في القسم الخاص بسؤال الفيزياء. الصف الثامن. المجال المغنطيسي. مساعدة... طلب ​​من قبل المؤلف الملتمسأفضل إجابة هي 1-أ التأثير المغناطيسي للتيار الكهربائي هو قدرة التيار الكهربائي المار عبر موصلات من النوع الثاني على توليد مجال مغناطيسي حول هذه الأسلاك.
1-ب الإيجابي يجذب السلبي :)
2-أ يبدأ السهم بالانحراف عن وضعه الطبيعي
2- ب المعجب ينفر والمكروه ينجذب
3-أ في المجال المغناطيسي، تدور إبرة البوصلة بطريقة محددة بدقة، وتكون دائمًا موازية لخطوط المجال. (Gimlet أو قاعدة اليد اليسرى)
3- ب في الحالتين في الأطراف
4- يمكنك استخدام مفك براغي أو دائرة كهربائية قصيرة (ليست الطريقة الأفضل)
4-ب يقع المغناطيسي الشمالي على الجنوبي الجغرافي، والعكس صحيح. لا يوجد تعريف دقيق - فهم عرضة للنزوح
5-أ تسخين الموصل
5-ب بالتأكيد لا
6-عنبر بالمغناطيس - يا اخوان ؟
واتضح أن هذا كان قريباً من الحقيقة، وأنهم "أخوة" بالبرق. بعد كل شيء، عندما يتم كهربة العنبر، تظهر الشرر، والشرر عبارة عن صواعق صغيرة.
لكن البرق هو البرق، وما علاقة المغناطيس به؟ تبين أن البرق هو ما يجمع الكهرمان والمغناطيس، اللذين "فصلهما" جيلبرت سابقًا. فيما يلي ثلاثة مقتطفات من وصف ضربة البرق التي توضح العلاقة الوثيقة بين كهرباء الكهرمان وجاذبية المغناطيس.
“...في يوليو 1681، ضرب البرق السفينة كويك. عندما حل الليل، اتضح من موقع النجوم أن البوصلات الثلاث... اثنتان، بدلاً من الإشارة إلى الشمال كما كان من قبل، أشارتا إلى الجنوب، وتم توجيه الطرف الشمالي السابق للبوصلة الثالثة إلى الغرب."
"... في يونيو 1731، وضع تاجر من ويكسفيلد في زاوية غرفته صندوقًا كبيرًا مليئًا بالسكاكين والشوك وأشياء أخرى مصنوعة من الحديد والفولاذ... دخل البرق إلى المنزل على وجه التحديد من خلال هذه الزاوية التي يوجد فيها الصندوق. ووقف وكسره وبعثر كل ما فيه. كل هذه الشوك والسكاكين...تبين أنها ممغنطة للغاية..."
“... كانت هناك عاصفة رعدية قوية في قرية ميدفيدكوفو؛ ورأى الفلاحون كيف ضرب البرق السكين، وبعد العاصفة الرعدية بدأ السكين يجذب المسامير الحديدية..."
تمت ملاحظة ضربات البرق والفؤوس الممغنطة والمذراة والسكاكين والأشياء الفولاذية الأخرى التي تزيل مغنطة أو تعيد مغنطة إبر البوصلة في كثير من الأحيان لدرجة أن العلماء بدأوا في البحث عن علاقة بين الشرر الكهربائي والمغناطيسية. لكن لم يسفر مرور التيار عبر قضبان الحديد أو تعريضها لشرارات من أوعية ليدن عن نتائج ملموسة - فالحديد لم يكن ممغنطًا، على الرغم من أن الأدوات الحديثة الدقيقة ربما كانت قد استشعرت ذلك.
انحرفت إبرة البوصلة قليلاً في تجارب الفيزيائي روماجنوسي من مدينة ترينت، عندما جعل البوصلة أقرب إلى عمود فولتي - بطارية كهربائية. وذلك فقط عندما يتدفق تيار عبر العمود الفلطائي. لكن روماجنوسي لم يفهم بعد ذلك سبب هذا السلوك لإبرة البوصلة.
إن شرف اكتشاف العلاقة بين الكهرباء والمغناطيسية كان على عاتق الفيزيائي الدنماركي هانز كريستيان أورستد (1777-1851)، وحتى ذلك الحين عن طريق الصدفة. حدث ذلك في 15 فبراير 1820، هكذا حدث. في مثل هذا اليوم ألقى أورستد محاضرة في الفيزياء لطلاب جامعة كوبنهاغن. خصصت المحاضرة للتأثير الحراري للتيار، وبعبارة أخرى، تسخين الموصلات التي يتدفق من خلالها التيار الكهربائي. الآن يتم استخدام هذه الظاهرة طوال الوقت - في المواقد الكهربائية، والمكاوي، والغلايات، وحتى في المصابيح الكهربائية، والتي تكون دوامةها بيضاء ساخنة مع التيار. وفي زمن أورستد، كان تسخين الموصل بالتيار يعتبر ظاهرة جديدة ومثيرة للاهتمام.
6-ب تثبيت النواة

