اثرات جریان الکتریکی: حرارتی، شیمیایی، مغناطیسی، نور و مکانیکی. اعمال جریان الکتریکی: حرارتی، شیمیایی، مغناطیسی، نوری و مکانیکی اثر مغناطیسی جریان الکتریکی چگونه آشکار می شود؟

در بخش سوال فیزیک کلاس هشتم. یک میدان مغناطیسی کمک ... توسط نویسنده درخواست شده است درخواست کنندهبهترین پاسخ این است 1-اثر مغناطیسی جریان الکتریکی توانایی عبور جریان الکتریکی از هادی های نوع دوم برای ایجاد میدان مغناطیسی در اطراف این سیم ها است.
1-ب مثبت، منفی را جذب می کند :)
2-a فلش شروع به انحراف از موقعیت عادی می کند
2-ب دوست دارد دفع می کند، دوست ندارد جذب می کند
3-الف در میدان مغناطیسی، سوزن قطب نما به روشی کاملاً مشخص و همیشه موازی با خطوط میدان می چرخد. (قاعده جیملت یا دست چپ)
3-ب در هر دو مورد در انتها
4- می توانید از پیچ گوشتی یا اتصال کوتاه استفاده کنید (بهترین راه نیست)
4-ب مغناطیسی شمالی در جنوب جغرافیایی قرار دارد و بالعکس. هیچ تعریف دقیقی وجود ندارد - آنها در معرض جابجایی هستند
5-a گرم کردن هادی
5-ب قطعا خیر
6-یک کهربا با آهنربا - برادران؟
معلوم شد که این به حقیقت نزدیک است و آنها توسط صاعقه "برادر" شده اند. به هر حال، وقتی کهربا برق می‌گیرد، جرقه‌ها ظاهر می‌شوند و جرقه‌ها رعد و برق‌های کوچکی هستند.
اما رعد و برق صاعقه است و آهنربا چه ربطی به آن دارد؟ این رعد و برق بود که معلوم شد کهربا و آهنربا را که قبلاً توسط گیلبرت "جدا شده" بود، متحد کرد. در اینجا سه ​​گزیده از شرح برخورد رعد و برق آورده شده است که ارتباط نزدیک بین الکتریسیته کهربا و جاذبه آهنربا را نشان می دهد.
«...در ژوئیه 1681، کشتی کوئیک مورد اصابت صاعقه قرار گرفت. وقتی شب فرا رسید، از موقعیت ستارگان معلوم شد که از سه قطب نما... دو، به جای اینکه مانند قبل، به سمت شمال، اشاره به جنوب، انتهای شمالی سابق قطب نما سوم به سمت غرب."
«...در ژوئن سال 1731، تاجری از وکسفیلد، جعبه بزرگی پر از چاقو، چنگال و سایر اشیاء ساخته شده از آهن و فولاد را در گوشه اتاقش گذاشت... صاعقه دقیقاً از این گوشه وارد خانه شد که جعبه در آن قرار داشت. ایستاد، آن را شکست و همه چیزهایی را که در آن بود پراکنده کرد. تمام این چنگال ها و چاقوها... معلوم شد که به شدت مغناطیسی شده اند..."
«... رعد و برق شدیدی در روستای مدودکوو رخ داد. دهقانان دیدند که چگونه صاعقه با چاقو برخورد کرد، پس از رعد و برق، چاقو شروع به جذب میخ های آهنی کرد..."
برخورد صاعقه، تبرهای مغناطیسی، چنگال‌ها، چاقوها و سایر اجسام فولادی که سوزن‌های قطب‌نما را مغناطیس‌زدایی یا دوباره مغناطیس می‌کنند، به قدری مشاهده شد که دانشمندان شروع به جستجوی ارتباط بین جرقه‌های الکتریکی و مغناطیس کردند. اما نه عبور جریان از میله های آهنی و نه قرار گرفتن آنها در معرض جرقه های کوزه های لیدن نتایج ملموسی به همراه نداشت - آهن مغناطیسی نشده بود، اگرچه ابزارهای دقیق مدرن احتمالاً این را حس می کردند.
سوزن قطب نما در آزمایش های فیزیکدان رومانیوسی از شهر ترنت، زمانی که او قطب نما را به یک ستون ولتایی - یک باتری الکتریکی نزدیک کرد، کمی منحرف شد. و تنها زمانی که جریانی از ستون ولتایی عبور می کرد. اما رومانیوسی آن موقع دلیل این رفتار سوزن قطب نما را متوجه نشد.
افتخار کشف ارتباط بین الکتریسیته و مغناطیس نصیب فیزیکدان دانمارکی هانس کریستین اورستد (1777-1851) و حتی پس از آن به طور تصادفی شد. این اتفاق در 15 فوریه 1820 رخ داد، این چنین شد. در این روز اورستد برای دانشجویان دانشگاه کپنهاگ در مورد فیزیک سخنرانی کرد. این سخنرانی به اثر حرارتی جریان، به عبارت دیگر، گرم کردن رسانایی که جریان الکتریکی از طریق آنها جریان می یابد، اختصاص داشت. اکنون این پدیده همیشه مورد استفاده قرار می گیرد - در اجاق های برقی، اتوها، دیگ ها، حتی در لامپ های الکتریکی که مارپیچ آنها با جریان سفید داغ است. و در زمان ارستد، چنین گرمایش یک هادی توسط جریان یک پدیده جدید و جالب تلقی می شد.
6-b هسته را نصب کنید

