Sähkövirran vaikutukset: lämpö, ​​kemiallinen, magneettinen, valo ja mekaaninen. Sähkövirran vaikutukset: lämpö, ​​kemiallinen, magneettinen, valo ja mekaaninen Miten sähkövirran magneettinen vaikutus ilmenee?

Fysiikan kysymyksen osiossa. 8. luokka. magneettikenttä. apua... kysyi kirjoittaja Vetoomuksen esittäjä paras vastaus on 1-a Sähkövirran magneettinen vaikutus on toisen tyyppisten johtimien läpi kulkevan sähkövirran kyky muodostaa magneettikenttä näiden johtimien ympärille.
1-b Positiivinen houkuttelee negatiivista :)
2-a Nuoli alkaa poiketa normaalista asennosta
2-b Tykkäät karkottavat, toisin kuin houkuttelevat
3-a Magneettikentässä kompassin neula pyörii tiukasti määritellyllä tavalla aina kenttälinjojen suuntaisesti. (kiila tai vasemman käden sääntö)
3-b Molemmissa tapauksissa päissä
4-Voit käyttää ruuvimeisseliä tai oikosulkua (ei paras tapa)
4-b Pohjoinen magneetti sijaitsee eteläisellä maantieteellisellä alueella ja päinvastoin. Tarkkaa määritelmää ei ole - ne ovat siirtymisen kohteena
5-a Johtimen lämmitys
5-b Ei todellakaan
6-a Amber magneetilla - veljet?
Kävi ilmi, että tämä oli lähellä totuutta, ja salama "veli" heidät. Loppujen lopuksi, kun meripihka sähköistyy, syntyy kipinöitä, ja kipinät ovat pieniä salamoita.
Mutta salama on salama, ja mitä tekemistä magneetilla on sen kanssa? Salama osoittautui se, joka yhdisti meripihkan ja magneetin, jotka Gilbert oli aiemmin "erottanut". Tässä on kolme ote kuvauksesta salamaniskusta, jotka osoittavat läheisen yhteyden meripihkan sähkön ja magneetin vetovoiman välillä.
”...Heinäkuussa 1681 Quick-alukseen iski salama. Kun yö tuli, tähtien asennosta kävi ilmi, että kolmesta kompassista... kaksi, sen sijaan, että kuten ennen osoittaisi pohjoiseen, osoitti etelään, kolmannen kompassin entinen pohjoispää oli suunnattu Länsi."
"...Kesäkuussa 1731 Wexfieldistä kotoisin oleva kauppias asetti huoneensa nurkkaan suuren laatikon, joka oli täynnä veitsiä, haarukoita ja muita raudasta ja teräksestä valmistettuja esineitä... Salama tunkeutui taloon juuri tämän kulman kautta, jossa laatikko oli seisoi, rikkoi sen ja hajotti kaikki mitä siinä oli. Kaikki nämä haarukat ja veitset... osoittautuivat erittäin magnetoituneiksi..."
”...Medvedkovon kylässä oli voimakas ukkosmyrsky; talonpojat näkivät kuinka salama iski veitseen, ukkosmyrskyn jälkeen veitsi alkoi vetää puoleensa rautanauloja..."
Salamaniskuja, magnetoivia akseleita, haarukoita, veitsiä ja muita kompassin neuloja demagnetoivia tai uudelleenmagnetoivia teräsesineitä havaittiin niin usein, että tiedemiehet alkoivat etsiä yhteyttä sähkökipinöiden ja magnetismin välillä. Mutta virran johtaminen rautatankojen läpi tai niiden altistaminen Leyden-purkkien kipinöille ei tuottanut konkreettisia tuloksia - rautaa ei magnetoitu, vaikka tarkat nykyaikaiset instrumentit olisivat tämän luultavasti aistineet.
Kompassin neula poikkesi hieman Trentin kaupungin fyysikon Romagnosin kokeissa, kun hän toi kompassin lähemmäksi voltaista pylvästä - sähköakkua. Ja sitten vain, kun virta kulki jännitepylvään läpi. Mutta Romagnosi ei silloin ymmärtänyt syytä tähän kompassin neulan käytökseen.
Kunnia sähkön ja magnetismin välisen yhteyden löytämisestä lankesi tanskalaiselle fyysikolle Hans Christian Oerstedille (1777-1851), ja silloinkin sattumalta. Se tapahtui 15. helmikuuta 1820, näin se tapahtui. Tänä päivänä Oersted piti luennon fysiikasta Kööpenhaminan yliopiston opiskelijoille. Luento oli omistettu virran lämpövaikutukselle, toisin sanoen johtimien lämpenemiselle, joiden läpi sähkövirta kulkee. Nyt tätä ilmiötä käytetään koko ajan - sähköliesissä, silitysraudoissa, kattiloissa, jopa sähkölampuissa, joiden kierre on valkokuuma virrasta. Ja Oerstedin aikana tällaista johtimen kuumenemista virralla pidettiin uutena ja mielenkiintoisena ilmiönä.
6-b Asenna ydin

