В предыдущей статье [Электричество I] мы говорим относительно одного из фундаментальных способов, в которых мы используем электричество в ежедневной жизни, благодаря эффекту Joule: используя рассеивание энергии в форме тепла ввиду ударов электронов с вещами и другими в водителе, несмотря на то, что этот же самый эффект будет нашим врагом во время транспортирования энергии от мест для других через водителей. Об энергии и силе мы продолжим говорить сегодня, так как наша цель в этом вступительном блоке состоит в том, чтобы давать тебе основные знания относительно явлений и электрических устройств, которые окружают тебя. Конечно, теоретические понятия, чтобы понимать сегодняшний вход, ты приобрел их уже на протяжении серии, так что мы входим в детали, относительно как мы измеряем энергию, введенную в электрические токи – которая такая, как они появляются, например, в твоем счете электричества–.
Понимать сегодняшнюю статью будет существенным, кроме того, чтобы понимать следующего и вероятно последний блока, посвященного безопасности и электрическому риску, так как какие-то из сегодняшних понятий - основание объяснения, которое мы дадим тогда. В конце концов, энергия - одна из этих вещей, которая появляется в Физике везде, и соединяет поля науки с другими неизбежным способом.
Как столько других раз, перед тем, как бросаться в атаку с электрической силой, я должен просить тебя немного терпения: мы приступим к проблеме с примера слегка различно – гидравлическая аналогия, о которой мы говорили ранее в блоке – перед тем, как говорить о строго электрических величинах. Так что, захотевший и pacientísimo читатель, мы старались строить вместе водокачку воды, которая делала бы самое большее количество возможного шума, потому что без сюрреалистического и абсурдного примера: где мы пошли бы останавливаться?
Он представляет, следовательно, что мы - владельцы адского бесполезного устройства: колесо лопат большого размера, как те кораблей пара Миссисипи. Конечно, наше “адское колесо” не посвящает себя тому, чтобы ничего не двигать: лопаты пульсируют, как они проходят по ней, в большой колокол из бронзы, которая делает грохочущий шум, как ты можешь видеть в фигуре позже. Наше колесо вызвано водой, которая выходит из расположенного трубопровода стратегически так что жидкость ударяется против лопат:
В первого, кто смеется над рисунком, падает смолевка, что я выстрелил себе пару horitas сражаясь с Inkscape, чтобы это делать.
Он представляет, кроме того, что наша цель состоит в том, чтобы делать точно самое большее количество возможного шума с колоколом, так что может слышаться это дальше возможно самым постоянным способом, который мы обрезаем. Сказанный в энергетических условиях, что мы делаем с нашим глупым и раздражающим изобретением, состоит в том, чтобы преобразовывать энергию: мы превращаем энергию, из-за движения воды в звучную энергию, а именно, в адском шуме, по причинам, которые только мы знаем.
Но то, что интересует нас в сегодняшней статье, это не наши намерения, а гидравлическая аналогия, а именно, вода трубопровода. Чтобы понимать сегодняшнюю статью, давайте отвечать вместе на следующий вопрос: какие две фундаментальные характеристики должна иметь струя воды, которая выходит из трубопровода для того, чтобы наше колесо сделало самое большее количество возможного шума? Он думает момент перед тем, как оставаться.
Я надеюсь, что твой ответ был чем-то похожим на следующее: надо две основные характеристики. С одной стороны, что бук много воды выходя из трубопровода, а именно, большая струя жидкости, потому что, если то, что выходит, является самой тонкой струйкой, мало будет двигать колесо. С другой стороны, что вода вышла под очень большим давлением трубопровода, для того, чтобы он толкнул лопаты с большой силой, потому что, если он выходит двигаясь на очень маленькой скорости, мы достигаем мало, так как он ничего не толкнул бы.
То, что мы измеряем с этим мыслительным экспериментом, конечно, является энергией и силой, хотя мы будем говорить более формально о них в немного: если то, что выходит из трубопровода, является большим количеством воды с очень большим давлением, энергией, которая транспортирует каждую секунду, - и который мы превращаем в шум – он будет очень большим. Наше колесо ударит колокол часто каждая секунда, потому что он будет вертеться очень быстро, и кроме того это сделает с большой силой, заставляя ее резонировать с насилием, невозможным для того, чтобы километры на окрестность быть проигнорированными, как мы хотели.