ساده ترین پدیده های الکتریکی و مغناطیسی از زمان های قدیم برای مردم شناخته شده است.

ظاهراً 600 سال قبل از میلاد. ه. یونانی‌ها می‌دانستند که آهنربا آهن را جذب می‌کند و کهربای مالیده شده، اجسام سبک مانند نی و غیره را جذب می‌کند. با این حال، تفاوت بین جاذبه‌های الکتریکی و مغناطیسی هنوز مشخص نبود. هر دو پدیده هایی با ماهیت یکسان در نظر گرفته شدند.

تمایز واضح بین این پدیده ها شایستگی پزشک و طبیعت شناس انگلیسی ویلیام گیلبرت (1544-1603) است که در سال 1600 کتابی با عنوان "درباره آهنربا، اجسام مغناطیسی و آهنربای بزرگ - زمین" منتشر کرد. با این کتاب در واقع مطالعه واقعاً علمی پدیده های الکتریکی و مغناطیسی آغاز می شود. گیلبرت در کتاب خود تمام خواص آهنرباها را که در دوره خود شناخته شده بود توصیف کرد و همچنین نتایج آزمایشات بسیار مهم خود را ارائه کرد. او به تعدادی تفاوت قابل توجه بین جاذبه های الکتریکی و مغناطیسی اشاره کرد و کلمه "الکتریسیته" را ابداع کرد.

اگرچه پس از گیلبرت، تفاوت بین پدیده های الکتریکی و مغناطیسی قبلاً برای همه آشکار بود، با این حال تعدادی از حقایق نشان می دهد که با وجود تمام تفاوت های آنها، این پدیده ها به نحوی نزدیک و جدایی ناپذیر با یکدیگر مرتبط هستند. بارزترین حقایق، مغناطیس شدن اجسام آهنی و مغناطیس شدن مجدد سوزن های مغناطیسی تحت تأثیر رعد و برق بود. فیزیکدان فرانسوی دومینیک فرانسوا آراگو (1786-1853) در اثر خود "تندر و رعد و برق"، برای مثال، چنین موردی را توصیف می کند. در ژوئیه 1681، کشتی "کوئین" که در صد مایلی ساحل، در دریای آزاد واقع شده بود، مورد اصابت صاعقه قرار گرفت که باعث آسیب قابل توجهی به دکل ها، بادبان ها و غیره شد. هنگامی که شب فرا رسید، از دریا روشن شد. موقعیت ستاره ها که از سه قطب نما که روی کشتی بود، دو قطب نما به جای اینکه به سمت شمال باشد، به سمت جنوب و سومی به سمت غرب اشاره کرد. آراگو همچنین موردی را توصیف می‌کند که صاعقه به خانه‌ای برخورد کرد و چاقوها، چنگال‌ها و دیگر اشیاء فولادی در آن به شدت مغناطیسی شد.

