SI birimleri | Amper |
---|---|
Boyut | ben |
Doğa | Boyut skaler kapsamlı |
Olağan sembol | |
Diğer boyutlara bağlantı | = . |
Bir elektrik akımı , iletken bir malzeme içindeki elektrik yükü taşıyıcılarının , genellikle elektronların bir grup hareketidir . Bu hareketler, madde ile etkileşimi elektriğin temeli olan elektromanyetik kuvvetin etkisiyle empoze edilir .
Tarihsel olarak, elektriğin iletimi çalışmasının başlangıcında, bilim adamları metallerde hareket eden parçacıkların pozitif yüklü olduğuna inanıyorlardı ve buna göre geleneksel bir akım duygusunu yüklerin hareket yönü olarak tanımlıyorlardı . Daha sonra metallerde hareket eden ve elektrik akımlarının sirkülasyonunu sağlayan esas olarak elektronlar , negatif yüklü parçacıklar olduğu gösterilmiştir .
Aslında, metalik bir iletkende , yüklü ve hareketli parçacıklar, ait oldukları atomlara çok yakından bağlı olmayan elektronlardır (bu elektronların iletim bandında olduğu söylenir ). Metalik malzeme içerisinde rahat hareket ettiklerini düşünebiliriz. İletkenin uçlarına bir potansiyel farkı uygulandığında bu elektronların hareket etmesine neden olur ki buna elektrik akımı denir . Atom ağı pozitif iyonlar içerir : bir veya daha fazla elektron kaybetmiş atomlar. Ancak ikincisi, metalik bağlantılarla ağın tutsakları, neredeyse hareketsizdir ve akımın dolaşımına yalnızca küçük bir şekilde katılırlar.
Öte yandan elektrolitlerde , aynı anda pozitif yüklü iyonlar ve negatif yüklü iyonlar içeren çözeltilerde, tüm yüklü parçacıklar akımın akışına katılırlar. Pozitif yükler geleneksel yönde ve negatif yükler diğer yönde akar.
Çok sayıda serbest yük taşıyıcıya sahip olan ve bu nedenle bir elektrik akımı ile kolayca geçilen malzemelerin iletken olduğu söylenir , hiç olmayan veya çok az olanların yalıtkan veya dielektrik olduğu söylenir .
Örneğin: hava mükemmel bir yalıtkandır, ancak belirli bir eşiğin ötesinde, elektrik alanı çok büyük olduğunda, elektronlar atomlardan kopar ve ikincisi iyonize parçacıklar veya iyonlar haline gelir . Hava böylelikle yerel olarak bir plazmaya dönüştürülür . Plazma mükemmel bir iletken olduğu için yıldırımdan kıvılcıma kadar elektrik akımının akmasına izin verir .
Bazı cihazlar elektrik akımını bir yönde geçirebilirken diğerinde geçiremez. Diyotlarda durum budur . Bunlar, ya farklı katkılı yarı iletken bağlantılar ( PN bağlantısı veya metal yarı iletken bağlantı) veya vakum tüpleri ile yapılır .
Elektrik uyarılarının dağılımı gibi, bir enerji kaynağı olarak uzak kullanım için kullanılabilir enerji taşıyıcısı ilk çeyreğinde, XIX inci yüzyılın.
Basit telgraftan modern bilgi işleme ve bilgi alışverişi sistemlerine ( bilgisayar , veri işleme ) bilgi aktarımı için kullanılabilir . Bu durumda, elektrik akımının bir veya daha fazla özelliği, bir elektrik sinyali oluşturmak için bilgi ileticisi tarafından kontrol edilir ve modüle edilir . Telgraf söz konusu olduğunda, iletilen elektrik akımının salt varlığı ve yokluğu (kodlanmış bir ritmi takiben).
XX inci diğer pek çok olay kullanımını geliştirerek yüzyıl testere yaygın olarak kullanılan elektrik akımını kontrol etmek için elektronik . Onlar sayesinde, elektrik akımını (aynı zamanda elektromanyetik dalgaları ) bir bilgi vektörü, mikroskobik ölçekte bir elektrik (veya elektromanyetik) sinyal olarak ele almak mümkündür.
