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Qu'entend-on par courant électrique. Le concept de courant électrique et comment il est mesuré. En termes simples sur le courant électrique

Maison et terrain
21.07.2023

Il s'agit du mouvement ordonné de certaines particules chargées. Afin d'utiliser avec compétence tout le potentiel de l'électricité, il est nécessaire de comprendre clairement tous les principes de la structure et du fonctionnement du courant électrique. Voyons donc ce que sont le travail et la puissance actuelle.

D’où vient le courant électrique ?

Malgré l’apparente simplicité de la question, rares sont ceux qui sont capables d’y répondre de manière intelligible. Bien sûr, de nos jours, alors que la technologie évolue à une vitesse incroyable, les gens ne pensent pas beaucoup à des choses aussi fondamentales que le principe de fonctionnement du courant électrique. D'où vient l'électricité ? Beaucoup répondront sûrement : « Eh bien, hors de la prise, bien sûr », ou hausseront simplement les épaules. En attendant, il est très important de comprendre comment fonctionne le courant. Cela doit être connu non seulement des scientifiques, mais aussi des personnes qui n'ont aucun lien avec le monde scientifique, en raison de leur développement globalement diversifié. Mais tout le monde ne peut pas utiliser avec compétence le principe de fonctionnement du courant.

Donc, vous devez d’abord comprendre que l’électricité ne vient pas de nulle part : elle est produite par des générateurs spéciaux situés dans diverses centrales électriques. Grâce à la rotation des aubes de turbine, la vapeur produite en chauffant de l'eau avec du charbon ou du pétrole produit de l'énergie, qui est ensuite transformée en électricité à l'aide d'un générateur. La conception du générateur est très simple : au centre de l'appareil se trouve un aimant énorme et très puissant, qui force les charges électriques à se déplacer le long des fils de cuivre.

Comment le courant électrique arrive-t-il dans nos maisons ?

Une fois qu’une certaine quantité de courant électrique a été générée à partir d’énergie (thermique ou nucléaire), elle peut être fournie aux personnes. Cet approvisionnement en électricité fonctionne de la manière suivante : pour que l’électricité puisse atteindre tous les appartements et tous les commerces, elle doit être « poussée ». Et pour cela, vous devrez augmenter la force qui fera cela. C'est ce qu'on appelle la tension du courant électrique. Le principe de fonctionnement est le suivant : le courant traverse un transformateur, ce qui augmente sa tension. Ensuite, le courant électrique circule dans des câbles installés en profondeur ou en hauteur (car la tension atteint parfois 10 000 Volts, ce qui est mortel pour l'homme). Lorsque le courant atteint sa destination, il doit à nouveau traverser le transformateur, qui va désormais réduire sa tension. Il se déplace ensuite le long des câbles jusqu'aux tableaux installés dans les immeubles d'habitation ou d'autres bâtiments.

L'électricité transportée par les fils peut être utilisée grâce à un système de prises, y reliant les appareils électroménagers. Il y a des fils supplémentaires dans les murs à travers lesquels circule le courant électrique, et c'est grâce à cela que fonctionnent l'éclairage et tous les équipements de la maison.

Quel est le travail actuel ?

L'énergie véhiculée par un courant électrique est convertie au fil du temps en lumière ou en chaleur. Par exemple, lorsque nous allumons une lampe, la forme électrique de l’énergie se transforme en lumière.

Pour le dire en termes simples, le travail du courant est l’action que produit l’électricité elle-même. De plus, il peut être très facilement calculé à l'aide de la formule. Sur la base de la loi de conservation de l'énergie, nous pouvons conclure que l'énergie électrique n'a pas été perdue, elle a été totalement ou partiellement transférée sous une autre forme, dégageant une certaine quantité de chaleur. Cette chaleur est le travail effectué par le courant lorsqu'il traverse le conducteur et le chauffe (un échange thermique se produit). Voici à quoi ressemble la formule Joule-Lenz : A = Q = U*I*t (le travail est égal à la quantité de chaleur ou au produit de la puissance actuelle et du temps pendant lequel elle circule dans le conducteur).

Que signifie courant continu ?

Le courant électrique est de deux types : alternatif et continu. Ils diffèrent en ce que ce dernier ne change pas de direction, il dispose de deux pinces (positif « + » et négatif « - ») et commence toujours son mouvement par « + ». Et le courant alternatif a deux bornes : phase et zéro. C'est précisément à cause de la présence d'une phase à l'extrémité du conducteur qu'on l'appelle aussi monophasé.

Les principes de conception du courant électrique alternatif et continu monophasé sont complètement différents : contrairement au courant constant, le courant alternatif change à la fois de direction (formant un flux à la fois de phase vers zéro et de zéro vers phase) et d'amplitude. Par exemple, le courant alternatif modifie périodiquement la valeur de sa charge. Il s'avère qu'à une fréquence de 50 Hz (50 vibrations par seconde), les électrons changent la direction de leur mouvement exactement 100 fois.

Où le DC est-il utilisé ?

Le courant électrique continu présente certaines caractéristiques. Du fait qu'il circule strictement dans un seul sens, il est plus difficile de le transformer. Les éléments suivants peuvent être considérés comme des sources DC :

  • piles (alcalines et acides);
  • piles ordinaires utilisées dans les petits appareils ;
  • ainsi que divers appareils tels que des convertisseurs.

Fonctionnement CC

Quelles sont ses principales caractéristiques ? Il s’agit du travail et du pouvoir actuel, et ces deux concepts sont très étroitement liés l’un à l’autre. La puissance fait référence à la vitesse de travail par unité de temps (par 1 s). Selon la loi de Joule-Lenz, on constate que le travail effectué par un courant électrique continu est égal au produit de l'intensité du courant lui-même, de la tension et du temps pendant lequel le travail du champ électrique a été effectué pour transférer les charges. le long du conducteur.

Voici la formule pour trouver le travail du courant, en tenant compte de la loi d'Ohm sur la résistance dans les conducteurs : A = I 2 *R*t (le travail est égal au carré du courant multiplié par la valeur de la résistance du conducteur et encore une fois multiplié par le temps pendant lequel le travail a été effectué).

Le courant électrique est désormais utilisé dans chaque bâtiment, sachant caractéristiques actuelles dans le réseau électrique de la maison, vous devez toujours vous rappeler qu'il met la vie en danger.

Le courant électrique est l'effet du mouvement directionnel de charges électriques (dans les gaz - ions et électrons, dans les métaux - électrons), sous l'influence d'un champ électrique.

Le mouvement des charges positives le long du champ équivaut au mouvement des charges négatives contre le champ.

Habituellement, la direction de la charge électrique est considérée comme la direction de la charge positive.

  • puissance actuelle ;
  • tension;
  • force actuelle;
  • résistance actuelle.

Puissance actuelle.

Puissance électrique est appelé le rapport du travail effectué par le courant au temps pendant lequel ce travail a été effectué.

La puissance développée par un courant électrique dans une section d’un circuit est directement proportionnelle à l’amplitude du courant et de la tension dans cette section. Puissance (électrique et mécanique) mesurée en Watts (W).

Puissance actuelle ne dépend pas du temps de pro-te-ka-niya du courant électrique dans le circuit, mais est défini comme la tension pro-from-ve-de sur l'intensité du courant.

Tension.

Tension électrique est une quantité qui montre la quantité de travail effectuée par le champ électrique lors du déplacement d'une charge d'un point à un autre. La tension dans différentes parties du circuit sera différente.

Par exemple: la tension sur une section d'un fil vide sera très faible, et la tension sur une section avec n'importe quelle charge sera beaucoup plus élevée, et l'amplitude de la tension dépendra de la quantité de travail effectué par le courant. La tension est mesurée en volts (1 V). Pour déterminer la tension, il existe une formule : U=A/q, où

  • U - tension,
  • A est le travail effectué par le courant pour déplacer la charge q vers une certaine section du circuit.

