Force actuelle

La force actuelle est une quantité physique qui caractérise la vitesse d'une charge dans un conducteur. Le processus dans le conducteur est accompagné par la libération d'une certaine quantité d'énergie selon la loi de Joule-Lenz. Le courant a été découvert par Alessandro Volt sur la base des expériences de Galvani et la théorie des phénomènes expérimentaux a été posée en 1794.

Comment se forme le courant électrique

Pendant deux mille cinq cents ans avant notre ère, dans l’Égypte ancienne, ils connaissaient le poisson électrique et le considéraient comme le défenseur des habitants de l’eau. Les Grecs et les Romains avaient une idée à ce sujet, parfois ils essayaient d'utiliser cette fonctionnalité pour le traitement des maux de tête ou de la goutte. On remarque que la charge est parfaitement transmise par des objets métalliques. Le premier a essayé d’étudier l’électricité statique pendant 600 ans av.e. Thalès de Milet. Ensuite, ils ont déjà reconnu la propriété de l’ambre, porté avec de la laine, d’attirer des matériaux diélectriques dissemblables. Mais le pandit a rapidement abouti à une impasse.

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Le concept d'électricité a commencé à être développé dans les années 1600 par William Gilbert, qui a expérimenté le minerai de fer magnétique et l'ambre frotté.Le terme provient de la langue grecque. L'électricité traduite signifie "comme l'ambre", montrant des propriétés similaires. Apparemment, la première publication imprimée couvrant le sujet est la Pseudodoxia Epidemica de Thomas Brown, publiée en 1646.

Lancement clé dans le ciel par B. Franklin

D'autres recherches se poursuivent séparément. Par exemple, en 1752, Benjamin Franklin a attaché une clé métallique à un cerf-volant et l'a projetée dans un ciel orageux. Il vit des étincelles jaillir de sa main et suggéra la nature électrique de la foudre. Au fait, en arabe, le phénomène naturel a longtemps été appelé le même mot avec le nom de rayons électriques. Benjamin Franklin pensait que toute matière contient un fluide dont l’absence se manifeste par une charge négative et l’excès - par une charge positive. Pour des raisons inconnues, le verre a été attribué au premier type de matériau et le caoutchouc au second. Le mouvement du fluide produit du courant électrique.

En conséquence de l'hypothèse décrite, il s'est avéré que la direction de l'écoulement du fluide est opposée à la direction du mouvement des électrons. Et aujourd'hui, en physique, le courant est indiqué par une flèche qui pointe dans la direction opposée. Ce mouvement n'est pas rapide et est formé non exclusivement par des électrons. La vitesse des particules élémentaires est exprimée en centimètres par seconde. Et la vague électrique se déplace beaucoup plus rapidement. Par conséquent, le courant se produit dans l'environnement et se propage approximativement à la vitesse de la lumière et disparaît rapidement.

Revenons aux expériences avec le caoutchouc et le verre. On remarque que portés, ils attirent, mais repoussent un morceau de matériau identique. Ainsi est née l'idée de deux types de fluide. Les corps capables de présenter des propriétés similaires au caoutchouc ou au verre sont appelés chargés électriquement. Certains matériaux contiennent un liquide positif, et d'autres un liquide négatif, repoussent le verre, mais sont attirés par le caoutchouc, et inversement.

Le courant peut être transporté par des électrons( particules négatives) ou des protons( particules positives).Souvent, dans la théorie des semi-conducteurs, le terme "trou" est utilisé.C'est l'endroit où il y a une pénurie d'électrons à un moment donné.La charge de ce transporteur est positive. Souvent, il n'y a pas de différence de particule dans laquelle le courant est formé.

Courant électrique

Unité de mesure du courant électrique

Le courant électrique est représenté par le volume de charge transféré par unité de temps dans une unité de surface transversale d'un matériau. L’ampère est reconnue comme l’unité de mesure et la lettre latine I, tirée de l’expression française intensite de courant, est utilisée comme désignation. Ce symbole était utilisé par Ampère, dont le nom s'appelle l'unité, bien que jusqu'en 1896, les journaux privés continuaient à utiliser C. Il existe une autre définition de l'ampère en physique:la force d'interaction dans la zone de 1 mètre de longueur de 0,2 µN ".