Akım yoğunluğu ve potansiyel fark kavramlarını basit bir şekilde anlamak için ilginç bir benzetme, bir nehrin akışıyla yapılabilir . Bu, iyi tanımlanmış bir su miktarı ve araziye bağlı olarak değişken bir yükseklik farkı ile yukarıdan aşağıya doğru akar. Bu nehrin sabit genişliği 20 metre, sabit derinliği 3 metre ve su en yüksek seviyede, belirli bir zamanda ve belirli bir nehir uzunluğundaki su miktarı ölçülebilir (1 metre doğrusal nehir 60 m içerir. 3 su). Su miktarı, elektrik yükü miktarının analoğudur.
Yükseklik farkı , yüksek noktası ve nehir düşük noktası arasındaki yükseklik farkı, potansiyel (veya gerilim) farklılığa sebep olabilir akış akım yoğunluğu ve boyutuna nehir nehir bölümünde d. 'bir elektrik kablosu.
Suyu harekete geçiren seviye farkı olduğu gibi, elektronları harekete geçiren de potansiyel farkıdır .
Özet olarak, yoğunluk ( amper ) nehir akışının benzerdir ( m, 3 / s ), potansiyel farkı ( volt yükseklik farkı benzer olarak).
Geleneksel olarak, basit bir döngü ve doğru akım elektrik devresinde, elektrik akımı, elektrik jeneratörünü pozitif (+) terminalden terk eder , elektrik devresinden geçer ve negatif (-) terminali üzerinden jeneratöre geri döner. Bu kurala "alıcı" adı verilir (akım azalan potansiyeller yönünde akar, gerilim ve akım ters yönde "yönlendirilir").
Bu, elektrik akımının geleneksel yönü olarak adlandırılır, yük taşıyıcılarının gerçek hareket yönünden farklı olabilir.
Bu nedenle, yük taşıyıcıları elektronlar (en sık görülen durum) veya anyonlar olduğunda, bunların etkili hareketleri - ila + arasındadır, bu nedenle negatif yüklü parçacıkların hareket yönü pozitif tarafından çekilir.
Aksine, katyonlar ve elektron delikleri akımın geleneksel yönünde, yani jeneratörün pozitif (+) terminalinden negatif (-) terminaline hareket eder.
Sözde "jeneratör" konvansiyonunda, akım artan potansiyeller yönünde akar, gerilim ve akım aynı yönde "yönlendirilir".
Büyüklük | cihaz |
---|---|
1 mA | Algılama eşiği |
10 mA | Ortak LED |
100 mA | Elektrik çarpması . |
1 A | Akkor lamba |
10 A | 2000 W radyatör |
100 bir | Otomotiv marş |
1 kA | Lokomotif motor |
10 kA | negatif flaş |
100 kA | pozitif yıldırım |
(Bazen "amper" ya da "elektrik akımı" ya da çok basit bir "geçerli" olarak adlandırılır), elektrik akımının yoğunluğu tarif eden bir sayıdır akış arasında elektrik yükü belirli bir yüzey boyunca, özellikle bir bölümünde elektrik teli :
,veya:
Gelen Uluslararası Birim Sistemi , amper olarak ölçülür amperlik bir ile baz ünitesi bir standardize sembol A.
Bir yükleme hızıyla için bir amper karşılık coulomb başına saniye .
Geçerli bir kullanılarak ölçülür ampermetre bağlanmalıdır, seri devresine ya da bir ile ampermetre kelepçe devre açma gerektirmez.
Akım yoğunluğu a, vektör yerel düzeyde elektrik akımı tanımlayan. Yönü , yük taşıyıcılarının yer değiştirmesini gösterir (ancak yönü negatif taşıyıcılar için zıt olabilir) ve normu, birim alandaki akımın yoğunluğuna karşılık gelir. Elektrik akımına şu şekilde bağlanır:
veya:
Uluslararası birim sisteminde, akım yoğunluğu metrekare başına amper (A m-2) cinsinden ölçülür .
Elektrik dürtüsünün yayılması ışığın hızına yakın bir hızda gerçekleşir (kapasitif etkiler hariç), ancak onu oluşturan elektronların tüm hızlarında değildir . Bunlar, akımın yoğunluğuna ve iletkenin enine kesitine bağlı olarak, saniyede bir milimetrenin birkaç yüzde biri hızla çok daha mütevazı bir şekilde hareket ederler.