Цэнэглэгдсэн бөөмсийн чиглэсэн хөдөлгөөн гэж юу вэ? Олон хүмүүсийн хувьд энэ нь ойлгомжгүй газар боловч үнэн хэрэгтээ бүх зүйл маш энгийн байдаг. Тиймээс тэд цэнэглэгдсэн бөөмсийн чиглэсэн хөдөлгөөний тухай ярихдаа гүйдэл гэсэн үг юм. Үүний үндсэн шинж чанар, найруулгыг харцгаая, мөн түүнтэй ажиллахдаа аюулгүй байдлын асуудлыг авч үзье.
Ерөнхий мэдээлэл
Тодорхойлолтоос эхэл. Цахилгаан гүйдэл гэдэг нь цахилгаан талбайн нөлөөн дор явагддаг цэнэглэгдсэн хэсгүүдийн дараалсан (чиглүүлсэн) хөдөлгөөнийг үргэлж хэлдэг. Энэ тохиолдолд ямар төрлийн объектуудыг авч үзэж болох вэ? Бөөм гэдэг нь электрон, ион, протон, нүх гэсэн үг. Одоогийн хүч чадал юу болохыг мэдэх нь бас чухал юм. Энэ нь нэгж хугацаанд дамжуулагчийн хөндлөн огтлолоор урсах цэнэгтэй бөөмсийн тоо юм.
Үзэгдлийн мөн чанар
Бүх физик бодисууд атомаас үүссэн молекулуудаас тогтдог. Эдгээр нь элементүүдтэй (цөм ба электронууд түүнийг тойрон эргэдэг) тул эцсийн материал биш юм. Бүх химийн урвалууд нь бөөмсийн хөдөлгөөн дагалддаг. Жишээлбэл, электронуудын оролцоотойгоор зарим атомууд дутагдалтай, зарим нь илүүдэлтэй байдаг. Энэ тохиолдолд бодисууд нь эсрэг цэнэгтэй байдаг. Хэрэв тэдгээр нь хоорондоо холбоо барьвал нэгнийх нь электронууд нөгөө рүү шилжих хандлагатай болно.
Эхний бөөмсийн ийм физик шинж чанар нь цахилгаан гүйдлийн мөн чанарыг тайлбарладаг. Цэнэглэгдсэн бөөмсийн энэ чиглэлийн хөдөлгөөн нь утгууд тэнцэх хүртэл үргэлжилнэ. Энэ тохиолдолд өөрчлөлтийн хариу үйлдэл нь гинжин хэлхээ юм. Өөрөөр хэлбэл, явсан электроны оронд өөр нэг электрон орж ирдэг. Хөрш зэргэлдээх атомын хэсгүүдийг орлуулахад ашигладаг. Гэхдээ гинж үүгээр дуусдаггүй. Мөн электрон нь туйлын атом руу, жишээлбэл урсах гүйдлийн эх үүсвэрийн сөрөг туйлаас ирж болно.
Ийм нөхцөл байдлын жишээ бол зай юм. Дамжуулагчийн сөрөг талаас электронууд эх үүсвэрийн эерэг туйл руу шилждэг. Сөрөг халдвартай бүрэлдэхүүн хэсгийн бүх тоосонцор дуусах үед гүйдэл зогсдог. Энэ тохиолдолд батерей нь дуусчихсан гэж хэлдэг. Ийм байдлаар хөдөлж буй цэнэглэгдсэн бөөмсийн чиглэсэн хөдөлгөөний хурд хэд вэ? Энэ асуултад хариулах нь эхлээд харахад тийм ч хялбар биш юм.
Стрессийн үүрэг
Энэ ойлголтыг юунд ашигладаг вэ? Хүчдэл нь цахилгаан талбайн шинж чанар бөгөөд түүний дотор байрлах хоёр цэгийн боломжит зөрүү юм. Олон хүмүүсийн хувьд энэ нь төөрөгдүүлсэн мэт санагдаж магадгүй юм. Цэнэглэсэн хэсгүүдийн чиглэсэн (захиалсан) хөдөлгөөний тухайд та хүчдэлийг ойлгох хэрэгтэй.
