Ποιος είναι ο φορέας του ηλεκτρικού ρεύματος. Τι είναι η ηλεκτρική ενέργεια και τι σημαίνει τρέχουσα εργασία; Εξηγούμε σε προσιτή γλώσσα

" Σήμερα θέλω να θίξω το θέμα του ηλεκτρικού ρεύματος. Τι είναι αυτό; Ας προσπαθήσουμε να θυμηθούμε το σχολικό πρόγραμμα.

Ηλεκτρικό ρεύμα είναι η διατεταγμένη κίνηση των φορτισμένων σωματιδίων σε έναν αγωγό

Αν θυμάστε, για να κινηθούν φορτισμένα σωματίδια (προκύπτει ηλεκτρικό ρεύμα), πρέπει να δημιουργηθεί ένα ηλεκτρικό πεδίο. Για να δημιουργήσετε ένα ηλεκτρικό πεδίο, μπορείτε να πραγματοποιήσετε τέτοια βασικά πειράματα όπως το τρίψιμο μιας πλαστικής λαβής στο μαλλί και θα προσελκύσει ελαφριά αντικείμενα για κάποιο χρονικό διάστημα. Τα σώματα που είναι ικανά να προσελκύουν αντικείμενα μετά το τρίψιμο ονομάζονται ηλεκτρισμένα. Μπορούμε να πούμε ότι ένα σώμα σε αυτή την κατάσταση έχει ηλεκτρικά φορτία και τα ίδια τα σώματα ονομάζονται φορτισμένα. Από το σχολικό πρόγραμμα ξέρουμε ότι όλα τα σώματα αποτελούνται από μικροσκοπικά σωματίδια (μόρια). Ένα μόριο είναι ένα σωματίδιο μιας ουσίας που μπορεί να διαχωριστεί από ένα σώμα και θα έχει όλες τις ιδιότητες που είναι εγγενείς σε αυτό το σώμα. Τα μόρια σύνθετων σωμάτων σχηματίζονται από διάφορους συνδυασμούς ατόμων απλών σωμάτων. Για παράδειγμα, ένα μόριο νερού αποτελείται από δύο απλά: ένα άτομο οξυγόνου και ένα άτομο υδρογόνου.

Άτομα, νετρόνια, πρωτόνια και ηλεκτρόνια - τι είναι αυτά;

Με τη σειρά του, ένα άτομο αποτελείται από έναν πυρήνα και περιστρέφεται γύρω από αυτόν ηλεκτρόνια. Κάθε ηλεκτρόνιο σε ένα άτομο έχει ένα μικρό ηλεκτρικό φορτίο. Για παράδειγμα, ένα άτομο υδρογόνου αποτελείται από έναν πυρήνα με ένα ηλεκτρόνιο να περιστρέφεται γύρω του. Ο πυρήνας ενός ατόμου αποτελείται, με τη σειρά του, από πρωτόνια και νετρόνια. Ο πυρήνας ενός ατόμου, με τη σειρά του, έχει ηλεκτρικό φορτίο. Τα πρωτόνια που αποτελούν τον πυρήνα έχουν τα ίδια ηλεκτρικά φορτία και ηλεκτρόνια. Αλλά τα πρωτόνια, σε αντίθεση με τα ηλεκτρόνια, είναι ανενεργά, αλλά η μάζα τους είναι πολλές φορές μεγαλύτερη από τη μάζα του ηλεκτρονίου. Το σωματίδιο νετρονίου που είναι μέρος του ατόμου δεν έχει ηλεκτρικό φορτίο και είναι ουδέτερο. Τα ηλεκτρόνια που περιστρέφονται γύρω από τον πυρήνα ενός ατόμου και τα πρωτόνια που αποτελούν τον πυρήνα είναι φορείς ηλεκτρικών φορτίων ίσου μεγέθους. Ανάμεσα σε ένα ηλεκτρόνιο και ένα πρωτόνιο υπάρχει πάντα μια δύναμη αμοιβαίας έλξης και μεταξύ των ηλεκτρονίων και μεταξύ των πρωτονίων υπάρχει μια δύναμη αμοιβαίας απώθησης. Εξαιτίας αυτού, το ηλεκτρόνιο έχει αρνητικό ηλεκτρικό φορτίο και το πρωτόνιο έχει θετικό φορτίο. Από αυτό μπορούμε να συμπεράνουμε ότι υπάρχουν 2 τύποι ηλεκτρισμού: θετικός και αρνητικός. Η παρουσία εξίσου φορτισμένων σωματιδίων σε ένα άτομο οδηγεί στο γεγονός ότι οι δυνάμεις αμοιβαίας έλξης ενεργούν μεταξύ του θετικά φορτισμένου πυρήνα του ατόμου και των ηλεκτρονίων που περιστρέφονται γύρω του, κρατώντας το άτομο μαζί σε ένα σύνολο. Τα άτομα διαφέρουν μεταξύ τους ως προς τον αριθμό των νετρονίων και των πρωτονίων στους πυρήνες τους, γι' αυτό και το θετικό φορτίο των πυρήνων των ατόμων διαφορετικών ουσιών δεν είναι το ίδιο. Σε άτομα διαφορετικών ουσιών, ο αριθμός των περιστρεφόμενων ηλεκτρονίων δεν είναι ο ίδιος και καθορίζεται από το μέγεθος του θετικού φορτίου του πυρήνα. Τα άτομα ορισμένων ουσιών συνδέονται ισχυρά με τον πυρήνα, ενώ σε άλλα ο δεσμός αυτός μπορεί να είναι πολύ πιο αδύναμος. Αυτό εξηγεί τις διαφορετικές δυνάμεις των σωμάτων. Το χαλύβδινο σύρμα είναι πολύ ισχυρότερο από το χάλκινο σύρμα, πράγμα που σημαίνει ότι τα σωματίδια χάλυβα έλκονται πιο έντονα μεταξύ τους από τα σωματίδια χαλκού. Η έλξη μεταξύ των μορίων είναι ιδιαίτερα αισθητή όταν είναι κοντά το ένα στο άλλο. Το πιο εντυπωσιακό παράδειγμα είναι ότι δύο σταγόνες νερού συγχωνεύονται σε μία κατά την επαφή.

Ηλεκτρικό φορτίο

Σε ένα άτομο οποιασδήποτε ουσίας, ο αριθμός των ηλεκτρονίων που περιστρέφονται γύρω από τον πυρήνα είναι ίσος με τον αριθμό των πρωτονίων που περιέχονται στον πυρήνα. Το ηλεκτρικό φορτίο ενός ηλεκτρονίου και ενός πρωτονίου είναι ίσα σε μέγεθος, που σημαίνει ότι το αρνητικό φορτίο των ηλεκτρονίων είναι ίσο με το θετικό φορτίο του πυρήνα. Αυτά τα φορτία αλληλοεξουδετερώνονται και το άτομο παραμένει ουδέτερο. Σε ένα άτομο, τα ηλεκτρόνια δημιουργούν ένα κέλυφος ηλεκτρονίων γύρω από τον πυρήνα. Το ηλεκτρονιακό κέλυφος και ο πυρήνας του ατόμου βρίσκονται σε συνεχή ταλαντωτική κίνηση. Όταν κινούνται, τα άτομα συγκρούονται μεταξύ τους και ένα ή περισσότερα ηλεκτρόνια εκπέμπονται από αυτά. Το άτομο παύει να είναι ουδέτερο και φορτίζεται θετικά. Δεδομένου ότι το θετικό του φορτίο έχει γίνει μεγαλύτερο από το αρνητικό του φορτίο (ασθενής σύνδεση μεταξύ του ηλεκτρονίου και του πυρήνα - μέταλλο και άνθρακα). Σε άλλα σώματα (ξύλο και γυαλί), τα κελύφη ηλεκτρονίων δεν είναι κατεστραμμένα. Μόλις διαχωριστούν από τα άτομα, τα ελεύθερα ηλεκτρόνια κινούνται τυχαία και μπορούν να συλληφθούν από άλλα άτομα. Η διαδικασία των εμφανίσεων και των εξαφανίσεων στο σώμα συμβαίνει συνεχώς. Με την αύξηση της θερμοκρασίας, η ταχύτητα της δονητικής κίνησης των ατόμων αυξάνεται, οι συγκρούσεις γίνονται πιο συχνές και ισχυρότερες και ο αριθμός των ελεύθερων ηλεκτρονίων αυξάνεται. Ωστόσο, το σώμα παραμένει ηλεκτρικά ουδέτερο, αφού ο αριθμός των ηλεκτρονίων και των πρωτονίων στο σώμα δεν αλλάζει. Εάν μια ορισμένη ποσότητα ελεύθερων ηλεκτρονίων αφαιρεθεί από το σώμα, το θετικό φορτίο γίνεται μεγαλύτερο από το συνολικό φορτίο. Το σώμα θα είναι θετικά φορτισμένο και το αντίστροφο. Εάν δημιουργηθεί έλλειψη ηλεκτρονίων στο σώμα, τότε φορτίζεται επιπλέον. Αν υπάρχει υπέρβαση, είναι αρνητικό. Όσο μεγαλύτερη είναι αυτή η έλλειψη ή περίσσεια, τόσο μεγαλύτερο είναι το ηλεκτρικό φορτίο. Στην πρώτη περίπτωση (περισσότερα θετικά φορτισμένα σωματίδια), τα σώματα ονομάζονται αγωγοί (μέταλλα, υδατικά διαλύματα αλάτων και οξέων) και στη δεύτερη (έλλειψη ηλεκτρονίων, αρνητικά φορτισμένα σωματίδια) διηλεκτρικά ή μονωτές (κεχριμπαρένιο, χαλαζία, εβονίτης). . Για να συνεχιστεί η ύπαρξη ηλεκτρικού ρεύματος, πρέπει να διατηρείται συνεχώς μια διαφορά δυναμικού στον αγωγό.