Но давайте переводить этот абсурдный пример в наших водителей и подвижные налоги предыдущих статей. Давайте предполагать, что вместо нашего колеса у нас есть электрическая лампочка, и что вместо воды двигаясь из-за трубопровода у нас есть электроны когда текут хаотично из-за водителя, как в цепи предыдущей статьи. Сосредоточись на том, что ситуация достаточно сходная: электроны прибывают в электрическую лампочку, где водитель очень тонкий, и постоянные попадания, как они проходят по ней, они согревают нить до тех пор, пока этот не блестит. Равно как лопаты, которые двигаются, сталкиваются с колоколом и превращают его энергию в звучную волну, наши электроны в движении сталкиваются одни с другими и с атомами из металла и превращают его энергию в тепло и свет.
Если мы хотим, следовательно, чтобы наша электрическая лампочка блистала самым возможным, условия должны быть аналогичными в тех, которые мы хотели для того, чтобы наш колокол делал самое большее количество возможного шума: мы хотим, чтобы случились много попаданий электронов, и хотим, чтобы эти попадания были самыми неистовыми. Если ты продолжил блок до настоящего времени, я уверен, что уже ты это переводишь в условия более технические, чем мои: мы хотим, чтобы интенсивность и напряжение состояли больше, в том, чтобы было возможно.
Это две фундаментальные величины, изучив energéticamente электрический ток. Энергия, которую пробегает водитель каждая секунда, зависит именно от этих двух факторов, интенсивности течения и напряжения. В самом деле, хотя существуют много способов определять силу и энергию, в этом блоке мы это сделаем относясь именно к ним два, так как это самый прямой способ измерять силу в электрической цепи.
Конечно, теоретическая общая дискуссия по поводу понятия силы в Физике убегает в пределах досягаемости этот блок, но да я хочу сделать это, хотя “он будет сказан плохой и готовый”, в контексте электрических цепей:
Электрическая сила в электрической цепи - произведенная, иссохшая или транспортированная энергия каждая секунда, и равна продукту интенсивности течения из-за напряжения.
Обрати внимание, в который я помещаю этот вид “произведенной триады, иссохшей или транспортированная” потому что мы можем смотреть различные ситуации, к которым применяется то же понятие; мы могли бы смотреть батарейку, которая производит электрическую силу, кабель, который транспортирует ее, или электрическую лампочку, которая рассеивает ее в форме тепла.
Во-первых, давайте помнить нашу батарейку и цепь предыдущего упражнения. Напряжение между электродами батарейки - средство “электрического давления”, с которым батарейка толкает электроны, которые пересекают ее. Если это напряжение гигантское, электроны переносят неотразимый импульс, чтобы двигаться из-за цепи, так что каждый из них раcполагает большим количеством энергии, которое нужно тратить, как он двигается из-за него – например, в ударах из-за кабеля или в электрической лампочке–. Кроме того, поскольку мы видели тогда, каждая секунда пересечет батарейку определенное число электронов, если интенсивность будет большой или маленькой.
Как каждая аналогия или мыслительный образ, у него есть его ограничения, но он позволяет, что он дал различную одну тебе из гидравлики, если оно помогает тебе делать понятие электрической силы видимым в зависимости от интенсивности и напряжения. Он представляет, что энергия, которая транспортирует цепь, - золотистая и сверкающая жидкость, и что эта жидкость транспортирована электронами, которые циркулируют по водителю. Мы можем продолжать смотреть интенсивность как всегда (как количество груза, который пробегает цепь в секунду), но давайте смотреть напряжение в энергетических условиях золотистой жидкости: если напряжение маленькое, каждый электрон раcполагает небольшой энергией, а именно, приносит с собой маленькое количество жидкости. Мы могли бы смотреть это так:
Наоборот, если напряжение очень большое, каждый электрон перевозит очень большое количество энергии, с которым он идет “очень полно золотистой жидкости”:
Поскольку ты можешь видеть, количество энергии, которая транспортирует течение каждая секунда – а именно, сила, - равно той, которая приносит каждый электрон, умноженный на количество электронов, которые двигаются из-за кабеля каждая секунда …, интенсивность и напряжение. Может быть большие и очень разнообразные возможности:
Маленькое напряжение, маленькая интенсивность.