در آغاز قرن هجدهم، قبلاً ثابت شده بود که رعد و برق در واقع یک جریان الکتریکی قوی است که از هوا عبور می کند. بنابراین، حقایقی مانند آنچه در بالا توضیح داده شد می تواند این ایده را مطرح کند که هر جریان الکتریکی دارای نوعی خواص مغناطیسی است. با این حال، این خواص جریان به صورت تجربی کشف شد و تنها در سال 1820 توسط فیزیکدان دانمارکی هانس کریستین اورستد (1777-1851) مورد مطالعه قرار گرفت.

آزمایش اصلی ارستد در شکل 1 نشان داده شده است. 199. بالای سیم ثابت 1، واقع در امتداد نصف النهار، یعنی در جهت شمال به جنوب، یک سوزن مغناطیسی 2 بر روی یک موضوع نازک آویزان شده است (شکل 199، a). همانطور که می دانید پیکان تقریباً در امتداد خط شمال به جنوب نیز نصب شده است و بنابراین تقریباً به موازات سیم قرار دارد. اما به محض بستن کلید و ارسال جریان از طریق سیم 1، خواهیم دید که سوزن مغناطیسی می چرخد ​​و سعی می کند خود را در زاویه ای قائم با آن قرار دهد، یعنی در صفحه ای عمود بر سیم (شکل 199، ب). این آزمایش بنیادی نشان می‌دهد که در فضای اطراف یک هادی حامل جریان، نیروهایی عمل می‌کنند که باعث حرکت یک سوزن مغناطیسی می‌شوند، یعنی نیروهایی مشابه نیروهایی که در نزدیکی آهنرباهای طبیعی و مصنوعی عمل می‌کنند. ما چنین نیروهایی را نیروهای مغناطیسی می نامیم، همانطور که نیروهای وارد بر بارهای الکتریکی را الکتریکی می نامیم.

برنج. 199. آزمایش ارستد با یک سوزن مغناطیسی، وجود میدان مغناطیسی جریان را آشکار کرد: 1 - سیم، 2 - سوزن مغناطیسی معلق موازی با سیم، 3 - باتری سلول های گالوانیکی، 4 - رئوستات، 5 - کلید

در فصل دوم مفهوم میدان الکتریکی را معرفی کردیم تا حالت خاصی از فضا را مشخص کنیم که خود را در اعمال نیروهای الکتریکی نشان می دهد. به همین ترتیب، میدان مغناطیسی را به حالتی از فضا می گوییم که با عمل نیروهای مغناطیسی خود را احساس می کند. بنابراین، آزمایش ارستد ثابت می کند که در فضای اطراف یک جریان الکتریکی، نیروهای مغناطیسی ایجاد می شود، یعنی یک میدان مغناطیسی ایجاد می شود.

اولین سوالی که ارستد پس از کشف قابل توجه خود از خود پرسید این بود: آیا ماده سیم بر میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط جریان تأثیر می گذارد؟ ارستد می نویسد: «سیم اتصال ممکن است از چند سیم یا نوار فلزی تشکیل شده باشد. ماهیت فلز نتیجه را تغییر نمی دهد، مگر شاید در رابطه با اندازه.

با همین نتیجه، از سیم‌های ساخته شده از پلاتین، طلا، نقره، برنج و آهن و همچنین پلی‌های قلع و سرب و جیوه استفاده کردیم.

