Gelijkstroom

De Gelijkstroom (CD) is de stroom van deeltjes geladen in dezelfde richting, normaal in een bestuurder of andere middelen. Deze geladen deeltjes kunnen elektronen zijn, in het geval van een materiaal zoals koper, of ionen van verschillende aard.

Dit is het type stroom dat wordt gegenereerd wanneer een batterij of batterij is aangesloten op een lamp om deze in te schakelen, zoals weergegeven in de volgende afbeelding:

Figuur 1.- Eenvoudig directe stroomcircuit. Bron: f. Zapata.

Het gebeurt dat metaalatomen zoals koper, zilver en anderen ten minste één elektron hebben dat gemakkelijk binnen het materiaal beweegt. Onder normale omstandigheden is deze beweging willekeurig, maar zodra een potentieel verschil tussen de uiteinden van de bestuurder is vastgesteld, kunnen elektronen in dezelfde richting worden verplaatst, waardoor een directe elektrische stroom ontstaat.

Aangezien metalen deze vrije elektronen hebben, zijn het goede stroomgeleiders, maar alle materialen kunnen elektrische stroom in meer of mindere mate leiden.

Als de stroom en een stroom van belastingen in de tijd, wordt het wiskundig gedefinieerd als de hoeveelheid elektrische lading ΔQ, die door de dwarsdoorsnede van een stuurprogramma circuleert tijdens een tijdsinterval AT:

I = ΔQ/Δt

De eenheid voor elektrische stroom in het internationale systeem als het het ampère is, afgekort aan en gelijkwaardig is aan de coulomb/tweede (c/s).

Hoe wordt directe stroom gegenereerd?

De directe stroom heeft een gesloten circuit nodig om te stromen en kan op verschillende manieren worden gegenereerd. Een van de meest voorkomende is via batterijen (batterijen), brandstofcellen en accumulatoren, die twee vaste terminals en tegengestelde tekens hebben.

Binnen de batterijen worden chemische reacties geproduceerd die de elektrische belastingen scheiden en het noodzakelijke potentiaalverschil voor de stroom kunnen optreden.

Kan u van dienst zijn: de 31 soorten kracht in de natuurkunde en hun kenmerken

De belastingen gescheiden, de elektronen verlaten de negatieve terminal, waar ze een groter potentieel hebben en worden aangetrokken tot de positieve terminal van minder potentieel, die door het circuit in dezelfde richting beweegt.

Na verloop van tijd nemen de chemische reacties af en slijt de batterij uit. Ondanks dat de stroom die het produceert, zelfs verminderde intensiteit, blijft het direct stroom.

Afwisselend huidige conversie naar directe stroom

Figuur 2. Direct stroomschema en afwisselend stroom

Een andere methode om directe stroom te verkrijgen is door de conversie van de wisselstroom. De stroom die huizen bereikt, is alternatief, daarom verandert de richting cyclisch, maar kan de directe stroom worden met bepaalde circuitelementen zoals diodes, condensatoren en transformatoren.

Deze elementen zijn verantwoordelijk voor het in één richting stroomt. Klinkt een beetje ingewikkeld, maar de benodigde circuits, bekend als gelijkrichtingscircuits, zijn niet moeilijk te implementeren. Het omgekeerde proces, dat wil zeggen, om directe stroom te veranderen in afwisselende stroom is een beetje complexer, hoewel het ook kan worden gedaan.

De wisselstroom heeft de voorkeur voor massa -gebruik omdat deze gemakkelijker wordt getransporteerd en gedistribueerd, en met minder verliezen, van de genererende stations. Om deze reden, als een apparaat is ontworpen om te werken met directe stroom, is het altijd uitgerust met een apparaat of oplader waarmee hij kan worden overgedragen.

Directe huidige circuits

Een directe stroomcircuit omvat een reeks elementen zoals weerstanden, condensatoren en andere, verbonden door het besturen van draden en een directe spanningsbron gevoed.

Er zijn specifieke symbolen voor elk van deze elementen, bijvoorbeeld directe spanningsbronnen, die DC -stroom leveren, worden gesymboliseerd door twee parallelle lijnen van verschillende lengte of een cirkel met het symbool van gelijkheid binnenin.

Kan u van dienst zijn: golvende beweging: kenmerken, soorten golven, voorbeelden

In de volgende afbeelding V is de spanning en ik is de stroom. Merk op dat de stroom wordt getekend door de positieve pool van de batterij, hoewel het bekend is dat het de elektronen zijn, van negatieve belasting, die de stroom dragen. Dit wordt door conventie gedaan.

figuur 3. Spanningssymbolen gebruikt in directe stroomcircuits. Bron: f. Zapata.

