen ilk deneyler, 18. yüzyılın sonlarında İtalyan fizikçi Galvani tarafından gerçekleştirildi. Başka bir İtalyan fizikçi Volta, uzun vadeli elektrik akımı üretebilen ilk cihazı (galvanik hücre) yarattı. Volta, farklı metallerin temasının onları elektriksel bir duruma getirdiğini ve onlara elektriği ileten bir sıvının eklenmesiyle doğrudan bir elektrik akışının oluştuğunu gösterdi. Bu durumda ortaya çıkan akıma galvanik akım, olayın kendisine ise galvanizm adı verilir. Aynı zamanda Volta'ya göre akım, elektriksel akışkanların - akışkanların hareketidir.

Elektrik akımının özünün anlaşılmasında önemli bir değişiklik yapıldı

M. Faraday. Farklı kaynaklardan gelen belirli elektrik türlerinin kimliğini kanıtladı. En önemli çalışmaları elektroliz deneyleriydi. Keşif, hareket eden elektriğin sürtünmeden kaynaklanan elektrikle, yani statik elektrikle neredeyse aynı olduğunun bir kanıtı olarak kabul edildi. Elektroliz üzerine yaptığı ustaca deneyler dizisi, özü şu şekilde özetlenen fikrin ikna edici bir şekilde doğrulanmasına hizmet etti: Eğer bir madde doğası gereği atomik bir yapıya sahipse, o zaman elektroliz sürecinde her atom belirli bir miktarda elektrik alır. .

1874'te İrlandalı fizikçi J. Stoney (Stoney), Belfast'ta Faraday'ın elektroliz yasalarını elektriğin atom teorisinin temeli olarak kullandığı bir konuşma yaptı. Elektrolitten geçen toplam yükün büyüklüğüne ve katotta salınan hidrojen atomlarının sayısına ilişkin oldukça kaba bir tahmine dayanarak Stoney, temel yük için 10-20 C (modern birimlerle) düzeyinde bir sayı elde etti. Bu rapor 1881 yılında bir Alman bilim adamının ortaya çıkmasına kadar tam olarak yayınlanmamıştı.

G. Helmholtz, Londra'daki derslerinden birinde, elementlerin atomik yapısı hipotezi kabul edilirse, elektriğin de temel kısımlara veya "elektriğin atomlarına" bölündüğü sonucuna varmaktan başka bir şey yapamayacağını belirtti. Helmholtz'un bu sonucu, esasen Faraday'ın elektrolizle ilgili sonuçlarından geliyordu ve Faraday'ın kendi açıklamasını hatırlatıyordu. Faraday'ın elektroliz çalışmaları elektronik teorisinin gelişiminde temel bir rol oynadı.

1891 yılında Faraday'ın elektroliz yasalarının doğal bir yük biriminin varlığı anlamına geldiği fikrini destekleyen Stoney, "elektron" terimini icat etti.

Ancak Stone'un ortaya attığı elektron terimi çok geçmeden orijinal özünü kaybediyor. 1892'de H. Lorentz kendi elektron teorisini oluşturur. Ona göre elektrik, küçük yüklü parçacıkların (pozitif ve negatif elektronlar) hareketinden doğar.

19. yüzyılın sonunda. Elektronik iletkenlik teorisi gelişmeye başladı. Teorinin başlangıcı 1900 yılında Alman fizikçi Paul Drude tarafından verildi. Drude'un teorisi, metallerin elektriksel iletkenliğinin klasik teorisi adı altında fizik derslerinde yer aldı. Bu teoride elektronlar, bir metalin kristal kafesini dolduran ideal bir gazın atomlarına benzetilir ve elektrik akımı, bu elektron gazının akışı olarak temsil edilir.

Rutherford'un atom modelinin sunumundan sonra, yirminci yüzyılın 20'li yıllarında temel yükün değerine ilişkin bir dizi ölçüm yapıldı. Fizikte, madde atomunun yapısal elemanları olan serbest elektronların akışı olarak elektrik akımı fikri nihayet oluştu.