Бидэнд энгийн нэг кондуктор байна гэж төсөөлье. Энэ нь зэс, хөнгөн цагаан гэх мэт металлаар хийсэн утас байж болно. Манай тохиолдолд энэ нь тийм ч чухал биш юм. Электроны масс 9.10938215(45)×10-31кг. Энэ нь нэлээд материаллаг гэсэн үг юм. Гэхдээ дамжуулагч металл нь хатуу байдаг. Тэгэхээр электронууд яаж түүгээр урсах вэ?
Яагаад металл бүтээгдэхүүнд гүйдэл байж болох вэ
Сургуульд сурч байхдаа бидний хүн нэг бүрд олж байсан химийн үндсэн мэдлэг рүү орцгооё. Хэрэв бодис дахь электронуудын тоо протоны тоотой тэнцүү байвал элементийн төвийг сахисан байдал хангагдана. Менделеевийн үечилсэн хуульд үндэслэн ямар бодистой харьцах ёстойг тодорхойлдог. Энэ нь протон ба нейтроны тооноос хамаарна. Цөм ба электронуудын массын хоорондох том ялгааг үл тоомсорлох боломжгүй юм. Хэрэв тэдгээрийг арилгавал атомын жин бараг өөрчлөгдөөгүй болно.
Жишээ нь протоны масс нь электроны хэмжээнээс ойролцоогоор 1836-аар их байна. Гэхдээ эдгээр бичил хэсгүүд нь маш чухал, учир нь тэд зарим атомыг амархан орхиж, бусадтай нэгдэж чаддаг. Үүний зэрэгцээ тэдний тоо буурах эсвэл нэмэгдэх нь хүргэдэгатомын цэнэгийг өөрчлөх. Хэрэв бид нэг атомыг авч үзвэл түүний электронуудын тоо үргэлж хувьсах болно. Тэд байнга орхиж, буцаж ирдэг. Энэ нь дулааны хөдөлгөөн болон эрчим хүчний алдагдалтай холбоотой.
Физик үзэгдлийн химийн өвөрмөц байдал
Цахилгаан цэнэглэгдсэн бөөмсийн чиглэсэн хөдөлгөөн байх үед атомын масс алдагдахгүй гэж үү? Кондукторын найрлага өөрчлөгддөг үү? Энэ бол олон хүнийг төөрөлдүүлж буй маш чухал буруу ойлголт юм. Энэ тохиолдолд хариулт нь зөвхөн сөрөг байна. Энэ нь химийн элементүүдийг атомын массаар нь биш, харин цөм дэх протоны тоогоор нь тодорхойлдогтой холбоотой юм. Энэ тохиолдолд электрон/нейтрон байгаа эсэх нь ямар ч үүрэг гүйцэтгэдэггүй. Практикт иймэрхүү харагдаж байна:
- Электрон нэмэх, хасах. Энэ нь ион болж хувирав.
- Нейтрон нэмэх эсвэл хасах. Энэ нь изотоп болж хувирав.
Химийн элемент өөрчлөгдөхгүй. Харин протоны хувьд байдал өөр байна. Хэрэв энэ нь зөвхөн нэг бол бидэнд устөрөгч байна. Хоёр протон - мөн бид гелийн тухай ярьж байна. Гурван бөөмс нь лити юм. гэх мэт. Үргэлжлэлийг сонирхож буй хүмүүс үечилсэн хүснэгтээс харж болно. Санаж байгаарай: гүйдэл дамжуулагчаар хэдэн мянган удаа дамжсан ч түүний химийн найрлага өөрчлөгдөхгүй. Гэхдээ өөрөөр байж магадгүй.
Электролит ба бусад сонирхолтой цэгүүд
Электролитийн онцлог нь химийн найрлага нь өөрчлөгддөгт оршино. Дараа нь гүйдлийн нөлөөн дорэлектролитийн элементүүд. Тэдний боломж дуусахад цэнэгтэй бөөмсийн чиглэсэн хөдөлгөөн зогсох болно. Энэ байдал нь электролитийн цэнэг зөөгч нь ион байдагтай холбоотой.
Үүнээс гадна электрон огт байхгүй химийн элементүүд байдаг. Жишээ нь:
- Атомын сансрын устөрөгч.
- Сийвэнгийн төлөвт байгаа бүх бодис.
- Агаар мандлын дээд давхарга дахь хий (зөвхөн дэлхий төдийгүй агаарын масстай бусад гаригууд).
- Хурдасгуур ба мөргөлдүүлэгчийн агуулга.