1. ما هو التأثير المغناطيسي للتيار الكهربائي؟ اشرح إجابتك.

قدرة التيار الكهربائي المار عبر موصلات من النوع الثاني على توليد مجال مغناطيسي حول هذه الأسلاك

2. كيف يمكنك تحديد أقطاب المغناطيس باستخدام البوصلة؟ اشرح إجابتك.

ينجذب القطب الشمالي للسهم إلى القطب الجنوبي للمغناطيس، والقطب الجنوبي إلى الشمال.

3. كيف يمكنك اكتشاف وجود المجال المغناطيسي في الفضاء؟ اشرح إجابتك.

على سبيل المثال، استخدام برادة الحديد. تحت تأثير المجال المغناطيسي للتيار، توجد برادة الحديد حول الموصل ليس بشكل عشوائي، ولكن في دائرة متحدة المركز.

4. كيف يمكنك استخدام البوصلة لتحديد ما إذا كان التيار يتدفق في الموصل؟ اشرح إجابتك.

إذا كانت إبرة البوصلة متعامدة مع السلك، فإن التيار المباشر يتدفق في السلك.

5. هل من الممكن قطع مغناطيس بحيث يكون لأحد المغناطيسين الناتج قطب شمالي فقط والآخر له قطب جنوبي فقط؟ اشرح إجابتك.

من المستحيل فصل القطبين عن بعضهما البعض بالقطع. الأقطاب المغناطيسية موجودة فقط في أزواج.

6. كيف يمكنك معرفة وجود تيار في السلك دون استخدام الأميتر؟

• استخدام إبرة مغناطيسية تستجيب للتيار المار في سلك.
• باستخدام الفولتميتر الحساس، وربطه بأطراف السلك.

يتجلى التيار الكهربائي في الدائرة دائمًا بطريقة ما. يمكن أن يكون هذا إما العمل تحت حمل معين أو التأثير المصاحب للتيار. وبالتالي، من خلال تأثير التيار يمكن الحكم على وجوده أو غيابه في دائرة معينة: إذا كان الحمل يعمل، فهناك تيار. إذا تمت ملاحظة ظاهرة نموذجية مصاحبة للتيار، فهذا يعني وجود تيار في الدائرة، وما إلى ذلك.

بشكل عام، التيار الكهربائي قادر على إحداث تأثيرات مختلفة: حرارية، كيميائية، مغناطيسية (كهرومغناطيسية)، ضوئية أو ميكانيكية، وغالبًا ما تحدث أنواع مختلفة من تأثيرات التيار في وقت واحد. سيتم مناقشة هذه الظواهر وتأثيرات التيار في هذه المقالة.

التأثير الحراري للتيار الكهربائي

عندما يمر تيار كهربائي مباشر أو متناوب عبر موصل، يسخن الموصل. يمكن أن تكون موصلات التسخين هذه في ظروف وتطبيقات مختلفة: معادن، إلكتروليتات، بلازما، معادن منصهرة، أشباه الموصلات، أشباه المعادن.