Ancak serbest elektron modelinin sıvı elektrolitler, gazlar ve yarı iletkenlerdeki elektrik akımının özünü açıklamada savunulamaz olduğu ortaya çıktı. Mevcut elektrik akımı teorisini desteklemek için yeni elektrik yükü taşıyıcıları (iyonlar ve delikler) tanıtıldı.

Yukarıdakilere dayanarak modern fizikte modern standartlara göre nihai olan bir kavram oluşturulmuştur: elektrik akımı, elektrik yükü taşıyıcılarının (elektronlar, iyonlar, delikler vb.) yönlendirilmiş hareketidir.

Elektrik akımının yönü pozitif yüklerin hareket yönü olarak alınır; akım negatif yüklü parçacıklar (örneğin elektronlar) tarafından yaratılıyorsa, akımın yönünün parçacıkların hareketinin tersi olduğu kabul edilir.

Akımın gücü ve yönü zamanla değişmiyorsa elektrik akımına sabit denir. Herhangi bir ortamda akımın oluşması ve devam etmesi için iki koşulun karşılanması gerekir: - ortamda serbest elektrik yüklerinin bulunması; - Ortamda bir elektrik alanının oluşturulması.

Ancak elektrik akımının bu temsilinin süperiletkenlik olgusunu açıklamada savunulamaz olduğu ortaya çıktı. Ek olarak, neredeyse tüm elektronik cihaz türlerinin işleyişini açıklarken, elektrik akımının belirtilen temsilinde birçok çelişki olduğu ortaya çıktı. Bir yandan elektrik akımı kavramını farklı koşullarda ve farklı türde elektronik cihazlarda yorumlama ihtiyacı, diğer yandan elektrik akımının özünün anlaşılmaması, modern fiziği elektron yapmaya zorladı. , bir elektrik yükünün taşıyıcısı, bir "figaro" ("serbest", "hızlı", "devre dışı", "yayılan", "frenleme", "göreli", "fotoğraf", "termo" vb.), bu da sonunda şu soruyu gündeme getirdi: elektrik akımı nedir?çıkmaza.

Modern koşullarda teorik elektrik akımı kavramının önemi, yalnızca elektriğin insan yaşamında yaygın olarak kullanılması nedeniyle değil, aynı zamanda yüksek maliyet ve teknik fizibilite nedeniyle, örneğin tüm gelişmiş ülkeler tarafından uygulanan bilimsel mega projeler nedeniyle önemli ölçüde artmıştır. Elektrik akımı kavramının önemli bir rol oynadığı dünyada.

Elektrik akımını temsil eden ruhani dinamik kavram. Yukarıdaki tanımdan, elektrik akımının yönlü hareket olduğu sonucu çıkmaktadır. elektrik yükü taşıyıcıları. Açıkçası, elektrik akımının fiziksel özünü ortaya çıkarmak, elektrik yükünün fiziksel özü ve bu yükün taşıyıcısının ne olduğu sorununu çözmekte yatmaktadır.

Elektrik yükünün fiziksel özü sorunu, elektriğin gelişim tarihi boyunca hem klasik fizik hem de modern kuantum fiziği tarafından çözülmemiş bir sorundur. Bu sorunun çözümünün ancak 21. yüzyıl fiziğinde yeni bir kavram olan eterodinamik metodolojisi kullanılarak mümkün olduğu ortaya çıktı.

Eterodinamik tanıma göre: elektrik yükü eter akışının hareketinin bir ölçüsüdür... . Elektrik yükü, tüm temel parçacıkların doğasında bulunan bir özelliktir ve daha fazlası değildir. Elektrik yükü belirli bir işareti olan, yani her zaman pozitif olan bir miktardır.

Elektrik yükünün belirtilen fiziksel özünden, yukarıdaki elektrik akımı tanımının yanlış olduğu sonucu çıkar: iyonlar, delikler vb. elektrik yükünün taşıyıcıları olmadıkları için elektrik akımının nedeni olamazlar, çünkü bunlar fiziksel maddenin organizasyonel düzeyinin unsurları - temel parçacıklar (tanıma göre) değildir.