Force actuelle.

Force actuelle fait référence au nombre de particules chargées qui traversent la section transversale d’un conducteur.

Prieuré A force actuelle directement proportionnel à la tension et inversement proportionnel à la résistance.

Force du courant électrique mesuré par un instrument appelé ampèremètre. La quantité de courant électrique (la quantité de charge transférée) est mesurée en ampères. Pour augmenter la gamme de désignations d'unités de changement, il existe des préfixes de multiplicité tels que micro - microampère (μA), miles - milliampère (mA). Les autres consoles ne sont pas utilisées au quotidien. Par exemple : ils disent et écrivent « dix mille ampères », mais ils ne disent ni n’écrivent jamais 10 kiloampères. De telles significations ne sont pas utilisées dans la vie de tous les jours. On peut en dire autant des nanoampères. Habituellement, ils disent et écrivent 1 × 10-9 ampères.

Résistance actuelle.

Résistance électrique est une grandeur physique qui caractérise les propriétés d'un conducteur qui empêchent le passage du courant électrique et est égale au rapport de la tension aux extrémités du conducteur à l'intensité du courant qui le traverse.

La résistance des circuits à courant alternatif et des champs électromagnétiques alternatifs est décrite par les concepts d'impédance et d'impédance caractéristique. Résistance actuelle(souvent désignée par la lettre R ou r) la résistance de courant est considérée, dans certaines limites, comme une valeur constante pour un conducteur donné. Sous résistance électrique comprendre le rapport entre la tension aux extrémités d'un conducteur et le courant circulant dans le conducteur.

Conditions d'apparition du courant électrique dans un milieu conducteur :

1) la présence de particules chargées libres ;

2) s'il y a un champ électrique (il y a une différence de potentiel entre deux points du conducteur).

Types d'effets du courant électrique sur les matériaux conducteurs.

1) chimique - un changement dans la composition chimique des conducteurs (se produit principalement dans les électrolytes) ;

2) thermique - le matériau à travers lequel le courant circule est chauffé (cet effet est absent dans les supraconducteurs) ;

3) magnétique - l'apparition d'un champ magnétique (se produit dans tous les conducteurs).

Principales caractéristiques du courant.

1. L'intensité du courant est désignée par la lettre I - elle est égale à la quantité d'électricité Q traversant le conducteur pendant le temps t.

je = Q/t

L'intensité du courant est déterminée par un ampèremètre.

La tension est déterminée par un voltmètre.

3. Résistance R du matériau conducteur.

La résistance dépend :

a) sur la section du conducteur S, sur sa longueur l et son matériau (notée par la résistivité du conducteur ρ) ;

R=pl/S

b) sur température t°C (ou T) : R = R0 (1 + αt),

  • où R0 est la résistance du conducteur à 0°C,
  • α - coefficient de température de résistance ;

c) pour obtenir divers effets, les conducteurs peuvent être connectés aussi bien en parallèle qu'en série.

Tableau des caractéristiques actuelles.

Composé

Séquentiel

Parallèle

Valeur de conservation

Je 1 = Je 2 = … = Je n Je = const

U 1 = U 2 = …U n U = const

Valeur de la somme

tension

e = Ast/q

La valeur égale au travail dépensé par les forces externes pour déplacer une charge positive le long de tout le circuit, y compris la source de courant, jusqu'à la charge est appelée force électromotrice de la source de courant (FEM) :

e = Ast/q

Les caractéristiques actuelles doivent être connues lors de la réparation d'équipements électriques.

Électricité

Tout d’abord, il convient de découvrir ce qu’est le courant électrique. Le courant électrique est le mouvement ordonné de particules chargées dans un conducteur. Pour que cela se produise, il faut d'abord créer un champ électrique, sous l'influence duquel les particules chargées mentionnées ci-dessus commenceront à se déplacer.

Les premières connaissances sur l’électricité, il y a plusieurs siècles, concernaient les « charges » électriques produites par friction. Déjà dans l’Antiquité, on savait que l’ambre, frotté avec de la laine, acquérait la capacité d’attirer les objets légers. Mais ce n'est qu'à la fin du XVIe siècle que le médecin anglais Gilbert étudia ce phénomène en détail et découvrit que de nombreuses autres substances avaient exactement les mêmes propriétés. Les corps qui, comme l'ambre, après frottement, peuvent attirer des objets légers, ont-il qualifié d'électrifiés. Ce mot est dérivé du grec électron - « ambre ». Actuellement, nous disons que les corps dans cet état ont des charges électriques, et les corps eux-mêmes sont appelés « chargés ».

Des charges électriques apparaissent toujours lorsque différentes substances entrent en contact étroit. Si les corps sont solides, leur contact étroit est empêché par les saillies microscopiques et les irrégularités présentes à leur surface. En pressant de tels corps et en les frottant les uns contre les autres, nous rapprochons leurs surfaces qui, sans pression, ne se toucheraient qu'en quelques points. Dans certains corps, les charges électriques peuvent se déplacer librement entre différentes parties, mais dans d’autres, cela est impossible. Dans le premier cas, les corps sont appelés « conducteurs » et dans le second, « diélectriques ou isolants ». Les conducteurs sont tous des métaux, des solutions aqueuses de sels et d'acides, etc. Des exemples d'isolants sont l'ambre, le quartz, l'ébonite et tous les gaz trouvés dans des conditions normales.

Néanmoins, il convient de noter que la division des corps en conducteurs et diélectriques est très arbitraire. Toutes les substances conduisent l’électricité dans une plus ou moins grande mesure. Les charges électriques sont positives et négatives. Ce type de courant ne durera pas longtemps, car le corps électrifié sera déchargé. Pour que le courant électrique continue d’exister dans un conducteur, il est nécessaire de maintenir un champ électrique. À ces fins, des sources de courant électrique sont utilisées. Le cas le plus simple d'apparition d'un courant électrique est lorsqu'une extrémité du fil est connectée à un corps électrifié et l'autre à la terre.

Les circuits électriques alimentant les ampoules et les moteurs électriques ne sont apparus qu’avec l’invention des piles, qui remonte à environ 1800. Après cela, le développement de la doctrine de l’électricité a été si rapide qu’en moins d’un siècle, elle est devenue non seulement une partie de la physique, mais a constitué la base d’une nouvelle civilisation électrique.

Quantités de base de courant électrique

Quantité d'électricité et de courant. Les effets du courant électrique peuvent être forts ou faibles. L'intensité du courant électrique dépend de la quantité de charge qui traverse le circuit au cours d'une certaine unité de temps. Plus les électrons se déplacent d’un pôle à l’autre de la source, plus la charge totale transférée par les électrons est grande. Cette charge nette est appelée quantité d’électricité passant par un conducteur.

En particulier, l’effet chimique du courant électrique dépend de la quantité d’électricité, c’est-à-dire que plus la charge traversant la solution électrolytique est importante, plus la substance se déposera sur la cathode et l’anode. À cet égard, la quantité d'électricité peut être calculée en pesant la masse de la substance déposée sur l'électrode et en connaissant la masse et la charge d'un ion de cette substance.

L'intensité du courant est une quantité égale au rapport de la charge électrique traversant la section transversale du conducteur au temps de son passage. L'unité de charge est le coulomb (C), le temps se mesure en secondes (s). Dans ce cas, l'unité de courant est exprimée en C/s. Cette unité est appelée ampère (A). Afin de mesurer le courant dans un circuit, un appareil de mesure électrique appelé ampèremètre est utilisé. Pour être inclus dans le circuit, l'ampèremètre est équipé de deux bornes. Il est connecté en série au circuit.