ارستد تمام آزمایشات خود را با فلزات انجام داد، یعنی با هادی هایی که در آن ها رسانایی، همانطور که اکنون می دانیم، ماهیت الکترونیکی دارد. با این حال، انجام آزمایش ارستد با جایگزینی سیم فلزی با لوله ای حاوی الکترولیت یا لوله ای که در آن تخلیه در یک گاز اتفاق می افتد، دشوار نیست. ما قبلاً چنین آزمایشاتی را در § 40 توضیح دادیم (شکل 73) و دیدیم که اگرچه در این موارد جریان الکتریکی به دلیل حرکت یون های مثبت و منفی است، اما تأثیر آن بر سوزن مغناطیسی مانند جریان است. در یک هادی فلزی ماهیت رسانایی که جریان از آن عبور می کند هر چه باشد، همیشه یک میدان مغناطیسی در اطراف هادی ایجاد می شود که تحت تأثیر آن فلش می چرخد ​​و تمایل دارد تا بر جهت جریان عمود شود.

بنابراین، می توان گفت: یک میدان مغناطیسی در اطراف هر جریانی ایجاد می شود. ما قبلاً به این مهم ترین ویژگی جریان الکتریکی (§ 40) اشاره کردیم، زمانی که با جزئیات بیشتری در مورد سایر اثرات آن - حرارتی و شیمیایی صحبت کردیم.

از بین سه ویژگی یا مظاهر جریان الکتریکی، بارزترین آنها ایجاد میدان مغناطیسی است. اثرات شیمیایی جریان در برخی رساناها - الکترولیت ها - اتفاق می افتد، در برخی دیگر - فلزات - وجود ندارند. گرمای تولید شده توسط جریان بسته به مقاومت هادی می تواند در همان جریان بیشتر یا کمتر باشد. در ابررساناها، حتی امکان عبور جریان بدون تولید گرما وجود دارد (§ 49). اما میدان مغناطیسی همراه جدایی ناپذیر هر جریان الکتریکی است. این به هیچ ویژگی خاصی از یک هادی خاص بستگی ندارد و تنها با قدرت و جهت جریان تعیین می شود. بیشتر کاربردهای فنی الکتریسیته شامل وجود میدان مغناطیسی جریان است.

جریان الکتریکی در یک مدار همیشه به نوعی خود را نشان می دهد. این می تواند کار تحت یک بار خاص یا اثر همراه با جریان باشد. بنابراین، با تأثیر جریان می توان وجود یا عدم وجود آن را در یک مدار معین قضاوت کرد: اگر بار کار می کند، جریان وجود دارد. اگر یک پدیده معمولی همراه با جریان مشاهده شود، جریان در مدار وجود دارد و غیره.

به طور کلی، جریان الکتریکی قادر است اثرات مختلفی ایجاد کند: حرارتی، شیمیایی، مغناطیسی (الکترومغناطیسی)، نوری یا مکانیکی و انواع مختلفی از اثرات جریان اغلب به طور همزمان رخ می دهد. این پدیده ها و اثرات جریان در این مقاله مورد بحث قرار خواهند گرفت.

اثر حرارتی جریان الکتریکی

هنگامی که جریان الکتریکی مستقیم یا متناوب از یک هادی عبور می کند، هادی گرم می شود. چنین رساناهای گرمایی در شرایط و کاربردهای مختلف می توانند عبارتند از: فلزات، الکترولیت ها، پلاسما، فلزات مذاب، نیمه هادی ها، نیمه فلزات.

در ساده ترین حالت، اگر مثلاً جریان الکتریکی از سیم نیکروم عبور کند، گرم می شود. این پدیده در وسایل گرمایشی استفاده می‌شود: در کتری‌های برقی، دیگ‌ها، بخاری‌ها، اجاق‌های برقی و غیره. در جوشکاری قوس الکتریکی، دمای قوس الکتریکی به طور کلی به 7000 درجه سانتی‌گراد می‌رسد و فلز به راحتی ذوب می‌شود - این نیز اثر حرارتی است. از جریان.