Цахилгаан гүйдлийн нөлөөн дор зарим химийн бодисууд шууд утгаараа сүйрч болно гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Сайн жишээ бол гал хамгаалагч юм. Энэ нь микро түвшинд ямар харагддаг вэ? Хөдөлгөөнт электронууд атомуудыг замд нь түлхэж өгдөг. Хэрэв гүйдэл маш хүчтэй байвал дамжуулагчийн болор тор нь тэсвэрлэх чадваргүй бөгөөд устаж, бодис хайлдаг.
Хурд руу буцах
Өмнө нь энэ асуудлыг өнгөцхөн хөндсөн. Одоо үүнийг илүү нарийвчлан авч үзье. Цахилгаан гүйдэл хэлбэрээр цэнэглэгдсэн хэсгүүдийн чиглэсэн хөдөлгөөний хурдны тухай ойлголт байхгүй гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Энэ нь өөр өөр үнэт зүйлс хоорондоо холбоотой байдагтай холбоотой юм. Тэгэхээр цахилгаан орон гэрлийн хөдөлгөөнтэй ойролцоо хурдтай, өөрөөр хэлбэл секундэд 300,000 км орчим хурдаар дамжуулагчаар дамжин тархдаг.
Түүний нөлөөн дор бүх электронууд хөдөлж эхэлдэг. Гэхдээ тэдний хурдмаш жижиг. Энэ нь секундэд ойролцоогоор 0.007 миллиметр юм. Үүний зэрэгцээ тэд дулааны хөдөлгөөнд санамсаргүй байдлаар гүйдэг. Протон ба нейтроны хувьд нөхцөл байдал өөр байна. Тэдэнд ижил үйл явдал тохиолдоход хэтэрхий том юм. Дүрмээр бол тэдний хурдыг гэрлийн утгатай ойролцоо ярих шаардлагагүй.
Физик параметрүүд
Одоо цахилгаан орон дахь цэнэгтэй бөөмсийн хөдөлгөөнийг физикийн үүднээс авч үзье. Үүнийг хийхийн тулд бид 12 лонх хийжүүлсэн ундаа агуулсан картон хайрцагтай байна гэж төсөөлөөд үз дээ. Үүний зэрэгцээ тэнд өөр нэг сав байрлуулах оролдлого гарч байна. Амжилттай болсон гэж бодъё. Гэвч хайрцаг бараг л амьд үлджээ. Өөр лонх хийх гэтэл хагарч, бүх сав унана.
Энэ хайрцгийг дамжуулагчийн хөндлөн огтлолтой харьцуулж болно. Энэ параметр өндөр байх тусам (зузаан утас) илүү их гүйдэл өгөх боломжтой. Энэ нь цэнэгтэй бөөмсийн чиглэсэн хөдөлгөөн ямар хэмжээтэй байхыг тодорхойлдог. Манай тохиолдолд нэгээс арван хоёр шилтэй хайрцаг нь зориулалтын зорилгоо хялбархан биелүүлж чаддаг (энэ нь хагарахгүй). Үүнтэй адилаар бид кондуктор шатахгүй гэж хэлж болно.
Хэрэв та заасан утгаас хэтэрвэл объект амжилтгүй болно. Кондукторын хувьд эсэргүүцэл гарч ирнэ. Ом-ын хууль нь цахилгаан цэнэгтэй бөөмсийн чиглэсэн хөдөлгөөнийг маш сайн дүрсэлдэг.
Өөр өөр физик параметрүүдийн хоорондын хамаарал
Нэг хайрцагтбидний жишээнээс та өөр нэгийг тавьж болно. Энэ тохиолдолд нэгж талбайд 12 биш, харин 24 шилийг байрлуулж болно. Бид дахиад нэгийг нэмээд гучин зургаа нь байна. Хайрцагуудын аль нэгийг хүчдэлтэй төстэй физик нэгж гэж үзэж болно.
Өргөн байх тусам (ингэснээр эсэргүүцлийг бууруулна) илүү олон шил (бидний жишээнд гүйдлийг орлуулдаг) байрлуулж болно. Хайрцагны овоолгыг нэмэгдүүлснээр та нэгж талбайд нэмэлт сав байрлуулж болно. Энэ тохиолдолд хүч нэмэгддэг. Энэ нь хайрцгийг (дамжуулагч) устгадаггүй. Энэ зүйрлэлийн хураангуй энд байна:
- Савны нийт тоо нь хүчийг нэмэгдүүлдэг.
