سوال در مورد جریان الکتریکی


سوال در مورد جریان الکتریکی

نوشتهاز سوی افق رویداد در دوشنبه 14 مرداد 1398 - 17:05

یک برداشت غلط در مورد الکتریسیته، چشمه الکترون هاست. می توانید از ابزار فروشی شیلنگی بخرید که آب ندارد اما نمی توانید قطعه سیمی بخرید که الکترون نداشته باشد. چشمه الکترون های مدار، خود ماده تشکیل دهنده مدار است. برخی ها فکر می کنند برق دیوارهای خانه شان چشمه الکترون است. آنها به غلط گمان می کنند الکترون ها از نیروگاه برق و از طریق سیم ها به پریز دیوارهای خانه شان روان می شوند. این فرض غلط است. خروجی های خانه ها AC اند. در مدار AC الکترون ها در سیم جابجایی خالص ندارند. وقتی لامپ را به پریز می زنید انرژی از پریز به لامپ روان می شود، نه الکترون. انرژی ای که میدان الکتریکی تپنده حامل آن است باعث حرکت ارتعاشی الکترون هایی می شود که از پیش در رشته سیم وجود دارند. اگر ولتاژ 220 ولت به لامپ اعمال شود هر کولن باری که به ارتعاش درآورده شده است 220 ژول انرژی تلف می کند. بیشتر این انرژی الکتریکی بصورت گرما ظاهر می شد در حالیکه بخشی از ان به نور تبدیل می شود. نیروگاه های برق الکترون نمی فروشند، آنها انرژی می فروشند؛ خود شما الکترون ها را تامین می کنید. بنابراین وقتی شوک الکتریکی شما را تکان می دهد الکترون هایی که جریان را در بدن شما بوجود می آورند از بدن خودتان سرچشمه می گیرند. الکترون ها از سیم خارج نمی شوند تا با عبور از بدنتان به زمین بروند، انرژی این کار را می کند. انرژی صرفا باعث ارتعاش هماهنگ الکترون های آزاد موجود در بدنتان می شود. ارتعاش های مختصر گزگزی تولید می کنند؛ ارتعاش های شدید ممکن است کشنده باشند. پس الکترون های رسانش که موج زنان در یک لامپ رشته ای جلو و عقب می روند از منبع ولتاژ سرچشمه نمی گیرند. آنها از ابتدا در رشته هستند. منبع ولتاژ صرفا موج هایی از انرژی را در اختیارشان می گذارد.
مصرف کننده ها، مثل مثلا موتور الکتریکی، برق مصرف نمی کنند بلکه انرژی مصرف می کنند. هر مولد الکتریکی، برق تولید نمی کند بلکه انرژی تولید می کند. ولتاژ صفر به معنای انرژی صفر است.


الکترون فروشی

تعداد الکترون هایی که سالانه از داخل منازل، مغازه ها و کارگاه های یک شهر 50.000 نفری می گذرد چقدر است؟ صفر.
چون اصلا هیچ الکترونی از نیروگاه به خانه یا کارگاه روان نمی شود. این یک بد فهمی رایج است که براساس آن الکترون ها از کارخانه برق از طریق کابل ها راه می افتند و پس از طی یک مسافت نسبتا طولانی وارد منزل مصرف کننده می شوند. نیروی برق در شهرهای امروزی ac است. این گفته به این معنی است که الکترون ها از طریق کابل ها دست به یک مهاجرت دسته جمعی نمی زنند بلکه در هر ثانیه 60 بار در کابل ها به طرف جلو و عقب ارتعاش می کنند. سیم های برق محل عبور الکترون ها نیستند بلکه مسیری برای انتقال انرژی هستند. وقتی شما یک وسیله برقی را به برق می زنید انرژی وارد وسیله می شود و الکترون های موجود در قسمت رسانای آن را به ارتعاش وا می دارد. اگر شما الکترون تهیه کنید شرکت برق هم انرژی در اختیار شما می گذارد.
اگر هنگام تماس با برق ac دچار برق گرفتگی می شوید فراموش نکنید که الکترون هایی که جریان برق در بدن شما ایجاد می کنند قبلا در بدن شما حظور دارند. درواقع آنچه از بدن شما عبور می کند و به زمین می رود انرژی الکتریکی است نه الکترون.



سوال مهم:
طبق مطالب بالا، در جریان AC هیچ نوع الکترونی جابجا نمیشه بلکه در واقع این انرژیه که منتقل میشه. حالا سوال اینجاست که چرا اصطلاح جریان الکتریکی رو در مورد برق AC بکار می برند؟! در واقع اصطلاح جریان الکتریکی در مورد برق DC درسته اما در مورد AC نمیتونه درست باشه.
 
