Rryma elektrike

Nga Wikipedia, enciklopedia e lirë
Shko te: navigacion, kërko
Një qark elektrike, kur rryma paraqitet me i. Ndërlidhja mes tensionit (V), rezistencës (R), dhe rrymës (I) është V=IR; i njohur i Ligji i Omit.

Rryma elektrike është rrjedhje e ngarkesave elektrike. Në qarqe elektrike kjo ngarkesë shpesh realizohet nga lëvizja e elektroneve në një kabllo. Ajo mund të realizohet nga jonet në një elektrolitë, ose nga të dyja jonet dhe elektronet si në një plazmë. [1]

Njësia për matjen e rrymës elektrike në sistemin SI është amperi, që është rrjedhja e ngarkesës elektrike rreth një sipërfaqeje në vlerë prej 1 kuloni për sekond. Rryma elektrike matet me anë të një pajisjeje që quhet ampermetër. [2]

Rrymat elektrike shkakojnë nxehtësinë e Xhulit, e cila krijonë dritë në një poç drite inkadenshente. Ato po ashtu krijojnë fusha magnetike, të cilat përdoren në motora, përçues dhe gjeneratorë.

Në një përçues metalik, secili atom ka një ose më shumë se një elektron të lidhur në afëri. Këto elektrone të lidhura në afërsi konsiderohen si elektrone të lira. Ato mund të lëvizin nga njëra pjesë në tjetrën. Që kur këto elektrone të lira lëvizin gjatë gjithë përçuesit, ato janë bartëse të ngarkesave.

Simboli[redakto | redakto tekstin burimor]

Simboli tradicional për rrymë është I, origjina e së cilës është fraza franceze intensité de courant ose në shqip intensiteti i rrymës.[3][4] Kjo frazë përdoret kur diskutorhet për vlerën e një rryme elektrike, por praktika bashkëkohore i referohet thjeshtë si rrymë. Simobli I u përdor nga Andre-Marie Ampere, pas së cilit u emërua njësia e rrymës elektrike, gjatë formulimit të ligjit të forcës së Amperit të cilin ai e zbuloi në vitin 1820.[5] Nocioni udhëtoi nga Franca në Britani të Madhe, ku u bë standard, derisa gazeta e fundit e ndërroi simbolin nga CI në vitin 1896.[6]

Konventat[redakto | redakto tekstin burimor]

Elektronet, bartëse të ngarkesave në një qark elektrik, rrjedhin në drejtim të kundërt me kahun tradicional të rrymës elektrike.
Simboli për një bateri në një daigram të qarkut.

Kahu referent[redakto | redakto tekstin burimor]

Ligji i Omit[redakto | redakto tekstin burimor]

Ligji i Omit thotë se rryma nëpër një përçues në mes të dy pikave është direkt proporcionale me ndryshimin e potencialeve ndërmjet atyre dy pikave. Më përfshirjën e konstantës së proporcionalitetit, rezistencës, ekuacioni matematikor që përshkruan lidhjen ndërmjet tyre merr këtë formë:[7] [8]

I = \frac{V}{R}

ku I është rryma nëpër përçues në njësi të amperit, V është ndryshimi i potencialit e matur me volt, dhe R është rezistenca e përçuesit në njësi të omit. Më specifikisht, ligji i Omit thotë se R në këtë ekuacion është konstantë, e pavarur nga rryma.[9]

AC dhe DC[redakto | redakto tekstin burimor]

Shkurtesat AC dhe DC përdoren thjesht për alteruara dhe direkte, si kur modifikojnë rrymë ose tension.[10][11]

Rryma direkte[redakto | redakto tekstin burimor]

Rryma direkte (DC) është rrjedhje jo-indirekte e ngarkesave elektrike. Rryma direke prodhohet nga burime si bateritë, termoelementet, qelizat diellore, dhe komutatorët e tipit dinamo. Rryma direkte ka mundësi të rrjedhë nëpër përçues si kablloja, por mund të rrjedh edhe përmes gjysmëpërçuesve, izolatorëve, ose edhe përmes vakuumit si në katodë. Ngarkesa elektrike rrjedh në drejtim konstant, që e dallon nga rryma e alternuar (AC). Termi fillestar që u përdor për rrymën direkte ishte rryma galvanike. [12]

