Back to the topics list

цахилгаан гүйдэл

Цахилгаан гүйдлийн тухай танилцуулга

Цахилгаан гүйдэл нь цахилгаан инженерчлэл, физикийн салбарын үндсэн ойлголт юм. Энэ нь утас гэх мэт дамжуулагчаар дамжих хүчдэлийн зөрүүгээс шалтгаалан цахилгаан цэнэгийн урсгалыг хэлнэ. Цахилгаан гүйдлийг ойлгох нь электрон төхөөрөмж болон цахилгаан систем хэрхэн ажилладагийг ойлгоход зайлшгүй шаардлагатай.

Цахилгаан гүйдэл гэж юу вэ?

Цахилгаан гүйдэл нь гадаргуугаар дамжин өнгөрөх цэнэгийн хурдаар тодорхойлогддог. Цахилгаан гүйдлийн нэгж нь ампер (А) бөгөөд энэ нь секунд тутамд гадаргуугаар дамжин өнгөрөх нэг кулон цэнэгтэй тэнцүү юм. Математикийн хувьд цахилгаан гүйдлийг (I) дараах байдлаар илэрхийлж болно.

хаана:

• \(I\) нь ампер (А) дахь цахилгаан гүйдэл юм.
• \(q\) нь кулон дахь цахилгаан цэнэг (C) ба
• \(t\) нь секунд (сек) дэх хугацаа юм.

Цахилгаан гүйдлийн төрлүүд

Цахилгаан гүйдлийн хоёр үндсэн төрөл байдаг: тогтмол гүйдэл (DC) ба хувьсах гүйдэл (AC).

• Тогтмол гүйдэл (Тогтмол гүйдэл): Тогтмол гүйдлийн үед цахилгаан цэнэг дамжуулагчаар нэг чиглэлд урсдаг. Энэ нь ихэвчлэн батерей, нарны зай болон бусад электрон төхөөрөмжүүдэд ашиглагддаг.
• Хувьсах гүйдэл (AC): Хувьсах гүйдлийн үед цахилгаан цэнэгийн чиглэл үе үе өөрчлөгддөг. Энэ төрөл нь янз бүрийн хүчдэлд амархан хувирч, алдагдал багатай хол замыг туулах чадвартай тул ихэнх гэр ахуйн болон үйлдвэрлэлийн цахилгааны системд ашиглагддаг.

Дамжуулагч ба тусгаарлагч

Цахилгаан гүйдэл дамжих материалыг дамжуулагч гэж нэрлэдэг. Зэс, хөнгөн цагаан зэрэг металлууд нь цэнэгийг хялбархан дамжуулдаг чөлөөт электронуудтай тул сайн дамжуулагч юм. Нөгөөтэйгүүр, тусгаарлагч нь цахилгаан гүйдлийг чөлөөтэй урсгах боломжгүй материал юм. Жишээлбэл, резин, шил, хуванцар гэх мэт. Эдгээр материалууд нь хоорондоо нягт холбоотой электронуудтай бөгөөд амархан хөдөлдөггүй.

Ом-ын хууль

Ом-ын хууль нь дамжуулагчаар гүйх гүйдлийг түүн дээрх хүчдэл ба дамжуулагчийн эсэргүүцэлтэй холбодог цахилгаан хэлхээг судлах үндсэн зарчим юм. Үүнийг математикийн хувьд дараах байдлаар илэрхийлж болно.

хаана:

• \(V\) нь вольтоор илэрхийлэгдэх хүчдэл (V),
• \(I\) нь ампер (А) дахь гүйдэл бөгөөд
• \(R\) нь ом дахь эсэргүүцэл юм ( \(\Omega\) ).

Ом-ын хууль нь гүйдэл нь хүчдэлтэй шууд пропорциональ, эсэргүүцэлтэй урвуу хамааралтай болохыг харуулж байна.

Цахилгаан гүйдлийг хэмжих

Цахилгаан гүйдлийг амперметр гэж нэрлэгддэг багаж ашиглан хэмжиж болно. Амперметр нь гүйдлийг хэмжиж буй хэлхээний бүрэлдэхүүн хэсэгтэй цуваа холбогдсон байна. Энэ тохиргоо нь хэлхээгээр урсах нийт гүйдэл нь амперметрээр дамждаг.

Цахилгаан гүйдлийн нөлөө

Цахилгаан гүйдэл хэд хэдэн үр нөлөөг үүсгэж болно, үүнд:

• Халаалтын нөлөө: Цахилгаан гүйдэл дамжуулагчаар дамжин өнгөрөхөд дамжуулагчийн эсэргүүцлийн улмаас дулааныг үүсгэдэг. Энэ эффектийг цахилгаан халаагуур, гэрлийн чийдэн зэрэг төхөөрөмжүүдэд ашигладаг.
• Соронзон нөлөө: Гүйдэл дамжуулах дамжуулагч нь түүний эргэн тойронд соронзон орон үүсгэдэг. Энэ зарчмыг цахилгаан соронзон болон цахилгаан хөдөлгүүрт ашигладаг.
• Химийн нөлөө: Цахилгаан гүйдэл нь уусмалаар дамжин химийн урвал үүсгэж болно. Электролиз гэж нэрлэгддэг энэхүү процессыг цахилгаанаар бүрэх, зарим химийн бодис үйлдвэрлэхэд ашигладаг.

Цахилгаан гүйдлийг харуулах энгийн туршилт

Цахилгаан гүйдлийн нөлөөг ажиглах энгийн нэг туршилт бол чийдэнг асаах энгийн хэлхээг бий болгох явдал юм. Танд зай, жижиг гэрлийн чийдэн, хоёр ширхэг утас хэрэгтэй болно.

1. Утасны нэг үзүүрийг батерейны эерэг терминал руу холбоно.
2. Энэ утасны нөгөө үзүүрийг чийдэнгийн суурьтай холбоно.
3. Булцууны суурийн металл талаас өөр утсыг зайны сөрөг терминал руу холбоно.

Тохиргоо дууссаны дараа хэлхээг хааж, цахилгаан гүйдэл нь батерейгаас гэрлийн чийдэнгээр урсаж, гэрэлтүүлдэг. Энэхүү энгийн хэлхээ нь чийдэнгийн доторх судалтай утасыг халаах замаар цахилгаан гүйдэл хэрхэн гэрэл үүсгэж болохыг харуулж байна.

Дүгнэлт

Цахилгаан гүйдэл нь цахилгаан болон электрон төхөөрөмжүүд хэрхэн ажилладагийг ойлгох чухал ойлголт юм. Цэнэгийн урсгал, янз бүрийн төрлийн цахилгаан гүйдэл, түүний үүсгэж болох үр нөлөөг ойлгосноор бид эргэн тойрон дахь электрон ертөнцийг илүү сайн ойлгож чадна. Гэр орноо чийдэнгээр гэрэлтүүлэхээс эхлээд гаджетаа батерейгаар цэнэглэх хүртэл цахилгаан гүйдэл бидний өдөр тутмын амьдралд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.