Qu'est-ce que le courant électrique en termes simples?

Chaque personne a un concept abstrait de courant électrique. Pour un appareil électrique, une source d’énergie est en quelque sorte une source d’air pour tout organisme respiratoire. Mais sur ces comparaisons, la compréhension de la nature du phénomène est limitée et seuls les spécialistes en comprennent l’essence plus en profondeur.

Quelques mots sur le courant électrique

La définition standard d'un manuel scolaire de physique décrit de manière laconique le phénomène du courant électrique. Mais franchement, cela peut être parfaitement compris si vous étudiez le sujet beaucoup plus en profondeur. Après tout, les informations sont présentées dans une autre langue - scientifique. Il est beaucoup plus facile de comprendre la nature d’un phénomène physique si vous décrivez tout dans un langage familier que tout le monde peut comprendre. Par exemple, le courant dans le métal.

Nous devrions commencer par le fait que tout ce que nous considérons comme ferme et immobile n’est qu’à notre avis. Une pièce de métal posée sur le sol est un corps monolithique immobile dans la compréhension humaine. Par analogie, imaginons notre planète dans l’espace depuis la surface de Mars. La terre semble être un corps entier et fixe. Si vous vous approchez de sa surface, il devient évident qu'il ne s'agit pas d'un morceau de matière monolithique, mais d'un mouvement constant: eau, gaz, êtres vivants, plaques lithosphériques - tout cela se déplace sans arrêt, bien que cela ne soit pas visible de loin.

Revenons à notre morceau de métal gisant sur le sol. Il est immobile, parce que nous le regardons de côté comme un objet monolithique. Au niveau atomique, il consiste à déplacer constamment les plus petits éléments. Ils sont différents, mais parmi tous, nous nous intéressons aux électrons, qui créent dans les métaux un champ électromagnétique qui génère le courant même. Le mot «courant» doit être compris littéralement, car lorsque des éléments à charge électrique se déplacent, c'est-à-dire «s'écoulent» d'un objet chargé à un autre, il se produit alors un «courant électrique».

Après avoir traité les concepts de base, nous pouvons en tirer une définition générale:

Un courant électrique est un flux de particules chargées se déplaçant d'un corps à charge élevée à un corps à charge inférieure.

Pour comprendre plus précisément l'essence, vous devez approfondir les détails et obtenir des réponses à plusieurs questions de base.

Réponses aux principales questions sur le courant électrique

Après la formulation de la définition, plusieurs questions logiques se posent.

  1. Qu'est-ce qui fait que le "flux" actuel, c'est-à-dire, se déplace?
  2. Si les plus petits éléments métalliques sont constamment en mouvement, pourquoi ne sont-ils pas déformés?
  3. Si quelque chose coule d'un objet à un autre, la masse de ces objets change-t-elle?

La réponse à la première question est simple. Au fur et à mesure que l'eau passe d'un point haut à un point bas, les électrons vont alors passer d'un corps à forte charge à un corps bas, obéissant aux lois de la physique. Une "charge" (ou potentiel) est le nombre d'électrons dans le corps, et plus il y en a, plus la charge est élevée. Si un contact est établi entre deux corps avec des charges différentes, les électrons d'un corps plus chargé s'écouleront dans un corps moins chargé. Il y aura donc un courant qui se terminera lorsque les charges des deux organismes en contact s’égaliseront.

Pour comprendre pourquoi le câble ne change pas la structure, malgré le fait qu'il soit constamment en mouvement, vous devez l'imaginer comme une grande maison dans laquelle les gens vivent. La taille de la maison ne changera pas en ce qui concerne le nombre de personnes qui entrent et sortent, ainsi que de se déplacer à l'intérieur. L'homme dans ce cas est l'analogue d'un électron dans un métal - il bouge librement et n'a pas de masse particulière par rapport à l'ensemble du bâtiment.

Si les électrons se déplacent d'un corps à un autre, pourquoi la masse des corps ne change-t-elle pas? Le fait est que le poids de l'électron est si petit que même si tous les électrons sont retirés d'un corps, sa masse ne changera pas.