مقدار گرمای آزاد شده در یک بخش از مدار به ولتاژ اعمال شده به این بخش، مقدار جریان جاری و زمان جریان آن بستگی دارد ().

با تغییر قانون اهم برای یک بخش از مدار، می توانید از ولتاژ یا جریان برای محاسبه مقدار گرما استفاده کنید، اما پس از آن باید مقاومت مدار را نیز بدانید، زیرا این چیزی است که جریان را محدود می کند و در واقع باعث می شود گرمایش یا با دانستن جریان و ولتاژ در مدار، می توانید به همین راحتی میزان گرمای تولید شده را پیدا کنید.

عمل شیمیایی جریان الکتریکی

الکترولیت های حاوی یون ها تحت تأثیر جریان الکتریکی مستقیم - این اثر شیمیایی جریان است. در طول الکترولیز، یون های منفی (آنیون ها) به الکترود مثبت (آند) و یون های مثبت (کاتیون ها) به الکترود منفی (کاتد) جذب می شوند. یعنی مواد موجود در الکترولیت در الکترودهای منبع جریان در طول فرآیند الکترولیز آزاد می شوند.

به عنوان مثال، یک جفت الکترود در محلول اسید، قلیایی یا نمک خاصی غوطه ور می شود و هنگامی که جریان الکتریکی از مدار عبور می کند، بار مثبت بر روی یک الکترود و بار منفی در الکترود دیگر ایجاد می شود. یون های موجود در محلول با بار مخالف شروع به رسوب روی الکترود می کنند.

به عنوان مثال، در طول الکترولیز سولفات مس (CuSO4)، کاتیون های مس Cu2+ با بار مثبت به کاتد دارای بار منفی حرکت می کنند، جایی که بار گم شده را دریافت می کنند و به اتم های مس خنثی تبدیل می شوند و روی سطح الکترود می نشینند. گروه هیدروکسیل -OH الکترون ها را در آند رها می کند و در نتیجه اکسیژن آزاد می شود. کاتیون های هیدروژن با بار مثبت H+ و آنیون های با بار منفی SO42- در محلول باقی می مانند.

عمل شیمیایی جریان الکتریکی در صنعت، به عنوان مثال، برای تجزیه آب به اجزای تشکیل دهنده آن (هیدروژن و اکسیژن) استفاده می شود. الکترولیز همچنین به دست آوردن برخی از فلزات به شکل خالص آنها را ممکن می سازد. با استفاده از الکترولیز، یک لایه نازک از یک فلز خاص (نیکل، کروم) روی سطح پوشانده می شود - این و غیره.

در سال 1832، مایکل فارادی ثابت کرد که جرم m ماده آزاد شده در الکترود مستقیماً با بار الکتریکی q از الکترولیت عبور می کند. اگر جریان مستقیم I برای مدت t از الکترولیت عبور کند، قانون اول الکترولیز فارادی معتبر است:

در اینجا ضریب تناسب k معادل الکتروشیمیایی ماده نامیده می شود. از نظر عددی برابر با جرم ماده ای است که هنگام عبور یک بار الکتریکی از الکترولیت آزاد می شود و به ماهیت شیمیایی ماده بستگی دارد.

در صورت وجود جریان الکتریکی در هر رسانایی (جامد، مایع یا گاز)، یک میدان مغناطیسی در اطراف هادی مشاهده می شود، یعنی هادی حامل جریان خواص مغناطیسی پیدا می کند.

بنابراین، اگر آهنربا را به هادی که از آن جریان می گذرد، بیاورید، مثلاً به شکل یک سوزن قطب نما مغناطیسی، سوزن عمود بر هادی خواهد چرخید و اگر هادی را به دور یک هسته آهنی بپیچید و از آن عبور دهید. جریان مستقیم از طریق هادی، هسته به یک آهنربای الکتریکی تبدیل می شود.