Tension électrique. Nous savons déjà que le courant électrique est le mouvement ordonné de particules chargées – les électrons. Ce mouvement est créé à l’aide d’un champ électrique, qui effectue un certain travail. Ce phénomène est appelé travail du courant électrique. Afin de déplacer plus de charge dans un circuit électrique en 1 s, le champ électrique doit effectuer plus de travail. Sur cette base, il s'avère que le travail du courant électrique devrait dépendre de la force du courant. Mais il existe une autre valeur dont dépend le travail du courant. Cette quantité est appelée tension.

La tension est le rapport entre le travail effectué par le courant dans une certaine section d'un circuit électrique et la charge circulant dans la même section du circuit. Le travail actuel est mesuré en joules (J), la charge - en coulombs (C). À cet égard, l’unité de mesure de la tension deviendra 1 J/C. Cette unité s'appelait le volt (V).

Pour qu’une tension apparaisse dans un circuit électrique, une source de courant est nécessaire. Lorsque le circuit est ouvert, la tension est présente uniquement aux bornes de la source de courant. Si cette source de courant est incluse dans le circuit, une tension apparaîtra également dans certaines sections du circuit. À cet égard, un courant apparaîtra dans le circuit. Autrement dit, nous pouvons dire brièvement ce qui suit : s'il n'y a pas de tension dans le circuit, il n'y a pas de courant. Afin de mesurer la tension, un instrument de mesure électrique appelé voltmètre est utilisé. Dans son apparence, il ressemble à l'ampèremètre mentionné précédemment, à la seule différence que la lettre V est inscrite sur l'échelle du voltmètre (au lieu de A sur l'ampèremètre). Le voltmètre a deux bornes à l'aide desquelles il est connecté en parallèle au circuit électrique.

Résistance électrique. Après avoir connecté divers conducteurs et un ampèremètre au circuit électrique, vous remarquerez que lors de l'utilisation de différents conducteurs, l'ampèremètre donne des lectures différentes, c'est-à-dire que dans ce cas, l'intensité du courant disponible dans le circuit électrique est différente. Ce phénomène peut s’expliquer par le fait que différents conducteurs ont une résistance électrique différente, qui est une grandeur physique. Il a été nommé Ohm en l'honneur du physicien allemand. En règle générale, des unités plus grandes sont utilisées en physique : kilo-ohm, méga-ohm, etc. La résistance d'un conducteur est généralement désignée par la lettre R, la longueur du conducteur est L et la section transversale est S. Dans ce cas, la résistance peut s'écrire sous la forme d'une formule :

où le coefficient p est appelé résistivité. Ce coefficient exprime la résistance d'un conducteur de 1 m de long et de section égale à 1 m2. La résistance spécifique est exprimée en Ohms x M. Étant donné que les fils ont généralement une section assez petite, leurs surfaces sont généralement exprimées en millimètres carrés. Dans ce cas, l’unité de résistivité sera Ohm x mm2/m. Dans le tableau ci-dessous. La figure 1 montre les résistivités de certains matériaux.

Tableau 1. Résistivité électrique de certains matériaux

Matériel

p, Ohm x m2/m

Matériel

p, Ohm x m2/m

Alliage platine-iridium

Métal ou alliage

Manganine (alliage)

Aluminium

Constantan (alliage)

Tungstène

Nichrome (alliage)

Nickeline (alliage)

Féchral (alliage)

Chromel (alliage)

D'après le tableau. 1, il devient clair que le cuivre a la résistivité électrique la plus faible et que l'alliage métallique a la plus élevée. De plus, les diélectriques (isolants) ont une résistivité élevée.

Capacité électrique. On sait déjà que deux conducteurs isolés l'un de l'autre peuvent accumuler des charges électriques. Ce phénomène est caractérisé par une grandeur physique appelée capacité électrique. La capacité électrique de deux conducteurs n'est rien d'autre que le rapport de la charge de l'un d'eux à la différence de potentiel entre ce conducteur et le voisin. Plus la tension lorsque les conducteurs reçoivent une charge est faible, plus leur capacité est grande. L'unité de capacité électrique est le farad (F). En pratique, des fractions de cette unité sont utilisées : microfarad (μF) et picofarad (pF).

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Si vous prenez deux conducteurs isolés l’un de l’autre et que vous les placez à une courte distance l’un de l’autre, vous obtiendrez un condensateur. La capacité d'un condensateur dépend de l'épaisseur de ses plaques ainsi que de l'épaisseur du diélectrique et de sa perméabilité. En réduisant l'épaisseur du diélectrique entre les armatures du condensateur, la capacité de ce dernier peut être considérablement augmentée. Sur tous les condensateurs, outre leur capacité, la tension pour laquelle ces appareils sont conçus doit être indiquée.

Travail et puissance du courant électrique. D’après ce qui précède, il est clair que le courant électrique fait un certain travail. Lors de la connexion des moteurs électriques, le courant électrique fait fonctionner toutes sortes d'équipements, déplace les trains sur les rails, éclaire les rues, chauffe la maison et produit également un effet chimique, c'est-à-dire permet l'électrolyse, etc. On peut dire que le travail effectué par le courant sur une certaine section du circuit est égal au produit courant, tension et temps pendant lequel le travail a été effectué. Le travail se mesure en joules, la tension en volts, le courant en ampères, le temps en secondes. À cet égard, 1 J = 1B x 1A x 1s. Il s'ensuit que pour mesurer le travail du courant électrique, trois instruments doivent être utilisés à la fois : un ampèremètre, un voltmètre et une horloge. Mais c’est fastidieux et inefficace. Par conséquent, le travail du courant électrique est généralement mesuré à l’aide de compteurs électriques. Cet appareil contient tous les appareils ci-dessus.

La puissance du courant électrique est égale au rapport du travail du courant au temps pendant lequel il a été effectué. La puissance est désignée par la lettre « P » et est exprimée en watts (W). En pratique, on utilise des kilowatts, des mégawatts, des hectowatts... Afin de mesurer la puissance du circuit, il faut se munir d'un wattmètre. Les ingénieurs électriciens expriment le travail du courant en kilowattheures (kWh).

Lois fondamentales du courant électrique

La loi d'Ohm. La tension et le courant sont considérés comme les caractéristiques les plus utiles des circuits électriques. L'une des principales caractéristiques de l'utilisation de l'électricité est le transport rapide de l'énergie d'un endroit à un autre et son transfert au consommateur sous la forme requise. Le produit de la différence de potentiel et du courant donne la puissance, c'est-à-dire la quantité d'énergie dégagée dans le circuit par unité de temps. Comme mentionné ci-dessus, pour mesurer la puissance dans un circuit électrique, 3 appareils seraient nécessaires. Est-il possible de s'en sortir avec un seul et de calculer la puissance à partir de ses lectures et de certaines caractéristiques du circuit, comme sa résistance ? Beaucoup de gens ont aimé cette idée et l’ont trouvée fructueuse.

Alors, quelle est la résistance d’un fil ou d’un circuit dans son ensemble ? Un fil, comme les conduites d’eau ou les tuyaux des systèmes de vide, possède-t-il une propriété permanente que l’on pourrait appeler résistance ? Par exemple, dans les canalisations, le rapport entre la différence de pression produisant le débit divisé par le débit est généralement une caractéristique constante de la canalisation. De même, le flux de chaleur dans un fil est régi par une relation simple impliquant la différence de température, la section transversale du fil et sa longueur. La découverte d’une telle relation pour les circuits électriques est le résultat d’une recherche réussie.

Dans les années 1820, l’instituteur allemand Georg Ohm fut le premier à rechercher cette relation. Tout d'abord, il aspirait à la gloire et à la renommée, ce qui lui permettrait d'enseigner à l'université. C'est pourquoi il a choisi un domaine de recherche qui promettait des avantages particuliers.