في أبسط الحالات، على سبيل المثال، إذا تم تمرير تيار كهربائي عبر سلك نيتشروم، فسوف يسخن. تستخدم هذه الظاهرة في أجهزة التدفئة: في الغلايات الكهربائية والغلايات والسخانات والمواقد الكهربائية وما إلى ذلك. في اللحام بالقوس الكهربائي، تصل درجة حرارة القوس الكهربائي بشكل عام إلى 7000 درجة مئوية، ويذوب المعدن بسهولة - وهذا أيضًا هو التأثير الحراري من التيار.

تعتمد كمية الحرارة المنبعثة في قسم من الدائرة على الجهد المطبق على هذا القسم وقيمة التيار المتدفق والوقت الذي يتدفق فيه ().

بعد تحويل قانون أوم لقسم من الدائرة، يمكنك استخدام الجهد أو التيار لحساب كمية الحرارة، ولكن بعد ذلك من الضروري معرفة مقاومة الدائرة، لأنها هي التي تحدد التيار، وفي الواقع، يسبب التدفئة. أو، بمعرفة التيار والجهد في الدائرة، يمكنك بسهولة العثور على كمية الحرارة المتولدة.

العمل الكيميائي للتيار الكهربائي

الشوارد التي تحتوي على أيونات تحت تأثير التيار الكهربائي المباشر هي التأثير الكيميائي للتيار. أثناء التحليل الكهربائي، تنجذب الأيونات السالبة (الأنيونات) إلى القطب الموجب (الأنود)، وتنجذب الأيونات الموجبة (الكاتيونات) إلى القطب السالب (الكاثود). أي أن المواد الموجودة في المنحل بالكهرباء يتم إطلاقها عند أقطاب المصدر الحالي أثناء عملية التحليل الكهربائي.

على سبيل المثال، يتم غمر زوج من الأقطاب الكهربائية في محلول حمض أو قلوي أو ملح معين، وعندما يتم تمرير تيار كهربائي عبر الدائرة، يتم إنشاء شحنة موجبة على أحد القطبين وشحنة سالبة على الآخر. تبدأ الأيونات الموجودة في المحلول بالترسب على القطب بالشحنة المعاكسة.

على سبيل المثال، أثناء التحليل الكهربائي لكبريتات النحاس (CuSO4)، تنتقل كاتيونات النحاس Cu2+ ذات الشحنة الموجبة إلى الكاثود سالب الشحنة، حيث تتلقى الشحنة المفقودة وتصبح ذرات نحاس محايدة، وتستقر على سطح القطب. ستتخلى مجموعة الهيدروكسيل -OH عن الإلكترونات عند الأنود، مما يؤدي إلى إطلاق الأكسجين. ستبقى كاتيونات الهيدروجين H+ المشحونة بشكل إيجابي والأنيونات سالبة الشحنة SO42- في المحلول.

يُستخدم التأثير الكيميائي للتيار الكهربائي في الصناعة، على سبيل المثال، لتحليل الماء إلى الأجزاء المكونة له (الهيدروجين والأكسجين). يتيح التحليل الكهربائي أيضًا الحصول على بعض المعادن في شكلها النقي. باستخدام التحليل الكهربائي، يتم طلاء طبقة رقيقة من معدن معين (النيكل والكروم) على السطح - هذا، وما إلى ذلك.

في عام 1832، أثبت مايكل فاراداي أن كتلة المادة المنطلقة عند القطب تتناسب طرديًا مع الشحنة الكهربائية q التي تمر عبر المنحل بالكهرباء. إذا مر تيار مباشر I عبر المحلول الكهربائي لفترة زمنية t، فإن قانون فاراداي الأول للتحليل الكهربائي يكون صالحًا:

هنا يسمى معامل التناسب k بالمعادل الكهروكيميائي للمادة. وهي تساوي عدديًا كتلة المادة المنطلقة عند مرور شحنة كهربائية واحدة عبر المنحل بالكهرباء، وتعتمد على الطبيعة الكيميائية للمادة.

في حالة وجود تيار كهربائي في أي موصل (صلب أو سائل أو غازي)، يلاحظ وجود مجال مغناطيسي حول الموصل، أي أن الموصل الذي يحمل التيار يكتسب خصائص مغناطيسية.