Λοιπόν, το σύντομο μάθημα της φυσικής τελείωσε. Νομίζω, με τη βοήθειά μου, θυμηθήκατε το σχολικό πρόγραμμα για την 7η τάξη και θα δούμε ποια είναι η πιθανή διαφορά στο επόμενο άρθρο μου. Τα λέμε ξανά στις σελίδες του ιστότοπου.

Τι πραγματικά γνωρίζουμε για την ηλεκτρική ενέργεια σήμερα; Σύμφωνα με τις σύγχρονες απόψεις, πολλά, αλλά αν εμβαθύνουμε στην ουσία αυτού του ζητήματος με περισσότερες λεπτομέρειες, αποδεικνύεται ότι η ανθρωπότητα χρησιμοποιεί ευρέως ηλεκτρική ενέργεια χωρίς να κατανοεί την πραγματική φύση αυτού του σημαντικού φυσικού φαινομένου.

Ο σκοπός αυτού του άρθρου δεν είναι να αντικρούσει τα επιτευχθέντα επιστημονικά και τεχνικά εφαρμοσμένα αποτελέσματα της έρευνας στον τομέα των ηλεκτρικών φαινομένων, τα οποία χρησιμοποιούνται ευρέως στην καθημερινή ζωή και τη βιομηχανία της σύγχρονης κοινωνίας. Αλλά η ανθρωπότητα αντιμετωπίζει συνεχώς μια σειρά από φαινόμενα και παράδοξα που δεν ταιριάζουν στο πλαίσιο των σύγχρονων θεωρητικών εννοιών σχετικά με τα ηλεκτρικά φαινόμενα - αυτό δείχνει έλλειψη πλήρους κατανόησης της φυσικής αυτού του φαινομένου.

Επίσης, σήμερα η επιστήμη γνωρίζει γεγονότα όταν φαινομενικά μελετημένες ουσίες και υλικά παρουσιάζουν ανώμαλες ιδιότητες αγωγιμότητας ( ) .

Το φαινόμενο της υπεραγωγιμότητας των υλικών επίσης δεν έχει μια απολύτως ικανοποιητική θεωρία προς το παρόν. Υπάρχει μόνο μια υπόθεση ότι η υπεραγωγιμότητα είναι κβαντικό φαινόμενο , που μελετάται από την κβαντομηχανική. Μετά από προσεκτική μελέτη των βασικών εξισώσεων της κβαντικής μηχανικής: η εξίσωση Schrödinger, η εξίσωση von Neumann, η εξίσωση Lindblad, η εξίσωση Heisenberg και η εξίσωση Pauli, η ασυνέπειά τους θα γίνει εμφανής. Το γεγονός είναι ότι η εξίσωση Schrödinger δεν προέρχεται, αλλά υποτίθεται με τη μέθοδο της αναλογίας με την κλασική οπτική, με βάση μια γενίκευση των πειραματικών δεδομένων. Η εξίσωση Pauli περιγράφει την κίνηση ενός φορτισμένου σωματιδίου με σπιν 1/2 (για παράδειγμα, ενός ηλεκτρονίου) σε ένα εξωτερικό ηλεκτρομαγνητικό πεδίο, αλλά η έννοια του σπιν δεν σχετίζεται με την πραγματική περιστροφή ενός στοιχειώδους σωματιδίου και σε σχέση με το σπιν Υποτίθεται ότι υπάρχει ένας χώρος καταστάσεων που σε καμία περίπτωση δεν σχετίζονται με την κίνηση ενός στοιχειώδους σωματιδίου στο συνηθισμένο χώρο.

Στο βιβλίο της Anastasia Novykh "Ezoosmos" αναφέρεται η ασυνέπεια της κβαντικής θεωρίας: "Αλλά η κβαντομηχανική θεωρία της δομής του ατόμου, η οποία θεωρεί το άτομο ως ένα σύστημα μικροσωματιδίων που δεν υπακούουν στους νόμους της κλασικής μηχανικής, απολύτως άσχετο . Εκ πρώτης όψεως, τα επιχειρήματα του Γερμανού φυσικού Heisenberg και του Αυστριακού φυσικού Schrödinger φαίνονται πειστικά στους ανθρώπους, αλλά αν όλα αυτά θεωρηθούν από διαφορετική σκοπιά, τότε τα συμπεράσματά τους είναι μόνο εν μέρει σωστά και γενικά και τα δύο είναι εντελώς λανθασμένα. . Το γεγονός είναι ότι το πρώτο περιέγραψε το ηλεκτρόνιο ως σωματίδιο και το άλλο ως κύμα. Παρεμπιπτόντως, η αρχή της δυαδικότητας κύματος-σωματιδίου είναι επίσης άσχετη, καθώς δεν αποκαλύπτει τη μετάβαση ενός σωματιδίου σε κύμα και αντίστροφα. Δηλαδή οι λόγιοι κύριοι αποδεικνύονται κάπως τσιγκούνηδες. Στην πραγματικότητα, όλα είναι πολύ απλά. Γενικά, θέλω να πω ότι η φυσική του μέλλοντος είναι πολύ απλή και κατανοητή. Το κύριο πράγμα είναι να ζήσεις για να δεις αυτό το μέλλον. Όσο για το ηλεκτρόνιο, γίνεται κύμα μόνο σε δύο περιπτώσεις. Το πρώτο είναι όταν χάνεται το εξωτερικό φορτίο, δηλαδή όταν το ηλεκτρόνιο δεν αλληλεπιδρά με άλλα υλικά αντικείμενα, ας πούμε με το ίδιο άτομο. Το δεύτερο, σε προ-οσμική κατάσταση, όταν δηλαδή μειώνεται το εσωτερικό του δυναμικό».

Οι ίδιες ηλεκτρικές παρορμήσεις που παράγονται από τους νευρώνες του ανθρώπινου νευρικού συστήματος υποστηρίζουν την ενεργό, πολύπλοκη, ποικιλόμορφη λειτουργία του σώματος. Είναι ενδιαφέρον να σημειωθεί ότι το δυναμικό δράσης του κυττάρου (ένα κύμα διέγερσης που κινείται κατά μήκος της μεμβράνης ενός ζωντανού κυττάρου με τη μορφή μιας βραχυπρόθεσμης αλλαγής στο δυναμικό της μεμβράνης σε μια μικρή περιοχή του διεγέρσιμου κυττάρου) βρίσκεται σε ένα ορισμένο εύρος (Εικ. 1).

Το κατώτερο όριο του δυναμικού δράσης ενός νευρώνα είναι σε επίπεδο -75 mV, το οποίο είναι πολύ κοντά στην τιμή του δυναμικού οξειδοαναγωγής του ανθρώπινου αίματος. Αν αναλύσουμε τη μέγιστη και την ελάχιστη τιμή του δυναμικού δράσης σε σχέση με το μηδέν, τότε είναι πολύ κοντά στο στρογγυλεμένο ποσοστό έννοια Χρυσή αναλογία , δηλ. διαίρεση του διαστήματος σε αναλογία 62% και 38%:

\(\Δέλτα = 75 mV+40 mV = 115 mV\)

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

x 1 = 65,2%, x 2 = 34,8%

Όλες οι ουσίες και τα υλικά που είναι γνωστά στη σύγχρονη επιστήμη φέρουν ηλεκτρισμό στον έναν ή τον άλλο βαθμό, καθώς περιέχουν ηλεκτρόνια που αποτελούνται από 13 σωματίδια φάντασμα Po, τα οποία, με τη σειρά τους, είναι σεπτονικές δέσμες («PRIMORDIAL ALLATRA PHYSICS» σελ. 61) . Το μόνο ερώτημα είναι η τάση του ηλεκτρικού ρεύματος που είναι απαραίτητη για να ξεπεραστεί η ηλεκτρική αντίσταση.

Δεδομένου ότι τα ηλεκτρικά φαινόμενα σχετίζονται στενά με το ηλεκτρόνιο, η έκθεση «PRIMODIUM ALLATRA PHYSICS» παρέχει τις ακόλουθες πληροφορίες σχετικά με αυτό το σημαντικό στοιχειώδες σωματίδιο: «Το ηλεκτρόνιο είναι συστατικό του ατόμου, ένα από τα κύρια δομικά στοιχεία της ύλης. Τα ηλεκτρόνια σχηματίζουν τα ηλεκτρονιακά κελύφη των ατόμων όλων των γνωστών σήμερα χημικών στοιχείων. Συμμετέχουν σχεδόν σε όλα τα ηλεκτρικά φαινόμενα που γνωρίζουν οι επιστήμονες σήμερα. Αλλά τι είναι στην πραγματικότητα ο ηλεκτρισμός, η επίσημη επιστήμη δεν μπορεί ακόμα να εξηγήσει, περιοριζόμενη σε γενικές φράσεις ότι είναι, για παράδειγμα, «ένα σύνολο φαινομένων που προκαλούνται από την ύπαρξη, την κίνηση και την αλληλεπίδραση φορτισμένων σωμάτων ή σωματιδίων φορέων ηλεκτρικού φορτίου». Είναι γνωστό ότι ο ηλεκτρισμός δεν είναι συνεχής ροή, αλλά μεταφέρεται σε μερίδες - διακριτικά».