Om était le fils d'un mécanicien, il savait donc tirer des fils métalliques de différentes épaisseurs, dont il avait besoin pour ses expériences. Comme il était impossible d’acheter du fil approprié à cette époque, Om le fabriquait lui-même. Au cours de ses expériences, il a essayé différentes longueurs, différentes épaisseurs, différents métaux et même différentes températures. Il a varié tous ces facteurs un à un. À l'époque d'Ohm, les batteries étaient encore faibles et produisaient un courant irrégulier. À cet égard, le chercheur a utilisé comme générateur un thermocouple dont la soudure chaude était placée dans une flamme. De plus, il utilisait un ampèremètre magnétique rudimentaire et mesurait les différences de potentiel (Ohm les appelait « tensions ») en modifiant la température ou le nombre de jonctions thermiques.

L'étude des circuits électriques vient tout juste de commencer à se développer. Après l’invention des batteries vers 1800, leur développement a commencé à être beaucoup plus rapide. Divers appareils ont été conçus et fabriqués (souvent à la main), de nouvelles lois ont été découvertes, des concepts et des termes sont apparus, etc. Tout cela a conduit à une compréhension plus approfondie des phénomènes et facteurs électriques.

L'actualisation des connaissances sur l'électricité, d'une part, est devenue la raison de l'émergence d'un nouveau domaine de la physique, d'autre part, elle a été la base du développement rapide de l'électrotechnique, c'est-à-dire des batteries, des générateurs, des systèmes d'alimentation électrique pour l'éclairage. et l'entraînement électrique, les fours électriques, les moteurs électriques, etc. ont été inventés, autres.

Les découvertes d'Ohm ont été d'une grande importance à la fois pour le développement de l'étude de l'électricité et pour le développement de l'électrotechnique appliquée. Ils ont permis de prédire facilement les propriétés des circuits électriques pour le courant continu, puis pour le courant alternatif. En 1826, Ohm publia un livre dans lequel il exposait des conclusions théoriques et des résultats expérimentaux. Mais ses espoirs n'ont pas été justifiés et le livre a été accueilli avec ridicule. Cela s’est produit parce que la méthode d’expérimentation grossière semblait peu attrayante à une époque où beaucoup s’intéressaient à la philosophie.

Il n'a eu d'autre choix que de quitter son poste d'enseignant. Il n'a pas obtenu de nomination à l'université pour la même raison. Pendant 6 ans, le scientifique a vécu dans la pauvreté, sans confiance en l'avenir, éprouvant un sentiment d'amère déception.

Mais peu à peu ses œuvres devinrent célèbres, d’abord hors d’Allemagne. Om était respecté à l'étranger et bénéficiait de ses recherches. À cet égard, ses compatriotes ont été contraints de le reconnaître dans leur pays natal. En 1849, il reçut une chaire à l'Université de Munich.

Ohm a découvert une loi simple établissant la relation entre le courant et la tension pour un morceau de fil (pour une partie d'un circuit, pour l'ensemble du circuit). De plus, il a compilé des règles qui vous permettent de déterminer ce qui changera si vous prenez un fil d'une taille différente. La loi d'Ohm est formulée comme suit : l'intensité du courant dans une section d'un circuit est directement proportionnelle à la tension dans cette section et inversement proportionnelle à la résistance de la section.

Loi Joule-Lenz. Le courant électrique dans n’importe quelle partie du circuit effectue un certain travail. Par exemple, prenons n'importe quelle section du circuit entre les extrémités de laquelle se trouve une tension (U). Par définition de la tension électrique, le travail effectué lors du déplacement d'une unité de charge entre deux points est égal à U. Si l'intensité du courant dans une section donnée du circuit est égale à i, alors dans le temps t la charge passera, et donc le travail du courant électrique dans cette section sera :

Cette expression est valable dans tous les cas pour le courant continu, pour toute section du circuit pouvant contenir des conducteurs, des moteurs électriques, etc. La puissance actuelle, c'est-à-dire le travail par unité de temps, est égale à :

Cette formule est utilisée dans le système SI pour déterminer l'unité de tension.

Supposons que la section du circuit soit un conducteur fixe. Dans ce cas, tout le travail se transformera en chaleur, qui sera dégagée dans ce conducteur. Si le conducteur est homogène et obéit à la loi d’Ohm (cela inclut tous les métaux et électrolytes), alors :

où r est la résistance du conducteur. Dans ce cas:

Cette loi a été déduite expérimentalement pour la première fois par E. Lenz et, indépendamment de lui, par Joule.

Il convient de noter que les conducteurs chauffants ont de nombreuses applications technologiques. Les lampes d'éclairage à incandescence sont les plus courantes et les plus importantes.

Loi de l'induction électromagnétique. Dans la première moitié du XIXe siècle, le physicien anglais M. Faraday découvre le phénomène de l'induction magnétique. Ce fait, devenu la propriété de nombreux chercheurs, a donné une puissante impulsion au développement de l'ingénierie électrique et radio.

Au cours d'expériences, Faraday a découvert que lorsque le nombre de lignes d'induction magnétique pénétrant dans une surface délimitée par une boucle fermée change, un courant électrique y apparaît. C’est peut-être la base de la loi la plus importante de la physique : la loi de l’induction électromagnétique. Le courant qui se produit dans le circuit est appelé induction. Du fait qu'un courant électrique apparaît dans un circuit uniquement lorsque des charges libres sont exposées à des forces externes, alors avec un flux magnétique changeant passant le long de la surface d'un circuit fermé, ces mêmes forces externes y apparaissent. L'action des forces externes en physique est appelée force électromotrice ou force électromotrice induite.

L'induction électromagnétique apparaît également dans les conducteurs ouverts. Lorsqu’un conducteur traverse des lignes de force magnétiques, une tension apparaît à ses extrémités. La raison de l’apparition d’une telle tension est la force électromotrice induite. Si le flux magnétique traversant une boucle fermée ne change pas, aucun courant induit n'apparaît.

En utilisant le concept de « force électromotrice d'induction », nous pouvons parler de la loi de l'induction électromagnétique, c'est-à-dire que la force électromotrice d'induction dans une boucle fermée est égale en ampleur au taux de variation du flux magnétique à travers la surface délimitée par la boucle.

La règle de Lenz. Comme nous le savons déjà, un courant induit apparaît dans un conducteur. Selon les conditions de son apparition, il a une direction différente. A cette occasion, le physicien russe Lenz a formulé la règle suivante : le courant induit apparaissant dans un circuit fermé a toujours une direction telle que le champ magnétique qu'il crée ne permet pas au flux magnétique de changer. Tout cela provoque l'apparition d'un courant d'induction.

Le courant d’induction, comme tout autre, possède de l’énergie. Cela signifie qu'en cas de courant d'induction, de l'énergie électrique apparaît. Selon la loi de conservation et de transformation de l'énergie, l'énergie mentionnée ci-dessus ne peut apparaître que grâce à la quantité d'énergie d'un autre type d'énergie. Ainsi, la règle de Lenz correspond pleinement à la loi de conservation et de transformation de l'énergie.

En plus de l'induction, une soi-disant auto-induction peut apparaître dans la bobine. Son essence est la suivante. Si un courant apparaît dans la bobine ou si son intensité change, un champ magnétique changeant apparaît. Et si le flux magnétique traversant la bobine change, une force électromotrice y apparaît, appelée force électromotrice d'auto-induction.

Selon la règle de Lenz, la force électromotrice auto-inductive lors de la fermeture d'un circuit interfère avec l'intensité du courant et l'empêche d'augmenter. Lorsque le circuit est éteint, la force électromotrice auto-inductive réduit l'intensité du courant. Dans le cas où l'intensité du courant dans la bobine atteint une certaine valeur, le champ magnétique cesse de changer et la force électromotrice d'auto-induction devient nulle.

