Likström

De likström (CD) är flödet av partiklar laddade i samma riktning, normalt inuti en förare eller på annat sätt. Dessa laddade partiklar kan vara elektroner, i fallet med ett material som koppar eller joner av olika natur.

Detta är den typ av ström som genereras när ett batteri eller batteri är anslutet till en glödlampa för att slå på den, som visas i följande bild:

Figur 1.- Enkel likströmskrets. Källa: f. Zapata.

Det händer att metallatomer som koppar, silver och andra, har minst en elektron som lätt rör sig i materialet. Under normala förhållanden är denna rörelse slumpmässig, men så snart en potentiell skillnad mellan förarens ändar fastställs kan elektroner flyttas i samma riktning, vilket skapar en direkt elektrisk ström.

Eftersom metaller har dessa fria elektroner är de bra strömledare, men allt material kan leda elektriska strömmen i större eller mindre utsträckning.

Att vara strömmen och ett flöde av belastningar i tid, matematiskt definieras det som mängden elektrisk laddning ΔQ, som cirkulerar genom tvärsnittet av en förare under ett tidsintervall ΔT:

I = Δq/Δt

Enheten för elektrisk ström i det internationella systemet om det är amperium, förkortat till och motsvarande coulomb/andra (c/s).

Hur genereras likström?

Den likströmmen behöver en stängd krets för att flyta och kan genereras på flera sätt. En av de vanligaste är genom batterier (batterier), bränsleceller och ackumulatorer, som har två fasta terminaler och motsatta skyltar.

Inuti batterierna produceras kemiska reaktioner som skiljer de elektriska belastningarna och fastställer den nödvändiga potentialskillnaden för att strömmen ska inträffa.

Kan tjäna dig: de 31 typerna av kraft i fysik och deras egenskaper

Separerade belastningarna, elektronerna lämnar den negativa terminalen, där de har större potential och lockas till den positiva terminalen med mindre potential, rör sig i hela kretsen i samma riktning.

Med tiden minskar kemiska reaktioner och batteriet sliter. Trots att den nuvarande den producerar, och till och med minskas intensiteten, förblir den likström.

Växlande strömkonvertering till likström

figur 2. Likströmsschema och alternativ ström

En annan metod för att erhålla likström är genom omvandling av växlande ström. Strömmen som når hem är alternativ, därför förändras dess riktning cykliskt, men kan bli likström med vissa kretselement som dioder, kondensatorer och transformatorer.

Dessa element är ansvariga för att hålla strömmen flödande i en riktning. Låter lite komplicerat, men de nödvändiga kretsarna, kända som likriktningskretsar, är inte svåra att implementera. Den omvända processen, det vill säga att ändra likström till växelström är lite mer komplex, även om den också kan göras.

Den växlande strömmen är att föredra för massanvändning eftersom den lättare transporteras och distribueras och med mindre förluster, från de genererande stationerna. Av denna anledning, om en enhet är utformad för att fungera med likström, är den alltid utrustad med en enhet eller laddare att förmedla.

Likströmskretsar

En likströmskrets inkluderar en serie element som motstånd, kondensatorer och andra, anslutna genom att köra ledningar och matas en direktspänningskälla.

Det finns specifika symboler för vart och ett av dessa element, till exempel direktspänningskällor, som levererar likström symboliseras av två parallella linjer med olika längd eller en cirkel med symbolen för jämlikhet inuti.

Kan tjäna dig: böljande rörelse: egenskaper, typer av vågor, exempel

I följande bild V är spänningen och jag är den nuvarande. Observera att strömmen dras av batteriets positiva pol, även om det är känt att det är elektronerna, av negativ belastning, som bär strömmen. Detta görs genom konvention.

Figur 3. Spänningsymboler som används i likströmskretsar. Källa: f. Zapata.

Ett annat vanligt element i likströmskretsar är uthållighet. Alla förare har viss motstånd eller motstånd mot passagen och deras symbol är en dantad linje.

Glödlamentet har motstånd på detta sätt är kretsen i figur 1 schematiskt representerad som visas i den nedre figuren.

När S -omkopplaren är stängd kan strömmen flyta och passera genom motståndet R, vilket får glödlampa -glödtråden att tändas och också ge upp värmen.

Figur 4. Schematisk representation av en likströmskrets, till vänster med den öppna switchen finns det ingen ström, och till höger, med den stängda omkopplaren är en likström etablerad. Källa: f. Zapata.

Ohms lag

Ohms lag används för att lösa enkla likströmskretsar, såsom föregående avsnitt, som är giltiga för ett stort antal ledande material:

V = i ∙ r

Där v är spänningen är jag intensiteten hos strömmen och r är elektrisk motstånd. I de internationella systemenheterna mäts spänningen i volt (V), strömmen i AMP: er (A) och motståndet i ohm (ω).

Numeriskt exempel

Om motståndet hos den föregående kretsen är r = 150 Ω och spänningen är 12 V är strömmen som strömmar genom kretsen:

Kan tjäna dig: Balanseringsvektor: Beräkning, exempel, övningar

I = v/r = 12 V/150 Ω = 0.08 a

Likströmsapplikationer

Batterier och batterier

Batterierna och batterierna som driver klockor och leksaker levererar likström. De finns i olika storlekar och spänningar enligt designbehov.

Bilbatteriet är ett annat exempel på användning av likströmmen, tack vare vilket ljussystemet och startmotorn fungerar.

Lastare för bärbara datorer och mobiltelefoner

Den stora majoriteten av bärbar elektronisk utrustning för hushållsbruk matas med likström och är försedda med ett batteri och en laddare.

Fotovoltaiska celler

De består av elektroniska kretsar för att fånga och omvandla solljus till elektrisk energi genom fotoelektrisk effekt. Dessa enheter tillhandahåller alltid en likström, som kan konverteras till växelström av en investerare.

Exempel på likström

Som tidigare förklarats är likströmmen en som flyter i samma mening, men dess storlek kan vara varierande. Till exempel när ett gemensamt batteri laddas ner är strömmen det producerar mindre än när det var nytt.

I följande bilder visas olika exempel på likström, börjar med en konstant ström över tid. De andra är varierande, men allt flöde i samma riktning, därför är det direkta strömmar.

Konstant ström

Är det vars grafik aktuell vs tid Det är en horisontell linje, parallell med tidens axel.

Figur 5. Ständig likström. Källa: Wikimedia Commons.

Direkt variabel intensitetsström

Följande graf visar två direkta strömmar med variabel intensitet, erhållna från en alternativ signal med en lämplig krets:

Figur 6.- Två exempel på likström med variabel intensitet. Källa: Wikimedia Commons.

Intresse teman

Skillnader mellan växlande och likström.

Växlande strömkretsar.

Referenser

1. Bauer, w. 2011. Fysik för teknik och vetenskap. Volym 2. MC Graw Hill.
2. Giancoli, D.  2006. Fysik: Principer med applikationer. Sjätte. Ed Prentice Hall.
3.  Katz, D. 2013. Fysik för forskare och ingenjörer. Stiftelser och anslutningar. Cengage Learning.
4. Hewitt, Paul. 2012. Konceptuell fysisk vetenskap. Femte. Ed. Pearson.
5. Sears, Zemansky. 2016. Universitetsfysik med modern fysik. 14th. Ed. Volym 2. Pearson.