Σύμφωνα με τις σύγχρονες ιδέες: ηλεκτρική ενέργεια "είναι ένα σύνολο φαινομένων που προκαλούνται από την ύπαρξη, την αλληλεπίδραση και την κίνηση ηλεκτρικών φορτίων." Τι είναι όμως το ηλεκτρικό φορτίο;

Ηλεκτρικό φορτίο (ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας) είναι ένα φυσικό βαθμωτό μέγεθος (ένα μέγεθος, κάθε τιμή του οποίου μπορεί να εκφραστεί με έναν πραγματικό αριθμό) που καθορίζει την ικανότητα των σωμάτων να αποτελούν πηγή ηλεκτρομαγνητικών πεδίων και να συμμετέχουν στην ηλεκτρομαγνητική αλληλεπίδραση. Τα ηλεκτρικά φορτία χωρίζονται σε θετικά και αρνητικά (η επιλογή αυτή θεωρείται καθαρά αυθαίρετη στην επιστήμη και αποδίδεται ένα πολύ συγκεκριμένο πρόσημο σε κάθε φορτίο). Σώματα φορτισμένα με φορτίο του ίδιου ζωδίου απωθούνται και σώματα αντίθετου φορτίου έλκονται. Όταν κινούνται φορτισμένα σώματα (τόσο μακροσκοπικά σώματα όσο και μικροσκοπικά φορτισμένα σωματίδια που μεταφέρουν ηλεκτρικό ρεύμα σε αγωγούς), εμφανίζεται ένα μαγνητικό πεδίο και συμβαίνουν φαινόμενα που καθιστούν δυνατή τη δημιουργία της σχέσης μεταξύ ηλεκτρισμού και μαγνητισμού (ηλεκτρομαγνητισμός).

Ηλεκτροδυναμική μελετά το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο στην πιο γενική περίπτωση (δηλαδή εξετάζονται χρονοεξαρτώμενα μεταβλητά πεδία) και την αλληλεπίδρασή του με σώματα που έχουν ηλεκτρικό φορτίο. Η κλασική ηλεκτροδυναμική λαμβάνει υπόψη μόνο τις συνεχείς ιδιότητες του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου.

Κβαντική ηλεκτροδυναμική μελετά ηλεκτρομαγνητικά πεδία που έχουν ασυνεχείς (διακριτές) ιδιότητες, φορείς των οποίων είναι τα κβάντα πεδίου - φωτόνια. Η αλληλεπίδραση της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας με τα φορτισμένα σωματίδια θεωρείται στην κβαντική ηλεκτροδυναμική ως η απορρόφηση και εκπομπή φωτονίων από τα σωματίδια.

Αξίζει να σκεφτούμε γιατί εμφανίζεται ένα μαγνητικό πεδίο γύρω από έναν αγωγό με ρεύμα ή γύρω από ένα άτομο στις τροχιές του οποίου κινούνται τα ηλεκτρόνια; Το γεγονός είναι ότι " αυτό που ονομάζεται ηλεκτρισμός σήμερα είναι στην πραγματικότητα μια ειδική κατάσταση του πεδίου του σεπτονίου , στις διεργασίες των οποίων το ηλεκτρόνιο στις περισσότερες περιπτώσεις συμμετέχει μαζί με τα άλλα πρόσθετα «συστατικά» του "("PRIMODIUM ALLATRA PHYSICS" σελ. 90).

Και το δακτυλιοειδές σχήμα του μαγνητικού πεδίου καθορίζεται από τη φύση της προέλευσής του. Όπως λέει το άρθρο: «Λαμβάνοντας υπόψη τα μοτίβα φράκταλ στο Σύμπαν, καθώς και το γεγονός ότι το πεδίο του septon στον υλικό κόσμο εντός 6 διαστάσεων είναι το θεμελιώδες, ενοποιημένο πεδίο στο οποίο βασίζονται όλες οι γνωστές στη σύγχρονη επιστήμη αλληλεπιδράσεις, μπορεί να υποστηριχθεί ότι όλα έχουν επίσης τη μορφή Τορά. Και αυτή η δήλωση μπορεί να έχει ιδιαίτερο επιστημονικό ενδιαφέρον για τους σύγχρονους ερευνητές».. Επομένως, το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο θα έχει πάντα τη μορφή ενός τόρου, όπως ο δακτύλιος ενός σεπτονίου.

Ας εξετάσουμε μια σπείρα μέσω της οποίας ρέει ηλεκτρικό ρεύμα και πώς ακριβώς σχηματίζεται το ηλεκτρομαγνητικό της πεδίο ( https://www.youtube.com/watch?v=0BgV-ST478M).

Ρύζι. 2. Γραμμές πεδίου ορθογώνιου μαγνήτη

Ρύζι. 3. Γραμμές πεδίου μιας σπείρας με ρεύμα

Ρύζι. 4. Γραμμές πεδίου μεμονωμένων τμημάτων της σπείρας

Ρύζι. 5. Αναλογία μεταξύ των γραμμών πεδίου μιας σπείρας και ατόμων με τροχιακά ηλεκτρόνια

Ρύζι. 6. Ένα ξεχωριστό θραύσμα μιας σπείρας και ενός ατόμου με γραμμές δύναμης

ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑ: η ανθρωπότητα δεν έχει μάθει ακόμη τα μυστικά του μυστηριώδους φαινομένου του ηλεκτρισμού.

Πίτερ Τοτόφ

Λέξεις-κλειδιά:ΠΡΩΤΟΓΕΝΙΚΗ ΑΛΛΑΤΡΑ ΦΥΣΙΚΗ, ηλεκτρικό ρεύμα, ηλεκτρισμός, φύση ηλεκτρισμού, ηλεκτρικό φορτίο, ηλεκτρομαγνητικό πεδίο, κβαντομηχανική, ηλεκτρόνιο.

Βιβλιογραφία:

Καινούρια. Α., Εζώοσμος, Κ.: ΛΟΤΟΣ, 2013. - 312 σελ. http://schambala.com.ua/book/ezoosmos

Έκθεση «PRIMODIUM ALLATRA PHYSICS» από μια διεθνή ομάδα επιστημόνων του Διεθνούς Κοινωνικού Κινήματος «ALLATRA», εκδ. Anastasia Novykh, 2015;

Χωρίς κάποιες βασικές γνώσεις για την ηλεκτρική ενέργεια, είναι δύσκολο να φανταστεί κανείς πώς λειτουργούν οι ηλεκτρικές συσκευές, γιατί λειτουργούν καθόλου, γιατί πρέπει να συνδέσετε την τηλεόραση για να λειτουργήσει και γιατί ένας φακός χρειάζεται μόνο μια μικρή μπαταρία για να λάμπει στο σκοτάδι .

Και έτσι θα τα καταλάβουμε όλα με τη σειρά.

Ηλεκτρική ενέργεια

Ηλεκτρική ενέργειαείναι ένα φυσικό φαινόμενο που επιβεβαιώνει την ύπαρξη, την αλληλεπίδραση και την κίνηση των ηλεκτρικών φορτίων. Η ηλεκτρική ενέργεια ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά τον 7ο αιώνα π.Χ. Έλληνας φιλόσοφος Θαλής. Ο Θαλής παρατήρησε ότι αν ένα κομμάτι κεχριμπαριού τρίβεται σε μαλλί, αρχίζει να έλκει ελαφριά αντικείμενα. Το κεχριμπάρι στα αρχαία ελληνικά είναι ηλεκτρόνιο.

Έτσι φαντάζομαι τον Θαλή να κάθεται, να τρίβει ένα κομμάτι κεχριμπάρι στο ιμάτιό του (αυτό είναι το μάλλινο πανωφόρι των αρχαίων Ελλήνων) και μετά με σαστισμένο βλέμμα παρακολουθεί να έλκονται τρίχες, κομμάτια κλωστής, φτερά και κομμάτια χαρτιού. στο κεχριμπάρι.

Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται ΣΤΑΤΙΚΟΣ ΗΛΕΚΤΡΙΣΜΟΣ. Μπορείτε να επαναλάβετε αυτήν την εμπειρία. Για να το κάνετε αυτό, τρίψτε καλά έναν κανονικό πλαστικό χάρακα με ένα μάλλινο πανί και φέρτε τον στα μικρά κομμάτια χαρτιού.

Θα πρέπει να σημειωθεί ότι το φαινόμενο αυτό δεν έχει μελετηθεί εδώ και πολύ καιρό. Και μόνο το 1600, στο δοκίμιό του "On the Magnet, Magnetic Bodies and the Great Magnet - the Earth", ο Άγγλος φυσιοδίφης William Gilbert εισήγαγε τον όρο ηλεκτρική ενέργεια. Στο έργο του, περιέγραψε τα πειράματά του με ηλεκτρισμένα αντικείμενα και επίσης διαπίστωσε ότι άλλες ουσίες μπορούν να ηλεκτριστούν.

Στη συνέχεια, για τρεις αιώνες, οι πιο προηγμένοι επιστήμονες στον κόσμο ερεύνησαν τον ηλεκτρισμό, έγραψαν πραγματείες, διατύπωσαν νόμους, εφηύραν ηλεκτρικές μηχανές και μόνο το 1897 ο Joseph Thomson ανακάλυψε τον πρώτο υλικό φορέα του ηλεκτρισμού - το ηλεκτρόνιο, ένα σωματίδιο που κάνει ηλεκτρικές διεργασίες πιθανές ουσίες.