Que sait-on réellement de l’électricité aujourd’hui ? Selon les vues modernes, beaucoup, mais si nous approfondissons l'essence de cette question, il s'avère que l'humanité utilise largement l'électricité sans comprendre la véritable nature de ce phénomène physique important.

Le but de cet article n'est pas de réfuter les résultats scientifiques et techniques appliqués de la recherche dans le domaine des phénomènes électriques, qui sont largement utilisés dans la vie quotidienne et dans l'industrie de la société moderne. Mais l'humanité est constamment confrontée à un certain nombre de phénomènes et de paradoxes qui ne rentrent pas dans le cadre des concepts théoriques modernes concernant les phénomènes électriques - cela indique un manque de compréhension complète de la physique de ce phénomène.

De plus, la science connaît aujourd'hui des faits selon lesquels des substances et des matériaux apparemment étudiés présentent des propriétés de conductivité anormales ( ) .

Le phénomène de supraconductivité des matériaux n’a pas non plus de théorie totalement satisfaisante à l’heure actuelle. Il existe seulement une hypothèse selon laquelle la supraconductivité est phénomène quantique , qui est étudié par la mécanique quantique. Après une étude minutieuse des équations de base de la mécanique quantique : l’équation de Schrödinger, l’équation de von Neumann, l’équation de Lindblad, l’équation de Heisenberg et l’équation de Pauli, leur incohérence deviendra évidente. Le fait est que l'équation de Schrödinger n'est pas dérivée, mais est postulée par la méthode d'analogie avec l'optique classique, basée sur une généralisation des données expérimentales. L'équation de Pauli décrit le mouvement d'une particule chargée de spin 1/2 (par exemple, un électron) dans un champ électromagnétique externe, mais la notion de spin n'est pas associée à la rotation réelle d'une particule élémentaire, mais par rapport au spin on postule qu'il existe un espace d'états qui ne sont en aucun cas liés au mouvement des particules élémentaires dans l'espace ordinaire.

Dans le livre d'Anastasia Novykh « Ezoosmos », il est fait mention de l'incohérence de la théorie quantique : « Mais la théorie de la mécanique quantique de la structure de l'atome, qui considère l'atome comme un système de microparticules qui n'obéissent pas aux lois de la mécanique classique, absolument pas pertinent . À première vue, les arguments du physicien allemand Heisenberg et du physicien autrichien Schrödinger semblent convaincants, mais si tout cela est considéré d'un point de vue différent, leurs conclusions ne sont que partiellement correctes et, en général, les deux sont complètement fausses. . Le fait est que le premier décrit l’électron comme une particule et l’autre comme une onde. À propos, le principe de la dualité onde-particule n'est pas non plus pertinent, puisqu'il ne révèle pas la transition d'une particule en onde et vice versa. Autrement dit, les savants messieurs se révèlent quelque peu maigres. En fait, tout est très simple. En général, je tiens à dire que la physique du futur est très simple et compréhensible. L’essentiel est de vivre pour voir cet avenir. Quant à l’électron, il ne devient onde que dans deux cas. La première survient lorsque la charge externe est perdue, c'est-à-dire lorsque l'électron n'interagit pas avec d'autres objets matériels, par exemple avec le même atome. La seconde, dans un état pré-osmique, c'est-à-dire lorsque son potentiel interne diminue."

Les mêmes impulsions électriques générées par les neurones du système nerveux humain soutiennent le fonctionnement actif, complexe et diversifié du corps. Il est intéressant de noter que le potentiel d'action de la cellule (une onde d'excitation se déplaçant le long de la membrane d'une cellule vivante sous la forme d'une modification à court terme du potentiel membranaire dans une petite zone de la cellule excitable) se situe dans une certaine plage. (Fig. 1).

La limite inférieure du potentiel d'action d'un neurone se situe au niveau de -75 mV, ce qui est très proche de la valeur du potentiel redox du sang humain. Si nous analysons la valeur maximale et minimale du potentiel d'action par rapport à zéro, alors elle est très proche du pourcentage arrondi signification nombre d'or , c'est à dire. division de l'intervalle dans le rapport de 62% et 38% :

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

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

x1 = 65,2 %, x2 = 34,8 %

Toutes les substances et matériaux connus de la science moderne conduisent l'électricité à un degré ou à un autre, car ils contiennent des électrons constitués de 13 particules fantômes de Po, qui, à leur tour, sont des paquets septoniques (« PRIMORDIAL ALLATRA PHYSICS » p. 61) . La seule question est la tension du courant électrique nécessaire pour vaincre la résistance électrique.

Les phénomènes électriques étant étroitement liés à l’électron, le rapport « PRIMODIUM ALLATRA PHYSICS » fournit les informations suivantes concernant cette importante particule élémentaire : « L’électron est un composant de l’atome, l’un des principaux éléments structurels de la matière. Les électrons forment les couches électroniques des atomes de tous les éléments chimiques connus aujourd'hui. Ils participent à presque tous les phénomènes électriques dont les scientifiques ont aujourd’hui connaissance. Mais ce qu'est réellement l'électricité, la science officielle ne peut toujours pas l'expliquer, se limitant à des phrases générales selon lesquelles il s'agit, par exemple, d'un « ensemble de phénomènes provoqués par l'existence, le mouvement et l'interaction de corps chargés ou de particules de porteurs de charge électrique ». On sait que l’électricité n’est pas un flux continu, mais qu’elle est transférée en portions - discrètement».

Selon les idées modernes : « électricité "est un ensemble de phénomènes provoqués par l'existence, l'interaction et le mouvement de charges électriques." Mais qu’est-ce que la charge électrique ?

Charge électrique (quantité d'électricité) est une grandeur physique scalaire (une grandeur dont chaque valeur peut être exprimée par un nombre réel) qui détermine la capacité des corps à être une source de champs électromagnétiques et à participer à une interaction électromagnétique. Les charges électriques sont divisées en positives et négatives (ce choix est considéré comme purement arbitraire en science et un signe bien spécifique est attribué à chaque charge). Les corps chargés d'une charge du même signe se repoussent, et ceux de charges opposées s'attirent. Lorsque des corps chargés se déplacent (aussi bien des corps macroscopiques que des particules chargées microscopiques transportant un courant électrique dans des conducteurs), un champ magnétique apparaît et des phénomènes se produisent qui permettent d'établir la relation entre l'électricité et le magnétisme (électromagnétisme).

Électrodynamique étudie le champ électromagnétique dans le cas le plus général (c'est-à-dire que les champs variables en fonction du temps sont pris en compte) et son interaction avec les corps qui ont une charge électrique. L'électrodynamique classique ne prend en compte que les propriétés continues du champ électromagnétique.

Électrodynamique quantique étudie les champs électromagnétiques qui ont des propriétés discontinues (discrètes), dont les porteurs sont des quanta de champ - photons. L'interaction du rayonnement électromagnétique avec les particules chargées est considérée en électrodynamique quantique comme l'absorption et l'émission de photons par les particules.

Cela vaut la peine de se demander pourquoi un champ magnétique apparaît autour d'un conducteur avec du courant, ou autour d'un atome sur les orbites duquel se déplacent les électrons ? Le fait est que " ce qu'on appelle aujourd'hui l'électricité est en réalité un état particulier du champ des septons , dans les processus auxquels l'électron participe dans la plupart des cas avec ses autres « composants » supplémentaires "("PHYSIQUE DU PRIMODIUM ALLATRA" p. 90).

