Dynaaminen teho, joka tunnetaan paremmin nimellä sähkövirran vastaa elektronien virtaus johtimen läpi sähköä. Yleensä tämä virtaus johtuu sähköpotentiaalin eroista. Virtalähteet voivat olla kemiallisia (akut) ja sähkömekaanisia (esim. Hydrauligeneraattorit).
Johtimet voivat olla kiinteitä, nestemäisiä tai kaasumaisia, koska elektronien liikkuminen tapahtuu minkä tahansa väliaineen läpi riippuen sen vastuksesta, joka sillä on sähkönjohtavuuteen nähden.
Kuinka se tuotetaan?
Epäilemättä se, että sähkövirta liittyy dynaamisuuteen, merkitsee liikkumista. Siksi tätä ilmiötä tutkitaan fysiikan haaran kautta, jota kutsutaan sähköodynaamiseksi.
Kuten aiemmin mainittiin, elektronien liikkuminen johtuu jännitteen (jännitteen) erosta kahden pisteen välillä, jotka on kytkettävä sähköä johtavalla materiaalilla.
Tämä johtaa sähkökentän läsnäoloon, joka puolestaan indusoi sähkön virtauksen järjestelmän läpi.
Jotta elektronit voisivat liikkua, niiden on poistuttava atomin ytimestä, jolla on tasapainoinen sähkövaraus, se on siellä, kun vapaa elektroni syntyy. Näitä kutsutaan liikkuvan varauksen hiukkasiksi ja ne tekevät sähkövirran mahdolliseksi sähkökentän vaikutuksesta.
Sähkökenttä voi tapahtua muun muassa sähkömekaanisten, termoelektristen, hydraulisten generaattorimekanismien tai sähkökemiallisten kennojen, kuten ajoneuvojen paristojen, avulla.
Sähköenergian tuottamisprosessista riippumatta kukin mekanismi tuottaa potentiaaliero päissä. Tasavirtalähteiden (esim. Kemialliset paristot) akun ulostuloilla on positiivinen ja negatiivinen napa.
Kun molemmat päät on kytketty johtavaan piiriin, sähkövirta kiertää sen läpi, antaen tilaa dynaamiselle sähkölle.
Tyypit
Dynaaminen sähkö voi olla jatkuvaa tai suoraa riippuen sen luonteesta ja kiertoominaisuuksista. Tässä on lyhyt kuvaus jokaisesta dynaamisesta sähköstä:
DC
Tämän tyyppinen virta kiertää yhdessä suunnassa ilman minkään tyyppisiä virtauksen vaihteluita tai häiriöitä.
Jos kaavaillaan polku, jonka se kuluttaa ajan kuluessa, arvioidaan täysin vaakasuora suora viiva edellyttäen, että jännitetaso (jännite) pysyy vakiona ajan myötä.
Tämän tyyppisessä dynaamisessa sähkössä sähkövirta kiertää aina samaan suuntaan; ts. positiiviset ja negatiiviset päätteet säilyttävät polaarisuutensa jatkuvasti, eivät koskaan vuorottele.
Yksi tasavirran suurimmista haitoista, jota kutsutaan lyhenteestä englanniksi DC (tasavirta), on johtimien alhainen vastus siirtäessä sähköä korkeilla jännitetasoilla ja pitkiä matkoja.
Lämmitys, joka tapahtuu johtimissa, joiden läpi tasavirta kiertää, merkitsee merkittäviä energiahäviöitä, mikä tekee tasavirrasta tehottoman tässä prosessiluokassa.
Vaihtovirta
Tämäntyyppinen virta kiertää kahdessa vaihtoehtoisessa suunnassa, kuten nimi viittaa. Yhden puolijakson aikana virralla on positiivinen merkki, ja jäljellä olevan puolijakson aikana sillä on negatiivinen merkki.
Tämän tyyppisen virran graafinen esitys ajassa heijastaa sinimuotoista käyrää, jonka liike vaihtelee jaksoittain.