Bununla birlikte, temel parçacıklar olarak elektronlar, tanıma göre bir elektrik yüküne sahiptir: Maddenin temel yapı birimlerinden biri olan formelektronik kabuklar atomlar yapısı çoğu optik, elektriksel, manyetik, mekanik vekimyasal özellikler maddeler, elektrik yükünün mobil (serbest) taşıyıcıları olamaz. Serbest elektron, modern fiziğin elektrik akımı kavramını yorumlamak için yarattığı, pratik veya teorik hiçbir kanıtı olmayan bir efsanedir. “Serbest” bir elektronun bir maddenin atomunu terk edip bir elektrik akımı oluşturduğu anda, bu maddenin fiziksel ve kimyasal özelliklerinde (tanıma göre) doğada gözlenmeyen değişikliklerin mutlaka meydana gelmesi gerektiği açıktır. . Bu varsayım, Alman fizikçi Karl Viktor Eduard Rikke'nin deneyleriyle doğrulandı: "Akımın metallerden (birinci türden iletkenler) geçişine, içlerinde kimyasal bir değişiklik eşlik etmiyor." Şu anda, bir maddenin fizikokimyasal özelliklerinin, bir maddenin atomundaki bir veya başka bir elektronun varlığına bağımlılığı iyi araştırılmış ve örneğin çalışmada deneysel olarak doğrulanmıştır.

Ayrıca, ilk kez 1912'de L. I. Mandelstam ve N. D. Papaleksi tarafından gerçekleştirilen ancak onlar tarafından yayınlanmayan deneylere de atıfta bulunulmaktadır. Dört yıl sonra (1916), R. C. Tolman ve T. D. Stewart, Mandelstam ve Papaleksi'nin deneylerine benzer olduğu ortaya çıkan deneylerinin sonuçlarını yayınladılar. Modern fizikte bu deneyler, serbest elektronların bir metaldeki elektriğin taşıyıcıları olarak kabul edilmesi gerektiğinin doğrudan doğrulanması işlevi görür.

Bu deneylerin yanlışlığını anlamak için, kendi ekseni etrafında dönen ve aniden duran bir endüktans bobininin iletken olarak kullanıldığı deneyin şemasını ve metodolojisini dikkate almak yeterlidir. Bobin, kayan kontaklar kullanılarak atalet emf'sinin oluşumunu kaydeden bir galvanometreye bağlandı. Aslında, bu deneyde EMF'yi yaratan dış kuvvetlerin rolünün atalet kuvveti tarafından oynandığını söyleyebiliriz. metalde kütlesi olan serbest yük taşıyıcıları varsa, o zaman Onlar itaat etmelieylemsizlik yasası . İfade " Onlar itaat etmelieylemsizlik yasası ” fiziksel maddenin organizasyonuna yönelik düzey yaklaşımına göre, “temel parçacıklar” düzeyinin unsurları olarak elektronların yalnızca elektro ve gaz dinamiği yasalarına, yani mekanik yasalarına (Newton) uyması anlamında hatalıdır. onlar için geçerli değildir.

Bu varsayımı ikna edici kılmak için, iyi bilinen problem 3.1'i ele alalım: iki elektron ve iki proton arasındaki elektrostatik (Fe) ve yerçekimsel (Fgr) etkileşim kuvvetlerinin oranını hesaplayın.

Çözüm: Elektronlar için Fe / Fgr = 4·10 42, protonlar için Fe / Fgr = 1,24·10 36, yani. Yerçekimi kuvvetlerinin etkisi o kadar küçüktür ki onları hesaba katmak gerekli değildir. Bu ifade eylemsizlik kuvvetleri için de geçerlidir.

Bu, dış kuvvetler cinsinden tanımına dayanan emk ifadesinin (R.C. Tolman ve T.D. Stewart tarafından önerildiği) anlamına gelir. Fmağaza frenlemeye maruz kalan bir iletkenin içindeki yüklere etki eden:

ε = 1/e ∫F mağaza∙dl,

formülasyonunda yanlıştır, çünkü Fmağaza → 0.

