Elektřina je úžasná a potenciálně velmi nebezpečná věc. Kromě toho, že napájí naše spotřebiče, vytápí naše domovy, startuje auta a večer nám poskytuje nepřirozené osvětlení, je to také jedna ze základních sil, na kterých je vesmír založen. Vědět, co ji řídí, je zásadní pro to, abychom ji využívali v náš prospěch, stejně jako porozumět tomu, jak vesmír funguje.
Pro ty z nás, kteří tomu chtějí porozumět – snad kvůli tomu, abychom se stali elektrotechnikem, zručným domácím kutilem nebo jen uspokojili vědeckou zvědavost – je třeba mít na paměti některé základní pojmy. Potřebujeme například pochopit malou věc známou jako vodivost a kvalitu, která souvisí s odporem; které dohromady řídí tok elektrického proudu.
Definice:
Vodivost je měřítkem toho, jak snadno proudí elektřina po určité cestě elektrickým prvkem, a protože elektřina je tak často vysvětlována pomocí protikladů, je vodivost považována za opak odporu. Pokud jde o odpor a vodivost, vzájemný vztah mezi nimi lze vyjádřit pomocí následující rovnice:R = 1/G, G = 1/R; kdeRrovná se odpor aGrovná se vedení.
Další způsob, jak to reprezentovat, je:W=l/S, S=l/W, kdeV(řecké písmeno omega) představuje odpor aSpředstavuje Siemens, tedy měřítko vodivosti. Kromě toho lze Siemens měřit jejich porovnáním s ekvivalentem jednoho ampéru (A) na volt (V).
Jinými slovy, když proud o velikosti jednoho ampéru (1A) prochází součástkou, na které je napětí jeden volt (1V), potom je vodivost této součástky jeden Siemens (1S). To lze vyjádřit rovnicí:G = I / E, kdeGpředstavuje vodivost aAje napětí na součástce (vyjádřené ve voltech).
Teplota materiálu je určitě faktor, ale za předpokladu konstantní teploty lze vodivost materiálu vypočítat.
Měření:
Jednotka vodivosti odvozená od SI (International System) je známá jako Siemens, pojmenovaná po německém vynálezci a průmyslníkovi Ernstu Werner von Siemens. Protože vodivost je opakem odporu, obvykle se vyjadřuje jako převrácená hodnota jednoho ohmu – jednotky elektrického odporu pojmenované po George Simon Ohm – nebo jednoho mho (ohm hláskovaný pozpátku).
Nedávno byl tento termín přejmenován na Siemens, vyjádřeno notačním symbolemS. Faktory, které ovlivňují velikost odporu, jsou přesně stejné pro vodivost, ale ovlivňují vodivost opačným způsobem. Proto je vodivost přímo úměrná ploše a nepřímo úměrná délce materiálu.
Pro Universe Today jsme napsali mnoho článků o vodivosti. Zde je Co jsou elektrony? , Kdo objevil elektřinu? , Co je statická elektřina? , Co je elektromagnetická indukce? , a Jaké jsou použití elektromagnetů?
Pokud chcete více informací o vodivosti, podívejte se Vše o obvodech na další článek o vodivosti.
Nahráli jsme také celou epizodu Astronomy Cast o elektromagnetismu. Poslouchej tady, 103. díl: Elektromagnetismus .
Prameny: