Qual é o movimento direcionado de partículas carregadas? Para muitos, esta é uma área incompreensível, mas na verdade tudo é muito simples. Então, quando eles falam sobre o movimento direcionado de partículas carregadas, eles querem dizer corrente. Vamos analisar suas principais características e formulações, bem como considerar questões de segurança ao trabalhar com ele.
Informações gerais
Comece com uma definição. Por corrente elétrica sempre se entende o movimento ordenado (direcionado) de partículas carregadas, que é realizado sob a influência de um campo elétrico. Que tipo de objetos podem ser considerados neste caso? Partículas significam elétrons, íons, prótons, buracos. Também é importante saber qual é a força atual. Este é o número de partículas carregadas que fluem através da seção transversal do condutor por unidade de tempo.
Natureza do fenômeno
Todas as substâncias físicas são feitas de moléculas que são formadas a partir de átomos. Eles também não são o material final, porque têm elementos (um núcleo e elétrons girando em torno dele). Todas as reações químicas são acompanhadas pelo movimento de partículas. Por exemplo, com a participação de elétrons, alguns átomos experimentarão sua deficiência, enquanto outros experimentarão um excesso. Neste caso, as substâncias têm cargas opostas. Se o contato ocorrer, os elétrons de um tenderão a ir para o outro.
Tal natureza física das partículas elementares explica a essência da corrente elétrica. Esse movimento direcional de partículas carregadas continuará até que os valores se equalizem. Neste caso, a reação das mudanças é uma cadeia. Em outras palavras, em vez do elétron que partiu, outro vem em seu lugar. Partículas do átomo vizinho são usadas para substituição. Mas a cadeia também não termina aí. Um elétron também pode chegar ao átomo extremo, por exemplo, do pólo negativo da fonte da corrente que flui.
Um exemplo de tal situação é uma bateria. Do lado negativo do condutor, os elétrons se movem para o pólo positivo da fonte. Quando todas as partículas no componente infectado negativamente se esgotam, a corrente para. Neste caso, diz-se que a bateria está morta. Qual é a velocidade do movimento direcionado de partículas carregadas movendo-se dessa maneira? Responder a essa pergunta não é tão fácil quanto parece à primeira vista.
O papel do estresse
Para que serve este conceito? A tensão é uma característica de um campo elétrico, que é a diferença de potencial entre dois pontos que estão dentro dele. Para muitos, isso pode parecer confuso. Quando se trata do movimento direcionado (ordenado) de partículas carregadas, você precisa entender a voltagem.
Vamos imaginar que temos um condutor simples. Este pode ser um fio feito de metal, como cobre ou alumínio. No nosso caso, isso não é tão importante. A massa de um elétron é 9,10938215(45)×10-31kg. Isso significa que é bastante material. Mas o metal condutor é sólido. Como, então, os elétrons podem fluir através dele?
Por que pode haver corrente em produtos de metal
Vamos voltar ao básico da química, que cada um de nós teve a oportunidade de aprender na escola. Se o número de elétrons na substância for igual ao número de prótons, a neutralidade do elemento será garantida. Com base na lei periódica de Mendeleev, determina-se qual substância deve ser tratada. Depende do número de prótons e nêutrons. É impossível ignorar a grande diferença entre as massas do núcleo e dos elétrons. Se eles forem removidos, o peso do átomo permanecerá praticamente in alterado.
Por exemplo, a massa de um próton é aproximadamente 1836 maior que o valor de um elétron. Mas essas partículas microscópicas são muito importantes, porque podem facilmente deixar alguns átomos e se juntar a outros. Ao mesmo tempo, uma diminuição ou aumento em seu número leva apara alterar a carga do átomo. Se considerarmos um único átomo, seu número de elétrons será sempre variável. Eles estão constantemente saindo e voltando. Isso se deve ao movimento térmico e à perda de energia.
Especificidade química de um fenômeno físico
Quando há um movimento direcionado de partículas eletricamente carregadas, a massa atômica não é perdida? A composição do condutor muda? Este é um equívoco muito importante que confunde muitos. A resposta neste caso é apenas negativa. Isso se deve ao fato de que os elementos químicos são determinados não por sua massa atômica, mas pelo número de prótons que estão no núcleo. A presença ou ausência de elétrons/nêutrons não desempenha um papel neste caso. Na prática, fica assim:
- Adiciona ou subtrai elétrons. Acontece um íon.
- Adiciona ou subtrai nêutrons. Acontece um isótopo.
O elemento químico não muda. Mas com prótons, a situação é diferente. Se for apenas um, então temos hidrogênio. Dois prótons - e estamos falando de hélio. As três partículas são lítio. etc. Quem estiver interessado na continuação pode consultar a tabela periódica. Lembre-se: mesmo que uma corrente passe por um condutor mil vezes, sua composição química não mudará. Mas talvez de outra forma.
Eletrólitos e outros pontos interessantes
A peculiaridade dos eletrólitos é que é sua composição química que muda. Então, sob a influência da corrente,elementos eletrolíticos. Quando seu potencial se esgota, o movimento direcionado de partículas carregadas para. Esta situação se deve ao fato de que os portadores de carga nos eletrólitos são íons.
Além disso, existem elementos químicos sem elétrons. Um exemplo seria:
- Hidrogênio cósmico atômico.
- Todas as substâncias que estão no estado de plasma.
- Gases na alta atmosfera (não apenas a Terra, mas também outros planetas onde existem massas de ar).
- Conteúdo de aceleradores e colisores.