Ancak deney sonucunda galvanometre iğnesinde kısa süreli bir sapma gözlendi ve bu da açıklama gerektirir. Bu süreci anlamak için balistik galvanometrenin kullanıldığı galvanometrenin kendisine dikkat etmelisiniz. Kullanım talimatlarında bu seçenek bulunmaktadır.

Balistik bir galvanometre bir webermetre olarak kullanılabilir (yani, bobin gibi kapalı bir iletken boyunca manyetik akıyı ölçmek), bunu yapmak için, manyetik alana yerleştirilen balistik galvanometrenin kontaklarına endüktif bir bobin bağlanır. . Bundan sonra bobini manyetik alandan keskin bir şekilde çıkarırsanız veya bobinin ekseni alan çizgilerine dik olacak şekilde döndürürseniz, elektromanyetik indüksiyon nedeniyle bobinden geçen yükü ölçebilirsiniz, çünkü Manyetik akıdaki değişim, içinden geçen yük ile orantılıdır; galvanometreyi buna göre kalibre ederek Webers'teki akı değişimini belirlemek mümkündür.

Yukarıdakilerden, bir balistik galvanometrenin bir webermetre olarak kullanılmasının, R. C. Tolman ve T. D. Stewart'ın metallerdeki atalet akımını gözlemlemedeki deney yöntemine karşılık geldiği açıktır. Manyetik alanın kaynağı hakkındaki soru, örneğin Dünya'nın manyetik alanı olabilir. Dış manyetik alanın etkisi, R. C. Tolman ve T. D. Stewart tarafından dikkate alınmamış veya incelenmemiştir; bu, deney sonuçlarının mitolojileştirilmesine yol açmıştır.

Elektrik akımının özü. Yukarıdan, elektrik akımı nedir sorusunun cevabı çıkıyor. aynı zamanda elektrik yükü taşıyıcısı sorununa da bir çözümdür. Bu problemin mevcut kavramlarına dayanarak, elektrik yükü taşıyıcısının karşılaması gereken bir takım gereklilikleri formüle etmek mümkündür. Yani: elektrik yükünün taşıyıcısı temel bir parçacık olmalıdır; elektrik yükü taşıyıcısı serbest ve uzun ömürlü bir eleman olmalıdır; Elektrik yükü taşıyıcısı maddenin atomunun yapısını bozmamalıdır.

Mevcut gerçeklerin basit bir analizi, yukarıdaki gereksinimlerin fiziksel maddenin "temel parçacıklar" seviyesindeki yalnızca bir öğe tarafından karşılandığı sonucuna varmamızı sağlar: temel parçacık - foton.

Fotonların bulundukları ortamla (eter) bir araya gelmesiyle foton gazı oluşur.

Fotonun fiziksel özünü ve yukarıdaki bilgileri dikkate alarak aşağıdaki tanımı verebiliriz:

Elektrik akımı, enerjiyi aktarmak için tasarlanmış bir foton gazı akışıdır.

Elektrik akımının hareket mekanizmasını anlamak için iyi bilinen metan gazı taşıma modelini düşünün. Basitçe söylemek gerekirse, metan gazını gaz alanından tüketim yerine ileten bir ana boru hattını içerir. Metan gazının ana boru hattı boyunca taşınması için aşağıdaki koşulun karşılanması gerekir: Boru hattının başlangıcındaki metan gazının basıncı, sonundaki metan gazının basıncından daha büyük olmalıdır.

Metan gazının taşınmasına benzeterek, iki "+" ve "-" kontağı ve bir iletken içeren bir pilden (elektrik akımı kaynağı) oluşan elektrik akımının hareketinin bir diyagramını ele alalım. Pilin kontaklarına metal bir iletken bağlarsak metan gazının taşınmasına benzer şekilde elektrik akımının hareketinin bir modelini elde ederiz.

