Электричество – наиболее используемый человеком un fel de energie. Se poate spune fără exagerare că definiția curentului electric ca mișcare ordonată a electronilor este bine cunoscută din manualul de fizică al școlii. Dar iată care este tensiunea și cum este asigurată această „mișcare ordonată”, nu toată lumea va răspunde. Reamintim că un electron, o sarcină electrică elementară, nu se mișcă de la sine de-a lungul unui conductor. Pe de altă parte, numai deplasarea încărcărilor de-a lungul lanțului este însoțită de efectuarea unor lucrări utile sub forma conversiei energiei de la un tip la altul. Datorită acestor transformări, în unele cazuri, un curent electric strălucește filamentul unui bec, iar în altele, rotește rotorul unui motor electric. În primul caz, avem conversia energiei electrice în căldură, iar în al doilea - în magnetic. Energia încărcărilor în mișcare este consumată de o sursă care menține un curent electric în circuit. Curentul care curge de-a lungul conductorului, curentul transferă energia sursei EMF către consumator - filament, înfășurări ale motorului etc.
Dacă definiți curentul ca număr de taxe,care curge de-a lungul conductorului, se poate spune că lucrul curentului depinde de numărul acestor sarcini pe unitatea de timp. Și de ce depinde curentul electric din circuit? Luați în considerare modelul de curgere curent folosind exemplul unui jet de apă care curge dintr-o deschidere în partea inferioară a unui cilindru umplut până la vârf. Imaginează-ți că în modelul nostru un cilindru este un conductor, iar apa este un număr mare de picături de electroni. Atunci este complet clar că cantitatea de apă care curge pe unitate de timp depinde de doi parametri - presiunea coloanei de apă, care este denumită tensiune în circuitele electrice, și diametrul găurii - un analog al rezistenței electrice. Înălțimea coloanei de apă din acest model determină potențialul superior al sursei de energie, încărcăturile cu picături sunt similare cu fluxul de electroni care se deplasează de la stratul superior la cel inferior. Energia potențială a masei de apă, adică. capacitatea de a face unele lucrări utile este diferită la nivelurile superioare și inferioare. Datorită diferenței de potențial, apa poate curge din gaură și cu conversia energiei potențiale a coloanei de apă în energia cinetică a jetului de apă. Dacă crește înălțimea coloanei de apă, atunci diferența de potențial, sau tensiunea, crește, iar rezistența curentă, mai precis, masa de apă care iese pe unitatea de timp crește, de asemenea. Astfel, modelul propus arată o dependență direct proporțională a puterii curentului de tensiune.
În teoria electricității, această concluzie este scrisădupă cum urmează: I = f (U) * K, unde I este curentul, U este tensiunea, iar K este răspunsul individual al circuitului electric la curentul care trece - conductivitatea. În tehnică se folosește reciproc conductivitatea R = 1 / K și se numește „rezistență”. Rezistența este de obicei interpretată ca sarcina utilă a circuitului. În modelul nostru, o astfel de „rezistență” este zona găurii pentru scurgerea apei: cu cât este mai mare, cu atât este mai mare permeabilitatea sau, pentru a folosi limbajul ingineriei electrice, conductivitatea, ceea ce înseamnă că rezistența la curgerea apei scade.
Modelul arată clar cât de potențialenergia fluxului de picături de sarcină este convertită în energia cinetică a jetului care curge. Cu cât rezistența este mai mică (sau conductivitatea este mai mare), cu atât se efectuează mai multă muncă mecanică asupra masei de apă. Cu alte cuvinte, sarcinile utile de diferite tipuri sunt convertoare de curent, de exemplu, un filament incandescent transformă energia electrică în căldură și lumină, o bobină de releu transformă energia electrică în energie magnetică etc.
Revenind la circuitele electrice, putem concluziona că puterea curentului I și tensiunea curentului U sunt parametri electrici care determină funcționarea curentului A (A = U*I).
În acest caz, puterea curentului este determinată de cantitatesarcina transferată, iar tensiunea este motivul care face ca electronii să se miște într-o manieră „ordonată” de la un potențial mai mare la unul mai scăzut. Dacă nu există tensiune curentă, atunci nicio cantitate de electroni liberi din substanță nu va duce la mișcarea sarcinilor. Aceasta înseamnă că absența tensiunii nu are ca rezultat transferul de energie.
O bună demonstrație a constatărilor estehidrocentrale: sunt construite folosind o diferență mare de niveluri (potenţiale) a apei. Aici, masa apei care căde este similară cu un curent, iar diferența dintre nivelurile bazinelor superioare și inferioare joacă rolul unei diferențe de potențial.
