Τι είναι το ρεύμα;

Το ηλεκτρικό ρεύμα είναι η κατευθυνόμενη κίνηση των ηλεκτρικών φορτίων. Η ποσότητα του ρεύματος καθορίζεται από την ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας που διέρχεται από τη διατομή του σύρματος ανά μονάδα χρόνου.

Δεν μπορούμε ακόμα να χαρακτηρίσουμε πλήρως το ηλεκτρικό ρεύμα από την ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας που ρέει μέσα από ένα καλώδιο. Πράγματι, μια ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας ίση με ένα κουλόμπ μπορεί να περάσει μέσα από ένα καλώδιο σε μια ώρα, και η ίδια ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας μπορεί να περάσει μέσα από αυτό σε ένα δευτερόλεπτο.

Η ένταση του ηλεκτρικού ρεύματος στη δεύτερη περίπτωση θα είναι πολύ μεγαλύτερη από την πρώτη, αφού η ίδια ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας περνά σε πολύ μικρότερο χρονικό διάστημα. Για να χαρακτηριστεί η ένταση του ηλεκτρικού ρεύματος, η ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας που διέρχεται από το καλώδιο συνήθως αναφέρεται σε μονάδα χρόνου (δευτερόλεπτο). Η ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας που διέρχεται από ένα καλώδιο σε ένα δευτερόλεπτο ονομάζεται ένταση ρεύματος. Το αμπέρ (Α) λαμβάνεται ως μονάδα ρεύματος στο σύστημα.

Ένταση είναι η ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας που διέρχεται από τη διατομή ενός σύρματος σε ένα δευτερόλεπτο.

Η τρέχουσα ισχύς υποδεικνύεται με το αγγλικό γράμμα Az.

Ampere — μονάδα ηλεκτρικού ρεύματος (ένα από Μονάδες βάσης SI), που συμβολίζεται με Α. 1 Α ισούται με την ισχύ του αμετάβλητου ρεύματος το οποίο, όταν διέρχεται από δύο παράλληλους ευθύγραμμους αγωγούς άπειρου μήκους και ασήμαντης περιοχής του κύκλου, ένα τμήμα που βρίσκεται σε απόσταση 1 m ο ένας από τον άλλο σε κενό, θα προκαλούσε σε ένα τμήμα σύρματος μήκους 1 m, δύναμη αλληλεπίδρασης ίση με 2 • 10–7 N για κάθε μέτρο μήκους.

Το ρεύμα σε ένα καλώδιο είναι ίσο με ένα αμπέρ αν κάθε κουλόμπ ηλεκτρικού ρεύματος διέρχεται από τη διατομή του κάθε δευτερόλεπτο.

Ampere — η ισχύς του ηλεκτρικού ρεύματος στο οποίο μια ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας ίση με ένα coulomb διέρχεται από τη διατομή του σύρματος κάθε δευτερόλεπτο: 1 ampere = 1 coulomb / 1 second.

Συχνά χρησιμοποιούνται βοηθητικές μονάδες: 1 milliampere (ma) = 1/1000 ampere = 10-3 ampere, 1 microampere (μA) = 1/1000000 ampere = 10-6 ampere.

Εάν είναι γνωστή η ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας που διέρχεται από τη διατομή του σύρματος για μια ορισμένη χρονική περίοδο, τότε η ισχύς του ρεύματος μπορεί να βρεθεί με τον τύπο: I = q / t

Εάν ρέει ηλεκτρικό ρεύμα σε ένα κλειστό κύκλωμα που δεν έχει διακλαδώσεις, τότε η ίδια ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας ρέει σε κάθε διατομή (παντού στο κύκλωμα) ανά δευτερόλεπτο, ανεξάρτητα από το πάχος των καλωδίων. Αυτό συμβαίνει επειδή δεν μπορούν να συσσωρευτούν χρεώσεις πουθενά στο καλώδιο. Επομένως, η ισχύς του ρεύματος είναι η ίδια παντού στο κύκλωμα.

Σε πολύπλοκα ηλεκτρικά κυκλώματα με διαφορετικούς κλάδους, αυτός ο κανόνας (η σταθερότητα του ρεύματος σε όλα τα σημεία του κλειστού κυκλώματος) παραμένει, φυσικά, αληθινός, αλλά ισχύει μόνο για μεμονωμένα τμήματα του γενικού κυκλώματος, τα οποία μπορούν να θεωρηθούν απλά.