Bir iletkende bir elektrik akımının varlığının koşulu, metan gazı taşıma modeline benzer şekilde, aşağıdakilerin varlığıdır: artan basınçlı bir kaynak (gaz), yani. yüksek konsantrasyonda elektrik yükü taşıyıcıları kaynağı; boru hattı - iletken; gaz tüketicisi, yani gaz basıncında azalma sağlayan bir eleman, yani elektrik yükü taşıyıcılarının konsantrasyonunda bir azalma sağlayan bir eleman (drenaj).

Elektrik devreleri ile gaz, hidro vb. arasındaki fark, kaynak ve drenajın yapısal olarak tek bir ünitede (kimyasal akım kaynağı - akü, elektrik jeneratörü vb.) uygulanmasıdır. Elektrik akımının akış mekanizması şu şekildedir: iletkeni bir aküye, örneğin bir kimyasal akım kaynağına bağladıktan sonra, “+” temas alanında (anot) fotonların ortaya çıktığı bir kimyasal indirgeme reaksiyonu meydana gelir. üretilir, yani artan taşıyıcı konsantrasyonuna sahip bir bölge elektrik yükü oluşur. Aynı zamanda “-” (katot) temas bölgesinde, iletken boyunca akış sonucu kendilerini bu bölgede bulan fotonların etkisi altında bir oksidasyon reaksiyonu (foton tüketimi) yani bir oksidasyon bölgesi meydana gelir. elektrik yükü taşıyıcılarının azaltılmış konsantrasyonu oluşur. Elektrik yükü taşıyıcıları (fotonlar), bir iletken boyunca yüksek konsantrasyonlu bir bölgeden (kaynak) düşük konsantrasyonlu bir bölgeye (lavabo) doğru hareket eder. Dolayısıyla devrede elektrik akımı sağlayan dış kuvvet veya elektromotor kuvvet (EMF), kimyasal akım kaynaklarının çalışmasından kaynaklanan elektrik yük taşıyıcılarının (fotonlar) konsantrasyonundaki (basınç) farkıdır.

Bu durum, kuvvet alanlarının (elektrik alanı dahil) kütleler, yükler ve akımlar tarafından değil, uzaydaki eşit olmayan dağılımları tarafından yaratıldığına göre enerji dinamiğinin ana sonucunun geçerliliğini bir kez daha vurgulamaktadır.

Elektrik akımının dikkate alınan özüne dayanarak, R. C. Tolman ve T. D. Stewart'ın metallerdeki atalet akımını gözlemleme deneyinin saçmalığı açıktır. Doğadaki herhangi bir makroskobik cismin mekanik hareket hızını değiştirerek foton üretmenin şu an için bir yöntemi yok.

Elektrik akımının yukarıdaki temsilinin ilginç bir yönü, çalışmada tartışılan "ışık" kavramının temsiliyle karşılaştırılması: ışık bir foton gazı akışıdır... . Bu karşılaştırma şu sonuca varmamızı sağlar: Işık bir elektrik akımıdır. Bu kavramlardaki fark yalnızca, örneğin metal iletkenlerde ışık veya elektrik akımı oluşturan fotonların spektral bileşiminde yatmaktadır. Bu durumu daha ikna edici bir şekilde anlamak için, güneş pili kullanarak elektrik akımı üreten bir devre düşünün. Kaynaktan (güneş) gelen güneş ışığı akışı (görünür aralıktaki fotonlar), gelen ışık akışını bir metal iletken üzerinden tüketiciye (drenaj) akan bir elektrik akımına (foton akışı) dönüştüren güneş piline ulaşır. . Bu durumda, güneş pili, güneş tarafından yayılan foton akısının spektrumunu, metal bir iletkendeki elektrik akımı fotonlarının spektrumuna dönüştüren bir dönüştürücü görevi görür.

sonuçlar. Modern fizikte elektrik akımının elektronların veya başka parçacıkların yönlendirilmiş hareketi olduğuna dair hiçbir kanıt yoktur. Tam tersine, elektron, elektrik yükü ve Riecke'nin deneyleri hakkındaki modern fikirler, bu elektrik akımı kavramının yanlışlığını göstermektedir.