Yksinkertaisimmat sähköiset ja magneettiset ilmiöt ovat olleet ihmisten tiedossa muinaisista ajoista lähtien.

Ilmeisesti jo 600 eaa. e. kreikkalaiset tiesivät, että magneetti vetää puoleensa rautaa ja hiertynyt meripihka vetää puoleensa kevyitä esineitä, kuten olkia jne. Ero sähköisten ja magneettisten vetovoiman välillä ei kuitenkaan ollut vielä selvä; molempia pidettiin samanluonteisina ilmiöinä.

Selkeä ero näiden ilmiöiden välillä on englantilaisen lääkärin ja luonnontieteilijän William Gilbertin (1544-1603) ansio, joka julkaisi vuonna 1600 kirjan "Magnetista, magneettikappaleista ja suuresta magneetista - maapallosta". Tällä kirjalla itse asiassa alkaa todella tieteellinen sähköisten ja magneettisten ilmiöiden tutkimus. Gilbert kuvaili kirjassaan kaikkia aikakautensa tiedossa olevia magneettien ominaisuuksia ja esitteli myös omien erittäin tärkeiden kokeidensa tulokset. Hän huomautti useita merkittäviä eroja sähköisten ja magneettisten vetovoiman välillä ja loi sanan "sähkö".

Vaikka Gilbertin jälkeen sähköisten ja magneettisten ilmiöiden ero oli jo kiistatta selvä kaikille, monet tosiasiat osoittivat kuitenkin, että kaikista eroistaan ​​huolimatta nämä ilmiöt liittyvät jotenkin läheisesti ja erottamattomasti toisiinsa. Silmiinpistävimmät tosiasiat olivat rautakappaleiden magnetoituminen ja magneettisten neulojen uudelleenmagnetoituminen salaman vaikutuksesta. Ranskalainen fyysikko Dominique François Arago (1786-1853) kuvailee teoksessaan "Thunder and Lightning" esimerkiksi tällaista tapausta. "Heinäkuussa 1681 sadan mailin päässä rannikosta avomerellä sijaitsevaan "Queen" -laivaan osui salama, joka aiheutti merkittäviä vaurioita mastoihin, purjeisiin jne. Kun yö tuli, se selvisi tähtien sijainti, että kolmesta laivalla olevasta kompassista kaksi alkoi osoittaa pohjoiseen sijasta etelään ja kolmas alkoi osoittaa länteen." Arago kuvailee myös tapausta, jossa salama iski taloon ja siinä oli vahvasti magnetoituneita teräsveitsiä, haarukoita ja muita esineitä.

1700-luvun alussa todettiin jo, että salama on itse asiassa voimakas sähkövirta, joka kulkee ilman läpi; siksi edellä kuvatut tosiasiat voisivat ehdottaa ajatusta, että millä tahansa sähkövirralla on jonkinlaisia ​​magneettisia ominaisuuksia. Kuitenkin tanskalainen fyysikko Hans Christian Oersted (1777-1851) havaitsi nämä virran ominaisuudet kokeellisesti ja tutki niitä vasta vuonna 1820.