در سال 1820، ارستد اثر مغناطیسی جریان را بر روی یک سوزن مغناطیسی کشف کرد و آمپر قوانین کمی برهمکنش مغناطیسی هادی ها با جریان را ایجاد کرد.

یک میدان مغناطیسی همیشه توسط جریان، یعنی با حرکت بارهای الکتریکی، به ویژه توسط ذرات باردار (الکترون ها، یون ها) ایجاد می شود. جریان های مخالف یکدیگر را دفع می کنند، جریان های یک طرفه یکدیگر را جذب می کنند.

چنین برهمکنش مکانیکی به دلیل برهمکنش میدان های مغناطیسی جریان ها رخ می دهد، یعنی اول از همه، برهم کنش مغناطیسی و تنها پس از آن مکانیکی است. بنابراین، برهمکنش مغناطیسی جریان ها اولیه است.

در سال 1831، فارادی ثابت کرد که یک میدان مغناطیسی در حال تغییر از یک مدار، جریانی را در مدار دیگری ایجاد می کند: emf تولید شده متناسب با نرخ تغییر شار مغناطیسی است. منطقی است که این عمل مغناطیسی جریان است که تا به امروز در همه ترانسفورماتورها استفاده می شود و نه فقط در آهنرباهای الکتریکی (مثلاً در صنعتی).

در ساده‌ترین شکل، اثر نورانی جریان الکتریکی را می‌توان در یک لامپ رشته‌ای مشاهده کرد که مارپیچ آن با جریان عبوری از آن گرم می‌شود و به گرمای سفید می‌رسد و نور ساطع می‌کند.

برای یک لامپ رشته ای، انرژی نور حدود 5 درصد از برق عرضه شده را تشکیل می دهد که 95 درصد باقی مانده به گرما تبدیل می شود.

لامپ های فلورسنت به طور موثرتری انرژی فعلی را به نور تبدیل می کنند - تا 20٪ از الکتریسیته به لطف فسفر به نور مرئی تبدیل می شود که از تخلیه الکتریکی در بخار جیوه یا گاز بی اثر مانند نئون دریافت می شود.

اثر نورانی جریان الکتریکی در LED ها به طور موثرتری تحقق می یابد. هنگامی که جریان الکتریکی از یک اتصال pn در جهت جلو عبور می کند، حامل های بار - الکترون ها و سوراخ ها - با انتشار فوتون ها (به دلیل انتقال الکترون ها از یک سطح انرژی به سطح دیگر) دوباره ترکیب می شوند.

بهترین ساطع کننده های نور، نیمه هادی های با شکاف مستقیم هستند (یعنی آنهایی که امکان انتقال مستقیم باند نوری را فراهم می کنند)، مانند GaAs، InP، ZnSe یا CdTe. با تغییر ترکیب نیمه هادی ها، امکان ایجاد LED برای طول موج های مختلف از اشعه ماوراء بنفش (GaN) تا مادون قرمز میانی (PbS) وجود دارد. بازده یک LED به عنوان منبع نور به طور متوسط ​​به 50 درصد می رسد.

همانطور که در بالا ذکر شد، هر رسانایی که جریان الکتریکی از آن عبور می کند، یک دایره به دور خود تشکیل می دهد. اعمال مغناطیسی به حرکت تبدیل می شوند، به عنوان مثال، در موتورهای الکتریکی، دستگاه های بالابر مغناطیسی، دریچه های مغناطیسی، رله ها و غیره.

عمل مکانیکی یک جریان بر جریان دیگر توسط قانون آمپر توصیف می شود. این قانون برای اولین بار توسط آندره ماری آمپر در سال 1820 برای جریان مستقیم وضع شد. نتیجه این است که هادی های موازی با جریان های الکتریکی که در یک جهت جریان دارند جذب می شوند و در جهت مخالف دفع می کنند.