Elektrik yükünün taşıyıcısı için gerekliliklerin, eter-dinamik özünü dikkate alarak gerekçelendirilmesi, elektrik akımının kurulmasını mümkün kılmıştır. enerjiyi aktarmak için tasarlanmış bir foton gazı akışıdır.

Elektrik akımının hareketi, yüksek foton konsantrasyonunun olduğu bir alandan (kaynak) düşük konsantrasyonlu bir alana (drenaj) gerçekleştirilir.

Herhangi bir ortamda akımın üretilmesi ve sürdürülmesi için üç koşulun karşılanması gerekir: kaynak alanda yüksek konsantrasyonda fotonların sürdürülmesi (üretimi), fotonların akışını sağlayan bir iletkenin varlığı ve bir fotonun yaratılması. drenaj alanındaki tüketim bölgesi.

Elektrik Elektron.

Bagotsky V. S., Skundin A. M. Kimyasal akım kaynakları. – M.: Energoizdat, 1981. – 360 s.

Etkin V.A. Enerji dinamiği (enerji aktarımı ve dönüşümü teorilerinin sentezi) - St. Petersburg, Nauka, 2008. 409 s.

Lyamin V. S., Lyamin D. V. Işık hızının sabitliği üzerine.

Lyamin V.S. , Lyamin D.V. Lvov

Bugün elektrik hakkında gerçekten ne biliyoruz? Modern görüşlere göre çok ama bu konunun özünü daha detaylı incelersek, insanlığın bu önemli fiziksel olgunun gerçek doğasını anlamadan elektriği yaygın olarak kullandığı ortaya çıkıyor.

Bu makalenin amacı, modern toplumun günlük yaşamında ve endüstrisinde yaygın olarak kullanılan elektrik olayları alanında elde edilen bilimsel ve teknik uygulamalı araştırma sonuçlarını çürütmek değildir. Ancak insanlık sürekli olarak elektrik olaylarıyla ilgili modern teorik kavramların çerçevesine uymayan bir dizi olay ve paradoksla karşı karşıyadır - bu, bu olgunun fiziğinin tam olarak anlaşılmadığını gösterir.

Ayrıca bugün bilim, görünüşte incelenen madde ve materyallerin anormal iletkenlik özellikleri gösterdiğine dair gerçekleri biliyor ( ) .

Malzemelerin süper iletkenliği olgusu da şu anda tamamen tatmin edici bir teoriye sahip değildir. Süperiletkenliğin sadece bir varsayımı vardır. kuantum fenomeni Kuantum mekaniği tarafından incelenen. Kuantum mekaniğinin temel denklemleri (Schrödinger denklemi, von Neumann denklemi, Lindblad denklemi, Heisenberg denklemi ve Pauli denklemi) dikkatle incelendiğinde bunların tutarsızlığı açıkça ortaya çıkacaktır. Gerçek şu ki, Schrödinger denklemi türetilmemiş, ancak deneysel verilerin genelleştirilmesine dayanan klasik optikle analoji yöntemiyle varsayılmıştır. Pauli denklemi, harici bir elektromanyetik alanda 1/2 spinli yüklü bir parçacığın (örneğin bir elektron) hareketini tanımlar, ancak spin kavramı, temel bir parçacığın gerçek dönüşüyle ve spinle ilgili olarak ilişkili değildir. sıradan uzaydaki temel parçacık parçacıklarının hareketiyle hiçbir şekilde ilişkili olmayan bir durumlar uzayının olduğu varsayılmaktadır.