Oerstedin pääkoe on kuvattu kuvassa. 199. Kiinteän langan 1 yläpuolella, joka sijaitsee pituuspiiriä pitkin eli pohjois-eteläsuunnassa, on ripustettu ohuelle langalle magneettineula 2 (kuva 199,a). Nuoli, kuten tiedät, on asennettu myös suunnilleen pohjois-etelä-linjaa pitkin, ja siksi se sijaitsee suunnilleen yhdensuuntaisesti langan kanssa. Mutta heti kun suljemme avaimen ja lähetämme virran langan 1 läpi, näemme, että magneettinen neula pyörii yrittäen asettua suorassa kulmassa siihen nähden, eli tasossa, joka on kohtisuorassa johtoa vastaan ​​(kuva 199, b). Tämä peruskoe osoittaa, että virtaa kuljettavaa johtimia ympäröivässä tilassa vaikuttavat voimat, jotka aiheuttavat magneettineulan liikkeen, eli voimat, jotka ovat samankaltaisia ​​kuin ne, jotka toimivat lähellä luonnollisia ja keinotekoisia magneetteja. Kutsumme tällaisia ​​voimia magneettisiksi voimiksi, aivan kuten kutsumme sähkövarauksiin vaikuttavia voimia sähköisiksi.

Riisi. 199. Oerstedin koe magneettineulalla, joka paljastaa virran magneettikentän olemassaolon: 1 - lanka, 2 - magneettinen neula ripustettuna johdon suuntaisesti, 3 - galvaanisten kennojen paristo, 4 - reostaatti, 5 - avain

Ks. II esittelimme sähkökentän käsitteen osoittamaan avaruuden erityistilaa, joka ilmenee sähkövoimien vaikutuksissa. Samalla tavalla kutsumme magneettikentällä sitä avaruuden tilaa, joka tuntee itsensä magneettisten voimien vaikutuksesta. Siten Oerstedin koe osoittaa, että sähkövirtaa ympäröivässä tilassa syntyy magneettisia voimia, eli syntyy magneettikenttä.

Ensimmäinen kysymys, jonka Oersted esitti itselleen tehtyään merkittävän löydön, oli tämä: vaikuttaako langan aines virran luomaan magneettikenttään? "Yhdysjohto", kirjoittaa Oersted, "voi koostua useista johtimista tai metallinauhoista. Metallin luonne ei muuta tulosta, paitsi ehkä suhteessa kokoon.

Samaan tulokseen käytimme lankoja platinasta, kullasta, hopeasta, messingistä ja raudasta sekä tina- ja lyijypolymeereistä ja elohopeasta.

Oersted suoritti kaikki kokeensa metalleilla, toisin sanoen johtimilla, joissa johtavuus, kuten nyt tiedämme, on elektronista. Oerstedin kokeen suorittaminen ei kuitenkaan ole vaikeaa korvaamalla metallilanka elektrolyyttiä sisältävällä putkella tai putkella, jossa tapahtuu purkaus kaasussa. Olemme jo kuvanneet tällaisia ​​​​kokeita § 40 (kuva 73) ja todenneet, että vaikka näissä tapauksissa sähkövirta johtuu positiivisten ja negatiivisten ionien liikkeestä, sen vaikutus magneettiseen neulaan on sama kuin virran tapauksessa. metallijohtimessa. Riippumatta johtimen luonteesta, jonka läpi virta kulkee, johtimen ympärille syntyy aina magneettikenttä, jonka vaikutuksesta nuoli pyörii pyrkien kohtisuoraan virran suuntaan nähden.

Siten voimme sanoa: magneettikenttä syntyy minkä tahansa virran ympärille. Olemme jo maininneet tämän sähkövirran tärkeimmän ominaisuuden (§ 40), kun puhuimme tarkemmin sen muista vaikutuksista - lämpö- ja kemiallisista.