لذا، إذا قمت بإحضار مغناطيس إلى موصل يتدفق من خلاله التيار، على سبيل المثال، على شكل إبرة بوصلة مغناطيسية، فإن الإبرة ستتحول بشكل عمودي على الموصل، وإذا قمت بلف الموصل حول قلب حديدي وتمريره بشكل مباشر التيار من خلال الموصل، سوف يصبح القلب مغناطيسًا كهربائيًا.

في عام 1820، اكتشف أورستد التأثير المغناطيسي للتيار على الإبرة المغناطيسية، ووضع أمبير القوانين الكمية للتفاعل المغناطيسي للموصلات مع التيار.

يتولد المجال المغناطيسي دائمًا عن طريق التيار، أي عن طريق تحريك الشحنات الكهربائية، وخاصة عن طريق الجسيمات المشحونة (الإلكترونات والأيونات). التيارات ذات الاتجاه المعاكس تتنافر، والتيارات أحادية الاتجاه تتجاذب.

يحدث هذا التفاعل الميكانيكي بسبب تفاعل المجالات المغناطيسية للتيارات، أي أنه في المقام الأول تفاعل مغناطيسي، ثم ميكانيكي فقط. وبالتالي، فإن التفاعل المغناطيسي للتيارات هو أولي.

في عام 1831، أثبت فاراداي أن المجال المغناطيسي المتغير من إحدى الدوائر يولد تيارًا في دائرة أخرى: إن القوة الدافعة الكهربية المتولدة تتناسب مع معدل تغير التدفق المغناطيسي. من المنطقي أن العمل المغناطيسي للتيارات يستخدم حتى يومنا هذا في جميع المحولات، وليس فقط في المغناطيسات الكهربائية (على سبيل المثال، في الصناعية).

في أبسط صوره، يمكن ملاحظة التأثير المضيء للتيار الكهربائي في المصباح المتوهج، الذي يتم تسخين دوامته بواسطة التيار المار عبره إلى حرارة بيضاء وينبعث الضوء.

بالنسبة للمصباح المتوهج، تمثل الطاقة الضوئية حوالي 5% من الكهرباء الموردة، ويتم تحويل 95% المتبقية منها إلى حرارة.

تعمل مصابيح الفلورسنت على تحويل الطاقة الحالية إلى ضوء بشكل أكثر كفاءة - حيث يتم تحويل ما يصل إلى 20٪ من الكهرباء إلى ضوء مرئي بفضل الفوسفور، الذي يستقبل من التفريغ الكهربائي في بخار الزئبق أو في غاز خامل مثل النيون.

يتم تحقيق التأثير المضيء للتيار الكهربائي بشكل أكثر كفاءة في مصابيح LED. عندما يتم تمرير تيار كهربائي عبر تقاطع pn في الاتجاه الأمامي، تتحد حاملات الشحنة - الإلكترونات والثقوب - مع انبعاث الفوتونات (بسبب انتقال الإلكترونات من مستوى طاقة إلى آخر).

أفضل بواعث الضوء هي أشباه الموصلات ذات الفجوة المباشرة (أي تلك التي تسمح بالانتقالات المباشرة لنطاق النطاق البصري)، مثل GaAs، أو InP، أو ZnSe، أو CdTe. من خلال تغيير تركيبة أشباه الموصلات، من الممكن إنشاء مصابيح LED لأطوال موجية مختلفة من الأشعة فوق البنفسجية (GaN) إلى الأشعة تحت الحمراء المتوسطة (PbS). تصل كفاءة LED كمصدر للضوء إلى 50٪ في المتوسط.

كما ذكرنا أعلاه، فإن كل موصل يتدفق من خلاله التيار الكهربائي يشكل دائرة حول نفسه. يتم تحويل الإجراءات المغناطيسية إلى حركة، على سبيل المثال، في المحركات الكهربائية وأجهزة الرفع المغناطيسية والصمامات المغناطيسية والمرحلات وما إلى ذلك.

يوصف العمل الميكانيكي لتيار على آخر بقانون أمبير. تم إنشاء هذا القانون لأول مرة من قبل أندريه ماري أمبير في عام 1820 للتيار المباشر. ويترتب على ذلك أن الموصلات المتوازية ذات التيارات الكهربائية التي تتدفق في اتجاه واحد تتجاذب، وتتنافر في اتجاهين متعاكسين.

