elektrisko lādiņu orientēta kustība noteiktā virzienā From Wikipedia, the free encyclopedia
Elektriskā strāva ir elektrisko lādiņu (lādiņnesēju) orientēta plūsma. Tā var izpausties trijos veidos: vadītspējas strāva vadītājos un pusvadītājos, kuros pārvietojas tādi lādiņnesēji kā elektroni, joni un elektronu caurumi (visbiežāk ar elektriskās strāvas jēdzienu saprot tieši šo strāvas veidu); konvekcijas strāva, kad pārvietojas lādēti makroskopiski ķermeņi, piemēram, putekļi, pilieni; nobīdes strāva, notiekot dielektriķu polarizācijai un depolarizācijai vai mainoties to polarizētībai, kad dielektriķī notiek lādiņu nobīde.[1]
Elektriskā strāva vielā (vadītspējas strāva) var plūst tikai tad, ja tajā pietiekamā koncentrācijā eksistē brīvi lādiņnesēji, kas var pārvietoties makroskopiskā attālumā. Par šādām vielām saka, ka tās labi vada elektrisko strāvu jeb tie ir vadītāji. Lai strāva plūstu, vadītājā jāpastāv elektriskajam laukam, kuru rada strāvas avots. Elektriskā lauka spēks izraisa lādiņnesēju kustību. Lādiņnesēji var būt brīvie elektroni metālos, pozitīvie un negatīvie joni elektrolītos, pozitīvie un negatīvie joni un elektroni jonizētās gāzēs un plazmā, elektroni un caurumi pusvadītājos.
Lai būtu elektriskā strāva, jāveido noslēgta elektriskā ķēde, kurā ir strāvas avots. Strāvas avots nodrošina spriegumu, kā rezultātā ķēdē plūst elektriskā strāva ar noteiktu strāvas stiprumu.
Par elektriskās strāvas virzienu pieņemts uzskatīt pozitīvo lādiņnesēju kustības virzienu. Tāpēc, ja strāva ir negatīvu elektronu plūsma (kā, piemēram, metālos), tad strāvas virziens ir pretējs elektronu orientētās kustības virzienam.
Elektriskās strāvas stiprums ir elektriskais lādiņš , kurš noteiktā laikā izplūst caur vadītāja šķērsgriezuma laukumu.
Precizējot, strāvas stipruma formula ir:
Elektriskās strāvas tilpuma blīvumu apzīmē ar .
Ja lādiņnesēji pārvietojas tilpumā, tad to plūsmas līnijas šķērso virsmu
Elektriskās strāvas virsmas blīvumu apzīmē ar
Ja lādiņnesēji pārvietojas pa ķermeņa (vada) virsmu, tad to plūsmas līnijas šķērso līniju , kura veido šo virsmu.
Elektriskās strāvas veids ir atkarīgs no strāvas avota. Ja ir galvaniskais elements (baterijas, akumulatori), tad ir līdzstrāva, savukārt ģenerators ražo maiņstrāvu. Līdzstrāvā elektriskā strāva visu laiku plūst tikai vienā virzienā, bet maiņstrāvā strāvas plūšanas virziens periodiski mainās. Dažreiz tiek izmantoti arī angļu valodas apzīmējumi AC/DC, kur AC nozīmē maiņstrāvu (alternating current), bet DC apzīmē līdzstrāvu (direct current). Maiņstrāva plaši tiek izmantota sadzīves elektrotīklā. Audio un radio signāli arī ir specifiski maiņstrāvas piemēri.
Ja pa ķēdi, starp kuras galiem ir spriegums , izplūst lādiņš , tad elektriskais lauks, kas pastāv vadītājā, pastrādā darbu . Laikā caur vadītāja šķērsgriezumu izplūstošais lādiņš , kur ir strāvas stiprums, tātad , kas arī ir strāvas darbs. Tā kā, pēc Oma likuma, , strāvas darbu var izteikt kā jeb , kur ir patērētāja pretestība.
Pēc Džoula—Lenca likuma, gadījumā, ja elektroenerģijas patērētājs ir tikai vadītājs, kurš, strāvai plūstot, sasilst, tad viss strāvas darbs ir skaitliski vienāds ar patērētāja izdalīto siltuma daudzumu . Ja divi patērētāji savienoti virknē, ; lielāks siltuma daudzums izdalās tajā patērētājā, kura pretestība ir lielāka. Ja divi pātērātāji savienoti paralēli, ; lielāks siltuma daudzums izdalās tajā patērētājā, kura pretestība ir mazāka.
Noslēgtā strāvas ķēdē siltums izdalās ne tikai patērētājā, bet arī strāvas avotā . Tādējādi strāvas pilnais darbs . Izsakot ar elektrodzinējspēku , .
Strāvas avota lietderības koeficients ir patērētāja izdalītā siltuma daudzuma un noslēgtā strāvas ķēdē izdalītā pilnā siltuma daudzuma (darba) attiecība jeb sprieguma un elektrodzinējspēka attiecība . var izteikt arī šādi: .
Līdzstrāvas avota jauda ir strāvas pilnais darbs laika vienībā: jeb , kur ir strāvas stiprums, ir elektrodzinējspēks.
Jauda, ko avots izdala ārējā ķēdē, ir lietderīgā jauda jeb .
Lietderīgā jauda ir atkarīga no patērētāja un avota pretestībām: .
, kur ir patērētāja saņemtā jauda un ir jaudas zudumi vados. Pārvades līnijas (vadu) lietderības koeficients .
Lai samazinātu nelietderīgos jaudas zudumus pārvades līnijā, jāsamazina vadu pretestība un jāpalielina spriegums. [2]
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.