Sähkövirran kolmesta ominaisuudesta tai ilmenemismuodosta tyypillisin on magneettikentän luominen. Virran kemialliset vaikutukset joissakin johtimissa - elektrolyyteissä - tapahtuvat, toisissa - metalleissa - ne puuttuvat. Virran tuottama lämpö voi olla suurempi tai pienempi samalla virralla riippuen johtimen resistanssista. Suprajohtimissa voi jopa kulkea virta ilman lämpöä (§ 49). Mutta magneettikenttä on minkä tahansa sähkövirran erottamaton kumppani. Se ei riipu tietyn johtimen erityisominaisuuksista ja sen määrää vain virran voimakkuus ja suunta. Useimmat sähkön tekniset sovellukset sisältävät myös virran magneettikentän.

Piirissä oleva sähkövirta ilmenee aina jollain tavalla. Tämä voi olla joko työtä tietyllä kuormituksella tai siihen liittyvää virran vaikutusta. Siten virran vaikutuksesta voidaan arvioida sen olemassaolo tai puuttuminen tietyssä piirissä: jos kuorma toimii, on virtaa. Jos havaitaan tyypillinen virtaan liittyvä ilmiö, piirissä on virtaa jne.

Yleisesti ottaen sähkövirta pystyy aiheuttamaan erilaisia ​​vaikutuksia: lämpö-, kemiallisia, magneettisia (sähkömagneettisia), valoisia tai mekaanisia, ja erityyppisiä virtavaikutuksia esiintyy usein samanaikaisesti. Näitä ilmiöitä ja virran vaikutuksia käsitellään tässä artikkelissa.

Sähkövirran lämpövaikutus

Kun tasa- tai vaihtovirta kulkee johtimen läpi, johdin lämpenee. Tällaisia ​​lämpöjohtimia erilaisissa olosuhteissa ja sovelluksissa voivat olla: metallit, elektrolyytit, plasma, sulat metallit, puolijohteet, puolimetallit.

Yksinkertaisimmassa tapauksessa, jos esimerkiksi sähkövirta johdetaan nikromilangan läpi, se kuumenee. Tätä ilmiötä käytetään lämmityslaitteissa: vedenkeittimissä, kattiloissa, lämmittimissä, sähköliesissä jne. Valokaarihitsauksessa sähkökaaren lämpötila saavuttaa yleensä 7000 °C ja metalli sulaa helposti - tämä on myös lämpövaikutus nykyisestä.

Piirin osassa vapautuvan lämmön määrä riippuu tähän osaan syötetystä jännitteestä, virtaavan virran arvosta ja sen virtausajasta ().

Muutettuaan Ohmin lain piirin osalle, voit käyttää joko jännitettä tai virtaa lämmön määrän laskemiseen, mutta silloin sinun on tiedettävä myös piirin vastus, koska se rajoittaa virtaa ja itse asiassa aiheuttaa lämmitys. Tai, kun tiedät piirin virran ja jännitteen, voit yhtä helposti selvittää syntyneen lämmön määrän.

Sähkövirran kemiallinen vaikutus

Elektrolyytit, jotka sisältävät ioneja tasavirran vaikutuksesta - tämä on virran kemiallinen vaikutus. Elektrolyysin aikana negatiiviset ionit (anionit) vetäytyvät positiiviseen elektrodiin (anodi) ja positiiviset ionit (kationit) negatiiviseen elektrodiin (katodi). Eli elektrolyytin sisältämät aineet vapautuvat virtalähteen elektrodeilla elektrolyysiprosessin aikana.

Esimerkiksi elektrodipari upotetaan tietyn hapon, alkalin tai suolan liuokseen, ja kun sähkövirta johdetaan piirin läpi, syntyy positiivinen varaus toiseen elektrodiin ja negatiivinen varaus toiseen. Liuoksen sisältämät ionit alkavat kerrostua elektrodille vastakkaisella varauksella.

Esimerkiksi kuparisulfaatin (CuSO4) elektrolyysin aikana kuparikationit Cu2+, joilla on positiivinen varaus, siirtyvät negatiivisesti varautuneelle katodille, jossa ne vastaanottavat puuttuvan varauksen ja muuttuvat neutraaleiksi kupariatomeiksi laskeutuen elektrodin pinnalle. Hydroksyyliryhmä -OH luovuttaa elektroneja anodilla, mikä johtaa hapen vapautumiseen. Positiivisesti varautuneet vetykationit H+ ja negatiivisesti varautuneet anionit SO42- jäävät liuokseen.