Quelle est l'unité de mesure actuelle

Afin de "calculer" le courant électrique, différentes unités de mesure sont utilisées, nous en examinerons trois principales:

  • Force actuelle
  • Tension
  • Résistance

Si vous essayez de décrire le concept de force actuelle avec des mots simples, il est préférable d’imaginer le flux de voitures passant dans le tunnel. Les voitures sont des électrons et le tunnel est un fil. Plus le nombre de wagons traversant la section transversale du tunnel est grand, plus l'intensité du courant est grande, elle est mesurée par l'appareil appelé "ampèremètre" dans Ampères (A). Dans les formules, cela est indiqué par la lettre (I).

La tension est une valeur relative qui exprime la différence dans les charges des corps entre lesquels le courant circule. Si un objet a une charge très élevée et que l'autre est très basse, il y aura une tension élevée entre eux, pour la mesure de laquelle un dispositif «voltmètre» est utilisé et une unité appelée Volt (V). Dans les formules, il est identifié par la lettre (U).

La résistance caractérise la capacité d'un conducteur, généralement un fil de cuivre, à traverser une certaine quantité de courant, c'est-à-dire des électrons. Le conducteur résistant génère de la chaleur, dépensant une partie de l'énergie du courant qui le traverse, réduisant ainsi sa force. La résistance est calculée en ohms (ohms) et, dans les formules, utilisez la lettre (R).

Formules pour calculer les caractéristiques actuelles

En utilisant trois quantités physiques, on peut calculer les caractéristiques du courant à l'aide de la loi d'Ohm. Il s'exprime par la formule:

I = U / R

Où I est l'intensité du courant, U est la tension sur la section de circuit, R est la résistance.

La formule montre que l’intensité du courant est calculée en divisant la valeur de la tension par la valeur de la résistance. De là, nous avons le libellé de la loi:

Le courant est directement proportionnel à la tension et inversement proportionnel à la résistance du conducteur.

A partir de cette formule, vous pouvez calculer mathématiquement ses autres composants.

Résistance:

R = U / I

Tension:

U = I * R

Il est important de noter que la formule n'est valide que pour une section spécifique de la chaîne. Pour un circuit fermé complet, ainsi que pour d'autres cas spéciaux, il existe d'autres lois d'Ohm.

Effet du courant sur différents matériaux et êtres vivants

Différents éléments chimiques sous l'action du courant se comportent différemment. Certains supraconducteurs ne résistent pas au déplacement d'électrons à travers eux sans provoquer de réaction chimique. Les métaux soumis à un stress excessif peuvent se décomposer, fondre. Les diélectriques qui ne transmettent pas de courant n'entrent dans aucune interaction avec celui-ci et en protègent ainsi l'environnement. Ce phénomène est utilisé avec succès par l'homme dans l'isolation de fils en caoutchouc.

Pour les organismes vivants, le courant est un phénomène ambigu. Il est capable d'avoir à la fois des effets bénéfiques et destructeurs. Les personnes utilisent depuis longtemps des décharges contrôlées à des fins thérapeutiques: des poumons stimulant l'activité cérébrale aux décharges, en passant par des décharges électriques puissantes pouvant déclencher un cœur arrêté et ramener une personne à la vie. Une décharge importante peut entraîner de graves problèmes de santé, des brûlures, la mort des tissus et même la mort instantanée. Lorsque vous travaillez avec des appareils électriques, vous devez respecter les consignes de sécurité.

Dans la nature, vous pouvez rencontrer de nombreux phénomènes dans lesquels l’électricité joue un rôle clé: des créatures des grands fonds marins (rayons électriques) capables de battre avec l’électricité, jusqu’à la foudre lors des orages. L’homme maîtrise depuis longtemps ce pouvoir naturel et l’utilise habilement, grâce auquel fonctionne l’électronique moderne.

Il convient de rappeler que les phénomènes naturels peuvent être à la fois bénéfiques et néfastes pour l’homme. Les études et la formation continue aident les gens à utiliser correctement les phénomènes du monde au profit de la société.

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