Een ander veel voorkomend element in directe stroomcircuits is uithoudingsvermogen. Alle bestuurders hebben enige oppositie of weerstand tegen de doorgang van de stroom en hun symbool is een geteisterde lijn.

De bolfilament heeft weerstand, op deze manier wordt het circuit in figuur 1 schematisch weergegeven zoals getoond in de onderste figuur.

Zodra de S -schakelaar is gesloten, kan de stroom stromen en door de weerstand R gaan, waardoor de bolgflaament oplicht en ook warmte afgeeft.

Figuur 4. Schematische weergave van een directe stroomcircuit, links met de open schakelaar is er geen stroom, en rechts, met de gesloten schakelaar is een directe stroom gevestigd. Bron: f. Zapata.

De wet van Ohm

De wet van Ohm wordt gebruikt om eenvoudige directe huidige circuits zoals de vorige sectie op te lossen, en is geldig voor een groot aantal geleidende materialen:

V = i ∙ r

Waar V de spanning is, is ik de intensiteit van de stroom en R is de elektrische weerstand. In de internationale systeemeenheden wordt de spanning gemeten in volt (v), de stroom in versterkers (a) en de weerstand in ohm (ω).

Numeriek voorbeeld

Als de weerstand van het vorige circuit r = 150 Ω is en de spanning 12 V is, is de stroom die door het circuit stroomt:

Kan u van dienst zijn: Balancing Vector: berekening, voorbeelden, oefeningen

I = V/R = 12 V/150 Ω = 0.08 A

Directe huidige toepassingen

Batterijen en batterijen

De batterijen en batterijen die horloges en speelgoed bedienen, leveren directe stroom. Ze zijn er in verschillende maten en spanningen volgens ontwerpbehoeften.

De auto -batterij is een ander voorbeeld van het gebruik van de directe stroom, waarmee het lichtsysteem en de startmotor werken.

Laders voor laptops en mobiele telefoons

De overgrote meerderheid van draagbare elektronische apparatuur voor huishoudelijk gebruik wordt gevoed met directe stroom en is voorzien van een batterij en een oplader.

Fotovoltaïsche cellen

Ze bestaan ​​uit elektronische circuits om zonlicht te vangen en om te zetten in elektrische energie door foto -elektrisch effect. Deze apparaten bieden altijd een directe stroom, die door een belegger kan worden omgezet in wisselstroom.

Direct huidige voorbeelden

Zoals eerder uitgelegd, is de directe stroom een ​​die in dezelfde zin stroomt, maar de grootte ervan kan variabel zijn. Bijvoorbeeld wanneer een gemeenschappelijke batterij wordt gedownload, is de huidige die deze produceert minder dan wanneer deze nieuw was.

In de volgende afbeeldingen worden verschillende voorbeelden van directe stroom getoond, beginnend met een constante stroom in de tijd. De anderen zijn variabel, echter alle stroom in dezelfde richting, daarom zijn het directe stromen.

Constante stroom

Is dat wiens afbeeldingen Huidige versus tijd Het is een horizontale lijn, parallel aan de as van die tijd.

Figuur 5. Constante directe stroom. Bron: Wikimedia Commons.

Directe variabele intensiteitsstroom

De volgende grafiek toont twee directe stromen van variabele intensiteit, verkregen uit een alternatief signaal door een geschikt circuit:

Figuur 6.- Twee voorbeelden van directe stroom van variabele intensiteit. Bron: Wikimedia Commons.

Thema's van belangstelling

Verschillen tussen afwisselende en directe stroom.

Afwisselende stroomcircuits.

Referenties

1. Bauer, W. 2011. Fysica voor engineering en wetenschappen. Deel 2. MC Graw Hill.
2. Giancoli, D.  2006. Fysica: principes met toepassingen. 6e. Ed Prentice Hall.
3.  Katz, D. 2013. Natuurkunde voor wetenschappers en ingenieurs. Stichtingen en verbindingen. Cengage leren.
4. Hewitt, Paul. 2012. Conceptuele fysieke wetenschap. 5e. ED. Pearson.
5. Sears, Zemansky. 2016. Universitaire natuurkunde met moderne natuurkunde. 14e. ED. Deel 2. Pearson.