Et la forme toroïdale du champ magnétique est déterminée par la nature de son origine. Comme le dit l'article : "Compte tenu des modèles fractals de l'Univers, ainsi que du fait que le champ des septons dans le monde matériel dans les 6 dimensions est le champ fondamental et unifié sur lequel sont basées toutes les interactions connues de la science moderne, on peut affirmer qu'elles tous ont aussi la forme Torah. Et cette déclaration pourrait présenter un intérêt scientifique particulier pour les chercheurs modernes. ». Le champ électromagnétique prendra donc toujours la forme d’un tore, comme le tore d’un septon.

Considérons une spirale à travers laquelle circule le courant électrique et comment exactement son champ électromagnétique se forme ( https://www.youtube.com/watch?v=0BgV-ST478M).

Riz. 2. Lignes de champ d'un aimant rectangulaire

Riz. 3. Lignes de champ d'une spirale avec courant

Riz. 4. Lignes de champ de sections individuelles de la spirale

Riz. 5. Analogie entre les lignes de champ d'une spirale et les atomes avec des électrons orbitaux

Riz. 6. Un fragment séparé d'une spirale et d'un atome avec des lignes de force

CONCLUSION: l'humanité n'a pas encore appris les secrets du mystérieux phénomène de l'électricité.

Pierre Totov

Mots clés: PHYSIQUE PRIMORDIALE ALLATRA, courant électrique, électricité, nature de l'électricité, charge électrique, champ électromagnétique, mécanique quantique, électron.

Littérature:

Les nouvelles. A., Ezoosmos, K. : LOTOS, 2013. - 312 p. http://schambala.com.ua/book/ezoosmos

Rapport « PRIMODIUM ALLATRA PHYSICS » par un groupe international de scientifiques du Mouvement Social International « ALLATRA », éd. Anastasia Novykh, 2015 ;

Mouvement dirigé (ordonné) de particules, porteurs de charges électriques, dans un champ électromagnétique.

Qu’est-ce que le courant électrique dans différentes substances ? Prenons donc les particules en mouvement :

  • dans les métaux - électrons,
  • dans les électrolytes - ions (cations et anions),
  • dans les gaz - ions et électrons,
  • dans le vide sous certaines conditions - électrons,
  • dans les semi-conducteurs - trous (conductivité électron-trou).

Parfois, le courant électrique est également appelé courant de déplacement, qui résulte d'une modification du champ électrique au fil du temps.

Le courant électrique se manifeste comme suit :

  • chauffe les conducteurs (le phénomène n'est pas observé dans les supraconducteurs) ;
  • modifie la composition chimique du conducteur (ce phénomène est principalement caractéristique des électrolytes) ;
  • crée un champ magnétique (se manifeste dans tous les conducteurs sans exception).

Si des particules chargées se déplacent à l'intérieur de corps macroscopiques par rapport à un milieu particulier, un tel courant est alors appelé « courant de conduction » électrique. Si des corps chargés macroscopiques (par exemple des gouttes de pluie chargées) se déplacent, alors ce courant est appelé « convection ».

Les courants sont divisés en directs et alternatifs. Il existe également toutes sortes de courant alternatif. Lors de la définition des types de courant, le mot « électrique » est omis.

  • DC- un courant dont la direction et l'amplitude ne changent pas dans le temps. Il peut y avoir une variable pulsée, par exemple redressée, qui est unidirectionnelle.
  • Courant alternatif- le courant électrique qui évolue avec le temps. Le courant alternatif fait référence à tout courant qui n'est pas continu.
  • Courant périodique- le courant électrique dont les valeurs instantanées se répètent à intervalles réguliers dans une séquence inchangée.
  • Courant sinusoïdal- le courant électrique périodique, qui est une fonction sinusoïdale du temps. Parmi les courants alternatifs, le principal est le courant dont la valeur varie selon une loi sinusoïdale. Tout courant périodique non sinusoïdal peut être représenté comme une combinaison de composantes harmoniques sinusoïdales (harmoniques) ayant des amplitudes, des fréquences et des phases initiales correspondantes. Dans ce cas, le potentiel électrostatique de chaque extrémité du conducteur évolue par rapport au potentiel de l'autre extrémité du conducteur alternativement du positif au négatif et vice versa, en passant par tous les potentiels intermédiaires (y compris le potentiel zéro). En conséquence, un courant apparaît qui change continuellement de direction : lorsqu'il se déplace dans une direction, il augmente pour atteindre un maximum, appelé valeur d'amplitude, puis diminue, à un moment donné devient égal à zéro, puis augmente à nouveau, mais dans une direction différente. et atteint également la valeur maximale , diminue puis repasse par zéro, après quoi le cycle de tous les changements reprend.
  • Courant quasi stationnaire- un courant alternatif à évolution relativement lente, pour des valeurs instantanées dont les lois des courants continus sont satisfaites avec une précision suffisante. Ces lois sont la loi d'Ohm, les règles de Kirchhoff et autres. Le courant quasi-stationnaire, comme le courant continu, a la même intensité dans toutes les sections d'un circuit non dérivé. Lors du calcul de circuits de courant quasi-stationnaires dus à l'émergence de e. d.s. les inductions de capacité et d'inductance sont prises en compte comme paramètres groupés. Les courants industriels ordinaires sont quasi-stationnaires, à l'exception des courants dans les lignes de transmission longue distance, dans lesquels la condition de quasi-stationnement le long de la ligne n'est pas satisfaite.
  • Courant haute fréquence- le courant alternatif (à partir d'une fréquence d'environ quelques dizaines de kHz), pour lequel deviennent significatifs des phénomènes soit utiles, déterminant son utilisation, soit nuisibles, contre lesquels sont prises les mesures nécessaires, tels que le rayonnement d'ondes électromagnétiques et le effet sur la peau. De plus, si la longueur d'onde du rayonnement alternatif devient comparable aux dimensions des éléments du circuit électrique, la condition quasi stationnaire est alors violée, ce qui nécessite des approches particulières pour le calcul et la conception de tels circuits.
  • Courant pulsé est un courant électrique périodique dont la valeur moyenne sur une période est différente de zéro.
  • Courant unidirectionnel- Il s'agit d'un courant électrique qui ne change pas de direction.

Courants de Foucault

Les courants de Foucault (ou courants de Foucault) sont des courants électriques fermés dans un conducteur massif qui apparaissent lorsque le flux magnétique le pénétrant change, les courants de Foucault sont donc des courants induits. Plus le flux magnétique change rapidement, plus les courants de Foucault sont forts. Les courants de Foucault ne circulent pas le long de chemins spécifiques dans les fils, mais lorsqu'ils se referment dans le conducteur, ils forment des circuits de type vortex.

L'existence de courants de Foucault conduit à un effet de peau, c'est-à-dire au fait que le courant électrique alternatif et le flux magnétique se propagent principalement dans la couche superficielle du conducteur. L'échauffement des conducteurs par courants de Foucault entraîne des pertes d'énergie, notamment dans les noyaux des bobines AC. Pour réduire les pertes d'énergie dues aux courants de Foucault, ils utilisent la division des circuits magnétiques à courant alternatif en plaques distinctes, isolées les unes des autres et situées perpendiculairement à la direction des courants de Foucault, ce qui limite les contours possibles de leurs trajets et réduit fortement l'ampleur. de ces courants. À très hautes fréquences, au lieu de ferromagnétiques, des magnétodiélectriques sont utilisés pour les circuits magnétiques dans lesquels, en raison de la très haute résistance, les courants de Foucault ne se produisent pratiquement pas.

Caractéristiques

Historiquement, il était admis que la « direction du courant » coïncide avec la direction de déplacement des charges positives dans le conducteur. De plus, si les seuls porteurs de courant sont des particules chargées négativement (par exemple, des électrons dans un métal), alors la direction du courant est opposée à la direction du mouvement des particules chargées.