Vaihtovirta, joka tunnetaan nimellä AC englanninkielisestä lyhenteestään (vaihtovirta), elektronien kiertosuunta muuttuu jokaisessa puolijaksossa.
Nykyisin vaihtovirtaa käytetään sähkön tuotannossa, siirrossa ja jakelussa maailmanlaajuisesti energiansiirtoprosessin korkean tehokkuuden ansiosta.
Lisäksi jännitemuuntajat antavat voimansiirtojärjestelmän jännitettä nopeasti nostaa ja laskea, mikä auttaa optimoimaan johtimien kuumennuksesta johtuvat tekniset häviöt prosessin aikana.
Oikeita esimerkkejä
Dynaaminen sähkö, sekä tasavirran että vaihtovirran muodossa, on läsnä elämässämme useissa päivittäisissä sovelluksissa. Joitakin havaittavissa olevia esimerkkejä dynaamisesta sähköstä arjessa ovat:
- Sähkögeneraattorit, jotka toimittavat sähköä suuriin kaupunkeihin muun muassa vesivoima- tai tuulivoimaloiden, lämpövoimalaitosten ja jopa aurinkopaneelien kautta.
- Kotitalouskäyttöön tarkoitetut pistorasiat, joiden kautta sähköä käyttävät sähkölaitteet ja muut kotitalousvälineet saavat virtansa, ovat paikallisia kotitalouksien sähkötoimittajia.
- Ajoneuvojen tai matkapuhelinten akut sekä kannettavien sähkölaitteiden kotitalousakut. Kaikki nämä toimivat sähkökemiallisilla järjestelyillä, jotka indusoivat tasavirran kiertämisen yhdistämällä laitteen päät.
- Sähköistetyt aidat, joita kutsutaan myös sähköaitoiksi, toimivat tasavirran purkautumisen kautta, mikä karkottaa henkilön, eläimen tai esineen, joka on suorassa kosketuksessa aidan kanssa.
Onko sinulla terveysriskejä?
Sähkövirralla on useita ihmisten terveydelle aiheutuvia riskejä, koska se voi aiheuttaa vakavia palovammoja ja haavoja ja voi jopa tappaa ihmisen iskun voimakkuudesta riippuen.
Kehon läpi tapahtuvan sähkövirran kiertämisen vaikutusten arvioimiseksi on otettava huomioon kaksi perustekijää: virran voimakkuus ja sille altistumisen aika.
Esimerkiksi: jos 100 mA: n virta virtaa keskimääräisen ihmisen sydämen läpi puolen sekunnin ajan, on suuri todennäköisyys, että kammiovärinä tapahtuu; ts. sydän alkaa vapina.
Tässä tapauksessa sydän lopettaa veren pumppaamisen kehossa säännöllisesti, koska sydämen luonnollisia liikkeitä (systooli ja diastoli) ei tapahdu ja verenkiertoelimistö on vakavasti kärsinyt.
Lisäksi sähköiskun sattuessa laukaistaan lihaksen supistumisia, jotka tuottavat ennenaikaisia liikkeitä sairastuneiden kehossa. Tämän seurauksena ihmiset ovat alttiita putouksille ja vakaville vammoille.
Viitteet
- Kanadan työterveys- ja työturvallisuuskeskus (2018). Sähköturvallisuus - perustiedot. Palautettu osoitteesta: ccohs.ca
- Dynaaminen sähkö (sf). Palautettu sivustolta: vidyut-shaastra.com
- Sähköriskit (2017). Australian hallituksen hoito. Palautettu osoitteesta: comcare.gov.au
- Sähkö (2016). Palautti: meanings.com
- Platt, J. (2013). Sähköturvallisuus: Kuinka sähkövirta vaikuttaa ihmiskehoon. Palautettu osoitteesta: mnn.com
- mikä on sähkö? (SF). Palautettu osoitteesta: fisicalab.com
- Wikipedia, Vapaa tietosanakirja (2018). Sähkövirta. Palautettu osoitteesta: es.wikipedia.org