Também deve ser observado que, sob a influência de uma corrente elétrica, alguns produtos químicos podem literalmente desmoronar. Um exemplo bem conhecido é um fusível. O que parece em um nível micro? Os elétrons em movimento empurram os átomos em seu caminho. Se a corrente for muito forte, a rede cristalina do condutor não pode suportar e é destruída, e a substância é derretida.
Volta à velocidade
Anteriormente, este ponto foi tocado superficialmente. Agora vamos dar uma olhada mais de perto. Deve-se notar que o conceito da velocidade do movimento direcionado de partículas carregadas na forma de uma corrente elétrica não existe. Isso se deve ao fato de que diferentes valores estão interligados. Assim, um campo elétrico se propaga através de um condutor a uma velocidade próxima ao movimento da luz, ou seja, cerca de 300.000 quilômetros por segundo.
Sob sua influência, todos os elétrons começam a se mover. Mas sua velocidademuito pequeno. É aproximadamente 0,007 milímetros por segundo. Ao mesmo tempo, eles também correm aleatoriamente em movimento térmico. No caso de prótons e nêutrons, a situação é diferente. Eles são grandes demais para que os mesmos eventos aconteçam com eles. Como regra, não é necessário falar sobre sua velocidade tão próxima do valor da luz.
Parâmetros físicos
Agora vamos ver qual é o movimento de partículas carregadas em um campo elétrico do ponto de vista físico. Para fazer isso, vamos imaginar que temos uma caixa de papelão que contém 12 garrafas de refrigerante. Ao mesmo tempo, há uma tentativa de colocar outro contêiner ali. Vamos supor que deu certo. Mas a caixa mal sobreviveu. Quando você tenta colocar outra garrafa, ela quebra e todos os recipientes caem.
A caixa em questão pode ser comparada à seção transversal de um condutor. Quanto maior este parâmetro (fio mais grosso), mais corrente ele pode fornecer. Isso determina que volume o movimento direcionado de partículas carregadas pode ter. No nosso caso, uma caixa contendo de uma a doze garrafas pode facilmente cumprir sua finalidade (não estoura). Por analogia, podemos dizer que o condutor não queimará.
Se você exceder o valor indicado, o objeto falhará. No caso de um condutor, a resistência entrará em jogo. A lei de Ohm descreve muito bem o movimento direcionado de partículas eletricamente carregadas.
Relação entre diferentes parâmetros físicos
Por caixado nosso exemplo, você pode colocar mais um. Neste caso, não 12, mas até 24 garrafas podem ser colocadas por unidade de área. Adicionamos mais um - e há trinta e seis deles. Uma das caixas pode ser considerada como uma unidade física, análoga à tensão.
Quanto mais largo (reduzindo assim a resistência), mais garrafas (que em nosso exemplo substituem a corrente) podem ser colocadas. Ao aumentar a pilha de caixas, você pode colocar contêineres adicionais por unidade de área. Neste caso, a potência aumenta. Isso não destrói a caixa (condutor). Aqui está um resumo desta analogia:
- O número total de garrafas aumenta a potência.
- O número de recipientes na caixa indica a força atual.
- O número de caixas em altura permite que você julgue a tensão.
- A largura da caixa dá uma ideia da resistência.
Perigos possíveis
Já discutimos que o movimento direcionado de partículas carregadas é chamado de corrente. Deve-se notar que esse fenômeno pode ser perigoso para a saúde humana e até mesmo para a vida. Aqui está um resumo das propriedades da corrente elétrica:
- Proporciona aquecimento do condutor por onde passa. Se a rede elétrica doméstica estiver sobrecarregada, o isolamento gradualmente carbonizará e desmoronará. Como resultado, existe a possibilidade de um curto-circuito, o que é muito perigoso.
- A corrente elétrica, quando flui através de eletrodomésticos e fios, atenderesistência de elementos formando materiais. Portanto, ele escolhe o caminho que possui o valor mínimo para este parâmetro.
- Se ocorrer um curto-circuito, a intensidade da corrente aumenta acentuadamente. Isso libera uma quantidade significativa de calor. Pode derreter metal.
- Curto-circuito pode ocorrer devido à entrada de umidade. Nos casos discutidos anteriormente, objetos próximos acendem, mas neste caso, as pessoas sempre sofrem.
- Choque elétrico carrega um perigo significativo. É bem provável que seja até fatal. Quando uma corrente elétrica flui através do corpo humano, a resistência dos tecidos é bastante reduzida. Eles começam a esquentar. Nesse caso, as células são destruídas e as terminações nervosas morrem.
Problemas de segurança
Para evitar a exposição à corrente elétrica, você deve usar equipamento de proteção especial. O trabalho deve ser realizado com luvas de borracha utilizando tapete do mesmo material, hastes de descarga, bem como dispositivos de aterramento para locais de trabalho e equipamentos.
Os interruptores de circuito com várias proteções provaram ser bons como um dispositivo que pode salvar a vida de uma pessoa.
Além disso, não se deve esquecer as precauções básicas de segurança ao trabalhar. Se ocorrer um incêndio envolvendo equipamentos elétricos, apenas extintores de dióxido de carbono e pó podem ser usados. Estes últimos apresentam o melhor resultado no combate ao fogo, mas os equipamentos cobertos de poeira nem sempre podem ser restaurados.
Conclusão
Usando exemplos compreensíveis para qualquer leitor, descobrimos que o movimento ordenado e direcionado de partículas carregadas é chamado de corrente elétrica. Este é um fenômeno muito interessante, importante a partir das posições da física e da química. A corrente elétrica é uma assistente incansável do homem. No entanto, deve ser manuseado com cuidado. O artigo discute questões de segurança que devem ser observadas se não houver desejo de morrer.