قانون أمبير هو أيضًا القانون الذي يحدد القوة التي يؤثر بها المجال المغناطيسي على جزء صغير من الموصل الذي يحمل تيارًا. إن القوة التي يعمل بها المجال المغناطيسي على عنصر موصل يحمل التيار الموجود في مجال مغناطيسي تتناسب طرديًا مع التيار في الموصل والمنتج المتجه لعنصر طول الموصل والحث المغناطيسي.

يعتمد على هذا المبدأ، حيث يلعب الدوار دور الإطار مع التيار، الموجه في المجال المغناطيسي الخارجي للجزء الثابت مع عزم الدوران M.

إن أبسط الظواهر الكهربائية والمغناطيسية معروفة لدى الناس منذ العصور القديمة.

على ما يبدو، بالفعل 600 قبل الميلاد. ه. فقد عرف اليونانيون أن المغناطيس يجذب الحديد، وأن الكهرمان المطحون يجذب الأجسام الخفيفة مثل القش وغيره. إلا أن الفرق بين عوامل الجذب الكهربائية والمغناطيسية لم يكن واضحًا بعد؛ كلاهما يعتبر ظواهر من نفس الطبيعة.

والتمييز الواضح بين هذه الظواهر هو فضل الطبيب وعالم الطبيعة الإنجليزي ويليام جيلبرت (1544-1603)، الذي نشر عام 1600 كتابًا بعنوان "حول المغناطيس والأجسام المغناطيسية والمغناطيس العظيم - الأرض". في الواقع، مع هذا الكتاب، تبدأ الدراسة العلمية الحقيقية للظواهر الكهربائية والمغناطيسية. وقد وصف جيلبرت في كتابه جميع خصائص المغناطيس التي كانت معروفة في عصره، كما عرض نتائج تجاربه الخاصة المهمة جدًا. وأشار إلى عدد من الاختلافات المهمة بين عوامل الجذب الكهربائية والمغناطيسية وصاغ كلمة "الكهرباء".

على الرغم من أن الفرق بين الظواهر الكهربائية والمغناطيسية، بعد جيلبرت، كان بالفعل واضحا للجميع بشكل لا جدال فيه، إلا أن عددا من الحقائق تشير إلى أنه على الرغم من كل الاختلافات بينهما، فإن هذه الظواهر مرتبطة بطريقة أو بأخرى بشكل وثيق ولا ينفصم مع بعضها البعض. وكانت أبرز الحقائق هي مغنطة الأجسام الحديدية وإعادة مغنطة الإبر المغناطيسية تحت تأثير البرق. في كتابه "الرعد والبرق"، يصف الفيزيائي الفرنسي دومينيك فرانسوا أراغو (1786-1853)، على سبيل المثال، مثل هذه الحالة. "في يوليو 1681، تعرضت السفينة "كوين"، الواقعة على بعد مائة ميل من الساحل، في البحر المفتوح، لضربة صاعقة، مما تسبب في أضرار جسيمة للصواري والأشرعة وما إلى ذلك. وعندما حل الليل، أصبح واضحا من "موقع النجوم أنه من البوصلات الثلاث التي كانت في السفينة، اثنتان بدلًا من أن تشيرا إلى الشمال بدأتا تشيران إلى الجنوب، وبدأت الثالثة تشير إلى الغرب." يصف أراغو أيضًا حالة ضرب فيها البرق منزلًا ممغنطًا بشدة بالسكاكين الفولاذية والشوك والأشياء الأخرى الموجودة فيه.

في بداية القرن الثامن عشر، ثبت بالفعل أن البرق هو في الواقع تيار كهربائي قوي يمر عبر الهواء؛ لذلك، فإن حقائق مثل تلك الموصوفة أعلاه يمكن أن تشير إلى فكرة أن أي تيار كهربائي له نوع من الخصائص المغناطيسية. ومع ذلك، تم اكتشاف خصائص التيار هذه تجريبيا ودراستها فقط في عام 1820 من قبل الفيزيائي الدنماركي هانز كريستيان أورستد (1777-1851).