Ηλεκτρόνιο– αυτό είναι στοιχειώδες σωματίδιο, έχει αρνητικό φορτίο περίπου ίσο με -1.602·10 -19 Cl (Κρεμαστό). Ορίστηκε μιή e –.

Τάση

Για να μετακινηθούν τα φορτισμένα σωματίδια από τον έναν πόλο στον άλλο, είναι απαραίτητο να δημιουργηθούν μεταξύ των πόλων πιθανή διαφοράή - Τάση. Μονάδα τάσης - Βόλτ (ΣΕή V). Στους τύπους και στους υπολογισμούς, η τάση συμβολίζεται με το γράμμα V . Για να αποκτήσετε τάση 1 V, πρέπει να μεταφέρετε φορτίο 1 C μεταξύ των πόλων, ενώ κάνετε 1 J (Joule) δουλειά.

Για λόγους σαφήνειας, φανταστείτε μια δεξαμενή νερού που βρίσκεται σε ένα ορισμένο ύψος. Ένας σωλήνας βγαίνει από τη δεξαμενή. Το νερό υπό φυσική πίεση φεύγει από τη δεξαμενή μέσω ενός σωλήνα. Ας συμφωνήσουμε ότι το νερό είναι ηλεκτρικό φορτίο, το ύψος της στήλης νερού (πίεση) είναι Τάση, και η ταχύτητα ροής του νερού είναι ηλεκτρική ενέργεια.

Έτσι, όσο περισσότερο νερό στη δεξαμενή, τόσο μεγαλύτερη είναι η πίεση. Ομοίως από ηλεκτρική άποψη, όσο μεγαλύτερη είναι η φόρτιση, τόσο μεγαλύτερη είναι η τάση.

Ας αρχίσουμε να στραγγίζουμε το νερό, η πίεση θα μειωθεί. Εκείνοι. Το επίπεδο φόρτισης πέφτει - η τάση μειώνεται. Αυτό το φαινόμενο μπορεί να παρατηρηθεί σε έναν φακό ο λαμπτήρας γίνεται πιο σκοτεινός καθώς αποφορτίζονται οι μπαταρίες. Σημειώστε ότι όσο χαμηλότερη είναι η πίεση του νερού (τάση), τόσο χαμηλότερη είναι η ροή του νερού (ρεύμα).

Ηλεκτρική ενέργεια

Ηλεκτρική ενέργειαείναι μια φυσική διαδικασία κατευθυνόμενης κίνησης φορτισμένων σωματιδίων υπό την επίδραση ενός ηλεκτρομαγνητικού πεδίου από τον έναν πόλο ενός κλειστού ηλεκτρικού κυκλώματος στον άλλο. Τα σωματίδια που φέρουν φορτίο μπορεί να περιλαμβάνουν ηλεκτρόνια, πρωτόνια, ιόντα και οπές. Χωρίς κλειστό κύκλωμα, δεν είναι δυνατό ρεύμα. Τα σωματίδια που μπορούν να μεταφέρουν ηλεκτρικά φορτία δεν υπάρχουν σε όλες τις ουσίες εκείνες στις οποίες υπάρχουν αγωγοίΚαι ημιαγωγών. Και ουσίες στις οποίες δεν υπάρχουν τέτοια σωματίδια - διηλεκτρικά.

Τρέχουσα μονάδα - Αμπέρ (ΕΝΑ). Στους τύπους και τους υπολογισμούς, η ισχύς του ρεύματος υποδεικνύεται με το γράμμα Εγώ . Ένα ρεύμα 1 Ampere δημιουργείται όταν ένα φορτίο 1 Coulomb (6.241·10 18 ηλεκτρονίων) διέρχεται από ένα σημείο ενός ηλεκτρικού κυκλώματος σε 1 δευτερόλεπτο.

Ας δούμε ξανά την αναλογία νερού-ηλεκτρισμού μας. Μόνο τώρα ας πάρουμε δύο δεξαμενές και ας τις γεμίσουμε με ίση ποσότητα νερού. Η διαφορά μεταξύ των δεξαμενών είναι η διάμετρος του σωλήνα εξόδου.

Ας ανοίξουμε τις βρύσες και ας βεβαιωθούμε ότι η ροή του νερού από την αριστερή δεξαμενή είναι μεγαλύτερη (η διάμετρος του σωλήνα είναι μεγαλύτερη) παρά από τη δεξιά. Αυτή η εμπειρία είναι ξεκάθαρη απόδειξη της εξάρτησης της ταχύτητας ροής από τη διάμετρο του σωλήνα. Τώρα ας προσπαθήσουμε να εξισώσουμε τις δύο ροές. Για να το κάνετε αυτό, προσθέστε νερό (φόρτιση) στη δεξιά δεξαμενή. Αυτό θα δώσει περισσότερη πίεση (τάση) και θα αυξήσει τον ρυθμό ροής (ρεύμα). Σε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα, η διάμετρος του σωλήνα παίζεται από αντίσταση.

Τα πειράματα που πραγματοποιήθηκαν καταδεικνύουν ξεκάθαρα τη σχέση μεταξύ Τάση, ηλεκτροπληξίαΚαι αντίσταση. Θα μιλήσουμε περισσότερα για την αντίσταση λίγο αργότερα, αλλά τώρα λίγα λόγια για τις ιδιότητες του ηλεκτρικού ρεύματος.

Εάν η τάση δεν αλλάξει την πολικότητα της, συν σε μείον, και το ρεύμα ρέει προς μία κατεύθυνση, τότε αυτό είναι D.C.και αντίστοιχα σταθερή πίεση. Εάν η πηγή τάσης αλλάξει την πολικότητα της και το ρεύμα ρέει πρώτα προς μια κατεύθυνση και μετά στην άλλη, αυτό είναι ήδη εναλλασσόμενο ρεύμαΚαι AC τάση. Μέγιστες και ελάχιστες τιμές (που υποδεικνύονται στο γράφημα ως Ιω ) - Αυτό εύροςή μέγιστες τιμές ρεύματος. Στις οικιακές πρίζες, η τάση αλλάζει την πολικότητα της 50 φορές το δευτερόλεπτο, δηλ. το ρεύμα ταλαντώνεται εδώ κι εκεί, αποδεικνύεται ότι η συχνότητα αυτών των ταλαντώσεων είναι 50 Hertz, ή εν συντομία 50 Hz. Σε ορισμένες χώρες, για παράδειγμα στις ΗΠΑ, η συχνότητα είναι 60 Hz.

Αντίσταση

Ηλεκτρική αντίσταση– ένα φυσικό μέγεθος που καθορίζει την ιδιότητα ενός αγωγού να εμποδίζει (αντιστέκεται) στη διέλευση ρεύματος. Μονάδα αντίστασης - Ωμ(σημειώνεται Ωμή το ελληνικό γράμμα ωμέγα Ω ). Στους τύπους και τους υπολογισμούς, η αντίσταση υποδεικνύεται με το γράμμα R . Ένας αγωγός έχει αντίσταση 1 ohm στους πόλους του οποίου εφαρμόζεται τάση 1 V και ρέει ρεύμα 1 Α.

Οι αγωγοί μεταφέρουν το ρεύμα διαφορετικά. Δικα τους αγώγιμοεξαρτάται, πρώτα απ 'όλα, από το υλικό του αγωγού, καθώς και από τη διατομή και το μήκος. Όσο μεγαλύτερη είναι η διατομή, τόσο μεγαλύτερη είναι η αγωγιμότητα, αλλά όσο μεγαλύτερο είναι το μήκος, τόσο μικρότερη είναι η αγωγιμότητα. Η αντίσταση είναι η αντίστροφη έννοια της αγωγιμότητας.

Χρησιμοποιώντας το μοντέλο υδραυλικών εγκαταστάσεων ως παράδειγμα, η αντίσταση μπορεί να αναπαρασταθεί ως η διάμετρος του σωλήνα. Όσο μικρότερο είναι, τόσο χειρότερη είναι η αγωγιμότητα και τόσο μεγαλύτερη η αντίσταση.

Η αντίσταση ενός αγωγού εκδηλώνεται, για παράδειγμα, στη θέρμανση του αγωγού όταν το ρεύμα ρέει μέσα από αυτόν. Επιπλέον, όσο μεγαλύτερο είναι το ρεύμα και όσο μικρότερη είναι η διατομή του αγωγού, τόσο ισχυρότερη είναι η θέρμανση.

Εξουσία

Ηλεκτρική ενέργειαείναι ένα φυσικό μέγεθος που καθορίζει το ρυθμό μετατροπής της ηλεκτρικής ενέργειας. Για παράδειγμα, έχετε ακούσει περισσότερες από μία φορές: "μια λάμπα είναι τόσα πολλά Watt". Αυτή είναι η ισχύς που καταναλώνει ο λαμπτήρας ανά μονάδα χρόνου κατά τη λειτουργία, δηλ. μετατρέποντας ένα είδος ενέργειας σε άλλο με συγκεκριμένη ταχύτητα.

Οι πηγές ηλεκτρικής ενέργειας, όπως οι γεννήτριες, χαρακτηρίζονται επίσης από ισχύ, αλλά έχουν ήδη παραχθεί ανά μονάδα χρόνου.