Маленькое напряжение, большая интенсивность.
Большое напряжение, маленькая интенсивность.
Большое напряжение, большая интенсивность.
Очевидно, первый рисунок и последний звук два конца: в первом случае всегда будет меньше энергии пробегая водитель каждую секунду, чем в последнем. Но я надеюсь, что ты увидел, что, в зависимости от чисел, второй и третий случай (мало напряжение и много интенсивности, много напряжение и мало интенсивности) могли бы транспортировать точно то же количество энергии каждая секунда. Если ты это поймешь, ты увидишь с одной стороны относительную опасность различных течений в статье о безопасности, и в верхних блоках ты поймешь также достаточно легко понятие преобразования течения.
Преобразование течения
Мы будем говорить об этом в глубине в верхнем блоке, но если ты сосредоточишься на двух промежуточных рисунках, предполагая, что сила - та же самая в обоих случаях, мы могли бы пробовать разрабатывать систему, из-за которой первый случай превращался во второго, или наоборот.
Например, мы могли бы способствовать тому, чтобы каждый из многих электронов, которые пробегают первую цепь, они пошли “опрокидывая его жидкость” на ограниченном числе электронов второй цепи. Таким образом, полное количество транспортированной жидкости было бы тем же самым, но вместо того, чтобы быть разделенным многими электронами, было "сконцентрировано" в немногих. Это – или я участвую в рыцарском турнире противоположность, согласно случаю – это то, что он делает, сказанный плохой и готовый, трансформатор, как который питает твой портативный компьютер или мобильный телефон, между многими другие.
Хотя сила будет той же самой, факт можения контролировать интенсивность и напряжение способствует тому, чтобы мы смогли выбирать когда иметь стоимость, и когда другие, в зависимости от которого мы делали в этом моменте с электрическим током — транспортированная энергия - та же самая, но другие эффекты, связанные с течением это не. Например, когда мы увидели эффект Joule, мы объясняем, что он настолько интенсивнее больше, это количество электронов, которые двигаются из-за кабеля: следовательно, если “мы концентрируем жидкость” в нескольких электронах, есть меньше ударов из-за водителя и меньше энергии будет теряться из-за эффекта Joule. Также есть другие причины, из-за которых, делать справедливой противоположность (”разделять жидкость”), но об этом уже мы будем говорить, когда он коснется.
Но: откуда вышла эта “золотистая жидкость” в нашей цепи? Так как батарейки, конечно, начиная с химической энергии, превращенной посредством реакций между различными соединениями, которые он содержит. И, как хаотичные путешественники, которые, электроны абсолютно неспособны транспортировать жидкость, позолоченную, не разливая ничего. Как они продвигаются из-за цепи, электроны перемещают другие жидкость одни, это теряют, столкнувшись с прилегающими атомами, и т.д., так что количество золотистой жидкости, что прибывает даже электрическая лампочка, - более маленькое, чем предоставляемое изначально батарейкой.
В конце концов, когда электроны пересекают электрическую лампочку, они теряют большое количество золотистой жидкости, которая используется в заставлении колебать насильно атомы материала, так что электрическая лампочка согревается много и блестит. Как я говорю, ограниченная аналогия, но жду, что показывающая. Ты смог бы представлять даже, что батарейка содержит, в реактивах, определенное количество золотистой жидкости – энергии, - и как проходят электроны по ней, опрокидывает часть жидкости в каждом из них до тех пор, пока, прибывший момент, он не остается более жидким в батарейке и эта становится измученной. Как быстрого произойдет это? Еще раз, он зависит от двух факторов: число электронов, которые распространяют каждую секунду и количество энергии, которую он предоставляет каждому.
Глаз! Энергия не приносит каждый электрон все время
Иногда, увидев аналогии той же, что и наверху, или та, кто считает напряжение как "бензин" и электроны как "машины", возможная падать в общую ошибку: думать, что каждый электрон транспортирует количество энергии с батарейки до электрической лампочки. Однако, это не является таким, так как правящий хаос внутри водителя ужасный.