Vitesse de dérive des électrons

La vitesse de dérive du mouvement directionnel des particules dans les conducteurs provoqué par un champ externe dépend du matériau du conducteur, de la masse et de la charge des particules, de la température ambiante, de la différence de potentiel appliquée et est bien inférieure à la vitesse de la lumière. En 1 seconde, les électrons d'un conducteur se déplacent en raison d'un mouvement ordonné de moins de 0,1 mm. Malgré cela, la vitesse de propagation du courant électrique lui-même est égale à la vitesse de la lumière (la vitesse de propagation du front d'onde électromagnétique). C'est-à-dire que l'endroit où les électrons changent la vitesse de leur mouvement après un changement de tension se déplace avec la vitesse de propagation des oscillations électromagnétiques.

Intensité et densité du courant

Le courant électrique a des caractéristiques quantitatives : scalaire – intensité du courant et vectorielle – densité de courant.

Force actuelle a est une grandeur physique égale au rapport du montant de la charge

Passé depuis un certain temps

à travers la section transversale du conducteur, à la valeur de cette période de temps.

L'intensité du courant en SI est mesurée en ampères (désignation internationale et russe : A).

Selon la loi d'Ohm, la force actuelle

dans une section du circuit est directement proportionnelle à la tension électrique

appliqué à cette section du circuit, et est inversement proportionnel à sa résistance

Si le courant électrique dans une section du circuit n'est pas constant, alors la tension et le courant changent constamment, tandis que pour le courant alternatif ordinaire, les valeurs moyennes de tension et de courant sont nulles. Cependant, la puissance thermique moyenne dégagée dans ce cas n’est pas égale à zéro.

Ainsi, les concepts suivants sont utilisés :

  • tension et courant instantanés, c'est-à-dire agissant à un instant donné.
  • tension et courant d'amplitude, c'est-à-dire valeurs absolues maximales
  • la tension et le courant efficaces (efficaces) sont déterminés par l'effet thermique du courant, c'est-à-dire qu'ils ont les mêmes valeurs que pour le courant continu avec le même effet thermique.

La densité actuelle- un vecteur dont la valeur absolue est égale au rapport de l'intensité du courant circulant à travers une certaine section du conducteur, perpendiculaire à la direction du courant, à l'aire de cette section, et à la direction de le vecteur coïncide avec la direction de déplacement des charges positives formant le courant.

D'après la loi d'Ohm sous forme différentielle, la densité de courant dans le milieu

proportionnel à l'intensité du champ électrique

et conductivité moyenne

Pouvoir

Lorsqu’il y a du courant dans un conducteur, un travail est effectué contre les forces de résistance. La résistance électrique de tout conducteur se compose de deux éléments :

  • résistance active - résistance à la génération de chaleur ;
  • réactance - résistance provoquée par le transfert d'énergie à un champ électrique ou magnétique (et vice versa).

Généralement, la majeure partie du travail effectué par un courant électrique est libérée sous forme de chaleur. La puissance calorifique déperditionnelle est une valeur égale à la quantité de chaleur dégagée par unité de temps. Selon la loi Joule-Lenz, la puissance de perte de chaleur dans un conducteur est proportionnelle à l'intensité du courant circulant et à la tension appliquée :

La puissance est mesurée en watts.

En milieu continu, perte de puissance volumétrique

est déterminé par le produit scalaire du vecteur densité de courant

et vecteur d'intensité du champ électrique

à ce point:

La puissance volumétrique se mesure en watts par mètre cube.

La résistance aux radiations est provoquée par la formation d’ondes électromagnétiques autour d’un conducteur. Cette résistance dépend de manière complexe de la forme et de la taille du conducteur, ainsi que de la longueur de l'onde émise. Pour un seul conducteur droit, dans lequel partout le courant est de même direction et de même intensité, et dont la longueur L est nettement inférieure à la longueur de l'onde électromagnétique qu'il émet

La dépendance de la résistance en fonction de la longueur d'onde et du conducteur est relativement simple :

Le courant électrique le plus couramment utilisé avec une fréquence standard de 50 « Hz » correspond à une longueur d'onde d'environ 6 000 kilomètres, c'est pourquoi la puissance de rayonnement est généralement négligeable par rapport à la puissance des pertes thermiques. Cependant, à mesure que la fréquence du courant augmente, la longueur de l’onde émise diminue et la puissance du rayonnement augmente en conséquence. Un conducteur capable d’émettre une énergie notable s’appelle une antenne.

Fréquence

Le concept de fréquence fait référence à un courant alternatif qui change périodiquement d’intensité et/ou de direction. Cela inclut également le courant le plus couramment utilisé, qui varie selon une loi sinusoïdale.

La période CA est la période de temps la plus courte (exprimée en secondes) pendant laquelle les changements de courant (et de tension) se répètent. Le nombre de périodes effectuées par le courant par unité de temps est appelé fréquence. La fréquence est mesurée en hertz, un hertz (Hz) équivaut à un cycle par seconde.

Courant de polarisation

Parfois, par commodité, la notion de courant de déplacement est introduite. Dans les équations de Maxwell, le courant de déplacement est présent à parts égales avec le courant provoqué par le mouvement des charges. L'intensité du champ magnétique dépend du courant électrique total, égal à la somme du courant de conduction et du courant de déplacement. Par définition, la densité de courant de polarisation

Quantité vectorielle proportionnelle au taux de changement du champ électrique

à l'heure:

Le fait est que lorsque le champ électrique change, ainsi que lorsque le courant circule, un champ magnétique est généré, ce qui rend ces deux processus similaires. De plus, une modification du champ électrique s’accompagne généralement d’un transfert d’énergie. Par exemple, lors de la charge et de la décharge d'un condensateur, malgré le fait qu'il n'y a pas de mouvement de particules chargées entre ses plaques, on parle d'un courant de déplacement qui le traverse, transférant une certaine énergie et fermant le circuit électrique d'une manière unique. Courant de polarisation

dans un condensateur est déterminé par la formule :

Charge sur les plaques du condensateur

Tension électrique entre les plaques,

Capacité électrique d'un condensateur.

Le courant de déplacement n’est pas un courant électrique car il n’est pas associé au mouvement d’une charge électrique.

Principaux types de conducteurs

Contrairement aux diélectriques, les conducteurs contiennent des porteurs libres de charges non compensées qui, sous l'influence d'une force, généralement une différence de potentiel électrique, se déplacent et créent un courant électrique. La caractéristique courant-tension (la dépendance du courant à la tension) est la caractéristique la plus importante d'un conducteur. Pour les conducteurs métalliques et les électrolytes, il a la forme la plus simple : l'intensité du courant est directement proportionnelle à la tension (loi d'Ohm).

Métaux - ici les porteurs de courant sont des électrons de conduction, qui sont généralement considérés comme un gaz d'électrons, présentant clairement les propriétés quantiques d'un gaz dégénéré.

Le plasma est un gaz ionisé. La charge électrique est transférée par des ions (positifs et négatifs) et des électrons libres, qui se forment sous l'influence du rayonnement (ultraviolet, rayons X et autres) et (ou) du chauffage.

Les électrolytes sont des substances et des systèmes liquides ou solides dans lesquels des ions sont présents en concentration notable, provoquant le passage du courant électrique. Les ions se forment par le processus de dissociation électrolytique. Lorsqu'ils sont chauffés, la résistance des électrolytes diminue en raison d'une augmentation du nombre de molécules décomposées en ions. À la suite du passage du courant à travers l'électrolyte, les ions s'approchent des électrodes et sont neutralisés et se déposent sur elles. Les lois de Faraday sur l'électrolyse déterminent la masse d'une substance libérée sur les électrodes.

Il existe également un courant électrique d'électrons dans le vide, utilisé dans les dispositifs à faisceau d'électrons.