Μονάδα ισχύος - Βάτ(σημειώνεται Wή W). Στους τύπους και τους υπολογισμούς, η ισχύς υποδεικνύεται με το γράμμα Π . Για κυκλώματα εναλλασσόμενου ρεύματος χρησιμοποιείται ο όρος Πλήρης δύναμη, μονάδα - Volt-amps (VAή V·A), που υποδηλώνεται με το γράμμα μικρό .

Και τέλος περίπου Ηλεκτρικό κύκλωμα. Αυτό το κύκλωμα είναι ένα ορισμένο σύνολο ηλεκτρικών εξαρτημάτων ικανά να μεταφέρουν ηλεκτρικό ρεύμα και διασυνδέονται ανάλογα.

Αυτό που βλέπουμε σε αυτή την εικόνα είναι μια βασική ηλεκτρική συσκευή (φακός). Υπό τάση U(Β) μια πηγή ηλεκτρικής ενέργειας (μπαταρίες) μέσω αγωγών και άλλων εξαρτημάτων με διαφορετικές αντιστάσεις 4.59 (220 ψήφοι)

Είναι αδύνατο να φανταστεί κανείς τη ζωή ενός σύγχρονου ανθρώπου χωρίς ηλεκτρική ενέργεια. Volts, Amps, Watts - αυτές οι λέξεις ακούγονται όταν μιλάμε για συσκευές που λειτουργούν με ηλεκτρική ενέργεια. Τι είναι όμως το ηλεκτρικό ρεύμα και ποιες είναι οι προϋποθέσεις ύπαρξής του; Θα μιλήσουμε για αυτό περαιτέρω, παρέχοντας μια σύντομη εξήγηση για αρχάριους ηλεκτρολόγους.

Ορισμός

Το ηλεκτρικό ρεύμα είναι η κατευθυνόμενη κίνηση των φορέων φορτίου - αυτή είναι μια τυπική διατύπωση από ένα εγχειρίδιο φυσικής. Με τη σειρά τους, οι φορείς φορτίου ονομάζονται ορισμένα σωματίδια ύλης. Μπορεί να είναι:

• Τα ηλεκτρόνια είναι φορείς αρνητικού φορτίου.
• Τα ιόντα είναι φορείς θετικού φορτίου.

Αλλά από πού προέρχονται οι φορείς φόρτισης; Για να απαντήσετε σε αυτήν την ερώτηση, πρέπει να θυμάστε βασικές γνώσεις σχετικά με τη δομή της ύλης. Ό,τι μας περιβάλλει είναι ύλη, αποτελείται από μόρια, τα μικρότερα σωματίδια της. Τα μόρια αποτελούνται από άτομα. Ένα άτομο αποτελείται από έναν πυρήνα γύρω από τον οποίο κινούνται ηλεκτρόνια σε δεδομένες τροχιές. Τα μόρια κινούνται επίσης τυχαία. Η κίνηση και η δομή καθενός από αυτά τα σωματίδια εξαρτάται από την ίδια την ουσία και την επίδραση του περιβάλλοντος σε αυτήν, όπως η θερμοκρασία, το στρες και άλλα.

Ένα ιόν είναι ένα άτομο του οποίου η αναλογία ηλεκτρονίων και πρωτονίων έχει αλλάξει. Εάν το άτομο είναι αρχικά ουδέτερο, τότε τα ιόντα, με τη σειρά τους, χωρίζονται σε:

• Το ανιόν είναι ένα θετικό ιόν ενός ατόμου που έχει χάσει ηλεκτρόνια.
• Τα κατιόντα είναι ένα άτομο με «επιπλέον» ηλεκτρόνια συνδεδεμένα στο άτομο.

Η μονάδα μέτρησης ρεύματος είναι το Ampere, σύμφωνα με το οποίο υπολογίζεται χρησιμοποιώντας τον τύπο:

όπου U είναι τάση, [V] και R είναι αντίσταση, [Ωμ].

Ή ευθέως ανάλογο με το ποσό της χρέωσης που μεταφέρεται ανά μονάδα χρόνου:

όπου Q – φορτίο, [C], t – χρόνος, [s].

Προϋποθέσεις για την ύπαρξη ηλεκτρικού ρεύματος

Καταλάβαμε τι είναι το ηλεκτρικό ρεύμα, τώρα ας μιλήσουμε για το πώς να εξασφαλίσουμε τη ροή του. Για να ρέει ηλεκτρικό ρεύμα, πρέπει να πληρούνται δύο προϋποθέσεις:

1. Παρουσία φορέων δωρεάν χρέωσης.
2. Ηλεκτρικό πεδίο.

Η πρώτη προϋπόθεση για την ύπαρξη και τη ροή του ηλεκτρισμού εξαρτάται από την ουσία στην οποία ρέει (ή δεν ρέει) το ρεύμα, καθώς και από την κατάστασή του. Η δεύτερη προϋπόθεση είναι επίσης εφικτή: για την ύπαρξη ηλεκτρικού πεδίου απαιτείται η παρουσία διαφορετικών δυναμικών, μεταξύ των οποίων υπάρχει ένα μέσο στο οποίο θα ρέουν φορείς φορτίου.

Να σας υπενθυμίσουμε:Τάση, EMF είναι η διαφορά δυναμικού. Συνεπάγεται ότι για να πληρούνται οι προϋποθέσεις για την ύπαρξη ρεύματος - παρουσία ηλεκτρικού πεδίου και ηλεκτρικού ρεύματος, απαιτείται τάση. Αυτές μπορεί να είναι οι πλάκες ενός φορτισμένου πυκνωτή, ενός γαλβανικού στοιχείου ή ενός EMF που δημιουργείται υπό την επίδραση ενός μαγνητικού πεδίου (γεννήτρια).

Έχουμε καταλάβει πώς προκύπτει, ας μιλήσουμε για το πού κατευθύνεται. Το ρεύμα, κυρίως στη συνήθη χρήση μας, κινείται σε αγωγούς (ηλεκτρικές καλωδιώσεις σε διαμέρισμα, λαμπτήρες πυρακτώσεως) ή σε ημιαγωγούς (LED, τον επεξεργαστή του smartphone σας και άλλα ηλεκτρονικά είδη), σπανιότερα σε αέρια (λάμπες φθορισμού).

Έτσι, οι κύριοι φορείς φορτίου στις περισσότερες περιπτώσεις είναι τα ηλεκτρόνια που μετακινούνται από το μείον (ένα σημείο με αρνητικό δυναμικό) στο συν (ένα σημείο με θετικό δυναμικό, θα μάθετε περισσότερα για αυτό παρακάτω).

Αλλά ένα ενδιαφέρον γεγονός είναι ότι η κατεύθυνση της κίνησης του ρεύματος λήφθηκε ως η κίνηση των θετικών φορτίων - από το συν στο μείον. Αν και στην πραγματικότητα όλα συμβαίνουν αντίστροφα. Γεγονός είναι ότι η απόφαση για την κατεύθυνση του ρεύματος ελήφθη πριν μελετηθεί η φύση του, αλλά και πριν καθοριστεί πώς ρέει και υπάρχει το ρεύμα.

Ηλεκτρικό ρεύμα σε διαφορετικά περιβάλλοντα

Έχουμε ήδη αναφέρει ότι σε διαφορετικά περιβάλλοντα, το ηλεκτρικό ρεύμα μπορεί να διαφέρει ως προς τον τύπο των φορέων φόρτισης. Τα μέσα μπορούν να χωριστούν ανάλογα με τη φύση της αγωγιμότητάς τους (σε φθίνουσα σειρά αγωγιμότητας):

1. Αγωγός (μέταλλα).
2. Ημιαγωγός (πυρίτιο, γερμάνιο, αρσενίδιο του γαλλίου κ.λπ.).
3. Διηλεκτρικό (κενό, αέρας, απεσταγμένο νερό).

Σε μέταλλα

Τα μέταλλα περιέχουν δωρεάν φορείς φόρτισης, μερικές φορές ονομάζονται "ηλεκτρικό αέριο". Από πού προέρχονται οι δωρεάν μεταφορείς χρέωσης; Το γεγονός είναι ότι το μέταλλο, όπως κάθε ουσία, αποτελείται από άτομα. Τα άτομα κινούνται ή δονούνται με τον ένα ή τον άλλο τρόπο. Όσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία του μετάλλου, τόσο ισχυρότερη είναι αυτή η κίνηση. Ταυτόχρονα, τα ίδια τα άτομα παραμένουν γενικά στις θέσεις τους, σχηματίζοντας ουσιαστικά τη δομή του μετάλλου.

Στα ηλεκτρονιακά κελύφη ενός ατόμου υπάρχουν συνήθως πολλά ηλεκτρόνια των οποίων η σύνδεση με τον πυρήνα είναι μάλλον ασθενής. Υπό την επίδραση των θερμοκρασιών, των χημικών αντιδράσεων και της αλληλεπίδρασης των ακαθαρσιών, που ούτως ή άλλως υπάρχουν στο μέταλλο, τα ηλεκτρόνια απομακρύνονται από τα άτομα τους και σχηματίζονται θετικά φορτισμένα ιόντα. Τα αποσπασμένα ηλεκτρόνια ονομάζονται ελεύθερα και κινούνται χαοτικά.

Εάν επηρεαστούν από ένα ηλεκτρικό πεδίο, για παράδειγμα, εάν συνδέσετε μια μπαταρία σε ένα κομμάτι μετάλλου, η χαοτική κίνηση των ηλεκτρονίων θα γίνει τακτική. Τα ηλεκτρόνια από ένα σημείο στο οποίο συνδέεται ένα αρνητικό δυναμικό (για παράδειγμα η κάθοδος ενός γαλβανικού στοιχείου) θα αρχίσουν να κινούνται προς ένα σημείο με θετικό δυναμικό.