سپـاس : 5

ارسـال : 34


نام نویسی: 98/5/13

ذکر نشده

Re: سوال در مورد جریان الکتریکی

نوشتهاز سوی paradoxy در سه شنبه 15 مرداد 1398 - 01:11

یک جای حرفتون درسته و یک جاش غلطه، جایی که درسته اینه که ما داریم انرژی میخریم و نه الکترون هارو، صحیح، اما این قضیه برای جریان های dc هم صادقه و خاص ac نیست. در هر مدار بسته ای، بلااستثنا جا به جایی الکترون ها صفره، هر الکترون به جای اولش بر میگرده. اما فرق جریان ac و dc صرفا درین هست که اگر یک پتانسیل ثابت ایجاد کنیم، الکترون ها طبیعتا توی جریان مستقیم dc شروع به حرکت میکنند و مسیرشون رو در طول زمان عوض نمی کنند. خیلی عادی توی سیم میچرخن. اما اگه بیایم یه پتانسیل متغییر با زمان، مثلا $v\sin(\omega t)$ ایجاد کنیم در مدار، جریان هم به شکل سینوسی یا کسینوسی متغییر با زمان میشه و این یعنی الکترون ها ممکنه وسط مسیر تغییر جهت بدن و مثلا جای ساعتگرد، پادساعتگرد بچرخند. در هر دو حالت ما انرژی الکترون هارو میگیریم و نه خودشون رو، در دو حالت جا به جایی الکترون ها در هر دور کامل یا تناوب صفره.
نماد کاربر
 
سپـاس : 963

ارسـال : 1848


نام: داود حاجي تقي تهراني
سن: 15 سال
نام نویسی: 93/10/22

ذکر نشده

Re: سوال در مورد جریان الکتریکی

نوشتهاز سوی افق رویداد در سه شنبه 15 مرداد 1398 - 11:31

paradoxy نوشته است:یک جای حرفتون درسته و یک جاش غلطه، جایی که درسته اینه که ما داریم انرژی میخریم و نه الکترون هارو، صحیح، اما این قضیه برای جریان های dc هم صادقه و خاص ac نیست. در هر مدار بسته ای، بلااستثنا جا به جایی الکترون ها صفره، هر الکترون به جای اولش بر میگرده. اما فرق جریان ac و dc صرفا درین هست که اگر یک پتانسیل ثابت ایجاد کنیم، الکترون ها طبیعتا توی جریان مستقیم dc شروع به حرکت میکنند و مسیرشون رو در طول زمان عوض نمی کنند. خیلی عادی توی سیم میچرخن. اما اگه بیایم یه پتانسیل متغییر با زمان، مثلا $v\sin(\omega t)$ ایجاد کنیم در مدار، جریان هم به شکل سینوسی یا کسینوسی متغییر با زمان میشه و این یعنی الکترون ها ممکنه وسط مسیر تغییر جهت بدن و مثلا جای ساعتگرد، پادساعتگرد بچرخند. در هر دو حالت ما انرژی الکترون هارو میگیریم و نه خودشون رو، در دو حالت جا به جایی الکترون ها در هر دور کامل یا تناوب صفره.


خیلی ممنون و متشکرم بابت راهنمایی هاتون...
من این مطلبی رو که گذاشتم عینا از روی کتاب برداشته ام. با کل مطلب هم کاملا موافقم و با شناختی که از ماهیت برق توی ذهنم ایجاد کرده ام اصلا نمیتونم تصور دیگه ای از ماهیت برق ac و dc داشته باشم. ولی از همین مطلب سوالاتی برام پیش میاد. نمونه ش همین سوال ساده برام پیش میاد که چرا اصطلاح "جریان" رو برای برق ac بکار می برن؟ در حالیکه این کار اشتباهه. اصطلاح جریان فقط میتونه در مورد برق dc بکار بره چون فقط در جریان dc هست که الکترون ها داخل سیم جریان پیدا می کنن اما در برق ac الکترونی جریان نداره بلکه انرژی ای که مرکزش در نیروگاه قرار داده برامون کار انجام میده.

ببینید مطلب بالا بطور ساده اینو میگه: در برق ac این انرژی ساکن در نیروگاهه که موجب کار میشه. (درست مثل اینکه یک نفر در نیروگاه ایستاده و با یک دستش یک طناب رو گرفته و طناب رو بالا پایین میکنه و با این کارش انرژی رو به طرف دیگه طناب منتقل میکنه. یعنی در برق ac در یک نیم سیکل انرژی از فاز وارد نول میشه و در نیم سیکل بعدی انرژی از نول به طرف فاز گرفته میشه. گواهش مثلا ترانس؛ وقتی فازمتر رو به دو سر خروجی یک ترانس می زنیم در هر دو خروجی، فازمتر روشن میشه. ولی در جریان dc این حرکت الکترون هاست که موجب انجام کار می شه (مثل همون باتری که الکترون ها از یک طرف به طرف دیگه جریان پیدا کرده و موجب انجام کار میشن). یعنی انرژی پتانسیل باتری به انرژی جنبشی در داخل سیم تبدیل میشه و انرژی جنبشی، کار رو انجام میده).


