الكهرباء هي الأكثر استخداما من قبل الرجل.نوع من الطاقة. بدون المبالغة ، يمكن القول أن تعريف التيار الكهربائي كحركة منظمة للإلكترونات معروف جيدًا في الكتب المدرسية للفيزياء. ولكن هذا ما هو الجهد وكيف يتم ضمان هذه "الحركة المنظمة" ، لن يجيب الجميع. تذكر أن الإلكترون ، شحنة كهربائية أولية ، لا يتحرك على طول الموصل من تلقاء نفسه. من ناحية أخرى ، فإن حركة الشحنات على طول الدائرة هي فقط المصحوبة بأداء عمل مفيد في شكل تحويل الطاقة من نوع إلى آخر. وبفضل هذه التحولات ، يضيء التيار الكهربائي في بعض الحالات بفتيلة المصباح ، وفي حالات أخرى - يدور دوار المحرك الكهربائي. في الحالة الأولى ، لدينا تحويل الطاقة الكهربائية إلى حرارة ، وفي الحالة الثانية - إلى مغناطيسية. يتم استهلاك طاقة الشحن المتحركة من قبل مصدر يحافظ على التيار الكهربائي في الدائرة. يتدفق عبر الموصل ، يحمل التيار مصدر طاقة EMF إلى المستهلك - الشعيرة ، اللفات الحركية ، إلخ.
إذا حددنا الحالي على أنه عدد التهم ،تتدفق عبر موصل ، يمكن القول أن عمل التيار يعتمد على مقدار هذه الرسوم لكل وحدة زمنية. وما الذي يحدد التيار الكهربائي في الدائرة؟ النظر في نموذج للتدفق الحالي على سبيل المثال من طائرة مائية تتدفق من ثقب في اسطوانة مملوءة إلى الأعلى. تخيل أن الاسطوانة في نموذجنا هي موصل ، والماء هو عدد كبير من قطرات الإلكترون. من الواضح تمامًا أن كمية المياه المتدفقة لكل وحدة زمنية تعتمد على معلمتين - ضغط عمود الماء ، والذي يشار إليه في الدوائر الكهربائية باسم الجهد ، وقطر الثقب - نظير للمقاومة الكهربائية. يحدد ارتفاع عمود الماء في هذا النموذج الإمكانات العليا لمصدر الطاقة ، وتشبه شحنة القطيرات تدفق الإلكترونات التي تتحرك من الطبقة العليا إلى الطبقة السفلية. الطاقة الكامنة لكتلة الماء ، أي القدرة على القيام ببعض الأعمال المفيدة ، على المستويين العلوي والسفلي مختلفة. نظرًا لوجود اختلافات محتملة ، يمكن أن يتدفق الماء من الحفرة وبتحويل الطاقة الكامنة في عمود الماء إلى الطاقة الحركية لطائرة المياه. في حالة زيادة ارتفاع عمود الماء ، يزداد الفرق المحتمل ، أو الجهد الكهربائي ، ويزداد التيار ، وبشكل أكثر دقة ، كتلة الماء المتدفقة لكل وحدة زمنية. وبالتالي ، يُظهر النموذج المقترح اعتمادًا تناسبيًا مباشرًا للقوة الحالية على الجهد.
في نظرية الكهرباء ، يتم كتابة هذا الإخراجعلى النحو التالي: I = f (U) * K ، حيث I هو التيار ، U هو الجهد ، و K هي الخاصية الفردية لاستجابة الدائرة الكهربائية للتيار الذي يمر من خلاله هو التوصيل. عادة ما تستخدم التقنية معكوس حجم الموصلية R = 1 / K ، ويسمى "المقاومة". عادة ما يتم التعامل مع المقاومة كدائرة حمولة. في نموذجنا ، مثل هذه "المقاومة" هي مساحة فتحة تصريف المياه: كلما كانت أكبر ، زادت نفايتها ، أو في لغة الهندسة الكهربائية ، تناقصت مقاومة تدفق الماء.
На модели наглядно видно, как потенциальная يتم تحويل الطاقة من تدفق شحنة الحبرية إلى الطاقة الحركية للطائرة المنتهية ولايته. كلما كانت المقاومة أقل (أو أكثر) ، يتم تنفيذ المزيد من الأعمال الميكانيكية على كتلة الماء. بمعنى آخر ، هناك أنواع مختلفة من الحمولات الصافية هي محولات التيار ، على سبيل المثال ، يحول الشعيرة الطاقة الكهربائية إلى حرارة وضوء ، ويقوم ملف الترحيل بتحويل الطاقة الكهربائية إلى مغناطيسية ، إلخ.
بالعودة إلى الدوائر الكهربائية ، يمكننا أن نستنتج أن التيار I والجهد U هما معلمات كهربائية تحدد عمل التيار A (A = U * I).
في هذه الحالة ، يتم تحديد القوة الحالية بالمبلغوالشحنة المنقولة ، والجهد هو السبب الذي يجعل الإلكترونات "منظمة" تنتقل من إمكانات أعلى إلى قدرة أقل. إذا لم يكن هناك جهد تيار ، فلن تؤدي أي كمية من الإلكترونات الحرة في المادة إلى حركة الشحنات. هذا يعني أن غياب الجهد لا يؤدي إلى نقل الطاقة.
مظاهرة جيدة للنتائجمحطات الطاقة الكهرومائية: يتم إنشاؤها باستخدام فرق كبير في مستويات المياه (الإمكانات). هنا ، تتشابه كتلة الماء المتساقط مع التيار ، ويلعب الاختلاف في مستويات بركتي المنبع والمصب دور فرق محتمل.