قانون آمپر همچنین قانونی است که نیرویی را تعیین می کند که میدان مغناطیسی با آن بر بخش کوچکی از هادی حامل جریان وارد می شود. نیرویی که میدان مغناطیسی بر عنصری از هادی حامل جریان واقع در میدان مغناطیسی وارد می‌کند، با جریان موجود در رسانا و حاصلضرب بردار عنصر طول رسانا و القای مغناطیسی نسبت مستقیم دارد.

بر اساس این اصل است، جایی که روتور نقش یک قاب با جریان را بازی می کند که در میدان مغناطیسی خارجی استاتور با گشتاور M قرار دارد.

وجود جریان در یک مدار الکتریکی همیشه با اعمالی آشکار می شود. به عنوان مثال، تحت یک بار خاص یا برخی پدیده های مرتبط کار کنید. در نتیجه، این عمل جریان الکتریکی است که حضور آن را در یک مدار الکتریکی خاص نشان می دهد. یعنی اگر بار کار می کند، جریان برقرار می شود.

مشخص است که جریان الکتریکی انواع مختلفی را ایجاد می کند. به عنوان مثال، این موارد عبارتند از حرارتی، شیمیایی، مغناطیسی، مکانیکی یا نوری. در این حالت، اثرات مختلف جریان الکتریکی می تواند به طور همزمان خود را نشان دهد. ما در مورد تمام تظاهرات در این مطالب با جزئیات بیشتری به شما خواهیم گفت.

پدیده حرارتی

مشخص است که دمای یک هادی با عبور جریان از آن افزایش می یابد. این رساناها فلزات مختلف یا مذاب آنها، نیمه فلزات یا نیمه هادی ها و همچنین الکترولیت ها و پلاسما هستند. به عنوان مثال، هنگامی که جریان الکتریکی از یک سیم نیکروم عبور می کند، بسیار داغ می شود. این پدیده در وسایل گرمایشی، یعنی: در کتری برقی، دیگ بخار، بخاری و غیره استفاده می شود. جوشکاری قوس الکتریکی بالاترین دما را دارد، یعنی گرمایش قوس الکتریکی می تواند تا 7000 درجه سانتیگراد برسد. در این دما ذوب آسان فلز حاصل می شود.

مقدار گرمای تولید شده مستقیماً به ولتاژ اعمال شده به یک بخش معین و همچنین به جریان الکتریکی و زمان عبور آن از مدار بستگی دارد.

برای محاسبه مقدار گرمای تولید شده از ولتاژ یا جریان استفاده می شود. در این مورد، لازم است که نشانگر مقاومت در مدار الکتریکی را بدانید، زیرا این است که به دلیل محدودیت جریان، گرمایش را تحریک می کند. همچنین با استفاده از جریان و ولتاژ می توان میزان گرما را تعیین کرد.

پدیده شیمیایی

اثر شیمیایی جریان الکتریکی، الکترولیز یون های موجود در الکترولیت است. در طی الکترولیز، آند آنیون ها را به خود و کاتد کاتیون ها را می چسباند.

به عبارت دیگر، در جریان الکترولیز، مواد خاصی بر روی الکترودهای منبع جریان آزاد می شود.

بیایید مثالی بزنیم: دو الکترود به یک محلول اسیدی، قلیایی یا نمکی فرو می‌روند. سپس جریانی از مدار الکتریکی عبور می کند که باعث ایجاد بار مثبت در یکی از الکترودها و بار منفی در دیگری می شود. یون هایی که در محلول هستند با بار متفاوتی روی الکترود رسوب می کنند.

از عمل شیمیایی جریان الکتریکی در صنعت استفاده می شود. بنابراین با استفاده از این پدیده، آب به اکسیژن و هیدروژن تجزیه می شود. علاوه بر این، با استفاده از الکترولیز، فلزات به صورت خالص به دست می آیند و سطوح نیز آبکاری می شوند.

