Пожалуй, одним из самых часто употребляемых выражений у электриков, является понятие электрическое напряжение. Его так же называют разность потенциалов и не совсем верное словосочетание, такое как напряжение тока, ну смысл у названий по сути общий. А что на самом деле обозначает это понятие? Для начала приведу книжную формулировку: Электрическое напряжение - это отношение работы электрического поля зарядов при передачи пробного заряда из точки 1 в точку 2. Ну а простыми словами говоря, это объясняется так.

Напомню Вам, что заряды бывают двух видов, это положительные со знаком «+» и отрицательные со знаком «-». Большинство из нас в детстве игрались с магнитиками, которые были честно добыты из очередной сломаной машинки с электромоторчиком, где они и стояли. Так вот когда мы пытались приблизить эти самые магниты друг к другу, то в одном случае они притягивались, а если развернуть один из них наоборот, то соответственно отталкивались.

Это происходило, потому что у любого магнита существует два полюса, это южный и северный. В том случае, когда полюса одинаковые, то магнитики будут отталкиваться, ну а когда разноименные, притягиваться. То же самое происходит и с электрическими зарядами, причем сила взаимодействия зависит от количества и разноимённости этих заряженных частиц. Проще говоря, чем на одном предмете больше «плюса», а на другом соответственно «минуса», тем сильнее они будут притягиваться друг к другу. Либо наоборот, отталкиваться при одинаковом заряде (+ и + или - и -).

Теперь представим, что у нас есть два небольших железных шарика. Если мысленно заглянуть в них, можно увидеть огромное множество маленьких частичек, которые расположены друг от друга на не большом расстоянии и неспособны к свободному передвижению, это ядра нашего вещества. Вокруг этих частичек с невероятно большой скоростью вращаются более мелькие частички, под названием электроны. Они могут оторватся от одних ядер и присоединятся к другим, тем самым путешествуя по всему железному шарику. В случае, когда количество электронов соответствует количеству протонов в ядре, шарики электрически нейтральны.

 А вот если каким-то образом забрать некоторое количество, такой шарик будет притянуть к себе это самое, недостающее количество электронов, тем самым образуя вокруг себя положительное поле со знаком «+». Чем больше не хватает электронов, тем сильней будет это положительное поле. В соседнем шарике сделаем на оборот и добавим лишних электронов. В результате получим избыток и соответственно такое же электрическое поле, но со знаком «-».

В результате получим два потенциала, один из которых жаждет получить электроны, ну а второй от них избавится. В шаре с избытком возникает теснота и эти частицы, вокруг которых существует  поле, толкаются и выталкивают друг друга из шара. А там где их недостаток, соответственно происходит что-то наподобие вакуума, который пытается втянуть в себя эти электроны. Это наглядный пример разности потенциалов и не что иное как напряжение между ними. Но, стоит только эти железные шары соединить между собой, как произойдёт обмен и напряжение пропадёт, поскольку образуется нейтральность. 

Грубо говоря, эта сила стремления заряженных частиц, перейти от более заряженных частей к менее заряженным между двумя точками и будет разностью потенциалов. Давайте мысленно представим провода, которые подключены к батарейке от обычного карманного фонарика. В самой батарейке происходит химическая реакция, в результате которой возникает избыток электронов («-»), внутри батареи они выталкиваются на отрицательную клемму. Эти электроны стремятся, вернутся на своё место, откуда их до этого и вытолкали.

Внутри батареи у них не получается, значит остаётся ждать момента, когда им сделают мостик в виде электрического проводника и по которому они быстро перебегут на плюсовую клемму батареи, куда их притягивает. А пока мостика нет, то и будет желание перейти в виде этого самого электрического напряжения или разности потенциалов ( напряжение тока ).

Приведу некоторый аналогичный пример на ином представлении. Имеется обычный водопроводный кран с водой. Кран закрыт и, следовательно, вода не пойдёт из него, но внутри вода всё равно есть и более того, она там находится под некоторым давлением, она из-за этого давления стремится вырваться наружу, но ей мешает закрытый кран. И как только Вы повернёте ручку краника, вода тут же побежит. Так вот это давление и можно приблизительно сравнить с напряжением, а воду с заряженными частицами. Сам поток воды будет в данном примере выступать как электрический ток в самих проводах, а закрытый краник в роли электрического выключателя.

Этот пример я привел только лишь для наглядности, и он не является полной аналогией!

Как ни странно, но люди не тесно связанные с профессией электрика, довольно часто называют электрическое напряжение , выражением напряжение тока и это является неправильной формулировкой, поскольку напряжение, как мы выяснили это разность потенциалов электрических зарядов, а ток, это сам поток этих заряженных частиц. И получается что, произнося напряжение тока в итоге небольшое несоответствие самого понятия.

