Wo und wofür wird Gleichstrom verwendet, was ist er und wie funktioniert er, Stromquellen

Wahrscheinlich hat jeder Mensch von Kindheit an gelernt, dass elektrischer Strom etwas ist, mit dem fast alle Geräte im Haus funktionieren. Viele Menschen assoziieren Elektrizität mit einem hellen Blitz am Himmel, andere mit einer Steckdose und dem naiven kindlichen Wunsch, einen Finger hineinzustecken.

Elektrischer Strom kann als geordnete Bewegung elektrischer Teilchen (Elektronen, Ionen oder Löcher) beschrieben werden. Diese Definition ist jedoch nur bedingt richtig, weil elektrischer strom lässt sich in zwei Typen unterteilen:

• Variable. Im Laufe der Zeit ändert ein solcher Strom seine Richtung oder Größe.
• Konstante. Ändert sich nicht in Größe und Richtung.

Um besser zu verstehen, welcher Typ wo verwendet wird, müssen Sie sich eine Steckdose und ein darin eingestecktes Smartphone-Ladegerät vorstellen. In der Steckdose fließt ein Wechselstrom, der durch das Ladegerät bzw. durch das Netzteil in Gleichstrom umgewandelt wird, mit dem wir unser Smartphone aufladen. In fast allen Haushaltsgeräten wird mit Hilfe spezieller Gleichrichter ein elektrischer Wechselstrom in Gleichstrom umgewandelt, und die Geräte arbeiten bereits mit Gleichstrom. Damit lässt sich die Frage beantworten, wo Gleichstrom eingesetzt wird – in fast allen elektronischen Geräten.

Es scheint, warum gibt es dann Wechselstrom in Steckdosen und Stromleitungen? Die Antwort ist einfach - durch geringere Energieverluste, was bei einer Konstanten einfach gigantisch wäre.

Betrachten wir den Gleichstrom genauer.

Konstantstrom

Um die Frage zu beantworten, was Strom als konstant bezeichnet, reicht es aus, die obige allgemeine Definition von elektrischem Strom und eine kurze Definition von Gleichstrom zu lesen. Gleichstrom ist also die geordnete Bewegung elektrischer Teilchen, bei der diese Teilchen ihre Richtung nicht ändern und sich die Größe des Stroms nicht ändert.

Auch dieses Phänomen lässt sich anhand der dabei auftretenden physikalischen Prozesse breiter beschreiben. Sicherlich erinnert sich jeder an den Begriff "Plus" und "Minus" aus dem Schulphysikunterricht, also an den Begriff der gegensätzlich geladenen Pole. Um den Prozess des Fließens unseres elektrischen Stroms zu verstehen, können Sie sich eine gewöhnliche Fingerbatterie und einen Draht vorstellen, der an einem Ende mit dem Pluspol verbunden ist, und andere - mit einem Negativ (dies ist in der Praxis äußerst unerwünscht, da die Stromquelle beschädigt werden kann und bei großen Batterien sogar Verbrennungen auftreten können und Verletzung).

Sobald also das zweite Ende des Drahtes geschlossen, dh mit dem Pol verbunden ist, tritt sofort die Bewegung der Elektronen im Stromkreis auf. Vom negativen Pol, dh dem Pol, an dem ein Überschuss an elementaren elektrischen Ladungen vorhanden ist, fließen diese Ladungen zum positiven Pol, wo im Gegenteil ein Defizit besteht. Wir können sagen, dass diese Bewegung darauf ausgelegt ist, die Anzahl der Ladungen auf beiden Seiten auszugleichen. Wann wird es passieren, die Elektronen werden sich nicht mehr bewegen, dh die Batterie wird entladen.

Wie Strom und Ohmsches Gesetz bezeichnet werden

Betrachten wir das oben beschriebene Beispiel mit einer Batterie aus physikalischer Sicht, dann erscheinen darin drei Komponenten - Stromstärke, Spannung und Widerstand. Bei der Bezeichnung von Gleichstrom ist genau die Stromstärke gemeint. Es ist mit dem Buchstaben I bezeichnet. Spannung ist U und Widerstand ist R.

Diese drei Eigenschaften bildeten die Grundlage der berühmtesten in der Elektrotechnik und unersetzlich in fast allen Berechnungen von Stromkreisen des Gesetzes, das zu Ehren seiner Entstehung Ohmsches Gesetz genannt wird. Übrigens tragen Widerstandseinheiten den gleichen Namen - Ohm.

Dieses Gesetz klingt wie folgt - die Stromstärke I ist direkt proportional zur Spannung U und umgekehrt proportional zum Widerstand R: I = U / R.

Für alle oben genannten Größen gibt es spezielle Geräte. Für Strom - Amperemeter, für Spannung - Voltmeter, für Widerstand - Voltmeter. Sie können beispielsweise die Stromstärke messen, wenn Sie ein Amperemeter in Reihe mit einem Element schalten, an dem wir die angegebene Kennlinie finden müssen. Es gibt Geräte, die alle oben genannten Messgeräte kombinieren - Multimeter.

Netzteile

Um das eine oder andere Gerät mit Strom zu versorgen es ist notwendig, spezielle Mittel zu verwenden - Gleichstromquellen. Diese Geräte, auch Netzteile genannt, sind in fast jedem elektronischen Gerät zu finden, vom Fernseher bis zum Telefonladegerät.

Solche Quellen lassen sich wie folgt klassifizieren:

1. Galvanische Zellen. Dabei handelt es sich um Akkus, die jedem bekannt sind und die durch eine chemische Reaktion im Inneren der Batterie funktionieren.
2. Generatoren. Geräte, die durch elektromagnetische Induktion mechanische Energie in elektrische Energie umwandeln.
3. Gleichrichter. Die am häufigsten verwendeten Geräte in der Unterhaltungselektronik. Sie wandeln Wechselstrom aus einer Steckdose in Gleichstrom um.

Diese Klassifizierung kann in andere Unterkategorien unterteilt werden, die spezifischer und universeller sind. Die Wahl des Netzteils richtet sich nach der Art der Verwendung des Instruments, in dem es verwendet wird.