Rryma e alternuar[redakto | redakto tekstin burimor]

Te rryma e alternuar (AC, ose ac), lëviza e ngarkesave elektrike ndërron drejtim në mënyrë periodike. Forma e zakonshme valore e fuqisë së rrymës së alteruar është sinusoida. Në aplikacione të caktuara, janë të përdorura forma valore të ndryshme, si valët trekëndëshe ose katrore. Sinjalet audio dhe radio të vendosura në kabllo elektrike janë po ashtu shembuj të rrymës së alternuar. Në këto aplikacione, një qëllim i rëndësishëm është kthimi i informacioneve të koduara (ose modeluara) në sinjale AC.

Dukuritë[redakto | redakto tekstin burimor]

Ndër dukuritë e rrymës elektrike janë ndriçimi, elektriciteti statik, dhe era solare, burimi i aurorave polare.

Dukuritë e rrymës elektrike që u krijuan nga njeriu përfshijnë rrjedhjen e elektroneve përçuese si linjat e fuqisë ajrore që shpërndajnë energji elektrike përgjatë distancave të mëdha dhe kabllot e shkurtëra me pajisje elektrike dhe elektronike përbrenda. Rrymat Eddy janë rryma elektrike që ndodhin në përçues të ekspozuara ndaj fushave të ndryshueshme magnetike. Ngjashëm, rrymat elektrike ndodhin, pjesërisht në sipërfaqe, në përçues ekspozohen në valë elektromagnetike.

Në elektronikë, format e tjera të rrymës elektrike përfshijnë rrjedhjen e elektroneve përmes rezistorëve ose përmes vakumit në tuba të vakuumit, rrjedhja e joneve brenda një baterie ose një neuroni, dhe rrjedhja në vrima brenda një gjysmëpërçuesi.

Matja e rrymës[redakto | redakto tekstin burimor]

Rryma mund të matet me ampermetër.

Në nivel qarkor, ka teknika të ndryshme që mund të matet rryma:

  • Rezistorët Shunt [13]
  • Efekti i Sallës
  • Transformatorët (megjithëse rryma DC nuk mund të matet)
  • Magnetorezistorët [14]

Elektromagnetizmi[redakto | redakto tekstin burimor]

Elektromagneti[redakto | redakto tekstin burimor]

Rryma elektrike prodhon fushë magnetike. Fusha magnetike mund të vizualizohet si një model i vijave qarkore që e rrethojnë kabllon që vazhdon për aq kohë sa aty ka rrymë.

Magnetizmi po ashtu prodhon rrymë elektrike. Kur një fushë e ndryshueshme magnetike është e aplikuar në një përçues, prodhohet një forcë elektrolëvizore (EMF), dhe kur ekziston një rrugë e përshtatshme, kjo shkakton rrymë.

Rryma elektrike mund të matet direkt përmes një galvanometri, por kjo metodë përfshin hapjen e qarkut elektrik, e cila nganjëherë nuk është e përshtatshme. Rryma po ashtu mund të matet pa e hapur qarkun duke e detektuar fushën magnetike të lidhur me rrymë.

Radiovalët[redakto | redakto tekstin burimor]

Kur një rrymë elektrike rrjedh në një përçues me formë të përshtatshme në radio-frekuenca, radiovalët gjenerohen. Ato udhëtojnë me shpejtësi të dritës dhe mund të shkaktojnë rrymë elektrike në përçues në distancë.

