DC: zgodovina odkrivanja in proučevanja pojava, uporaba v sodobnem svetu

Električna energija v antičnem svetu

Celo starodavni grški filozof Thales je pisal o lastnostih jantarja, ki se je nosil z volno, da bi pritegnil majhne predmete. Toda že dolgo časa je bilo vse znanje o elektriki omejeno na to radovedno izkušnjo. Nihče ni povezan s tem pojavom naravne osvetlitve, ki ga opazimo med nevihtami. Nadaljnje preučevanje električnega toka, čeprav brez ločevanja v neposredne in izmenične, se je nadaljevalo šele v XVII. Stoletju. In za nekaj sto let so znanstveniki zelo napredovali.

Fenomen odkrivanja

Leta 1600 je bil uveden izraz "električna energija" in več kot pol stoletja pozneje se je začel aktivno raziskovati. Sprva je delitev na konstantno in izmenični tok ni bilo, zato so bile študije nesistematične. Prvo teorijo o naravi električne energije je v 18. stoletju oblikoval Benjamin Franklin, ki pa je ostal v zgodovini predvsem kot politična figura. Malo kasneje je bil zgrajen prvi kondenzator - tako imenovana Leiden banka. Kljub temu se verjame, da se je zgodovina neposrednih tekočih raziskav začela resno iz preizkusov Galvanija, ki so se, nenavadno, predvsem o biologiji in ne fiziki. Slavni Italijan je dobesedno obrnil znanost.

Študija DC

Poskusi Galvani so se nanašali predvsem na fiziologijo. Preskakovanje električni tok skozi telo žabe je opazil, kako se mišice krčijo. Opis teh poskusov je zanimal ne le biologe, ampak tudi fizike. Sam Galvani, ki je opravil vrsto študij, je menil, da so mišice podobne Leidenovi kozarci ali, natančneje, njene baterije. Ti poskusi so bili osnova sodobne elektrofiziologije. Slednji Italijan, njegov rojak Alessandro Volta, je leta 1800 ustvaril prvo vir energije DC - galvanska celica. Britanski Carlyle in Nicholson sta ponavljala poskuse svojih kolegov, pri čemer so prišli do zaključka, da zaradi določenih pogojev električna energija, ki gre skozi vodo, povzroča, da se razgradi na sestavne elemente. Takšni poskusi so nazadnje dali zagon razvoju kemije. Ruski znanstveniki so prav tako sodelovali pri raziskavah - rojeni v Sankt Peterburgu, Vasilij Petrov, leta 1803 je opisal ta pojav električni lok. Vendar pa se je 9 let kasneje to odkritje ponovilo in bilo je predstavljeno kot to, kar se je zgodilo prvič. Nadaljnje študije so že bile usmerjene v preučevanje značilnosti in zakonov, ki urejajo tokove. Vzporedno so znanstveniki odkrili nove in nove načine uporabe električne energije, izumili neverjetne naprave, ki jih je človeštvo doslej uporabljalo.

Značilnosti in parametri

Kot že ime pove, vrednost enosmernega toka in njegova napetost ob vsakem času ostane nespremenjena. Kljub temu, da se gibanje nabitih delcev pojavlja neprekinjeno, njihov splošni prostorski položaj ostaja v mirovanju. Mimogrede, presenetljivo, vendar s tehničnega vidika je izraz "enosmerni tok" napačen, ker ni enak, da je konstanten, temveč napetost vira energije, njegova elektromotorna sila (EMF). Vendar je koncept tako trdno uveljavljen, da si preprosto ni mogoče predstavljati njegove spremembe. Glavna značilnost te sorte je pomanjkanje obratne polaritete pri napajanju. Enakomerni tok ima številne parametre, ki so seveda povezani z drugimi tipi:

• Moč ali jakost (i). Prikazuje količino toka, ki teče skozi prečni prerez vodnika na enoto časa. Merjeno v amperih.
• Gostota (F). Razmerje toka in površine prečnega prereza vodnika. Merske enote - A / mm ² .
• Napetost (V). Ta fizikalna količina označuje delovanje vira električne energije med prenosom naboja glede na njegovo velikost. Merjeno v voltih.
• Električna energija (P). Označuje hitrost prenosa ali pretvorbe električne energije. Enota - vat.
• Odpornost (R). Ta vrednost označuje lastnost prevodnika, ki preprečuje prehod toka. Merjeno v ohmih.