Σε ημιαγωγούς

Οι ημιαγωγοί είναι υλικά στα οποία στην κανονική κατάσταση δεν υπάρχουν δωρεάν φορείς φόρτισης. Βρίσκονται στη λεγόμενη απαγορευμένη ζώνη. Αλλά αν εφαρμοστούν εξωτερικές δυνάμεις, όπως ηλεκτρικό πεδίο, θερμότητα, διάφορες ακτινοβολίες (φως, ακτινοβολία κ.λπ.), ξεπερνούν το χάσμα ζώνης και μετακινούνται στην ελεύθερη ζώνη ή τη ζώνη αγωγιμότητας. Τα ηλεκτρόνια διασπώνται από τα άτομά τους και γίνονται ελεύθερα, σχηματίζοντας ιόντα - φορείς θετικού φορτίου.

Οι θετικοί φορείς στους ημιαγωγούς ονομάζονται τρύπες.

Εάν απλώς μεταφέρετε ενέργεια σε έναν ημιαγωγό, για παράδειγμα, τον θερμάνετε, θα ξεκινήσει μια χαοτική κίνηση των φορέων φορτίου. Αλλά αν μιλάμε για στοιχεία ημιαγωγών, όπως μια δίοδος ή ένα τρανζίστορ, τότε ένα EMF θα προκύψει στα απέναντι άκρα του κρυστάλλου (μια επιμεταλλωμένη στρώση εφαρμόζεται σε αυτά και τα καλώδια συγκολλούνται), αλλά αυτό δεν σχετίζεται με το θέμα του σημερινού άρθρου.

Εάν εφαρμόσετε μια πηγή EMF σε έναν ημιαγωγό, τότε οι φορείς φόρτισης θα μετακινηθούν επίσης στη ζώνη αγωγιμότητας και θα αρχίσει επίσης η κατευθυντική τους κίνηση - οι οπές θα πάνε προς την κατεύθυνση με χαμηλότερο ηλεκτρικό δυναμικό και τα ηλεκτρόνια - προς την κατεύθυνση με υψηλότερο.

Σε κενό και αέριο

Το κενό είναι ένα μέσο με πλήρη (ιδανική περίπτωση) απουσία αερίων ή ελαχιστοποιημένη (στην πραγματικότητα) ποσότητα αερίου. Δεδομένου ότι δεν υπάρχει ύλη στο κενό, δεν υπάρχει μέρος για να προέρχονται οι φορείς φόρτισης. Ωστόσο, η ροή του ρεύματος στο κενό σηματοδότησε την αρχή της ηλεκτρονικής και μιας ολόκληρης εποχής ηλεκτρονικών στοιχείων - σωλήνων κενού. Χρησιμοποιήθηκαν το πρώτο μισό του περασμένου αιώνα και στη δεκαετία του '50 άρχισαν να δίνουν σταδιακά τη θέση τους στα τρανζίστορ (ανάλογα με τον συγκεκριμένο τομέα των ηλεκτρονικών).

Ας υποθέσουμε ότι έχουμε ένα δοχείο από το οποίο έχει αντληθεί όλο το αέριο, δηλ. υπάρχει ένα πλήρες κενό σε αυτό. Δύο ηλεκτρόδια τοποθετούνται στο δοχείο, ας τα ονομάσουμε άνοδο και κάθοδο. Αν συνδέσουμε το αρνητικό δυναμικό της πηγής EMF στην κάθοδο και το θετικό δυναμικό στην άνοδο, δεν θα συμβεί τίποτα και δεν θα ρέει ρεύμα. Αλλά αν αρχίσουμε να θερμαίνουμε την κάθοδο, το ρεύμα θα αρχίσει να ρέει. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται θερμιονική εκπομπή - η εκπομπή ηλεκτρονίων από μια θερμαινόμενη επιφάνεια ηλεκτρονίων.

Το σχήμα δείχνει τη διαδικασία ροής ρεύματος σε σωλήνα κενού. Σε σωλήνες κενού, η κάθοδος θερμαίνεται από ένα κοντινό νήμα στο σχήμα (Η), όπως σε μια λάμπα φωτισμού.

Επιπλέον, εάν αλλάξετε την πολικότητα του τροφοδοτικού - εφαρμόστε ένα μείον στην άνοδο και εφαρμόσετε ένα συν στην κάθοδο - δεν θα ρέει ρεύμα. Αυτό θα αποδείξει ότι το ρεύμα στο κενό ρέει λόγω της κίνησης των ηλεκτρονίων από την ΚΑΘΟΔΗ στην ΑΝΩΔΗ.

Το αέριο, όπως κάθε ουσία, αποτελείται από μόρια και άτομα, πράγμα που σημαίνει ότι εάν το αέριο είναι υπό την επίδραση ηλεκτρικού πεδίου, τότε με μια ορισμένη ισχύ (τάση ιονισμού) τα ηλεκτρόνια θα απομακρυνθούν από το άτομο, τότε και οι δύο συνθήκες για τη ροή του ηλεκτρικού ρεύματος θα ικανοποιηθεί - πεδίο και ελεύθερα μέσα.

Όπως ήδη αναφέρθηκε, αυτή η διαδικασία ονομάζεται ιονισμός. Μπορεί να συμβεί όχι μόνο από την εφαρμοζόμενη τάση, αλλά και από τη θέρμανση του αερίου, την ακτινοβολία ακτίνων Χ, υπό την επίδραση της υπεριώδους ακτινοβολίας και άλλα πράγματα.

Το ρεύμα θα ρέει μέσω του αέρα, ακόμα κι αν έχει εγκατασταθεί καυστήρας μεταξύ των ηλεκτροδίων.

Η ροή του ρεύματος στα αδρανή αέρια συνοδεύεται από φωταύγεια του αερίου αυτό το φαινόμενο χρησιμοποιείται ενεργά σε λαμπτήρες φθορισμού. Η ροή του ηλεκτρικού ρεύματος σε ένα αέριο μέσο ονομάζεται εκκένωση αερίου.

Σε υγρό

Ας πούμε ότι έχουμε ένα δοχείο με νερό στο οποίο είναι τοποθετημένα δύο ηλεκτρόδια, στο οποίο συνδέεται μια πηγή ρεύματος. Αν το νερό είναι αποσταγμένο, δηλαδή καθαρό και δεν περιέχει ακαθαρσίες, τότε είναι διηλεκτρικό. Αν όμως προσθέσουμε λίγο αλάτι, θειικό οξύ ή οποιαδήποτε άλλη ουσία στο νερό, σχηματίζεται ένας ηλεκτρολύτης και αρχίζει να διατρέχει ρεύμα.

Ο ηλεκτρολύτης είναι μια ουσία που μεταφέρει ηλεκτρικό ρεύμα λόγω διάσπασης σε ιόντα.

Εάν προσθέσετε θειικό χαλκό στο νερό, ένα στρώμα χαλκού θα εναποτεθεί σε ένα από τα ηλεκτρόδια (κάθοδος) - αυτό ονομάζεται ηλεκτρόλυση, που αποδεικνύει ότι το ηλεκτρικό ρεύμα στο υγρό πραγματοποιείται λόγω της κίνησης των ιόντων - θετικών και αρνητικών φορείς φόρτισης.

Η ηλεκτρόλυση είναι μια φυσική και χημική διαδικασία που περιλαμβάνει το διαχωρισμό των συστατικών που αποτελούν τον ηλεκτρολύτη στα ηλεκτρόδια.

Έτσι γίνεται η επιχάλκωση, η επιχρύσωση και η επικάλυψη με άλλα μέταλλα.

συμπέρασμα

Συνοψίζοντας, για να ρέει ηλεκτρικό ρεύμα, χρειάζονται δωρεάν φορείς φόρτισης:

• ηλεκτρόνια σε αγωγούς (μέταλλα) και στο κενό.
• ηλεκτρόνια και οπές σε ημιαγωγούς.
• ιόντα (ανιόντα και κατιόντα) σε υγρά και αέρια.

Για να γίνει τακτική η κίνηση αυτών των φορέων, χρειάζεται ένα ηλεκτρικό πεδίο. Με απλά λόγια, εφαρμόστε μια τάση στα άκρα ενός σώματος ή εγκαταστήστε δύο ηλεκτρόδια σε ένα περιβάλλον όπου αναμένεται να ρέει ηλεκτρικό ρεύμα.

Αξίζει επίσης να σημειωθεί ότι το ρεύμα επηρεάζει μια ουσία με συγκεκριμένο τρόπο, υπάρχουν τρεις τύποι επιρροής:

• θερμικός;
• χημική ουσία;
• φυσικός.

Χρήσιμος

(αγωγιμότητα ηλεκτρονίου-οπής). Μερικές φορές το ηλεκτρικό ρεύμα ονομάζεται επίσης ρεύμα μετατόπισης, το οποίο προκύπτει ως αποτέλεσμα μιας αλλαγής στο ηλεκτρικό πεδίο με την πάροδο του χρόνου.