پدیده مغناطیسی

جریان الکتریکی در رسانایی با هر حالت تجمع، میدان مغناطیسی ایجاد می کند. به عبارت دیگر، هادی با جریان الکتریکی دارای خواص مغناطیسی است.

بنابراین، اگر یک سوزن قطب نما مغناطیسی را به رسانایی که در آن جریان الکتریکی جریان دارد نزدیک کنید، شروع به چرخش می کند و موقعیت عمودی بر هادی می گیرد. اگر این هادی را به دور یک هسته آهنی بپیچید و جریان مستقیمی را از آن عبور دهید، آنگاه این هسته خاصیت آهنربای الکتریکی را به خود می گیرد.

ماهیت میدان مغناطیسی همیشه وجود جریان الکتریکی است. بیایید توضیح دهیم: بارهای متحرک (ذرات باردار) یک میدان مغناطیسی تشکیل می دهند. در این حالت، جریان هایی با جهت مخالف دفع می شوند و جریان های هم جهت جذب می شوند. این برهمکنش مبتنی بر برهمکنش مغناطیسی و مکانیکی میدان های مغناطیسی و جریان های الکتریکی است. به نظر می رسد که تعامل مغناطیسی جریان ها بسیار مهم است.

عمل مغناطیسی در ترانسفورماتورها و آهنرباهای الکتریکی استفاده می شود.

پدیده نور

ساده ترین مثال از عمل نور یک لامپ رشته ای است. در این منبع نور، مارپیچ از طریق جریان عبوری از آن به حالت گرمای سفید به مقدار دمای مورد نظر می رسد. به این ترتیب نور ساطع می شود. در یک لامپ رشته ای سنتی، تنها پنج درصد از کل برق صرف نور می شود، در حالی که سهم شیر باقی مانده به گرما تبدیل می شود.

آنالوگ های مدرن تر، به عنوان مثال، لامپ های فلورسنت، به بهترین شکل الکتریسیته را به نور تبدیل می کنند. یعنی حدود بیست درصد از کل انرژی در پایه نور قرار دارد. فسفر اشعه ماوراء بنفش را دریافت می کند که از تخلیه ای که در بخار جیوه یا گازهای بی اثر رخ می دهد.

موثرترین اجرای عمل نور جریان در این اتفاق می افتد. جریان الکتریکی که از یک اتصال pn می گذرد، ترکیب مجدد حامل های بار را با گسیل فوتون ها تحریک می کند. بهترین ساطع کننده های نور LED نیمه هادی های با شکاف مستقیم هستند. با تغییر ترکیب این نیمه هادی ها، امکان ایجاد LED برای امواج نوری مختلف (طول ها و دامنه های مختلف) وجود دارد. بازده LED به 50 درصد می رسد.

پدیده مکانیکی

به یاد بیاورید که یک میدان مغناطیسی در اطراف هادی حامل جریان الکتریکی ایجاد می شود. تمام اعمال مغناطیسی به حرکت تبدیل می شوند. به عنوان مثال می توان به موتورهای الکتریکی، واحدهای بالابر مغناطیسی، رله ها و غیره اشاره کرد.

در سال 1820، آندره ماری آمپر قانون معروف "قانون آمپر" را توسعه داد که تأثیر مکانیکی یک جریان الکتریکی بر دیگری را توصیف می کند.

این قانون بیان می کند که هادی های موازی که جریان الکتریکی را در یک جهت حمل می کنند، جذب یکدیگر را تجربه می کنند و برعکس آنهایی که در جهت مخالف هستند، دافعه را تجربه می کنند.

همچنین، قانون آمپر، مقدار نیرویی را که میدان مغناطیسی با آن بر بخش کوچکی از رسانا حامل جریان الکتریکی وارد می‌کند، تعیین می‌کند. این نیرو است که زیربنای عملکرد یک موتور الکتریکی است.