Τρέχουσα μέτρηση

Μια συσκευή που ονομάζεται αμπερόμετρο χρησιμοποιείται για τη μέτρηση του ρεύματος. Για τη μέτρηση πολύ μικρών ρευμάτων χρησιμοποιούνται χιλιοστά και μικροαμπερόμετρα ή γαλβανόμετρα. Στο σχ. 1. δείχνει μια συμβατική γραφική αναπαράσταση αμπερόμετρου και χιλιοστόμετρου σε ηλεκτρικά κυκλώματα.

Ρύζι. 1. Σύμβολα για αμπερόμετρο και χιλιοστόμετρο

Ρύζι. 2. Αμπερόμετρο

Για να μετρήσετε την ένταση του ρεύματος, πρέπει να συνδέσετε το αμπερόμετρο στο ανοιχτό κύκλωμα (βλ. Εικ. 3). Το μετρούμενο ρεύμα ρέει από την πηγή μέσω του αμπερόμετρου και του δέκτη. Το βέλος στο αμπερόμετρο δείχνει το ρεύμα στο κύκλωμα. Πού ακριβώς να ενεργοποιήσετε το αμπερόμετρο, δηλαδή στον χρήστη (μετρώντας κατάντη) ή μετά από αυτό, είναι εντελώς αδιάφορο, αφού η ισχύς του ρεύματος σε ένα απλό κλειστό κύκλωμα (χωρίς διακλάδωση) θα είναι η ίδια σε όλα τα σημεία του κυκλώματος.

Ρύζι. 3. Ενεργοποίηση του αμπερόμετρου

Μερικές φορές λανθασμένα πιστεύεται ότι ένα αμπερόμετρο που συνδέεται πριν από τον καταναλωτή θα δείξει υψηλότερο ρεύμα από αυτό που συνδέεται μετά τον καταναλωτή. Σε αυτή την περίπτωση, θεωρείται ότι «μέρος του ρεύματος» ξοδεύεται στον χρήστη για την ενεργοποίησή του. Αυτό φυσικά δεν είναι αλήθεια και να γιατί.

Το ηλεκτρικό ρεύμα σε έναν μεταλλικό αγωγό είναι μια ηλεκτρομαγνητική διαδικασία που συνοδεύεται από την ομαλή κίνηση των ηλεκτρονίων κατά μήκος του αγωγού. Ωστόσο, η ενέργεια δεν μεταφέρεται από ηλεκτρόνια, αλλά από το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο που περιβάλλει το σύρμα.

Ακριβώς ο ίδιος αριθμός ηλεκτρονίων διέρχεται από κάθε διατομή καλωδίων σε ένα συνηθισμένο ηλεκτρικό κύκλωμα.Πόσα ηλεκτρόνια βγήκαν από έναν πόλο της πηγής ηλεκτρικής ενέργειας, το ίδιο ποσό θα περάσει από τον καταναλωτή και, φυσικά, θα πάει στον άλλο πόλο, την πηγή, επειδή τα ηλεκτρόνια, ως υλικά σωματίδια, δεν μπορούν να καταναλωθούν την κίνησή τους.

Ρύζι. 4. Μέτρηση ρεύματος με πολύμετρο

Στην τεχνολογία, υπάρχουν πολύ μεγάλα ρεύματα (χιλιάδες αμπέρ) και πολύ μικρά ρεύματα (εκατομμυριοστά του αμπέρ). Για παράδειγμα, η τρέχουσα ισχύς μιας ηλεκτρικής κουζίνας είναι περίπου 4 - 5 αμπέρ, μια λάμπα πυρακτώσεως είναι από 0,3 έως 4 αμπέρ (και περισσότερο). Το ρεύμα που διαρρέει τα φωτοκύτταρα είναι μόνο λίγα μικροαμπέρ. Στα κύρια καλώδια των υποσταθμών που παρέχουν ηλεκτρική ενέργεια για το δίκτυο του τραμ, η ισχύς του ρεύματος φτάνει τα χιλιάδες αμπέρ.