Zakoni in formule

Vse zgoraj navedene vrednosti so neposredno povezane med seboj in skoraj vse je mogoče izraziti z drugimi. V šolskem tečaju fizike se to podrobno preučuje, vendar je koristno vse ponoviti. Najenostavnejši primeri formul so:

• V = I x R = P: I;
• I = V: R = P: V;
• R = V2: P = V: I = P: I2;
• P = V x I = I ² x R = V ² : R.

Seveda se veliko ljudi spomni tudi Ohmovega zakona, čeprav ga ne morejo oblikovati vsi. Uporaben je za enosmerni tok in opisuje odvisnost emf vira ali napetosti in sile na upornost. V smislu formul izgleda tako:

• U = IR. To pomeni, da je potencialna razlika med začetkom in koncem vodnika enaka zmnožku toka in upora.

Vključitev tega zakona je še en pomemben odnos. Opisuje prehod električne energije v toploto med prenosom. Z drugimi besedami, govorimo o izgubi moči v obrazcu ogrevalne žice. Ta odvisnost se imenuje Joule-Lenzov zakon in je opisana na naslednji način:

• Q = I ² Rt,

kjer je Q toplota, I je trenutna jakost, R je upor in t časovni interval.

Ta formula deluje le za stalno sorto. To pomeni, da se uporablja samo za določen primer, za spremenljivko pa bo videti nekoliko bolj zapleteno.

Razlike od drugih vrst

Če upoštevamo grafove glavnih tipov električnega toka, se ne bodo pojavila vprašanja. Linija konstante bo ravna, sčasoma pa bo ostala na isti ravni, izmenično - žagasto. Za razliko od slednjega, prvi nima takega parametra, kot je frekvenca, oziroma je v tem primeru nič. Poleg tega se smer DC ne spreminja s časom. Oznaka je tudi drugačna - enosmerni (enosmerni) in izmenični (izmenični tok). Kot lahko uganete, je prva konstanta, druga pa spremenljiva. Poleg tega je ta različica lahko enojna in trifazna. To je glavna razlika.

Viri in ojačevalniki

Seveda se enosmerni tok ne vzame nikjer. Obstajajo posebne naprave, ki ga ustvarjajo. To so navadne baterije, polnilne baterije in drugi sodobni viri. Prva od njih je bila ista voltaična voltaična celica. Ampak včasih mora biti trenutni trenutek ne le ustvarjen, ampak tudi ojačan. Tudi za to obstajajo posebne naprave - DC ojačevalniki (UFD). Te naprave so potrebne za povečanje napetosti. Ojačevalec v polnem pomenu besede lahko imenujemo UFT, če njegovo območje delovanja vključuje vse frekvence, vse do najnižje in nič. Te naprave so zelo priljubljene in se pogosto uporabljajo na številnih področjih elektronike, tako da se njihov razvoj in izboljšave pojavljajo neprekinjeno.

Uporaba v sodobnem svetu

On je povsod. Vsi sodobni aparati, ki delujejo na omrežju in na baterijah, uporabljajo enosmerni tok. V prvem primeru naprava zagotavlja poseben element, ki pretvarja elektriko iz ene vrste v drugo. V drugem primeru pride do kemične reakcije v viru energije, ki ohranja konstanto napetosti. Zdi se, da bi bilo v tem primeru lažje, če bi omrežje imelo konstanten in ne izmenični tok, vendar to ni tako. Druga izvedba je lažja za izdelavo, prav tako ni potrebna pretvorba za delovanje transformatorjev. Naprave, ki omogočajo sprejem konstante iz spremenljivke, se imenujejo usmerniki, čeprav so naprave, ki izvajajo obratno dejanje, inverterji. Ta vrsta toka je našla svojo uporabo v elektrokemiji, nekaterih vrstah varjenja, obdelavi kovin, medicini in mnogih drugih področjih. To je res povsod, in včasih se zdi pravi čudež, ker se je vse začelo z običajnim jantarjem.