Το ηλεκτρικό ρεύμα έχει τις ακόλουθες εκδηλώσεις:

Εγκυκλοπαιδικό YouTube

1 / 5

✪ Ρεύμα ΗΛΕΚΤΡΙΚΟΥ ΡΕΥΜΑΤΟΣ ΦΥΣΙΚΗ 8η τάξη

✪ Ηλεκτρικό ρεύμα

✪ #9 Ηλεκτρικό ρεύμα και ηλεκτρόνια

✪ Τι είναι το ηλεκτρικό ρεύμα [Amateur Radio TV 2]

✪ ΤΙ ΣΥΜΒΑΙΝΕΙ ΣΕ ΗΛΕΚΤΡΟΠΛΗΞΙΑ

Υπότιτλοι

Ταξινόμηση

Εάν φορτισμένα σωματίδια κινούνται μέσα σε μακροσκοπικά σώματα σε σχέση με ένα συγκεκριμένο μέσο, ​​τότε ένα τέτοιο ρεύμα ονομάζεται ηλεκτρικό ρεύμα αγωγιμότητας. Εάν κινούνται μακροσκοπικά φορτισμένα σώματα (για παράδειγμα, φορτισμένες σταγόνες βροχής), τότε αυτό το ρεύμα ονομάζεται μεταγωγή .

Υπάρχουν συνεχόμενα και εναλλασσόμενα ηλεκτρικά ρεύματα, καθώς και διάφοροι τύποι εναλλασσόμενου ρεύματος. Σε τέτοιες έννοιες η λέξη «ηλεκτρικός» συχνά παραλείπεται.

• Συνεχές ρεύμα - ένα ρεύμα του οποίου η κατεύθυνση και το μέγεθος δεν αλλάζουν με την πάροδο του χρόνου.

Δινορεύματα

Τα δινορεύματα (ρεύματα Foucault) είναι «κλειστά ηλεκτρικά ρεύματα σε έναν τεράστιο αγωγό που προκύπτουν όταν αλλάζει η μαγνητική ροή που τον διεισδύει», επομένως τα δινορεύματα είναι επαγόμενα ρεύματα. Όσο πιο γρήγορα αλλάζει η μαγνητική ροή, τόσο ισχυρότερα είναι τα δινορεύματα. Τα δινορεύματα δεν ρέουν κατά μήκος συγκεκριμένων μονοπατιών στα καλώδια, αλλά όταν κλείνουν στον αγωγό, σχηματίζουν κυκλώματα που μοιάζουν με δίνη.

Η ύπαρξη δινορευμάτων οδηγεί στο φαινόμενο του δέρματος, δηλαδή στο ότι το εναλλασσόμενο ηλεκτρικό ρεύμα και η μαγνητική ροή διαδίδονται κυρίως στο επιφανειακό στρώμα του αγωγού. Η θέρμανση των αγωγών με δινορεύματα οδηγεί σε απώλειες ενέργειας, ειδικά στους πυρήνες των πηνίων AC. Για να μειώσουν τις απώλειες ενέργειας λόγω δινορευμάτων, χρησιμοποιούν τη διαίρεση των μαγνητικών κυκλωμάτων εναλλασσόμενου ρεύματος σε ξεχωριστές πλάκες, απομονωμένες μεταξύ τους και τοποθετημένες κάθετα προς την κατεύθυνση των δινορευμάτων, γεγονός που περιορίζει τα πιθανά περιγράμματα των διαδρομών τους και μειώνει σημαντικά το μέγεθος. αυτών των ρευμάτων. Σε πολύ υψηλές συχνότητες, αντί για σιδηρομαγνήτες, χρησιμοποιούνται μαγνητοηλεκτρικά για μαγνητικά κυκλώματα, στα οποία, λόγω της πολύ υψηλής αντίστασης, πρακτικά δεν προκύπτουν δινορεύματα.

Χαρακτηριστικά

Ιστορικά είναι αποδεκτό ότι κατεύθυνση του ρεύματοςσυμπίπτει με την κατεύθυνση κίνησης των θετικών φορτίων στον αγωγό. Επιπλέον, εάν οι μόνοι φορείς ρεύματος είναι αρνητικά φορτισμένα σωματίδια (για παράδειγμα, ηλεκτρόνια σε ένα μέταλλο), τότε η κατεύθυνση του ρεύματος είναι αντίθετη από την κατεύθυνση κίνησης των φορτισμένων σωματιδίων. .

Ταχύτητα μετατόπισης ηλεκτρονίων

Η αντίσταση στην ακτινοβολία προκαλείται από το σχηματισμό ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων γύρω από έναν αγωγό. Αυτή η αντίσταση εξαρτάται πολύπλοκα από το σχήμα και το μέγεθος του αγωγού και από το μήκος του εκπεμπόμενου κύματος. Για έναν μόνο ευθύ αγωγό, στον οποίο παντού το ρεύμα είναι της ίδιας κατεύθυνσης και ισχύος, και του οποίου το μήκος L είναι σημαντικά μικρότερο από το μήκος του ηλεκτρομαγνητικού κύματος που εκπέμπεται από αυτόν λ (\displaystyle \lambda), η εξάρτηση της αντίστασης από το μήκος κύματος και τον αγωγό είναι σχετικά απλή:

Το πιο συχνά χρησιμοποιούμενο ηλεκτρικό ρεύμα με τυπική συχνότητα 50 Hzαντιστοιχεί σε ένα κύμα με μήκος περίπου 6 χιλιάδες χιλιόμετρα, γι' αυτό και η ισχύς της ακτινοβολίας είναι συνήθως αμελητέα σε σύγκριση με την ισχύ των θερμικών απωλειών. Ωστόσο, καθώς αυξάνεται η συχνότητα του ρεύματος, το μήκος του εκπεμπόμενου κύματος μειώνεται και η ισχύς της ακτινοβολίας αυξάνεται ανάλογα. Ένας αγωγός ικανός να εκπέμπει αισθητή ενέργεια ονομάζεται κεραία.

Συχνότητα

Η έννοια της συχνότητας αναφέρεται σε ένα εναλλασσόμενο ρεύμα που αλλάζει περιοδικά ισχύ ή/και κατεύθυνση. Αυτό περιλαμβάνει επίσης το ρεύμα που χρησιμοποιείται πιο συχνά, το οποίο ποικίλλει σύμφωνα με έναν ημιτονοειδές νόμο.

Η περίοδος AC είναι η συντομότερη χρονική περίοδος (εκφρασμένη σε δευτερόλεπτα) κατά την οποία επαναλαμβάνονται οι αλλαγές στο ρεύμα (και στην τάση). Ο αριθμός των περιόδων που εκτελούνται από το ρεύμα ανά μονάδα χρόνου ονομάζεται συχνότητα. Η συχνότητα μετριέται σε hertz, με ένα hertz (Hz) να αντιστοιχεί σε έναν κύκλο ανά δευτερόλεπτο.

Ρεύμα μεροληψίας

Μερικές φορές, για λόγους ευκολίας, εισάγεται η έννοια του ρεύματος μετατόπισης. Στις εξισώσεις του Maxwell, το ρεύμα μετατόπισης είναι παρόν σε ίσους όρους με το ρεύμα που προκαλείται από την κίνηση των φορτίων. Η ένταση του μαγνητικού πεδίου εξαρτάται από το συνολικό ηλεκτρικό ρεύμα, ίσο με το άθροισμα του ρεύματος αγωγής και του ρεύματος μετατόπισης. Εξ ορισμού, η πυκνότητα ρεύματος πόλωσης j D → (\displaystyle (\vec (j_(D))))- διανυσματική ποσότητα ανάλογη με το ρυθμό μεταβολής του ηλεκτρικού πεδίου E → (\displaystyle (\vec (E)))εγκαίρως:

Το γεγονός είναι ότι όταν αλλάζει το ηλεκτρικό πεδίο, καθώς και όταν ρέει ρεύμα, δημιουργείται ένα μαγνητικό πεδίο, το οποίο κάνει αυτές τις δύο διαδικασίες παρόμοιες μεταξύ τους. Επιπλέον, μια αλλαγή στο ηλεκτρικό πεδίο συνήθως συνοδεύεται από μεταφορά ενέργειας. Για παράδειγμα, κατά τη φόρτιση και εκφόρτιση ενός πυκνωτή, παρά το γεγονός ότι δεν υπάρχει κίνηση φορτισμένων σωματιδίων μεταξύ των πλακών του, μιλούν για ρεύμα μετατόπισης που ρέει μέσα από αυτό, μεταφέροντας λίγη ενέργεια και κλείνοντας το ηλεκτρικό κύκλωμα με μοναδικό τρόπο. Ρεύμα μεροληψίας I D (\displaystyle I_(D))σε έναν πυκνωτή προσδιορίζεται από τον τύπο:

Οπου Q (\displaystyle Q)- φόρτιση στις πλάκες πυκνωτών, U (\displaystyle U)- διαφορά δυναμικού μεταξύ των πλακών, C (\displaystyle C)- χωρητικότητα πυκνωτή.

Το ρεύμα μετατόπισης δεν είναι ηλεκτρικό ρεύμα επειδή δεν σχετίζεται με την κίνηση ενός ηλεκτρικού φορτίου.

Κύριοι τύποι αγωγών

Σε αντίθεση με τα διηλεκτρικά, οι αγωγοί περιέχουν ελεύθερους φορείς μη αντισταθμιστικών φορτίων, οι οποίοι, υπό την επίδραση μιας δύναμης, συνήθως διαφοράς ηλεκτρικού δυναμικού, κινούνται και δημιουργούν ηλεκτρικό ρεύμα. Το χαρακτηριστικό ρεύματος-τάσης (η εξάρτηση του ρεύματος από την τάση) είναι το πιο σημαντικό χαρακτηριστικό ενός αγωγού. Για τους μεταλλικούς αγωγούς και τους ηλεκτρολύτες, έχει την απλούστερη μορφή: η ισχύς του ρεύματος είναι ευθέως ανάλογη με την τάση (νόμος του Ohm).