Sähkövirran kemiallista vaikutusta käytetään teollisuudessa esimerkiksi veden hajottamiseen sen ainesosiksi (vety ja happi). Elektrolyysi mahdollistaa myös joidenkin metallien saamisen puhtaassa muodossaan. Elektrolyysin avulla pinnat päällystetään ohuella kerroksella tiettyä metallia (nikkeli, kromi) jne.

Vuonna 1832 Michael Faraday totesi, että elektrodilla vapautuvan aineen massa m on suoraan verrannollinen elektrolyytin läpi kulkevaan sähkövaraukseen q. Jos tasavirtaa I johdetaan elektrolyytin läpi ajan t, niin Faradayn ensimmäinen elektrolyysin laki pätee:

Tässä suhteellisuuskerrointa k kutsutaan aineen sähkökemialliseksi ekvivalentiksi. Se on numeerisesti yhtä suuri kuin aineen massa, joka vapautuu, kun yksi sähkövaraus kulkee elektrolyytin läpi, ja riippuu aineen kemiallisesta luonteesta.

Sähkövirran läsnä ollessa missä tahansa johtimessa (kiinteässä, nestemäisessä tai kaasumaisessa) johtimen ympärillä havaitaan magneettikenttä, eli virtaa kuljettava johdin saa magneettisia ominaisuuksia.

Joten jos tuot magneetin johtimeen, jonka läpi virtaa virtaa esimerkiksi magneettisen kompassin neulan muodossa, neula kääntyy kohtisuoraan johtimeen nähden, ja jos kierrät johtimen rautasydämen ympärille ja ohitat tasavirta johtimen läpi, sydämestä tulee sähkömagneetti.

Vuonna 1820 Oersted löysi virran magneettisen vaikutuksen magneettineulaan, ja Ampere vahvisti kvantitatiiviset lait johtimien magneettisesta vuorovaikutuksesta virran kanssa.

Magneettikenttä syntyy aina virran vaikutuksesta eli sähkövarauksen liikuttamisesta, erityisesti varautuneista hiukkasista (elektroneista, ioneista). Vastakkaiset virrat hylkivät toisiaan, yksisuuntaiset virrat vetävät toisiaan puoleensa.

Tällainen mekaaninen vuorovaikutus johtuu virtojen magneettikenttien vuorovaikutuksesta, eli se on ensinnäkin magneettinen vuorovaikutus ja vasta sitten mekaaninen. Siten virtojen magneettinen vuorovaikutus on ensisijainen.

Vuonna 1831 Faraday totesi, että yhden piirin muuttuva magneettikenttä synnyttää virran toiseen piiriin: syntyvä emf on verrannollinen magneettivuon muutosnopeuteen. On loogista, että virtojen magneettista toimintaa käytetään tähän päivään kaikissa muuntajissa, ei vain sähkömagneeteissa (esimerkiksi teollisissa).

Yksinkertaisimmassa muodossaan sähkövirran valovaikutus voidaan havaita hehkulampussa, jonka spiraali lämpenee sen läpi kulkevan virran vaikutuksesta valkolämpöön ja säteilee valoa.

Hehkulampussa valoenergian osuus syötetystä sähköstä on noin 5 %, josta loput 95 % muunnetaan lämmöksi.

Loistelamput muuttavat virran energiaa tehokkaammin valoksi - jopa 20 % sähköstä muuttuu näkyväksi valoksi fosforin ansiosta, joka saa sähköpurkauksen elohopeahöyryssä tai inertissä kaasussa, kuten neonissa.

Sähkövirran valovaikutus toteutuu tehokkaammin LEDeissä. Kun sähkövirta johdetaan pn-liitoksen läpi eteenpäin, varauksen kantajat - elektronit ja reiät - yhdistyvät uudelleen fotonien emission kanssa (johtuen elektronien siirtymisestä energiatasolta toiselle).