Напряжение, так же как и все иные величины, имеет свою единицу измерения. Она измеряется в Вольтах. Это те самые вольты, которые пишутся на устройствах и источниках питания. Например, в обычной домашней розетки 220 В, или купленная вами батарейка с напряжением 1.5 В. В общем, думаю, вы поняли в общих чертах, что же такое это самое электрическое напряжение. В этой статье я основывался лишь на простом понимании этого термина и не вдавался в глубины формулировок и формул, чтобы не усложнять понимание. На самом деле эту тему можно гораздо шире изучить, но это уже зависит от Вас и Вашего желания.

P.S. : Будьте внимательны при работе с электричеством, высокое напряжение опасно для жизни.

В настоящее время сложно найти человека, который бы не знал слово Электричество и тем более, не пользовался им в повседневной жизни. Хотя при вопросе: что такое электричество ? внятного ответа услышать не придётся. Такое привычное и необходимое, невидимое, но окружающее каждого из нас, дающее тепло, свет, движение и многое другое, вообще всё-то к чему мы так привыкли и без чего уже не представляем комфортного существования. Ну, так давайте разберёмся с этим понятием подробнее и начнём, пожалуй, с прошлого.

Как ни странно, но электричество существовало всегда. С момента зарождения этой вселенной и возможно даже является косвенным участником этого процесса создания. Одним словом оно старо как весь наш мир. Ещё в древни времена люди заметили, что натёртая палочка янтаря притягивает к себе мелкие лоскутки шёлка. Под действием силы тяжести от собственного веса, они должны были бы падать вниз, но какая-то сила не давала им это сделать. Этот простейший опыт заставил человека обратить своё внимание на столь удивительное явление как ЭЛЕКТРИЧЕСТВО.

Кстати, это название происходит от греческого слова «Электрон», что в переводе означает «Янтарь». Конечно, в то время эти явление не могли объяснить, списывая на волшебство и магию. В действительности причиной этому служит так называемое « статическое электричество ».

Спустя некоторое время учёные этим явлениям придумали обоснования и когда была создана теория о структуре материи, а именно модель атома. Понятие «электрический заряд», который и является виновником происходящего волшебства, лежит в корне этих явлений. В основе этой теории лежит идея о том, что все материальные предметы окружающие любого человека состоят их элементарных частиц под названием молекулы и атомы (молекула также состоит из атомов) и получается, что атом является наименьшей частице любого вещества.

Структура этого атома такова, что имеется ядро, которое состоит из протонов и нейронов. Оно изначально заряжено положительным зарядом «+», а вокруг этого ядра с невероятно большой скоростью вращаются электроны, который имеет намного меньшие размеры по сравнению с ядром и заряжены отрицательным зарядом «-».

Количество таких элементарных частиц в ядре определяют само это вещество и в результате определенному количеству соответствует определённый химический элемент, а вот количество электронов влияет как раз на силу взаимодействия. К тому же, вокруг подобных частиц существует электрическое поле, которое и помогает им взаимодействовать друг с другом. Оно само по себе не видимо, но проявляет себя в поведении самих зарядов, что и используется людьми.

Когда положительный заряд ядра и отрицательный заряд электронов равны по значению, они как бы компенсируют друг друга и тем самым такой атом получается электрически нейтрален. Но вот когда происходит, так что электрон отрывается от атома, то этот атом уже перестаёт быть нейтральным и становится потенциалом со знаком «+». Он стремится притянуть к себе не достающий «-». Вот тут-то всё и начинается. К примеру, молния действует по такому же принципу, облака перемещаясь по небу при своём скольжении способны накапливать огромные заряды. Одно облако накопило «+», а соседнее «-», вот и получается, что при сближении происходит резкий обмен зарядов и в результате гром и молния. Как видно, всё очень просто.

Думаю, Вам знакома ситуация, когда одев шерстяную одежду и походив в ней некоторое время, а потом, прикоснувшись к чему ни будь металлическому, межу Вами проскакивает искра. Это и есть то самое статическое электричество, о котором идёт речь. Просто на самих Вас при трении, накопился один заряд, а предмет обладал противоположным, а в итоге произошло перетекания заряженных частиц, от Вас к предмету, вот и всё. В конце же, можно сделать такой вывод, что заряженные частицы, по сути, и являются виновниками появления этого статического электричества, да и электричества в целом. Они не возникают из не откуда, а всего лишь перемещаются с одного места в другое и при этом делают как огромную так и полезную работу для нас.

