Famaritana ny herinaratra
Ao anatin'ny mpitondra herinaratra toy ny varahina, dia misy elektrôna izay mihetsika malalaka sy kisendrasendra amin'ny hafainganam-pandeha avo lenta saingy tsy afa-miala amin'ny metaly. Ireo elektrôna izay afaka mihetsika malalaka dia antsoina hoe elektrôna afaka. Na dia mihetsika malalaka amin'ny lafiny rehetra aza ny elektrôna, dia tsy misy fikorianan'ny elektrôna amin'ny lafiny iray manokana. Mitranga io toe-javatra io rehefa tsy misy fahasamihafana mety hitranga eo amin'ny tendrony roa amin'ny tariby varahina.
Rehefa ampifandraisina amin'ny loharanon-jiro ny tariby, dia misy fahasamihafan'ny hery mety hitranga eo amin'ny tendrony roa amin'ny tariby varahina, ka mamorona saha elektrika ao amin'ny tariby varahina. Ny fisian'ny saha elektrika dia mahatonga ny elektrôna afaka hiaina hery elektrika F = q E = e E, izay F = hery elektrika, e = fiampangana elektrôna, E = saha elektrika . Ny hery elektrika dia mahatonga ny elektrôna mihetsika malalaka rehetra hiaina hafainganana iraisana amin'ny lalana mitovy amin'ny hery elektrika.
Ireo elektrôna afaka ireo, miara-mihetsika, dia eo anelanelan'ireo atôma tsy mihetsika ao amin'ny tariby varahina, ka mahatonga ny elektrôna rehetra hifandona amin'ireo atôma ireo. Ireo fifandonana ireo dia mahatonga ny elektrôna afaka hanova ny lalany mihetsika. Ireo elektrôna rehetra ireo dia iharan'ny hery elektrika tsy tapaka, ka mahatonga azy ireo hihafaingana amin'ny lalana mitovy amin'ny hery elektrika. Rehefa avy mihetsika vetivety, dia mifandona indray amin'ireo atôma ao amin'ny tariby varahina ireo elektrôna afaka. Na izany aza, ireo elektrôna afaka dia iharan'ny hery elektrika foana, ka mahatonga ny elektrôna rehetra hihafaingana indray.
Koa, ankoatra ny fihetsehana kisendrasendra amin'ny lalana samihafa, ny elektrôna afaka rehetra dia miara-mihetsika miadana amin'ny lalana izoran'ny hery elektrika ary amin'ny lalana mifanohitra amin'ny saha elektrika. Ny lalana izoran'ny saha elektrika dia avy amin'ny hery elektrika avo lenta mankany amin'ny hery elektrika ambany, raha ny elektrôna kosa dia mifindra avy amin'ny hery ambany mankany amin'ny hery avo lenta. Ny fihetsehana kisendrasendra ataon'ny elektrôna afaka tsirairay dia manana hafainganam-pandeha haingana dia haingana, raha ny fihetsehana iraisan'ny elektrôna afaka amin'ny lalana izoran'ny hery elektrika kosa dia manana hafainganam-pandeha miadana dia miadana. Io fihetsehana iraisan'ny elektrôna afaka amin'ny lalana izoran'ny hery elektrika io dia antsoina koa hoe hafainganam-pandeha mikoriana.
Ny herinaratra dia faritana ho ny fikorianan'ny fiampangana herinaratra amin'ny alalan'ny fizarana mitsivalana amin'ny mpitarika iray mandritra ny elanelam-potoana voafaritra. Araka ny fifanarahana, ny lalana izoran'ny herinaratra dia mitovy amin'ny lalana izoran'ny fiampangana tsara. Natao io fifanarahana io talohan'ny nahafantarana fa ny tena mihetsika ao amin'ny mpitarika iray dia elektrôna afaka sy miiba. Mifanohitra amin'ny lalana izoran'ny herinaratra ny lalana izoran'ny elektrôna ao amin'ny mpitarika iray. Noho izany, rehefa miresaka momba ny herinaratra mikoriana ao amin'ny mpitarika iray, ny tiana holazaina dia ny fikorianan'ny fiampangana tsara, fantatra ihany koa amin'ny hoe herinaratra mahazatra satria vokatry ny fifanarahana izany.
Raikipohy momba ny herinaratra
Ara-matematika, ny fikorianan'ny herinaratra dia aseho amin'ny alalan'ny fampitoviana:
I = ΔQ / Δt
Famaritana ny raikipohy: I = courant elektrika, ΔQ = habetsaky ny fiampangana herinaratra, Δt = elanelam-potoana.
Singa iray amin'ny herinaratra
Coulomb no singa mamaritra ny fiampangana herinaratra, segondra kosa no singa mamaritra ny fotoana, ka Coulomb/segondra no singa mamaritra ny fikorianan'ny herinaratra. Antsoina koa hoe Ampere ny Coulomb/segondra , izay nomena anarana avy amin'ilay mpahay fizika frantsay, Andre Marie Ampere (1775-1836). 1 Ampere = 1 Coulomb/segondra (1 A = 1 C/s). Raha lazaina amin'ny teny hafa, ny fikorianan'ny herinaratra 1 Ampere dia mitovy amin'ny fiampangana herinaratra 1 Coulomb mandalo amin'ny velaran-tariby mandritra ny 1 segondra. Ankoatra ny aseho amin'ny Amperes, ny fikorianan'ny herinaratra dia aseho amin'ny milliamperes (1 mA = 10 -3 A), microamperes (1 μA = 10 -6 A), nanoamperes (1 nA = 10 -9 A) na picoamperes (1 pA = 10 -12 A).