لطفا یکم ساده تر توضیح بدید که بتونیم راحت تر مطلبو تحویل بگیریم...
 
سپـاس : 5

ارسـال : 34


نام نویسی: 98/5/13

ذکر نشده

Re: سوال در مورد جریان الکتریکی

نوشتهاز سوی paradoxy در سه شنبه 15 مرداد 1398 - 13:08

ببینید در فیزیک "اصطلاحات" تعریف کاملا مشخص و دقیقی دارند که این تعاریف هیچ کاری به شهود و تجربه روزمره ما نداره؛ هرچند در ابتدا این اصطلاحات از همین شهود و تجربه نشئت پیدا کردن و بنا به دلایل نظری یا عملی توسعه پیدا کردن. تعریف جریان در مدار های الکتریکی $I=\frac{dQ}{dt}$ یا $I=\frac{V}{R}$ هست. الا و بلا ما به $I$ میگیم جریان؛ اهمیتی نداره که $I$ به چه شکلی باشه. مثال طنابی که زدید؛ دقیق نیست. و من نمیدونم از چه کتابی مطالعه کردید؛ ولی یادتون باشه که همیشه مطالبی که میخونید رو با کتابای استاندارد هم مقایسه کنید. مثلا همین کتاب فیزیک 11م؛ یا ازون بهتر کتاب هالیدی جلد دوم که مربوط به الکتریسیته هست. ببینید خیلی بخوایم جریان ac رو شهودی کنیم؛ دقیقا چیزی میشه که بالا من گفتم. یعنی الکترون ها حرکت می کنند؛ سرعتشون رو به تدریج کم میکنند؛ یهو تغییر مسیر میدن و بعد سرعتشون رو زیاد میکنند؛ بعد سرعتشون رو دوباره کم می کنند، برای یک لحظه می ایستند و دوباره در جهت مخالف به حرکت میوفتند. ازین ساده‌‌تر فکر نمیکنم بشه جریان ac رو توصیف کرد. توی یک لوله آب هم میتونیم جریان ac داشته باشیم:

تصویر


نمیدونم چیش براتون عجیبه. پس اگه دوروز دیگه با شار جریان احتمال توی کوانتوم مواجه بشید که جریان رو بر حسب تغییرات سای توی یک حجم دیفرانسیلی اندازه میگیره چیکار میخواید بکنید؟
نماد کاربر
 
سپـاس : 963

ارسـال : 1848


نام: داود حاجي تقي تهراني
سن: 15 سال
نام نویسی: 93/10/22

ذکر نشده

Re: سوال در مورد جریان الکتریکی

نوشتهاز سوی assarzadeh در سه شنبه 22 مرداد 1398 - 21:48

آقا داود
چطوری این فایل متحرک اخیرو توی پاسخ ارسالیت قرار دادی؟! smile042
نماد کاربر
 
سپـاس : 57

ارسـال : 106


نام: امیر عصارزاده
سن: 31 سال
نام نویسی: 93/10/12

مرد

Re: سوال در مورد جریان الکتریکی

نوشتهاز سوی paradoxy در سه شنبه 22 مرداد 1398 - 22:12

assarzadeh نوشته است:آقا داود
چطوری این فایل متحرک اخیرو توی پاسخ ارسالیت قرار دادی؟! smile042

سلام، هروقت خواستید ببینید کاربرای دیگه چطور پستشون رو نوشتن روی گزینه نقل قول بالا بزنید تا متن نوشتشون به همراه لینکا و عکسایی که گذاشتن نشون داده بشه. توی این مورد؛ من لینک گیف که https://cdn.sparkfun.com/assets/a/0/7/b ... 8b4567.gif بود رو با موس آبی کردم و روی img توی ویرایشگر هوپا زدم. یعنی

کد: گزینش همه
[center][img]https://cdn.sparkfun.com/assets/a/0/7/b/a/522783e0757b7fc2168b4567.gif[/img][/center]

اون center هم برای این زدم که عکس وسط بیاد.
نماد کاربر
 
سپـاس : 963

ارسـال : 1848


نام: داود حاجي تقي تهراني
سن: 15 سال
نام نویسی: 93/10/22

ذکر نشده


بازگشت به فیزیک الکتریسیته و مغناطیس

چه کسی هم اکنون اینجاست ؟

کاربرانی که در این تالار هستند: بدون کاربران عضو شده و 4 مهمان