P.S.  Загадка: Кусает, а не собака? Ответ: Статическое электричество. Источник:http://electrohobby.ru

Тема называется: Электрическое сопротивление проводника. Что это такое. В ней я постараюсь освежить Ваши знания (кто подзабыл) и раскрыть секретную информацию (для тех, кто вовсе не знал) об этом простом, основополагающим и повсеместно распространённом понятии.

Как Вы знаете, в нашем мире на любое действие есть своё противодействие. К примеру, на движущуюся машину будет действовать сила трения (об воздух, о поверхность дороги, трение внутренних частей и т.д.), при нагревании, какого либо предмета на него обязательно будет влиять более низкая температура окружающей среды, которая после прекращения нагревания, вернёт предмету прежнюю температуру. В сфере электричества подобное обратное влияние (по отношению к протеканию электрического тока) будет оказывать электрическое сопротивление.

Электрическое сопротивление проводника, это некоторая способность материалов (точнее, веществ из которых и сделан сам проводник) противодействовать движению заряженных частиц внутри этого проводника. Причём, следует заметить, что при этом противодействии происходит некоторое преобразование электрической энергии в иной её вид (восновном, электроэнергия преотразуется в тепло).

Электрическое сопротивление имеет свою единицу измерения под названием «Ом». 1 Ом — это сопротивление, которое будет иметь столб ртути с высотой — 106,3 см; поперч. сеч. — 1 кв.мм. и температурой — 0 град. Сопротивление принято обозначать буквой — R или r. Название величин сопротивления: Ом, кОм (1 килоом = 1000 Ом), мОм (1 мегаом = 1000 000 Ом).

Чтобы лучше понять суть сопротивления (как и из-за чего оно возникает) следует вспомнить школьные уроки химии и физики, на которых рассказывали о структуре веществ. Твёрдые вещества представляют собой множество атомов (молекул). Они крепко связаны между собой полями и образуют структуру в виде кристаллической решётки. Вокруг каждого атома (по его орбитам) вращаются электроны. Электроны, что расположены дальше всего от атома, способны отрываться и перелетать на соседние атомы. Такие электроны называются свободными и благодаря ним, материалы (проводники) могут проводить через себя электрический ток.

При подключении внешнего постоянного источника электропитания (электрического поля) свободные электроны упорядочено начинают перемещаться с одного конца проводника в другой. Если бы при их перемещении им ничего не мешало, то и про проводник можно сказать, что он имеет нулевое сопротивление (сверхпроводимостью обладают некоторые материалы при сверхнизких температурах = -273 град.). При нормальных же температурах электрические проводники имеют ряд препятствий для прохода электронов, откуда и возникает это самое электрическое сопротивление проводника.

Что порождает и влияет на электрическое сопротивление? Как ни странно, но, это сами атомы, так как они и мешают электронам на их пути. Электрону, что несётся на огромной скорости, постоянно приходится натыкаться на атомы, теряя при этом свою внутреннюю энергию, которая в свою очередь, превращается в тепло. Следовательно, чем длиннее путь (проводник), тем больше будет у него внутренее сопротивление. Чем больше сечение проводника, то наоборот, электрическое сопротивление его будет уменьшаться (большее электронов пройдёт через него).

Поскольку у различных материалов (веществ) различные структуры кристаллических решеток, следовательно, и сопротивление у них будет тоже разное. Это ещё называется удельным сопротивлением материала. То есть, удельное сопротивление, это определённое значение электрического сопротивления, которое в точности соответствует определённому материалу (проводнику), при длине в 1 метр и поперечным сечением в 1 кв.мм. Удельное сопротивление обозначается буквой «p». Ниже приведена таблица удельного сопротивления проводников.

Для расчёта электрического сопротивления определённой длины и сечения того или иного материала используют следующую формулу: R=p*L/S

R = электрическое сопротивление;

p = удельное сопротивление материала;

L = длина проводника;
S = поперечное сечение проводника.

Следует (но не обязательно) учитывать, что значение температуры также влияет на общее электрическое сопротивление проводника. При нагревании проводника в нём происходит увеличение хаотического движения атомов вещества. Это в свою очередь затрудняет протекание электронов по этому проводнику, что и увеличивает общее сопротивление этого материала. При простом (особая точность не требуется) расчёте электрического сопротивления, обычно температура не берется в расчёт, так как её влияние незначительно. Приблизительное значение зависимости температуры на сопротивление: 0.4% на 1 град.

На этом и завершу тему: Электрическое сопротивление проводника. Что это такое.

P.S. Несмотря на то, что медь и алюминий не самые лучшие проводники электрического тока (серебро лучше проводит электричество), их широкое применение обусловлено относильной дешевизной и большим количеством в природе.