Courants électriques dans la nature


L'électricité atmosphérique est l'électricité contenue dans l'air. Benjamin Franklin fut le premier à démontrer la présence d'électricité dans l'air et à expliquer la cause du tonnerre et des éclairs.

Il a ensuite été établi que l'électricité s'accumule dans la condensation des vapeurs dans la haute atmosphère, et les lois suivantes ont été indiquées selon lesquelles l'électricité atmosphérique suit :

  • dans un ciel clair comme dans un ciel nuageux, l'électricité de l'atmosphère est toujours positive, sauf s'il pleut, grêle ou neige à quelque distance du lieu d'observation ;
  • la tension électrique des nuages ​​devient suffisamment forte pour être libérée de l'environnement uniquement lorsque les vapeurs des nuages ​​se condensent en gouttes de pluie, comme en témoigne le fait que les décharges de foudre ne se produisent pas sans pluie, neige ou grêle sur le site d'observation, à l'exclusion d'un retour de la foudre ;
  • l'électricité atmosphérique augmente à mesure que l'humidité augmente et atteint un maximum lorsque tombent la pluie, la grêle et la neige ;
  • l'endroit où il pleut est un réservoir d'électricité positive, entouré d'une ceinture de négatif, elle-même enfermée dans une ceinture de positif. Aux limites de ces ceintures la contrainte est nulle.

Le mouvement des ions sous l'influence des forces du champ électrique forme un courant de conduction vertical dans l'atmosphère avec une densité moyenne d'environ (2÷3) 10 −12 A/m².

Le courant total circulant sur toute la surface de la Terre est d'environ 1 800 A.

La foudre est une décharge électrique naturelle produisant des étincelles. La nature électrique des aurores a été établie. Le feu de Saint-Elme est une décharge électrique corona naturelle.

Biocourants - le mouvement des ions et des électrons joue un rôle très important dans tous les processus vitaux. Le biopotentiel ainsi créé existe à la fois au niveau intracellulaire et dans certaines parties du corps et des organes. La transmission de l'influx nerveux s'effectue à l'aide de signaux électrochimiques. Certains animaux (raies pastenagues électriques, anguilles électriques) sont capables d'accumuler des potentiels de plusieurs centaines de volts et de les utiliser pour se défendre.

Application

Lors de l'étude du courant électrique, bon nombre de ses propriétés ont été découvertes, ce qui a permis de trouver des applications pratiques dans divers domaines de l'activité humaine, et même de créer de nouveaux domaines qui auraient été impossibles sans l'existence du courant électrique. Après que le courant électrique ait trouvé une application pratique et que le courant électrique puisse être obtenu de différentes manières, un nouveau concept est apparu dans le domaine industriel : l'énergie électrique.

Le courant électrique est utilisé comme vecteur de signaux de complexité et de types variables dans différents domaines (téléphone, radio, panneau de commande, bouton de verrouillage de porte, etc.).

Dans certains cas, des courants électriques indésirables apparaissent, comme des courants vagabonds ou des courants de court-circuit.

Utilisation du courant électrique comme vecteur d'énergie

  • obtenir de l'énergie mécanique dans toutes sortes de moteurs électriques,
  • obtenir de l'énergie thermique dans des appareils de chauffage, des fours électriques, lors de soudage électrique,
  • obtenir de l'énergie lumineuse dans les dispositifs d'éclairage et de signalisation,
  • excitation d'oscillations électromagnétiques d'ondes haute fréquence, ultra haute fréquence et radio,
  • recevoir du son,
  • obtention de diverses substances par électrolyse, chargement de batteries électriques. Ici, l'énergie électromagnétique est convertie en énergie chimique,
  • créer un champ magnétique (dans les électro-aimants).

Utilisation du courant électrique en médecine


  • diagnostics - les biocourants des organes sains et malades sont différents et il est possible de déterminer la maladie, ses causes et de prescrire un traitement. La branche de la physiologie qui étudie les phénomènes électriques dans le corps est appelée électrophysiologie.
    • L'électroencéphalographie est une méthode permettant d'étudier l'état fonctionnel du cerveau.
    • L'électrocardiographie est une technique d'enregistrement et d'étude des champs électriques pendant l'activité cardiaque.
    • L'électrogastrographie est une méthode d'étude de l'activité motrice de l'estomac.
    • L'électromyographie est une méthode d'étude des potentiels bioélectriques apparaissant dans les muscles squelettiques.
  • Traitement et réanimation : stimulation électrique de certaines zones du cerveau ; traitement de la maladie de Parkinson et de l'épilepsie, également pour l'électrophorèse. Un stimulateur cardiaque qui stimule le muscle cardiaque avec un courant pulsé est utilisé pour traiter la bradycardie et d'autres arythmies cardiaques.

Sécurité électrique


Comprend des mesures juridiques, socio-économiques, organisationnelles et techniques, sanitaires et hygiéniques, thérapeutiques et préventives, de réadaptation et autres. Les règles de sécurité électrique sont réglementées par des documents juridiques et techniques, un cadre réglementaire et technique. La connaissance des bases de la sécurité électrique est obligatoire pour le personnel assurant l'entretien des installations électriques et des équipements électriques. Le corps humain est conducteur de courant électrique. La résistance humaine avec une peau sèche et intacte varie de 3 à 100 kOhm.

Un courant traversant un corps humain ou animal produit les effets suivants :

  • thermique (brûlures, échauffement et lésions des vaisseaux sanguins) ;
  • électrolytique (décomposition du sang, perturbation de la composition physique et chimique) ;
  • biologique (irritation et excitation des tissus corporels, convulsions)
  • mécanique (rupture des vaisseaux sanguins sous l'influence de la pression de la vapeur obtenue par échauffement par le flux sanguin)

Le principal facteur déterminant l’issue d’un choc électrique est la quantité de courant traversant le corps humain. Selon les précautions de sécurité, le courant électrique est classé comme suit :

  • « sûr » est considéré comme un courant dont le passage à long terme à travers le corps humain ne lui cause aucun dommage et ne provoque aucune sensation, sa valeur ne dépasse pas 50 μA (courant alternatif 50 Hz) et 100 μA en courant continu ;
  • Le courant alternatif « minimum perceptible » pour les humains est d'environ 0,6 à 1,5 mA (courant alternatif 50 Hz) et de 5 à 7 mA en courant continu ;
  • le seuil « de non-déclenchement » est le courant minimum d'une intensité telle qu'une personne n'est plus capable d'arracher ses mains de la partie sous tension par la force de la volonté. Pour le courant alternatif, elle est d'environ 10 à 15 mA, pour le courant continu, elle est de 50 à 80 mA ;
  • Le « seuil de fibrillation » est un courant alternatif (50 Hz) d'environ 100 mA et un courant continu de 300 mA dont l'impact pendant plus de 0,5 s est susceptible de provoquer une fibrillation des muscles cardiaques. Ce seuil est également considéré comme conditionnellement mortel pour l'homme.

En Russie, conformément aux règles d'exploitation technique des installations électriques des consommateurs (arrêté du ministère de l'Énergie de la Fédération de Russie du 13 janvier 2003 n° 6 « sur l'approbation des règles d'exploitation technique des installations électriques de consommateurs ») et les règles de protection du travail lors de l'exploitation des installations électriques (arrêté du ministère de l'Énergie de la Fédération de Russie du 27 décembre 2000 N 163 « sur l'approbation des règles intersectorielles sur la protection du travail (règles de sécurité) pour l'exploitation de Installations Électriques"), 5 groupes de qualification en matière de sécurité électrique ont été constitués en fonction des qualifications et de l'expérience du salarié et de la tension des installations électriques.

Remarques

  • Baumgart K.K., Courant électrique.
  • COMME. Kasatkine. Ingénierie électrique.
  • SUD. Sindeev. Génie électrique avec éléments électroniques.