Anastasia Novykh’in “Ezoosmos” kitabında kuantum teorisinin tutarsızlığından bahsediliyor: “Fakat atomu klasik mekanik yasalarına uymayan bir mikropartiküller sistemi olarak kabul eden atomun yapısının kuantum mekanik teorisi, kesinlikle alakalı değil . İlk bakışta Alman fizikçi Heisenberg ve Avusturyalı fizikçi Schrödinger'in argümanları insanlara ikna edici görünüyor, ancak tüm bunlar farklı bir bakış açısıyla ele alınırsa, sonuçları yalnızca kısmen doğru ve genel olarak her ikisi de tamamen yanlış. . Gerçek şu ki, ilki elektronu parçacık, diğeri ise dalga olarak tanımladı. Bu arada, dalga-parçacık ikiliği ilkesi de konu dışıdır, çünkü bir parçacığın dalgaya geçişini veya tam tersini ortaya çıkarmaz. Yani, bilgili beylerin biraz cimri olduğu ortaya çıkıyor. Aslında her şey çok basit. Genel olarak geleceğin fiziğinin çok basit ve anlaşılır olduğunu söylemek istiyorum. Önemli olan bu geleceği görecek kadar yaşamaktır. Elektron ise ancak iki durumda dalga haline gelir. Birincisi, dış yükün kaybolduğu, yani elektronun diğer maddi nesnelerle, örneğin aynı atomla etkileşime girmediği zamandır. İkincisi, osmik öncesi durumda, yani iç potansiyeli azaldığında."

İnsan sinir sistemindeki nöronlar tarafından üretilen aynı elektriksel uyarılar, vücudun aktif, karmaşık ve çeşitli işleyişini destekler. Hücrenin aksiyon potansiyelinin (uyarılabilir hücrenin küçük bir bölgesindeki membran potansiyelinde kısa süreli bir değişiklik şeklinde canlı bir hücrenin zarı boyunca hareket eden bir uyarma dalgası) belirli bir aralıkta olduğunu belirtmek ilginçtir. aralığı (Şekil 1).

Bir nöronun aksiyon potansiyelinin alt sınırı -75 mV düzeyinde olup bu değer insan kanının redoks potansiyeli değerine çok yakındır. Aksiyon potansiyelinin maksimum ve minimum değerini sıfıra göre analiz edersek, yuvarlanmış yüzdeye çok yakındır. Anlam altın Oran yani aralığın %62 ve %38 oranında bölünmesi:

\(\Delta = 75 mV+40 mV = 115 mV\)

115 mV / %100 = 75 mV / x 1 veya 115 mV / %100 = 40 mV / x 2

x 1 = %65,2, x 2 = %34,8

Modern bilim tarafından bilinen tüm maddeler ve malzemeler, sırasıyla septonik demetler olan 13 hayalet Po parçacığından oluşan elektronlar içerdikleri için elektriği bir dereceye kadar iletirler (“İLKEL ALLATRA FİZİĞİ” s. 61) . Tek soru, elektrik direncinin üstesinden gelmek için gerekli olan elektrik akımının voltajıdır.

Elektrik olayları elektronla yakından ilişkili olduğundan, “PRIMODIUM ALLATRA FİZİĞİ” raporu bu önemli temel parçacık hakkında şu bilgileri veriyor: “Elektron, maddenin ana yapısal unsurlarından biri olan atomun bir bileşenidir. Elektronlar, günümüzde bilinen tüm kimyasal elementlerin atomlarının elektron kabuklarını oluşturur. Bugün bilim adamlarının bildiği neredeyse tüm elektriksel olaylara katılıyorlar. Ancak elektriğin gerçekte ne olduğunu resmi bilim hala açıklayamıyor ve kendisini örneğin "yüklü cisimlerin veya elektrik yükü taşıyıcı parçacıklarının varlığı, hareketi ve etkileşiminden kaynaklanan bir dizi olay" gibi genel ifadelerle sınırlıyor. Elektriğin sürekli bir akış olmadığı, aktarıldığı bilinmektedir. porsiyonlar halinde - ayrı ayrı».

Modern fikirlere göre: “ elektrik “Elektrik yüklerinin varlığı, etkileşimi ve hareketinin neden olduğu bir dizi olaydır.” Peki elektrik yükü nedir?