Каждый электрон, поскольку мы видели, делает несколько статей, пробегает очень короткие дистанции, не вмешиваясь ни с какой другой вещью внутри водителя: случаются удары и постоянные перенесения энергии. Ты можешь представлять, например, электроны рядом с батарейкой сталкиваясь с более преждевременными другими, опрокидывая “золотистую жидкость” на них, и этих на следующих, пока он исходит из него он разливается согревая кабель. То, что электрическая лампочка использует в конце концов, это не электроны, а энергия, которая прибывает к нему гораздо быстрее, чем движение самих электронов, как мы видели ранее.
Просто оставь себе куплет, которого энергия перенесена непрерывно с микроскопических составных частей цепи до других хаотичным способом, но которого чистой формы эта энергия продвигает очень быстро из-за кабеля до того, чтобы прибывать в место, в котором мы используем ее: энергия, у которой есть электрон в данном моменте, только "его" в течение мгновений.
Как только было понятно понятие, как всегда, чтобы мочь использовать величину на самом деле и сравнивать силы с другими, мы должны определять единицу средства, так что давайте делать это перед тем, как оставаться.
Ввиду того, что сила не специфическая единица электричества, - как также это энергия, о которой мы будем говорить в моменте, - его определение в Международной Системе единиц не основывается на электрических единицах, а на более общих других. Так что давайте определять ее сначала официальным способом для потом, как несколько раз в этой серии, давать неофициальное определение, но возможно более информационная, прежде всего в контексте этого блока.
Единица силы получает его имя в чести в шотландца Джеймс Ватт, инженер, рожденный в XVIII веке, который, способа или другая – потому что есть достаточно дискуссий относительно его заслуги, и заслуга других изобретателей эпохи – уплатила фундаментальным способом в развитие машины пара и, с нею, по прибытию промышленной революции. Поскольку оно видишь, ничто, что можно видеть с электричеством. Здесь у тебя есть его официальное определение, которое вероятно оставило тебя холодным:
Один ватт или watt (W) равен июлю энергии каждая секунда.
Он не говорит много кроме того, что уже ты узнаешь Физику: правда? Если ты остался как дела, не беспокойся, потому что мы можем давать альтернативное определение – неофициальная, так как он основывается на единицах, которые происходят официально от нее, но хорошо – что имел вероятно чувство, если ты понял то о колесо, батарейка, бензозаправочная станция и электрическая лампочка:
Один ватт (W) - произведенная, транспортированная или потраченная сила, когда интенсивность течения - один ампер и напряжение, - один вольт.
Он здравого смысла: нет? Ввиду того, что сила пропорциональна напряжению и интенсивности, единица электрической силы встречается, когда у как напряжения, так и интенсивности течения есть стоимость единица. Так что, если, например, батарейка предоставляет напряжение между его электродами 1 V, и интенсивности течения 1 В, сила, которая дает нам батарейку, - 1 ватт.
Педантичная обычная отметка: в странах англо-говорящие используют прямо имя знаменитого Джеймс Ватт, и также приемлемое его использование в кастильце, watt, хотя – по крайней мере в моем опыте – это не слишком обычно. Нормальное состоит в том, чтобы называть это ваттом, так, с одной v, y не существует слово watio в кастильце. Я предполагаю, что он, потому что, несмотря на то, что произношение на испанском языке w - одно b, влияние английского языка делает, что почти любой человек, который видит “watio” (и так это делают мои ученики) это читает как “uatio”, что неправильное. Я подозреваю, что по этой причине официальный термин - ватт.
Только ты должен смотреть электрические устройства вокруг тебя давать для тебе идею о каких-то типичных силах. Многие показывают тебе прямо силу, которую они тратят, но сейчас, что ты знаешь, как вычислять ее, ты можешь делать это даже для тех, которые только упоминают о типичных интенсивности и напряжении. Электрическая лампочка небольшой силы, например, может быть 40 ватт, в то время как галогенная одна может тратить 500 ватт. Автоматический переключатель моего дома, из-за того, что помещает другой пример, прыгает, если я трачу силу большую,
No comments:
Post a Comment