Fusha elektrike stacionare[redakto | redakto tekstin burimor]

Nëse në pjesë të hapësirës ndërmjet armaturave të kondensatorit të ngarkuar, vehet një përçues, i cili përmban ngarkesa të lira të elektricitetit dhe i cili i bashkon armaturat, për shkak të veprimit të fushës elektrostatike, do të vijë deri të lëvizja e ngarkesave të lira në përçues - e atyre negative kah armatura pozitive, ndërsa e atyre pozitive kah armatura negative. Kështu, në përçuesin që i bashkon armaturat ekziston lëvizje e ngarkesave të lira, pra dukuria e rrymës elektrike, derisa mos të harxhohen të gjitha ngarkesat e armaturave kur potencialet e armaturave barazohen dhe fusha elektrike të zhduket. Kjo dukuri e rrymë, paraprakisht do të zgjasë shumë shkurtër. Për të pasur rrymë elektrike një kohë të gjatë, nevojitet që ndryshimi i potencialeve ndërmjet armaturave të ekzistojë vazhdimisht. Kjo do të arrihet nëse armaturat e kondensatorit mbahen të kyçura për polet e gjeneratorit. Pasi që ndryshimi i potencialit ndërmjet poleve të gjeneratorit është konstant gjatë kohës, edhe intensiteti i fushës elektrike në përçues është konstant. Kjo fushë elektike në përçues, e cila është e përcjellur me dukurinë e rrymës elektrike, quhet fushë elektrike stacionare. Pra, për të ekzistuar dukuria e rrymës elektrike në përçuesin që i lidhë armaturat e kondensatorit, gjeneratori elektrik duhet që tërë kohës të kompensojë ngarkesat e anuluara në polet e tij.[[1]]

Intensiteti i rrymës elektrike[redakto | redakto tekstin burimor]

Vektori i intensitetit të fushës elektrostatike në pikat e sipërfaqes së trupit përçues nuk e ka komponentin tangjencial, pra fusha është normal në sipërfaqe të trupit përçues. Në sipërfaqen e materies përçuese me rrymë elektrike poashtu vlejnë kushtet kufitare (E1t e barabartë me E2t), dhe pasi që brenda përçuesit me rrymë ekziston fusha elektrike stacionare E, në pikat e sipërfaqes së përçuesit vektori E e ka komponentin normal, por edhe atë tangjencial të barabartë me vektorin E. Andaj vijat e fushës elektrike jashtë përçuesit nuk janë normale mbi të, por dalin pjerrtas. Në përçuesin i cili gjendet në fushën elektrike do të vijë deri të lëvizja progresive e ngarkesave të lira(elektroneve) përkatësisht dujurisë së rrymës elektrike. Për nga efektet e rrymës elektrike ka rëndësi vetëm numri i elektroneve që kalojnë nëpër sipërfaqen e prerjes tërthore. Ky numër i elektroneve bartë sasinë e elektricitetit q, dhe le të jetë bartur kjo sasi e elektricitetit brenda kohës t. Për të bërë krahasimin e rrymave elektrike në raste të ndryshme, më së miri është që të vërehet sasia e elektricitetit nëpër prerjen tërthore të përçuesit brenda njësisë së kohës. Kjo madhësi konsideroheti si madhësi themelore dhe quhet intensitet i rrymës elektrike. Njësia e intensitetit të rrymës elektrike është Amperi (A). Dukuria e rrymës elektrike mund të jetë me intensitet konstant gjatë kohës, që shënohet me I, dhe quhet rrymë elektrike konstante.

Dendësia e rrymës elektrike[redakto | redakto tekstin burimor]

Përçuesit elektrikë mund të kenë forma të ndryshme të prerjes tërthore por në praktikë më së shumti përdoren ata të formës cilindrike. Le të vështrohet një përçues cilindrik, me rrymë konstante I, e cila është e shpërndarë njëtrajtësisht nëpër sipërfaqen e prerjes tërthore të tij. Herësi i intensitetit të rrymës dhe i sipërfaqes së prerjes tërthore normale të përçuesit paraqet dendësinë e rrymës elektrike:

J=\frac{I}{S_n}(\frac{A}{m^2})