Elektrik şarjı (elektrik miktarı), cisimlerin elektromanyetik alanların kaynağı olma ve elektromanyetik etkileşimde yer alma yeteneğini belirleyen fiziksel bir skaler miktardır (her değeri bir gerçek sayı ile ifade edilebilen bir miktar). Elektrik yükleri pozitif ve negatif olarak ikiye ayrılır (bu seçim bilimde tamamen keyfi kabul edilir ve her yüke çok özel bir işaret atanır). Aynı işaretli yük taşıyan cisimler birbirini iter, zıt yüklü olanlar ise çeker. Yüklü cisimler hareket ettiğinde (hem makroskobik cisimler hem de iletkenlerde elektrik akımı taşıyan mikroskobik yüklü parçacıklar), bir manyetik alan ortaya çıkar ve elektrik ile manyetizma (elektromanyetizma) arasındaki ilişkiyi kurmayı mümkün kılan olaylar meydana gelir.

Elektrodinamik elektromanyetik alanı en genel durumda (yani zamana bağlı değişken alanlar dikkate alınır) ve bunun elektrik yükü olan cisimlerle etkileşimini inceler. Klasik elektrodinamik, elektromanyetik alanın yalnızca sürekli özelliklerini dikkate alır.

Kuantum elektrodinamiği taşıyıcıları alan kuantum fotonları olan süreksiz (ayrık) özelliklere sahip elektromanyetik alanları inceler. Elektromanyetik radyasyonun yüklü parçacıklarla etkileşimi, kuantum elektrodinamiğinde fotonların parçacıklar tarafından emilmesi ve yayılması olarak kabul edilir.

Neden akımlı bir iletkenin etrafında veya yörüngelerinde elektronların hareket ettiği bir atomun etrafında bir manyetik alanın ortaya çıktığını düşünmeye değer? Gerçek şu ki " bugün elektrik denilen şey aslında septon alanının özel bir halidir , çoğu durumda elektronun diğer ek "bileşenleri" ile birlikte yer aldığı süreçlerde "("PRIMODIUM ALLATRA FİZİĞİ" s. 90).

Ve manyetik alanın toroidal şekli, kökeninin doğasına göre belirlenir. Makalenin dediği gibi: “Evrendeki fraktal desenler ve 6 boyutlu maddi dünyadaki septon alanının, modern bilimin bildiği tüm etkileşimlerin dayandığı temel, birleşik alan olduğu gerçeği dikkate alındığında, bunların şu şekilde olduğu ileri sürülebilir: hepsi de Tora biçimindedir. Ve bu ifade, modern araştırmacıların özellikle bilimsel ilgisini çekebilir.". Bu nedenle, elektromanyetik alan her zaman bir septonun simidi gibi bir simit şeklini alacaktır.

İçinden elektrik akımının aktığı bir spirali ve elektromanyetik alanının tam olarak nasıl oluştuğunu düşünelim ( https://www.youtube.com/watch?v=0BgV-ST478M).

Pirinç. 2. Dikdörtgen mıknatısın alan çizgileri

Pirinç. 3. Akımlı bir spiralin alan çizgileri

Pirinç. 4. Spiralin ayrı bölümlerinin alan çizgileri

Pirinç. 5. Spiralin alan çizgileri ile yörünge elektronlarına sahip atomlar arasındaki analoji

Pirinç. 6. Bir spiralin ayrı bir parçası ve kuvvet çizgileri olan bir atom

ÇÖZÜM: İnsanlık gizemli elektrik olgusunun sırlarını henüz öğrenmedi.

Peter Totov

Anahtar Kelimeler:İLKSEL ALLATRA FİZİĞİ, elektrik akımı, elektrik, elektriğin doğası, elektrik yükü, elektromanyetik alan, kuantum mekaniği, elektron.

Edebiyat:

Yeni olanlar. A., Ezoosmos, K.: LOTOS, 2013. - 312 s. http://schambala.com.ua/book/ezoosmos

Uluslararası Sosyal Hareket "ALLATRA"nın uluslararası bilim adamlarından oluşan bir grup tarafından hazırlanan "PRIMODIUM ALLATRA FİZİĞİ" raporu, ed. Anastasia Novykh, 2015;