Ohatra fanontaniana faha-1:
Misy herinaratra 2 Ampere mikoriana mamaky tariby mandritra ny 8 segondra. Fantaro ny haben'ny fiampangana mandalo teboka iray sy ny isan'ny elektrôna ao amin'io fiampangana io!
Discussion
Fantatra fa:
Rivotra elektrika (I) = 1 Ampere
Elanelana fotoana (t) = 2 segondra
Nanontany hoe: fiampangana (Q) sy isan'ny elektrôna (e)
Valiny:
Raikipohy momba ny herinaratra:
I = Q/t
Famaritana ny raikipohy: I = herinaratra mikoriana, Q = herinaratra mikoriana, t = elanelam-potoana
Fiakaran'ny herinaratra:
Q = I t = (2 Ampere)(8 segondra) = 16 Coulomb.
Ny fiampangana elektrôna iray dia 1,6 x 10 -19 Coulombs, ka ny fiampangana 16 Coulombs dia manana elektrôna mitovy amin'ny 16 C / 1,6 x 10 -19 Coulombs = 10 x 10 19 elektrôna.
Rivotra elektrika, hafainganam-pandehan'ny fivezivezena ary hakitroky ny rivotra
Eritrereto hoe misy fiampangana tsara mihetsika miankavanana miaraka amin'ny hafainganam-pandeha v manaraka ny lalana misy saha elektrika E ao anaty mpitarika iray manana velaran-tany fizarana A. Ny fiampangana tsara dia mihetsika amin'ny halavirana s = vt mandritra ny elanelam-potoana t.
Raha n ny isan'ny poti-javatra misy fiampangana isaky ny volume (hakitroky ny poti-javatra misy fiampangana) ary A s = A vt ny volume-n'ny conducteur, dia n A v t ny isan'ny poti-javatra misy fiampangana ao amin'ny volume-n'ny conducteur. Raha q ny poti-javatra misy fiampangana tsirairay dia Q = nq A v t ny habetsaky ny fiampangana mandalo amin'ny faran'ny conducteur mandritra ny elanelam-potoana t. Noho izany, ny courant elektrika mikoriana amin'ny faran'ny conducteur dia I = Q/t = nq A v. Raha J = I/A = nq v kosa ny hakitroky ny courant na courant isaky ny velaran-tany A. Azo tsoahina fa ny courant mikoriana ao amin'ny conducteur dia vokatry ny fampitomboana ny hakitroky ny poti-javatra misy fiampangana (n), ny haben'ny fiampangana ny poti-javatra tsirairay (q), ny velaran-tany mikoriana amin'ny conducteur (A) ary ny hafainganam-pandehan'ny fivezivezen'ny poti-javatra misy fiampangana (v).
Halalino ity ohatra olana manaraka ity mba hahatakarana ny fahasamihafana misy eo amin'ny hafainganam-pandehan'ny poti-javatra misy fiampangana tsirairay sy ny hafainganam-pandehan'ny fivezivezen'ny poti-javatra misy fiampangana rehetra.
Ohatra fanontaniana faha-2:
Misy courant tsy miova 10 Ampere mikoriana ao anaty tariby varahina manana velaran-tany 3 x 10-6 m2. Ny hakitroky ny elektrôna afaka dia 8,4 x 1028 elektrôna/m3Fantaro ny hafainganam-pandehan'ny fivezivezen'ireo elektrôna afaka!
Discussion
Fantatra fa:
Rivotra elektrika (I) = 10 Ampere
Velaran'ny fizarana tariby (A) = 3 x 10-6 m2
Hakitry ny elektrôna afaka (n) = 8,4 x 1028 m-3
Fiakaran'ny elektrôna (q) = 1,6 x 10-19 C
Nanontany hoe: Hafainganam-pandehan'ny elektrôna malalaka (v)
Valiny:
Ny hafainganam-pandehan'ny elektrôna dia kajy amin'ny fampiasana ny raikipohy teo aloha:
Famaritana: I = courant elektrika, n = hakitroky ny poti-javatra misy fiampangana = hakitroky ny elektrôna afaka, q = fiampangana elektrôna iray, A = velaran'ny fizarana miampita amin'ny mpitondra, v = hafainganam-pandehan'ny fivezivezen'ny elektrôna
Ny hafainganam-pandehan'ny fivezivezen'ny elektrôna dia 0,248 x 10 -3 metatra/segondra = 0,248 milimetatra/segondra.
Miara-mihetsika ao anaty tariby amin'ny hafainganam-pandeha 0,248 milimetatra isan-tsegondra ny elektrôna afaka. Raha lazaina amin'ny teny hafa, isaky ny segondra dia mihetsika 0,248 milimetatra ny elektrôna afaka rehetra. Hafainganam-pandeha miadana dia miadana izany. Raha miadana toy izany ny fihetsehan'ny elektrôna afaka, nahoana ny jiro elektrika no mirehitra avy hatrany rehefa avy mirehitra ny switch?
Mba hahatakarana izany, diniho ny fikorianan'ny elektrôna ao anaty conducteur toy ny fikorianan'ny rano ao anaty fantsona. Raha feno rano ny fantsona, dia raha mifandray amin'ny paompy ny tendrony iray amin'ny fantsona, dia hikoriana avy hatrany avy amin'ny ilany ilany ny rano. Toy izany koa, misy elektrôna afaka ao amin'ny tariby varahina sy ny tariby takamoa. Rehefa alefa ny switch, dia misy saha elektrika miteraka hafainganam-pandeha manakaiky ny hafainganam-pandehan'ny hazavana (hafainganam-pandehan'ny hazavana = 3 x 108 metatra /segondra), izay mahatonga ireo elektrôna afaka hiara-hihetsika avy hatrany. Efa misy elektrôna afaka ao amin'ny tariby takamoa, ka mirehitra avy hatrany ny takamoa.
