9.S: Sasa na Upinzani (Muhtasari)

Masharti muhimu

ampere (amp)	SI kitengo cha sasa;\(\displaystyle 1A=1C/s\)
mzunguko	kamili njia ambayo sasa umeme husafiri pamoja
sasa ya kawaida	sasa ambayo inapita kupitia mzunguko kutoka terminal nzuri ya betri kupitia mzunguko hadi terminal hasi ya betri
joto kali	joto ambalo nyenzo hufikia superconductivity
wiani wa sasa	mtiririko wa malipo kupitia eneo la msalaba-Sectional kugawanywa na eneo
diode	kifaa cha mzunguko wa nonohmic ambayo inaruhusu mtiririko wa sasa katika mwelekeo mmoja tu
drift kasi	kasi ya malipo kama inakwenda karibu nasibu kwa njia ya kondakta, inakabiliwa na migongano mbalimbali, wastani juu ya urefu wa kondakta, ambaye ukubwa wake ni urefu wa conductor alisafiri kugawanywa na wakati inachukua kwa ajili ya mashtaka ya kusafiri urefu
conductivity	kipimo cha uwezo wa vifaa vya kufanya au kusambaza umeme
umeme wa sasa	kiwango ambacho malipo inapita,\(\displaystyle I=\frac{dQ}{dt}\)
nguvu za umeme	kiwango cha wakati wa mabadiliko ya nishati katika mzunguko wa umeme
Josephson makutano	makutano ya vipande viwili vya vifaa vya superconducting vinavyotengwa na safu nyembamba ya nyenzo za kuhami, ambazo zinaweza kubeba supercurrent
Meissner athari	jambo kwamba hutokea katika vifaa superconducting ambapo mashamba yote magnetic ni kufukuzwa
isiyo ya kawaida	aina ya nyenzo ambazo sheria ya Ohm halali
ohm	(\(\displaystyle Ω\)) kitengo cha upinzani wa umeme,\(\displaystyle 1Ω=1V/A\)
ohmic	aina ya nyenzo ambazo sheria ya Ohm halali, yaani, kushuka kwa voltage kwenye kifaa ni sawa na nyakati za sasa upinzani
Sheria ya Ohm	empirical uhusiano na kusema kwamba sasa mimi ni sawia na tofauti uwezo V; mara nyingi imeandikwa kama\(\displaystyle V=IR\), ambapo R ni upinzani
upinzani	mali ya umeme ambayo huzuia sasa; kwa vifaa vya ohmic, ni uwiano wa voltage hadi sasa,\(\displaystyle R=V/I\)
resistivity	mali ya ndani ya nyenzo, huru ya sura yake au ukubwa, moja kwa moja sawa na upinzani, uliotajwa na\(\displaystyle ρ\)
schematic	uwakilishi wa graphical wa mzunguko kwa kutumia alama sanifu kwa vipengele na mistari imara kwa waya kuunganisha vipengele
SQUID	(Superconducting Quantum Kuingiliwa Kifaa) kifaa ambayo ni magnetometer nyeti sana, kutumika kupima mashamba ya hila sana magnetic
conductivity	jambo ambalo hutokea katika vifaa vingine ambapo upinzani unakwenda kwa sifuri hasa na mashamba yote ya magnetic yanafukuzwa, ambayo hutokea kwa kasi kwa joto la chini\(\displaystyle (T_C)\)

Mlinganyo muhimu

Wastani wa sasa wa umeme	\(\displaystyle I_{ave}=\frac{ΔQ}{Δt}\)
Ufafanuzi wa ampere	\(\displaystyle 1A=1C/s\)
Umeme wa sasa	\(\displaystyle I=\frac{dQ}{dt}\)
Drift kasi	\(\displaystyle v_d=\frac{I}{nqA}\)
Uzito wa sasa	\(\displaystyle I=∬_{area}\vec{J}⋅d\vec{A}\)
Resistivity	\(\displaystyle ρ=\frac{E}{J}\)
Maneno ya kawaida ya sheria ya Ohm	\(\displaystyle V=IR\)
Resistivity kama kazi ya joto	\(\displaystyle ρ=ρ_0[1+α(T−T_0)]\)
Ufafanuzi wa upinzani	\(\displaystyle R≡\frac{V}{I}\)
Upinzani wa silinda ya nyenzo	\(\displaystyle R=ρ\frac{L}{A}\)
Utegemezi wa joto la upinzani	\(\displaystyle R=R_0(1+αΔT)\)
Nguvu ya umeme	\(\displaystyle P=IV\)
Nguvu imeshuka na kupinga	\(\displaystyle P=I^2R=\frac{V^2}{R}\)

Muhtasari

9.2 Sasa Umeme

• Wastani wa umeme wa sasa\(\displaystyle I_{ave}\) ni kiwango ambacho malipo hutoka, iliyotolewa na\(\displaystyle I_{ave}=\frac{ΔQ}{Δt}\), wapi\(\displaystyle ΔQ\) kiasi cha malipo kinachopita eneo kwa wakati\(\displaystyle Δt\).
• Sasa umeme wa haraka, au tu sasa mimi, ni kiwango ambacho malipo inapita. Kuchukua kikomo kama mabadiliko katika wakati inakaribia sifuri, tuna\(\displaystyle I=\frac{dQ}{dt}\),\(\displaystyle \frac{dQ}{dt}\) wapi wakati derivative ya malipo.
• Mwelekeo wa sasa wa kawaida unachukuliwa kama mwelekeo ambao malipo mazuri huenda. Katika mzunguko rahisi wa sasa wa sasa (DC), hii itatoka kwenye terminal nzuri ya betri kwenye terminal hasi.
• Kitengo cha SI cha sasa ni ampere, au tu amp (A), wapi\(\displaystyle 1A=1C/s\).
• Sasa ina mtiririko wa mashtaka ya bure, kama vile elektroni, protoni, na ions.