Grimcat e lira të elektricitetit lëvizin gjatë trajektoreve që përputhen me vijat e fushës elektrike stacionare, andaj dendësia e rrymës elektrike paraqitet si madhësi vektoriale J, ashtu që ky vektor të tregojë drejtimin dhe kahun e lëvizjes së ngarkesave pozitive. Pra, drejtimi dhe kahu i vektorit J përputhet me drejtimin dhe kahun e vektorit E që e mban rrymën. Nëse prerja tërthore e përçuesit S nuk është normale në boshtin e përçuesit, kjo sipërfaqe mund të paraqitet me vektorin S, i cili është në drejtim të normales së sipërfaqes S:

J=\frac{I}{S_n\,\cos\alpha}

Në rastin kur përçuesi nuk është cilindrik, pra kur sipërfaqja tërthore ndryshon gjatë tij, atëherë sipërfaqja e përçuesit ndahet në elemente dS të tilla që në to mund të merret se vektori J është konstant dhe intensiteti i rrymës në këto sipërfaqe do të jetë:

\partial{I}=\overrightarrow{J}\partial\overrightarrow{S}

I=\int_S\overrightarrow{J}\partial\overrightarrow{S}

Dendësia e rrymës

Në rastin kur sipërfaqja është e mbyllur ka trajtën:

I=\oint_S\overrightarrow{J}\partial\overrightarrow{S}=0

Kjo shprehje tregon se fluksi i vektorit J nëpër një sipërfaqe të mbyllur është i barabartë me zero, dhe quhet ekuacioni i kontinuitetit.[[2]] [[3]]

Referencat[redakto | redakto tekstin burimor]

  1. ^ Anthony C. Fischer-Cripps: The electronics companion. CRC Press 2004, ISBN 978-0-7503-1012-3
  2. ^ Lakatos, John; Oenoki, Keiji; Judez, Hector; Oenoki, Kazushi; Hyun Kyu Cho (mars 1998): Learn Physics Today!. Colegio Dr. Franklin D. Roosevelt. Vizituar në 10 mars 2009.
  3. ^ T. L. Lowe, John Rounce, Calculations for A-level Physics, p. 2, Nelson Thornes, 2002 ISBN 0-7487-6748-7.
  4. ^ Howard M. Berlin, Frank C. Getz, Principles of Electronic Instrumentation and Measurement, p. 37, Merrill Pub. Co., 1988 ISBN 0-675-20449-6.
  5. ^ A-M Ampère, Recuil d'Observations Électro-dynamiques, p. 56, Paris: Chez Crochard Libraire 1822 (in French).
  6. ^ Electric Power, vol. 6, p. 411, 1894.
  7. ^ Consoliver, Earl L., and Mitchell, Grover I.: Automotive ignition systems. McGraw-Hill 1920
  8. ^ Robert A. Millikan and E. S. Bishop: Elements of Electricity. American Technical Society 1917
  9. ^ Oliver Heaviside: Electrical papers, 1. Macmillan and Co 1894, ISBN 0-8218-2840-1
  10. ^ N. N. Bhargava and D. C. Kulshreshtha: Basic Electronics & Linear Circuits. Tata McGraw-Hill Education 1983, ISBN 978-0-07-451965-3
  11. ^ National Electric Light Association: Electrical meterman's handbook. Trow Press 1915
  12. ^ Andrew J. Robinson, Lynn Snyder-Mackler: Clinical Electrophysiology: Electrotherapy and Electrophysiologic Testing, 3rd, Lippincott Williams & Wilkins 2007, ISBN 978-0-7817-4484-3
  13. ^ What is a Current Sensor and How is it Used?. Focus.ti.com. Retrieved on 2011-12-22.
  14. ^ Andreas P. Friedrich, Helmuth Lemme The Universal Current Sensor. Sensorsmag.com (2000-05-01). Retrieved on 2011-12-22.
  1. http://www.physicsclassroom.com/class/circuits/Lesson-2/Electric-Current
  2. http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/electric/elefie.html
  3. http://maxwells-equations.com/density/current.php
  4. http://www.physics.umd.edu/courses/Phys260/agashe/S08/notes/lecture32.pdf
  • Bazat e elektroteknikes (1 dhe 2)-Nexhat Orana