تظهر تجربة أورستد الرئيسية في الشكل 1. 199. فوق السلك الثابت 1، الواقع على طول خط الطول، أي في الاتجاه الشمالي الجنوبي، يتم تعليق إبرة مغناطيسية 2 على خيط رفيع (الشكل 199، أ). السهم، كما تعلمون، مثبت أيضًا على طول الخط الشمالي الجنوبي تقريبًا، وبالتالي فهو موازٍ تقريبًا للسلك. ولكن بمجرد إغلاق المفتاح وإرسال التيار عبر السلك 1، سنرى أن الإبرة المغناطيسية تدور، وتحاول تثبيت نفسها بزوايا قائمة عليها، أي في مستوى متعامد مع السلك (الشكل 199، ب) ). توضح هذه التجربة الأساسية أنه في الفضاء المحيط بالموصل الحامل للتيار، تؤثر قوى تسبب حركة الإبرة المغناطيسية، أي قوى مماثلة لتلك التي تؤثر بالقرب من المغناطيس الطبيعي والاصطناعي. وسنسمي هذه القوى قوى مغناطيسية، كما نطلق على القوى المؤثرة على الشحنات الكهربائية قوى كهربائية.

أرز. 199. تجربة أورستد مع إبرة مغناطيسية، كشفت عن وجود مجال مغناطيسي للتيار: 1 - سلك، 2 - إبرة مغناطيسية معلقة موازية للسلك، 3 - بطارية من الخلايا الجلفانية، 4 - مقاومة متغيرة، 5 - مفتاح

في الفصل. لقد قدمنا ​​مفهوم المجال الكهربائي للإشارة إلى تلك الحالة الخاصة للفضاء التي تتجلى في تصرفات القوى الكهربائية. وبنفس الطريقة، سنسمي المجال المغناطيسي تلك الحالة من الفضاء التي تشعر بها القوى المغناطيسية. وهكذا، تثبت تجربة أورستد أنه في الفضاء المحيط بالتيار الكهربائي، تنشأ قوى مغناطيسية، أي يتم إنشاء مجال مغناطيسي.

كان السؤال الأول الذي طرحه أورستد على نفسه بعد أن توصل إلى اكتشافه الرائع هو: هل تؤثر مادة السلك على المجال المغناطيسي الناتج عن التيار؟ كتب أورستد: «قد يتكون سلك التوصيل من عدة أسلاك أو شرائح معدنية. إن طبيعة المعدن لا تغير النتيجة إلا ربما فيما يتعلق بالحجم.

وبنفس النتيجة استخدمنا أسلاكاً مصنوعة من البلاتين والذهب والفضة والنحاس والحديد، بالإضافة إلى القصدير وبوليستر الرصاص والزئبق.

أجرى أورستد جميع تجاربه على المعادن، أي على الموصلات التي تكون فيها الموصلية، كما نعلم الآن، ذات طبيعة إلكترونية. ومع ذلك، ليس من الصعب تنفيذ تجربة أورستد عن طريق استبدال السلك المعدني بأنبوب يحتوي على إلكتروليت أو أنبوب يحدث فيه تفريغ في الغاز. لقد سبق أن وصفنا مثل هذه التجارب في الفقرة 40 (الشكل 73) ورأينا أنه على الرغم من أن التيار الكهربائي في هذه الحالات ناتج عن حركة الأيونات الموجبة والسالبة، إلا أن تأثيره على الإبرة المغناطيسية هو نفسه كما في حالة التيار في موصل معدني. ومهما كانت طبيعة الموصل الذي يتدفق من خلاله التيار، فإنه ينشأ دائما حول الموصل مجال مغناطيسي، يدور تحت تأثيره السهم، ويميل إلى أن يصبح عموديا على اتجاه التيار.

وهكذا يمكننا أن نقول: ينشأ مجال مغناطيسي حول أي تيار. لقد ذكرنا بالفعل هذه الخاصية الأكثر أهمية للتيار الكهربائي (الفقرة 40)، عندما تحدثنا بمزيد من التفصيل عن تأثيراته الأخرى - الحرارية والكيميائية.