L'interprétation est due au fait que le courant circulant crée un champ magnétique autour du conducteur, qui interagit avec succès avec les autres. Le processus est normalisé par la loi d'Ampère, dérivée en 1820.Initialement, la formule incluait l'induction magnétique, mais elle s'est ensuite révélée être une valeur facultative. Cela dépend de la magnitude du courant, de la distance au point à étudier et de la constante magnétique( constante physique).

Courant alternatif

Avant qu'ils ne focalisent pas l'attention, mais dans la vie quotidienne, il est beaucoup plus pratique d'utiliser le courant alternatif. Il est plus facile de transférer le long des circuits grâce à la possibilité d'utiliser des transformateurs qui effectuent l'isolation de segments individuels et la transformation de paramètres. Les fréquences du réseau industriel sont généralement comprises entre 50 et 60 Hz, et la plupart des gens s’intéressent aux causes des indicateurs. Nikola Tesla, par exemple, a montré que la fréquence actuelle de plus de 700 Hz ne nuit pratiquement pas au corps humain qui se déplace à la surface( peau).

L'effet spécifié est largement connu en électrotechnique. C'est ce qu'on appelle - superficiel( en anglais peau - peau).Le phénomène est réduit au fait que le courant à fréquence croissante pénètre de moins en moins dans l'épaisseur des matériaux. Pour les conducteurs en cuivre à une fréquence de 60 Hz, la profondeur atteint 8,57 mm. Pour la raison mentionnée, les conducteurs à courant élevé sont souvent creux. En raison de son grand diamètre, le courant ne pénétrera jamais dans le noyau. Les conducteurs creux vous permettent d'économiser des matériaux et de réduire la masse de fils.

Cycle alternatif

C’est la raison pour laquelle l’industrie n’a pas encore atteint un nouveau niveau. Après tout, l’utilisation d’un courant de 700 Hz sécurisera considérablement le réseau pour les citoyens ordinaires. Une telle étape nécessitera une révision radicale de la conception des moteurs multiphasiques, augmentant ainsi considérablement leur efficacité( pour réduire la quantité de puissance transmise).Ce qui est souvent impossible au stade actuel de développement de la technologie.

Le courant alternatif est généralement formé dans un conducteur en modifiant la direction du champ magnétique externe. Cela se passe à la centrale. L'arbre massif de la turbine effectue quelques tours par seconde sur la force, et la haute fréquence est générée en commutant l'enroulement du stator. Donc, l'évolution des normes de l'industrie est relativement simple. Selon la rumeur, les pertes de fréquence croissantes dans les matériaux ferromagnétiques dus aux courants de Foucault augmentent. De plus, la dépendance est quadratique. On le pense facilement, la puissance des cuisinières à induction est souvent augmentée en augmentant la fréquence des impulsions dans l’onduleur.

Il est dit dans la littérature que Nikola Tesla a proposé un courant alternatif de 220 V à 60 Hz optimal pour le fonctionnement de ses propres moteurs biphasés( les machines asynchrones inventées ont prouvé qu'à 60 Hz, on obtenait un effet économique maximal de l'utilisation de développements propres).En raison de nombreuses divergences dans la coordination et le lobbying d’intérêts privés, les paramètres sont différents aux États-Unis et en Europe.

Nicola Tesla est considéré comme le père des moteurs à courant alternatif et asynchrone. Le type de mouvement des porteurs de charge mentionné diffère de celui qui est constant: «Le courant alternatif fait référence au flux des porteurs de charge alternativement dans les deux sens le long du conducteur.»

La définition peut être attribuée aux fluides. Le courant alternatif est formé par une charge, puis par une autre. En pratique, on parle généralement de courant d'électrons, qui change deux fois de direction au cours d'une période. La fréquence du processus est mesurée en Hz, le graphique( densité de flux de particules) est proche d'une onde sinusoïdale. Dans les réseaux industriels, il existe trois phases( l’ancêtre - M. O. Dolivo-Dobrovolsky, le premier à trouver des erreurs dans les limites théoriques de l’efficacité des moteurs à courant multiphase).Imaginez des sinusoïdes indépendants décalés de 120 degrés l'un par rapport à l'autre. Tandis qu'un graphique passe à zéro, le second traverse déjà un tiers de la période et le dernier tiers - deux tiers.