Μέταλλα - εδώ οι φορείς ρεύματος είναι ηλεκτρόνια αγωγιμότητας, τα οποία συνήθως θεωρούνται αέριο ηλεκτρονίων, εμφανίζοντας σαφώς τις κβαντικές ιδιότητες ενός εκφυλισμένου αερίου.

Το πλάσμα είναι ένα ιονισμένο αέριο. Το ηλεκτρικό φορτίο μεταφέρεται από ιόντα (θετικά και αρνητικά) και ελεύθερα ηλεκτρόνια, τα οποία σχηματίζονται υπό την επίδραση της ακτινοβολίας (υπεριώδης, ακτίνες Χ και άλλα) και (ή) θέρμανσης.

Οι ηλεκτρολύτες είναι «υγρές ή στερεές ουσίες και συστήματα στα οποία υπάρχουν ιόντα σε οποιαδήποτε αξιοσημείωτη συγκέντρωση, προκαλώντας τη διέλευση ηλεκτρικού ρεύματος». Τα ιόντα σχηματίζονται μέσω της διαδικασίας ηλεκτρολυτικής διάστασης. Όταν θερμαίνεται, η αντίσταση των ηλεκτρολυτών μειώνεται λόγω της αύξησης του αριθμού των μορίων που αποσυντίθενται σε ιόντα. Ως αποτέλεσμα της διέλευσης του ρεύματος μέσω του ηλεκτρολύτη, τα ιόντα πλησιάζουν τα ηλεκτρόδια και εξουδετερώνονται, καθιζάνουν πάνω τους. Οι νόμοι της ηλεκτρόλυσης του Faraday καθορίζουν τη μάζα μιας ουσίας που απελευθερώνεται στα ηλεκτρόδια.

Υπάρχει επίσης ένα ηλεκτρικό ρεύμα ηλεκτρονίων στο κενό, το οποίο χρησιμοποιείται σε συσκευές δέσμης ηλεκτρονίων.

Ηλεκτρικά ρεύματα στη φύση

Το ηλεκτρικό ρεύμα χρησιμοποιείται ως φορέας σημάτων ποικίλης πολυπλοκότητας και τύπων σε διάφορους τομείς (τηλέφωνο, ραδιόφωνο, πίνακας ελέγχου, κουμπί κλειδώματος πόρτας κ.λπ.).

Σε ορισμένες περιπτώσεις, εμφανίζονται ανεπιθύμητα ηλεκτρικά ρεύματα, όπως αδέσποτα ρεύματα ή ρεύματα βραχυκυκλώματος.

Χρήση ηλεκτρικού ρεύματος ως φορέας ενέργειας

• απόκτηση μηχανικής ενέργειας σε όλα τα είδη ηλεκτροκινητήρων,
• λήψη θερμικής ενέργειας σε συσκευές θέρμανσης, ηλεκτρικούς κλιβάνους, κατά τη διάρκεια ηλεκτρικής συγκόλλησης,
• λήψη φωτεινής ενέργειας σε συσκευές φωτισμού και σηματοδότησης,
• διέγερση ηλεκτρομαγνητικών ταλαντώσεων υψηλής συχνότητας, υπερυψηλών συχνοτήτων και ραδιοκυμάτων,
• λήψη ήχου,
• λήψη διαφόρων ουσιών με ηλεκτρόλυση, φόρτιση ηλεκτρικών μπαταριών. Εδώ η ηλεκτρομαγνητική ενέργεια μετατρέπεται σε χημική ενέργεια,
• δημιουργώντας μαγνητικό πεδίο (σε ηλεκτρομαγνήτες).

Χρήση ηλεκτρικού ρεύματος στην ιατρική

• διαγνωστικά - τα βιορεύματα υγιών και νοσούντων οργάνων είναι διαφορετικά και είναι δυνατό να προσδιοριστεί η ασθένεια, οι αιτίες της και να συνταγογραφηθεί θεραπεία. Ο κλάδος της φυσιολογίας που μελετά τα ηλεκτρικά φαινόμενα στο σώμα ονομάζεται ηλεκτροφυσιολογία.
  • Η ηλεκτροεγκεφαλογραφία είναι μια μέθοδος για τη μελέτη της λειτουργικής κατάστασης του εγκεφάλου.
  • Το ηλεκτροκαρδιογράφημα είναι μια τεχνική για την καταγραφή και τη μελέτη ηλεκτρικών πεδίων κατά τη διάρκεια της καρδιακής δραστηριότητας.
  • Η ηλεκτρογαστρογραφία είναι μια μέθοδος για τη μελέτη της κινητικής δραστηριότητας του στομάχου.
  • Η ηλεκτρομυογραφία είναι μια μέθοδος για τη μελέτη των βιοηλεκτρικών δυναμικών που προκύπτουν στους σκελετικούς μύες.
• Θεραπεία και ανάνηψη: ηλεκτρική διέγερση ορισμένων περιοχών του εγκεφάλου. θεραπεία της νόσου του Πάρκινσον και της επιληψίας, επίσης για ηλεκτροφόρηση. Ένας βηματοδότης που διεγείρει τον καρδιακό μυ με παλμικό ρεύμα χρησιμοποιείται για βραδυκαρδία και άλλες καρδιακές αρρυθμίες.

ηλεκτρική ασφάλεια

Περιλαμβάνει νομικά, κοινωνικοοικονομικά, οργανωτικά και τεχνικά, υγειονομικά και υγειονομικά, θεραπευτικά και προληπτικά, αποκατάστασης και άλλα μέτρα. Οι κανόνες ηλεκτρικής ασφάλειας ρυθμίζονται από νομικά και τεχνικά έγγραφα, κανονιστικό και τεχνικό πλαίσιο. Η γνώση των βασικών στοιχείων της ηλεκτρικής ασφάλειας είναι υποχρεωτική για το προσωπικό που επισκευάζει ηλεκτρικές εγκαταστάσεις και ηλεκτρικό εξοπλισμό. Το ανθρώπινο σώμα είναι ένας αγωγός του ηλεκτρικού ρεύματος. Η ανθρώπινη αντίσταση με ξηρό και άθικτο δέρμα κυμαίνεται από 3 έως 100 kOhm.

Ένα ρεύμα που περνά μέσα από ένα σώμα ανθρώπου ή ζώου προκαλεί τα ακόλουθα αποτελέσματα:

• θερμική (εγκαύματα, θέρμανση και βλάβη στα αιμοφόρα αγγεία).
• ηλεκτρολυτική (αποσύνθεση αίματος, διαταραχή της φυσικής και χημικής σύνθεσης).
• βιολογικές (ερεθισμός και διέγερση των ιστών του σώματος, σπασμοί)
• μηχανική (ρήξη αιμοφόρων αγγείων υπό την επίδραση της πίεσης ατμού που λαμβάνεται με θέρμανση από τη ροή του αίματος)

Ο κύριος παράγοντας που καθορίζει την έκβαση της ηλεκτροπληξίας είναι η ποσότητα του ρεύματος που διέρχεται από το ανθρώπινο σώμα. Σύμφωνα με τους κανονισμούς ασφαλείας, το ηλεκτρικό ρεύμα ταξινομείται ως εξής:

• ασφαλήςθεωρείται ένα ρεύμα, η μακρά διέλευση του οποίου μέσω του ανθρώπινου σώματος δεν του προκαλεί βλάβη και δεν προκαλεί αισθήσεις, η τιμή του δεν υπερβαίνει τα 50 μA (εναλλασσόμενο ρεύμα 50 Hz) και τα 100 μΑ συνεχές ρεύμα.
• ελάχιστα αισθητήΤο ανθρώπινο εναλλασσόμενο ρεύμα είναι περίπου 0,6-1,5 mA (εναλλασσόμενο ρεύμα 50 Hz) και συνεχές ρεύμα 5-7 mA.
• κατώφλι να μην το αφήνειςονομάζεται το ελάχιστο ρεύμα τέτοιας ισχύος που ένα άτομο δεν είναι πλέον σε θέση να σχίσει τα χέρια του από το μέρος που μεταφέρει το ρεύμα με τη δύναμη της θέλησης. Για εναλλασσόμενο ρεύμα είναι περίπου 10-15 mA, για συνεχές ρεύμα είναι 50-80 mA.
• κατώφλι μαρμαρυγήςονομάζεται ισχύς εναλλασσόμενου ρεύματος (50 Hz) περίπου 100 mA και συνεχούς ρεύματος 300 mA, η έκθεση στο οποίο για περισσότερο από 0,5 s είναι πιθανό να προκαλέσει μαρμαρυγή των καρδιακών μυών. Αυτό το όριο θεωρείται επίσης υπό όρους θανατηφόρο για τον άνθρωπο.

Στη Ρωσία, σύμφωνα με τους Κανόνες για την τεχνική λειτουργία των ηλεκτρικών εγκαταστάσεων των καταναλωτών και τους Κανόνες για την προστασία της εργασίας κατά τη λειτουργία των ηλεκτρικών εγκαταστάσεων, έχουν δημιουργηθεί 5 ομάδες προσόντων για την ηλεκτρική ασφάλεια, ανάλογα με τα προσόντα και την εμπειρία του εργαζομένου και την τάση των ηλεκτρικών εγκαταστάσεων.