من بين الخصائص أو المظاهر الثلاثة للتيار الكهربائي، فإن أكثر ما يميزها هو إنشاء مجال مغناطيسي. تحدث التأثيرات الكيميائية للتيار في بعض الموصلات - الشوارد - وفي غيرها - المعادن - غائبة. يمكن أن تكون الحرارة الناتجة عن التيار أكبر أو أقل عند نفس التيار، اعتمادًا على مقاومة الموصل. في الموصلات الفائقة، من الممكن أن يمر التيار دون توليد حرارة (الفقرة 49). لكن المجال المغناطيسي رفيق لا ينفصل عن أي تيار كهربائي. ولا يعتمد على أي خصائص خاصة لموصل معين ويتم تحديده فقط من خلال قوة واتجاه التيار. تتضمن معظم التطبيقات التقنية للكهرباء أيضًا وجود مجال مغناطيسي للتيار.

يتجلى وجود التيار في الدائرة الكهربائية دائمًا من خلال بعض الإجراءات. على سبيل المثال، العمل تحت حمل معين أو بعض الظواهر ذات الصلة. وبالتالي، فإن عمل التيار الكهربائي هو الذي يشير إلى وجوده على هذا النحو في دائرة كهربائية معينة. وهذا هو، إذا كان الحمل يعمل، فإن التيار يحدث.

من المعروف أن التيار الكهربائي يسبب أنواعًا مختلفة من التأثيرات. على سبيل المثال، تشمل هذه العناصر الحرارية أو الكيميائية أو المغناطيسية أو الميكانيكية أو الضوئية. في هذه الحالة، يمكن أن تظهر تأثيرات مختلفة للتيار الكهربائي في وقت واحد. سنخبرك بمزيد من التفاصيل حول جميع المظاهر الموجودة في هذه المادة.

ظاهرة حرارية

من المعروف أن درجة حرارة الموصل تزداد عندما يمر التيار فيه. هذه الموصلات هي معادن مختلفة أو ذوبانها، أشباه المعادن أو أشباه الموصلات، وكذلك الشوارد والبلازما. على سبيل المثال، عند تمرير تيار كهربائي عبر سلك نيتشروم، يصبح ساخنًا جدًا. وتستخدم هذه الظاهرة في أجهزة التدفئة، وهي: في الغلايات الكهربائية، والغلايات، والسخانات، وغيرها. يتمتع اللحام بالقوس الكهربائي بأعلى درجة حرارة، أي أن تسخين القوس الكهربائي يمكن أن يصل إلى 7000 درجة مئوية. عند درجة الحرارة هذه، يتم تحقيق ذوبان المعدن بسهولة.

تعتمد كمية الحرارة المتولدة بشكل مباشر على الجهد المطبق على قسم معين، وكذلك على التيار الكهربائي والوقت الذي يمر فيه عبر الدائرة.

لحساب كمية الحرارة المتولدة، يتم استخدام الجهد أو التيار. في هذه الحالة، من الضروري معرفة مؤشر المقاومة في الدائرة الكهربائية، لأنه هو الذي يثير التسخين بسبب محدودية التيار. كما يمكن تحديد كمية الحرارة باستخدام التيار والجهد.

ظاهرة كيميائية

التأثير الكيميائي للتيار الكهربائي هو التحليل الكهربائي للأيونات الموجودة في المنحل بالكهرباء. أثناء التحليل الكهربائي، يربط الأنود الأنيونات بنفسه، والكاثود - الكاتيونات.

بمعنى آخر، أثناء التحليل الكهربائي، يتم إطلاق مواد معينة على أقطاب المصدر الحالي.

لنأخذ مثالاً: يتم إنزال قطبين كهربائيين في محلول حمضي أو قلوي أو ملحي. ثم يتم تمرير تيار عبر الدائرة الكهربائية، مما يؤدي إلى تكوين شحنة موجبة على أحد الأقطاب الكهربائية، وشحنة سالبة على الآخر. يتم ترسيب الأيونات الموجودة في المحلول على القطب بشحنة مختلفة.

يستخدم العمل الكيميائي للتيار الكهربائي في الصناعة. وهكذا، وباستخدام هذه الظاهرة، يتحلل الماء إلى أكسجين وهيدروجين. بالإضافة إلى ذلك، باستخدام التحليل الكهربائي، يتم الحصول على المعادن في شكلها النقي، كما يتم طلاء الأسطح بالكهرباء.