9.3 Mfano wa uendeshaji katika Vyuma

• Ya sasa kupitia kondakta inategemea hasa mwendo wa elektroni za bure.
• Wakati uwanja wa umeme unatumiwa kwa kondakta, elektroni za bure katika kondakta hazihamia kupitia kondakta kwa kasi na mwelekeo wa mara kwa mara; badala yake, mwendo huo ni karibu random kutokana na migongano na atomi na elektroni nyingine za bure.
• Ingawa elektroni huhamia kwa mtindo wa karibu, wakati shamba la umeme linatumika kwa kondakta, kasi ya jumla ya elektroni inaweza kuelezwa kwa suala la kasi ya drift.
• Uzito wa sasa ni kiasi cha vector kinachofafanuliwa kama sasa kupitia eneo lisilo la kawaida linalogawanywa na eneo hilo.
• Ya sasa inaweza kupatikana kutoka kwa wiani wa sasa,\(\displaystyle I=∬_{area}\vec{J}⋅d\vec{A}\).
• Bonde la mwanga wa incandescent ni filament ya waya iliyofungwa katika bulb ya kioo ambayo imeondolewa sehemu. Sasa inaendesha kupitia filament, ambapo nishati ya umeme inabadilishwa kuwa mwanga na joto.

9.4 Resistivity na Upinzani

• Upinzani una vitengo vya ohms (\(\displaystyle Ω\)), kuhusiana na volts na amperes na\(\displaystyle 1Ω=1V/A\).
• Upinzani R wa silinda ya urefu L na eneo la msalaba A\(\displaystyle ρ\) ni\(\displaystyle R=\frac{ρL}{A}\) wapi resistivity ya nyenzo.
• Maadili ya\(\displaystyle ρ\) katika Jedwali 9.1 yanaonyesha kwamba vifaa vinaanguka katika makundi matatu-waendeshaji, semiconductors, na wahamiaji.
• Joto huathiri resistivity; kwa mabadiliko ya joto ndogo\(\displaystyle ΔT\), resistivity\(\displaystyle ρ_0\) ni\(\displaystyle ρ=ρ_0(1+αΔT)\) wapi resistivity ya awali na\(\displaystyle α\) ni mgawo wa joto wa resistivity.
• Upinzani R wa kitu pia hutofautiana na joto:\(\displaystyle R=R_0(1+αΔT)\), wapi\(\displaystyle R_0\) upinzani wa awali, na R ni upinzani baada ya mabadiliko ya joto.

Sheria ya 9.5 Ohm

• Sheria ya Ohm ni uhusiano wa kimapenzi kwa sasa, voltage, na upinzani kwa aina fulani za kawaida za vipengele vya mzunguko, ikiwa ni pamoja na resistors. Haitumiki kwa vifaa vingine, kama vile diodes.
• Taarifa moja ya sheria Ohm anatoa uhusiano kati ya sasa mimi, voltage V, na upinzani R katika mzunguko rahisi kama\(\displaystyle V=IR\).
• Taarifa nyingine ya sheria ya Ohm, kwa kiwango cha microscopic, ni\(\displaystyle J=σE\).

9.6 Nishati ya umeme na Nguvu

• Nguvu ya umeme ni kiwango ambacho nishati ya umeme hutolewa kwa mzunguko au hutumiwa na mzigo.
• Nguvu iliyosababishwa na kupinga inategemea mraba wa sasa kwa njia ya kupinga na ni sawa na\(\displaystyle P=I^2R=\frac{V^2}{R}\).
• Kitengo cha SI cha umeme ni watt na kitengo cha SI cha nishati ya umeme ni joule. Kitengo kingine cha kawaida cha nishati ya umeme, kinachotumiwa na makampuni ya nguvu, ni kilowatt-saa (kW · h).
• Nishati ya jumla inayotumiwa kwa muda inaweza kupatikana na\(\displaystyle E=∫Pdt\).

9.7 Wafanyabiashara

• Superconductivity ni jambo ambalo hutokea katika vifaa vingine wakati kilichopozwa kwa joto la chini sana, na kusababisha upinzani wa sifuri hasa na kufukuzwa kwa mashamba yote ya magnetic.
• Vifaa ambavyo kwa kawaida ni conductors nzuri (kama vile shaba, dhahabu, na fedha) hawana uzoefu wa superconductivity.
• Superconductivity ilionekana kwanza katika zebaki na Heike Kamerlingh Onnes mwaka wa 1911. Mwaka 1986, Dk. Ching Wu Chu wa Chuo Kikuu cha Houston alizalisha kiwanja cha brittle, kauri na joto kali karibu na joto la nitrojeni kioevu.
• Superconductivity inaweza kutumika katika utengenezaji wa sumaku superconductive kwa ajili ya matumizi katika MRI na kasi, treni levitated.

Wachangiaji na Masharti

Template:ContribOpenStaxUni