Dans les unités industrielles, trois phases vous permettent de créer un champ magnétique tournant( idée originale de Nikola Tesla), qui entraîne les rotors des moteurs électriques. Dans ce cas, il est possible d'économiser considérablement sur le cuivre du fil neutre( neutre), la majeure partie du courant quitte l'installation via les fils de phase, où le potentiel est inférieur à ce temps de cycle.

Phénomènes liés au courant électrique

Champs magnétiques

Il a déjà été observé que le courant électrique traversant un conducteur crée un champ magnétique autour de celui-ci. Le principe de fonctionnement des dispositifs repose sur ce principe. Parmi les numéros mentionnés, les serrures électriques sont considérées comme les plus simples. En créant des bobines de fil, il est possible d’ajouter l’effet du champ résultant de chaque tour. Ce qu’ils utilisent en pratique, formant un petit courant, la force d’attraction de l’armature de la serrure de plusieurs centners avec une puissance nominale ridicule de dix watts. C'est ainsi que fonctionnent la plupart des systèmes d'interphone.

Magnetic Fields

De la même manière, l'effet de l'apparition d'un champ magnétique est appliqué à:

  1. Chargement et déchargement de métaux ferreux aux points de réception et de traitement.
  2. Une variété de relais.
  3. Moteurs électriques de toutes les modifications.

Effet thermique

Le courant circulant dans un conducteur provoque un effet de chauffage. Le phénomène est décrit par la loi de Joule-Lenz, selon laquelle l'effet thermique est directement proportionnel au carré du courant électrique et à la résistance du conducteur. Le principal malentendu de la technologie par les débutants est basé sur cela. A basse tension, la plupart des appareils consommant plus d'énergie consomment plus d'énergie. Un exemple frappant serait les ampoules à incandescence, où, à la tension de 27 V, l’intensité initiale n’est obtenue que par une multiplication par dix du courant.

Ceci provoque une surchauffe du cordon d'alimentation. Selon l'effet Joule-Lenz, il s'avère que la puissance dépend du carré du courant. Et lorsque ce dernier est multiplié par 10, l’effet thermique augmente de deux ordres de grandeur( 100 fois).Cela explique un tel réchauffement de la place de l'arc de soudage, bien que le cordon d'alimentation reste froid. La puissance transmise reste la même, mais la tension sur l'électrode est beaucoup plus basse que l'entrée 220 V. L'effet de l'élévation de température se produit.

L'effet thermique est appliqué dans les appareils de chauffage, où il est considéré comme un effet secondaire, mais utile. En ce qui concerne les ampoules à filaments, la plus grande partie de l’énergie est gaspillée. Le fil est chauffé par le courant électrique, mais une faible énergie est convertie en lumière. La masse est transmise par rayonnement dans le spectre invisible et infrarouge. Cette complexité est résolue dans les ampoules à économie d'énergie, où les arcs de courant dans un milieu gazeux ou émettent des photons, passant à travers la jonction pn d'un modèle spécial.

Dans les appareils de chauffage électriques, ils tentent d'accroître l'efficacité en créant des propriétés de directivité à l'aide de miroirs et d'autres réflecteurs.

Transmission d'informations

Il a été observé que le courant haute fréquence se propageait principalement à la surface du conducteur et non dans l'épaisseur. En conséquence, la tige de métal émet activement de l'énergie dans l'espace. Dans les fils classiques, on utilise pour bloquer l'effet de l'écran, s'il est volontairement enlevé, il s'avère que l'antenne. Ceci est utilisé dans la transmission d'informations par voie hertzienne. Nikola Tesla avait prévu de transmettre de l'énergie à distance en utilisant la méthode décrite. Mais la recherche est restée classée par le FBI, et a annoncé publiquement que les derniers travaux du scientifique ne peuvent pas résoudre la tâche.

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