Parhaat valonlähteet ovat suoraväliset puolijohteet (eli ne, jotka mahdollistavat suoran optisen kaistansiirron), kuten GaAs, InP, ZnSe tai CdTe. Vaihtelemalla puolijohteiden koostumusta on mahdollista luoda LEDejä eri aallonpituuksille ultraviolettisäteilystä (GaN) keski-infrapunaan (PbS). LEDin tehokkuus valonlähteenä on keskimäärin 50 %.

Kuten edellä todettiin, jokainen johdin, jonka läpi sähkövirta kulkee, muodostaa ympyrän ympärilleen. Magneettiset vaikutukset muunnetaan liikkeeksi esimerkiksi sähkömoottoreissa, magneettisissa nostolaitteissa, magneettiventtiileissä, releissä jne.

Virran mekaanista vaikutusta toiseen kuvaa Amperen laki. Tämän lain vahvisti ensimmäisen kerran André Marie Ampère vuonna 1820 tasavirralle. Tästä seuraa, että yhteen suuntaan kulkevat rinnakkaiset johtimet vetävät puoleensa ja hylkivät vastakkaisiin suuntiin.

Amperen laki on myös laki, joka määrittää voiman, jolla magneettikenttä vaikuttaa pieneen virtaa kuljettavan johtimen segmenttiin. Voima, jolla magneettikenttä vaikuttaa magneettikentässä olevaan virtaa kuljettavan johtimen elementtiin, on suoraan verrannollinen johtimessa olevaan virtaan ja johtimen pituuden ja magneettisen induktion elementin vektorituloon.

Se perustuu tähän periaatteeseen, jossa roottori toimii kehyksenä virralla, joka on suunnattu staattorin ulkoiseen magneettikenttään vääntömomentilla M.

Virran läsnäolo sähköpiirissä ilmenee aina jollain toiminnalla. Esimerkiksi työ tietyn kuormituksen alla tai siihen liittyvä ilmiö. Näin ollen sähkövirran toiminta osoittaa sen läsnäolon sellaisenaan tietyssä sähköpiirissä. Eli jos kuorma toimii, virta tapahtuu.

Tiedetään, että sähkövirta aiheuttaa monenlaisia ​​vaikutuksia. Näitä ovat esimerkiksi lämpö, ​​kemiallinen, magneettinen, mekaaninen tai valo. Tällöin sähkövirran eri vaikutukset voivat ilmetä samanaikaisesti. Kerromme sinulle yksityiskohtaisemmin kaikista tämän materiaalin ilmenemismuodoista.

Lämpöilmiö

Tiedetään, että johtimen lämpötila nousee, kun virta kulkee sen läpi. Tällaisia ​​johtimia ovat erilaiset metallit tai niiden sulatteet, puolimetallit tai puolijohteet sekä elektrolyytit ja plasma. Esimerkiksi kun sähkövirta johdetaan nikromilangan läpi, se tulee erittäin kuumaksi. Tätä ilmiötä käytetään lämmityslaitteissa, nimittäin: vedenkeittimissä, kattiloissa, lämmittimissä jne. Valokaarihitsauksessa on korkein lämpötila, nimittäin valokaaren kuumeneminen voi nousta jopa 7 000 celsiusasteeseen. Tässä lämpötilassa saavutetaan metallin helppo sulaminen.

Syntyneen lämmön määrä riippuu suoraan siitä, mikä jännite tiettyyn osaan on syötetty, sekä sähkövirrasta ja ajasta, joka kulkee piirin läpi.

Tuotetun lämmön määrän laskemiseen käytetään joko jännitettä tai virtaa. Tässä tapauksessa on tarpeen tietää sähköpiirin vastuksen ilmaisin, koska se aiheuttaa kuumenemisen virranrajoituksen vuoksi. Myös lämmön määrä voidaan määrittää virran ja jännitteen avulla.

kemiallinen ilmiö

Sähkövirran kemiallinen vaikutus on elektrolyytissä olevien ionien elektrolyysi. Elektrolyysin aikana anodi kiinnittää itseensä anioneja ja katodi kationeja.

Toisin sanoen elektrolyysin aikana tiettyjä aineita vapautuu virtalähteen elektrodeille.