الظاهرة المغناطيسية

يخلق التيار الكهربائي في موصل في أي حالة من حالات التجميع مجالًا مغناطيسيًا. بمعنى آخر، يتمتع الموصل ذو التيار الكهربائي بخصائص مغناطيسية.

وبالتالي، إذا قمت بتقريب إبرة البوصلة المغناطيسية من موصل يتدفق فيه تيار كهربائي، فسوف تبدأ في الدوران وتتخذ وضعًا عموديًا على الموصل. إذا قمت بلف هذا الموصل حول قلب حديدي وتمرير تيار مباشر من خلاله، فإن هذا القلب سوف يكتسب خصائص المغناطيس الكهربائي.

طبيعة المجال المغناطيسي هي دائما وجود تيار كهربائي. دعونا نشرح: تشكل الشحنات المتحركة (الجسيمات المشحونة) مجالًا مغناطيسيًا. في هذه الحالة، تتنافر التيارات ذات الاتجاهين المعاكسين، وتتجاذب التيارات ذات الاتجاه نفسه. يتم تبرير هذا التفاعل من خلال التفاعل المغناطيسي والميكانيكي للمجالات المغناطيسية للتيارات الكهربائية. وتبين أن التفاعل المغناطيسي للتيارات أمر بالغ الأهمية.

يستخدم العمل المغناطيسي في المحولات والمغناطيسات الكهربائية.

ظاهرة الضوء

أبسط مثال على عمل الضوء هو المصباح المتوهج. في هذا المصدر الضوئي يصل اللولب إلى قيمة درجة الحرارة المطلوبة من خلال التيار الذي يمر عبره إلى حالة الحرارة البيضاء. هذه هي الطريقة التي ينبعث منها الضوء. في المصباح الكهربائي المتوهج التقليدي، يتم إنفاق خمسة بالمائة فقط من إجمالي الكهرباء على الضوء، بينما يتم تحويل حصة الأسد المتبقية إلى حرارة.

نظائرها الحديثة، على سبيل المثال، مصابيح الفلورسنت، هي الأكثر كفاءة في تحويل الكهرباء إلى ضوء. أي أن حوالي عشرين بالمائة من الطاقة كلها تكمن في أساس الضوء. يتلقى الفوسفور الأشعة فوق البنفسجية القادمة من التفريغ الذي يحدث في بخار الزئبق أو في الغازات الخاملة.

التنفيذ الأكثر فعالية للعمل الخفيف للتيار يحدث في. يثير التيار الكهربائي الذي يمر عبر تقاطع pn إعادة تركيب حاملات الشحنة مع انبعاث الفوتونات. أفضل بواعث ضوء LED هي أشباه الموصلات ذات الفجوة المباشرة. ومن خلال تغيير تركيبة أشباه الموصلات هذه، من الممكن إنشاء مصابيح LED لموجات ضوئية مختلفة (أطوال ونطاقات مختلفة). تصل كفاءة LED إلى 50 بالمائة.

ظاهرة ميكانيكية

تذكر أن المجال المغناطيسي ينشأ حول موصل يحمل تيارًا كهربائيًا. يتم تحويل جميع الإجراءات المغناطيسية إلى حركة. تشمل الأمثلة المحركات الكهربائية ووحدات الرفع المغناطيسية والمرحلات وما إلى ذلك.

في عام 1820، ابتكر أندريه ماري أمبير "قانون أمبير" المعروف، والذي يصف التأثير الميكانيكي لتيار كهربائي على آخر.

ينص هذا القانون على أن الموصلات المتوازية التي تحمل تيارًا كهربائيًا في نفس الاتجاه تنجذب لبعضها البعض، بينما تتعرض الموصلات الموجودة في الاتجاه المعاكس، على العكس من ذلك، للتنافر.

كما يحدد قانون الأمبير مقدار القوة التي يؤثر بها المجال المغناطيسي على جزء صغير من موصل يحمل تيارًا كهربائيًا. هذه هي القوة التي تكمن وراء عمل المحرك الكهربائي.