Electricitatea circulă prin afir de cupruca un flux de sarcină electrică, transportat în primul rând de electroni. Cuprul este un mare conductor de electricitate datorită structurii sale atomice, care permite electronilor să se deplaseze cu ușurință prin el. Iată o explicație pas cu pas a modului în care electricitatea curge prin firul de cupru:
Atomii de cupru au electroni exteriori liberi sau slab legați (electroni de valență). Acești electroni nu sunt strâns legați de niciun atom și se pot mișca liber în interiorul metalului. Într-un fir de cupru, există o „mare” de electroni liberi care se pot mișca prin material, chiar și atunci când nu este aplicată tensiune externă.
Electricitatea este fluxul de sarcină electrică. În metale precum cuprul, această sarcină este transportată de electronii care se mișcă liber. Când o tensiune (diferență de potențial) este aplicată pe fir, acesta creează un câmp electric, care exercită forță asupra electronilor liberi.
- Tensiunea: Tensiunea este forța motrice care împinge electronii prin fir. Este ca presiunea care mișcă apa printr-o țeavă.
- Curent: curentul electric este viteza cu care electronii curg prin fir, de obicei măsurată în amperi (A).
Când se aplică o tensiune, câmpul electric din firul de cupru face ca electronii liberi să se deplaseze spre borna pozitivă a sursei de alimentare. Această mișcare a electronilor constituie curentul electric.
- Viteza de deriva: În timp ce electronii se mișcă aleatoriu din cauza energiei termice, câmpul electric îi face să aibă o mișcare netă într-o direcție. Această mișcare medie netă a electronilor se numește viteza de deriva și este de obicei destul de lentă.
- Viteza semnalului electric: În timp ce viteza de derive este lentă, câmpul electric se propagă prin fir cu o viteză apropiată de viteza luminii, permițând semnalului electric să fie transmis aproape instantaneu.
Pe măsură ce electronii se deplasează prin firul de cupru, ei se ciocnesc ocazional de atomii de cupru, creând rezistență. Rezistența este opoziția cu fluxul de electroni și poate face ca o parte din energia electrică să fie convertită în căldură.
- Legea lui Ohm: Această lege definește relația dintre tensiune (V), curent (I) și rezistență (R) într-un conductor:
\[ V = I \time R \]
Pentru o anumită rezistență, curentul crește pe măsură ce crește tensiunea.
Cuprul este utilizat în mod obișnuit în cablarea electrică, deoarece are un număr mare de electroni liberi și rezistență scăzută în comparație cu majoritatea celorlalte materiale. Acest lucru îl face extrem de eficient la conducerea electricității cu pierderi minime de energie.
6. Curent alternativ (AC) vs. curent continuu (DC)
- DC (curent continuu): Într-un circuit de curent continuu, electronii circulă într-o singură direcție de la borna negativă la borna pozitivă.
- AC (curent alternativ): Într-un circuit de curent alternativ, direcția fluxului de electroni alternează înainte și înapoi, de obicei la o frecvență de 50 sau 60 Hz, în funcție de regiune.
Rezumat
Într-un fir de cupru, electricitatea circulă ca un flux de electroni liberi împins de un câmp electric generat de o tensiune. Atomii de cupru permit acestor electroni să se miște cu o rezistență minimă, făcându-l un conductor excelent. Curentul electric este mișcarea netă a electronilor, în timp ce câmpul electric se propagă rapid prin fir, permițând transmiterea rapidă a semnalelor electrice.
HANGZHOU TONGGE ENERGY TECHNOLOGY CO.LTD este un furnizor profesionist de produse de pigment și acoperire din China. Bine ați venit să ne întrebați la penny@yipumetal.com.