Otetaan esimerkki: kaksi elektrodia lasketaan happamaan, emäksiseen tai suolaliuokseen. Sitten virta johdetaan sähköpiirin läpi, mikä saa aikaan positiivisen varauksen syntymisen toiselle elektrodille ja negatiivisen varauksen syntymisen toiselle. Liuoksessa olevat ionit kerrostuvat elektrodille eri varauksella.

Sähkövirran kemiallista vaikutusta käytetään teollisuudessa. Siten tätä ilmiötä käyttämällä vesi hajoaa hapeksi ja vedyksi. Lisäksi elektrolyysin avulla metallit saadaan puhtaassa muodossaan ja pinnat myös galvanoidaan.

Magneettinen ilmiö

Sähkövirta missä tahansa aggregoituneessa johtimessa luo magneettikentän. Toisin sanoen sähkövirtaa käyttävällä johtimella on magneettisia ominaisuuksia.

Siten, jos tuot magneettisen kompassin neulan lähemmäksi johdinta, jossa virtaa sähkövirtaa, se alkaa pyöriä ja ottaa kohtisuorassa asemassa johtimeen nähden. Jos kierrät tämän johtimen rautasydämen ympärille ja johdat sen läpi tasavirtaa, tämä ydin saa sähkömagneetin ominaisuudet.

Magneettikentän luonne on aina sähkövirran läsnäolo. Selitetään: liikkuvat varaukset (varautuneet hiukkaset) muodostavat magneettikentän. Tässä tapauksessa vastakkaiset virtaukset hylkivät ja samansuuntaiset virrat vetävät puoleensa. Tämä vuorovaikutus on perusteltua sähkövirtojen magneettikenttien magneettisella ja mekaanisella vuorovaikutuksella. Osoittautuu, että virtojen magneettinen vuorovaikutus on ensiarvoisen tärkeää.

Magneettista toimintaa käytetään muuntajissa ja sähkömagneeteissa.

Valon ilmiö

Yksinkertaisin esimerkki valotoiminnasta on hehkulamppu. Tässä valonlähteessä spiraali saavuttaa halutun lämpötila-arvon sen läpi kulkevan virran kautta valkolämpötilaan. Näin valo säteilee. Perinteisessä hehkulampussa vain viisi prosenttia kaikesta sähköstä kuluu valoon, kun taas loput leijonanosa muuttuu lämmöksi.

Nykyaikaisemmat analogit, esimerkiksi loistelamput, muuttavat sähkön tehokkaimmin valoksi. Eli noin kaksikymmentä prosenttia kaikesta energiasta on valon pohjalla. Loisteaine vastaanottaa UV-säteilyä, joka tulee purkauksesta, joka esiintyy elohopeahöyryssä tai inertissä kaasussa.

Tehokkain virran valotoiminnan toteutus tapahtuu vuonna. Pn-liitoksen läpi kulkeva sähkövirta saa aikaan varauksenkuljettajien rekombinaation fotonien emission kanssa. Parhaat LED-valaisimet ovat suoraväliset puolijohteet. Muuttamalla näiden puolijohteiden koostumusta on mahdollista luoda LEDejä erilaisille valoaalloille (eri pituudet ja alueet). LED-valon hyötysuhde on 50 prosenttia.

Mekaaninen ilmiö

Muista, että sähkövirtaa kuljettavan johtimen ympärille syntyy magneettikenttä. Kaikki magneettiset toiminnot muunnetaan liikkeeksi. Esimerkkejä ovat sähkömoottorit, magneettiset nostoyksiköt, releet jne.

Vuonna 1820 Andre Marie Ampère johti tunnetun "Amperen lain", joka kuvaa yhden sähkövirran mekaanista vaikutusta toiseen.

Tämä laki sanoo, että rinnakkaiset johtimet, jotka kuljettavat sähkövirtaa samaan suuntaan, kokevat vetovoimaa toisiaan kohtaan, ja vastakkaisessa suunnassa olevat kokevat päinvastoin hylkimistä.

Lisäksi ampeerin laki määrää sen voiman suuruuden, jolla magneettikenttä vaikuttaa pieneen sähkövirtaa kuljettavan johtimen segmenttiin. Tämä voima on sähkömoottorin toiminnan taustalla.