Exigences d'un circuit
Courant électrique
Puissance: Mettre Charges au travail
Idées fausses communes concernant Circuits électriques
Dans la leçon 1, le concept de différence de potentiel électrique a été discuté. Le potentiel électrique est la quantité d'énergie potentiel électrique par unité de charge qui serait possédé par un objet chargé se il est placé dans un champ électrique à un endroit donné. Le concept de potentiel est une grandeur dépendant de l'emplacement - il exprime la quantité d'énergie potentielle, sur une base par charge de telle sorte qu'elle est indépendante de la quantité de charge effectivement présent sur l'objet qui possède le potentiel électrique. Différence de potentiel électrique est simplement la différence de potentiel électrique entre deux endroits différents à l'intérieur d'un champ électrique.
Pour illustrer le concept de différence de potentiel électrique et la nature d'un circuit électrique, examiner la situation suivante. Supposons qu'il y ait deux plaques métalliques orientés parallèlement les uns aux autres et chacune étant chargées avec un type opposé de la charge - une étant positive et l'autre étant négative. Cette disposition des plaques chargées créerait un champ électrique dans la région entre les plaques qui est dirigée à l'opposé de la plaque positive et la plaque négative vers. Une charge de test positif placé entre les plaques serait se éloigner de la plaque positive et vers la plaque négative. Ce mouvement d'une charge de test positif de la plaque positive à la plaque négative se ferait sans la nécessité d'un apport d'énergie sous la forme de travail; il se produirait naturellement et réduire ainsi l'énergie potentielle de la charge. La plaque positive serait l'emplacement à fort potentiel et la plaque négative serait la faible emplacement potentiel. Il y aurait une différence de potentiel électrique entre les deux emplacements.
Supposons maintenant que les deux plaques de charges opposées sont reliées par un fil métallique. Qu'est-ce qui se passerait? Le fil sert comme une sorte de tuyau de charge à travers laquelle la charge peut se écouler. Au cours du temps, on pourrait penser de charges positives se déplaçant de la plaque positive à travers le tuyau de charge (fil) à la plaque négative. Ce est, charge positive serait naturellement déplacer dans la direction du champ électrique qui avait été créé par l'agencement des deux plaques de charges opposées. Comme une charge positive laisse la plaque supérieure, la plaque deviendrait moins chargé positivement comme illustré dans l'animation à droite. Comme une charge positive atteint la plaque négative, cette plaque deviendrait moins chargée négativement. Au cours du temps, la quantité de charge positive et négative sur les deux plaques serait lentement diminuer. Étant donné que le champ électrique dépend de la quantité de charge présente sur l'objet la création du champ électrique, le champ électrique créé par les deux plaques diminuerait progressivement en force au cours du temps. Finalement, le champ électrique entre les plaques deviendrait si petit qu'il n'y aurait pas de mouvement observable de charge entre les deux plaques. Les plaques finiraient par perdre leur charge et atteindre le même potentiel électrique. En l'absence d'une différence de potentiel électrique, il n'y aura pas d'écoulement de charge.
L'illustration ci-dessus se rapproche de démontrer le sens d'un circuit électrique. Toutefois, pour être un véritable circuit, les frais doivent continuellement se écoulent à travers une boucle complète, de retourner à leur position d'origine et à vélo à travers nouveau. Se il y avait un moyen de se déplacer charge positive de la plaque négative sauvegarder sur la plaque positive, alors le mouvement de charge positive vers le bas par le tuyau de charge (ce est à dire, le fil) se produirait en continu. Dans un tel cas, un circuit ou boucle seraient établies.
Une activité de laboratoire commun qui illustre la nécessité d'une boucle complète utilise une batterie d'alimentation (une collection de cellules D), une ampoule électrique, et des fils de connexion. L'activité consiste à observer l'effet de connecter et déconnecter un fil dans un simple agencement de la batterie, ampoules et fils. Lorsque toutes les connexions sont faites pour la batterie, les lumières d'ampoules. En effet, l'éclairage de la lampe se produit immédiatement après la connexion finale. Il ne est pas temps de retard perceptible entre le moment où la dernière connexion est établie et quand l'ampoule est perçue à se allumer.
Le fait que les ampoule se allume et reste allumé est la preuve que la charge se écoule à travers l'ampoule incandescence lumière et qu'un circuit électrique a été établi. Un circuit est tout simplement une boucle fermée à travers laquelle des accusations peuvent déplacer en permanence. Pour démontrer que les charges ne bougent pas seulement par l'ampoule incandescence lumière, mais aussi à travers les fils de raccordement de la batterie et de l'ampoule, une variation sur l'activité ci-dessus est faite. Un compas est placé sous le fil à un emplacement quelconque de telle sorte que son aiguille est placée en alignement avec le fil. Une fois la connexion finale est prise à la batterie, les lumières d'ampoules et l'aiguille de la boussole dévie. L'aiguille sert un détecteur de charges dans le fil mobile. Quand il dévie, charges se déplacent à travers le fil. Et si le fil est coupé à la batterie, l'ampoule ne se allume plus et l'aiguille de la boussole revient à son orientation d'origine. Quand les lumières d'ampoules, la charge se déplace à travers les cellules électrochimiques de la batterie, les fils et les filaments d'ampoules; l'aiguille de la boussole détecte le mouvement de cette charge. On peut dire qu'il ya un courant - un flux de charge dans le circuit.
Le circuit électrique démontrée par la combinaison de la pile, ampoule électrique et le fil se compose de deux parties distinctes: le circuit interne et le circuit externe. La partie du circuit contenant des cellules électrochimiques de la batterie est le circuit interne. La partie du circuit où la charge se déplace en dehors de la batterie à travers les fils et l'ampoule est le circuit externe. Dans la leçon 2, nous allons nous concentrer sur le mouvement de charge à travers le circuit externe. Dans la prochaine partie de la leçon 2 , nous allons explorer les exigences qui doivent être respectées afin d'avoir la charge circulant dans le circuit externe.
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