Що таке електричний струм?

Умови появи струму

Сучасна наука створила теорії, що пояснюють природні процеси. В основі багатьох процесів лежить одна з моделей будови атома, так звана планетарна модель. Відповідно до цієї моделі атом складається з позитивно зарядженого ядра і негативно зарядженого хмари з електронів, що оточує ядро. Різні речовини, що складаються з атомів, в більшості своїй стабільні і незмінні за своїми властивостями при незмінних умовах навколишнього середовища. Але в природі існують процеси, які можуть змінювати стабільний стан речовин і викликати в цих речовинах явище, зване електричним струмом.

Таким основним для природи процесом є тертя. Багато хто знає, що якщо волосся розчісувати гребінцем виготовленої з деяких видів пластику, мати на собі одяг з деяких видів тканини, виникає ефект прилипання. Волосся притягуються і прилипають до гребінці, те ж саме відбувається і з одягом. Пояснюється цей ефект тертям, яке порушує стабільність матеріалу гребінця або тканини. Електронне хмара може зміщуватися щодо ядра або частково руйнуватися. І в результаті речовина набуває електричний заряд, знак якого визначається будовою цієї речовини. Електричний заряд, що виникає в результаті тертя, називають електростатичним.

Виходить пара з заряджених речовин. Кожне з речовин має певний електричний потенціал. На простір між двома зарядженими речовинами діє електричне, в даному випадку електростатичне поле. Ефективність електростатичного поля залежить від величин потенціалів і визначається як різниця потенціалів або напруга.

• Коли виникає напруга, в просторі між потенціалами з`являється спрямований рух заряджених частинок речовин - електричний струм.

Де тече електрострум?

При цьому потенціали будуть зменшуватися, якщо тертя припиниться. І, врешті-решт, потенціали зникнуть, а речовини знову знайдуть стабільність.

Але якщо процес формування потенціалів і напруги буде тривати в сторону їх збільшення, ток також буде збільшуватися відповідно властивостям речовин, що заповнюють простір між потенціалами. Найбільш наочною демонстрацією такого процесу є блискавка. Тертя висхідного і низхідного потоків повітря один про одного приводить до появи величезної напруги. В результаті один потенціал формується висхідними потоками в небі, а інший спадними потоками в землі. І, врешті-решт, через властивості повітря виникає електрострум у вигляді блискавки.

• Першою причиною появи електричного струму є напруга.
• Другою причиною появи електроструму є простір, в якому діє напруга - його розміри і чим воно заповнене.

Напруга з`являється не тільки від тертя. Інші фізичні і хімічні процеси, які порушують врівноваженість атомів речовини, так само призводять до появи напруги. Напруга виникає тільки як результат взаємодії або

• одного речовини з іншою речовиною;
• одного або декількох речовин з полем або випромінюванням.

Напруга може з`явитися від:

• хімічної реакції, яка відбувається в речовині, як наприклад, у всіх батареях і акумуляторах, а також у всіх живих істот;
• електромагнітного випромінювання, як наприклад, в сонячних батареях і теплових електрогенераторах;
• електромагнітного поля, як наприклад, у всіх динамо-машинах.

Електрострум має природу відповідну речовини, в якому він тече. Тому розрізняється:

• в металах;

• в рідинах і газах;

• в напівпровідниках

В металах електрострум складається тільки з електронів, в рідинах і газах - з іонів, в напівпровідниках - з електронів і «дірок».

Постійний і змінний струм

Напруга щодо своїх потенціалів, знаки яких залишаються незмінними, може змінюватися тільки за величиною.

• При цьому з`являється постійний або імпульсний електричний струм.

Електрострум залежить від тривалості такої зміни і властивостей простору, заповненого речовиною між потенціалами.

• Але якщо знаки потенціалів змінюються і це призводить до зміни напрямку струму, він називається змінним, як і напруга, його визначає.

Життя і електрострум

Для кількісних і якісних оцінок електричного струму в сучасній науці і техніці використовуються певні закони і величини. Основними законами є:

• закон Кулона;
• закон Ома.

Шарль Кулон в 80-х роках 18 століття визначив появу напруги, а Георг Ом в 20-х роках 19 століття визначив появу електроструму.

У природі і людської цивілізації він використовується в основному як переносник енергії та інформації, а тема його вивчення і використання так само неосяжна, як і саме життя. Наприклад, дослідження показали, що всі живі організми живуть тому, що м`язи серця скорочуються від впливу імпульсів електроструму, що виробляється в організмі. Всі інші м`язи працюють аналогічно. Клітка при розподілі використовує інформацію на основі електроструму понад високих частот. Перелік подібних фактів з уточненнями можна продовжити в обсязі книги.

Вже багато зроблено відкриттів, пов`язаних з електричним струмом, і ще більше належить зробити. Тому, з появою нових інструментів для досліджень з`являються нові закони, матеріали та інші результати для практичного використання даного явища.