- Хайрцаг дахь савны тоо нь одоогийн хүчийг харуулж байна.
- Өндөр хайрцагны тоо нь хүчдэлийг дүгнэх боломжийг олгоно.
- Хайрцагны өргөн нь эсэргүүцлийн тухай ойлголтыг өгдөг.
Боломжтой аюул
Цэнэглэсэн бөөмсийн чиглэсэн хөдөлгөөнийг гүйдэл гэж бид аль хэдийн ярьсан. Энэ үзэгдэл нь хүний эрүүл мэнд, тэр ч байтугай амь насанд аюултай байж болохыг тэмдэглэх нь зүйтэй. Цахилгаан гүйдлийн шинж чанаруудын хураангуй энд байна:
- Дамжуулж буй дамжуулагчийг халааж өгнө. Хэрэв гэр ахуйн цахилгааны сүлжээ хэт ачаалалтай бол тусгаарлагч нь аажмаар шатаж, нурах болно. Үүний үр дүнд богино холболт үүсэх магадлалтай бөгөөд энэ нь маш аюултай.
- Цахилгаан гүйдэл гэр ахуйн цахилгаан хэрэгсэл, утсаар урсах үед нийлдэг.материал үүсгэгч элементүүдийн эсэргүүцэл. Тиймээс энэ параметрийн хамгийн бага утгатай замыг сонгоно.
- Богино холболт үүссэн тохиолдолд гүйдлийн хүч огцом нэмэгддэг. Энэ нь ихээхэн хэмжээний дулаан ялгаруулдаг. Энэ нь метал хайлж чаддаг.
- Чийг орж ирснээс болж богино холболт үүсч болзошгүй. Өмнө дурьдсан тохиолдлуудад ойролцоох объектууд гэрэлтдэг ч энэ тохиолдолд хүмүүс үргэлж зовж байдаг.
- Цахилгаан цочрол нь ихээхэн аюул дагуулдаг. Энэ нь бүр үхэлд хүргэх магадлал өндөр байна. Хүний биед цахилгаан гүйдэл урсах үед эд эсийн эсэргүүцэл ихээхэн буурдаг. Тэд халж эхэлдэг. Энэ тохиолдолд эсүүд устаж, мэдрэлийн төгсгөлүүд үхдэг.
Аюулгүй байдлын асуудал
Цахилгаан гүйдэлд өртөхгүйн тулд та тусгай хамгаалалтын хэрэгсэл ашиглах ёстой. Ажлыг резинэн бээлийтэй ижил материалаар хийсэн дэвсгэр, гадагшлуулах саваа, түүнчлэн ажлын байр, тоног төхөөрөмжийн газардуулга ашиглан гүйцэтгэнэ.
Төрөл бүрийн хамгаалалттай хэлхээний унтраалга нь хүний амийг аврах төхөөрөмж болох нь батлагдсан.
Мөн ажиллахдаа аюулгүй байдлын үндсэн арга хэмжээг мартаж болохгүй. Цахилгаан тоног төхөөрөмжтэй холбоотой гал гарсан тохиолдолд зөвхөн нүүрстөрөгчийн давхар исэл, нунтаг гал унтраагчийг ашиглаж болно. Сүүлийнх нь гал түймэртэй тэмцэхэд хамгийн сайн үр дүнг харуулж байгаа боловч тоос шороонд дарагдсан төхөөрөмжийг үргэлж сэргээх боломжгүй.
Дүгнэлт
Уншигч бүрт ойлгомжтой жишээнүүдийг ашигласнаар бид цэнэглэгдсэн бөөмсийн дараалсан чиглэсэн хөдөлгөөнийг цахилгаан гүйдэл гэж нэрлэдэг болохыг олж мэдсэн. Энэ бол физик, химийн аль алиных нь байр сууринаас чухал ач холбогдолтой маш сонирхолтой үзэгдэл юм. Цахилгаан гүйдэл нь хүний уйгагүй туслах юм. Гэсэн хэдий ч үүнийг анхааралтай авч үзэх хэрэгтэй. Уг нийтлэлд үхэх хүсэл байхгүй тохиолдолд анхаарах ёстой аюулгүй байдлын асуудлуудыг авч үзсэн болно.
