prąd elektryczny

Prąd elektryczny – uporządkowany ruch ładunków elektrycznych.W naturze przykładami są wyładowania atmosferyczne, wiatr słoneczny czy czynnośćkomórek nerwowych, którym również towarzyszy przepływ prądu. W technice obwody prądu elektrycznego są masowo wykorzystywane w elektrotechnice i elektronice.

Spis treści

Prąd elektryczny w materiiPrzewodniki i izolatoryNośniki ładunkuŹródła prądu elektrycznegoWielkości opisujące prąd elektrycznyNatężenie prąduGęstość prąduPrawa związane z prądem elektrycznymPrąd stały i zmiennyZobacz też

Prąd elektryczny w materii

 Osobny artykuł: Przewodnictwo elektryczne.Pod wpływem pola elektrycznego (przyłożonego napięcia) w materiałach, w których istnieją ruchliwe nośniki ładunku dochodzi do zjawiska przewodzenia prądu elektrycznego.

Przewodniki i izolatory

Materiały, które dobrze przewodzą prąd elektryczny to przewodniki. Oporność właściwa dobrych przewodników jest rzędu od 10−8 do 10−6 Ω·m.Dielektryk (izolator elektryczny) to materiał, w którym bardzo słabo przewodzony jest prąd elektryczny. Może to być rezultatem niskiej koncentracji ładunków swobodnych, niskiej ich ruchliwości lub obu tych czynników równocześnie. Oporność właściwa dielektryków jest większa od 106 Ω·m.Półprzewodniki mają oporność właściwą pośrednią między metalami a izolatorami. Ich przewodnictwo zwykle mocno rośnie ze wzrostem temperatury.Specyficzną formą przewodnictwa jest nadprzewodnictwo – występujący w niektórych materiałach efekt sprawiający, że w odpowiednio niskiej temperaturze ma on zerową rezystancję. W nadprzewodnikach zachodzą również inne zjawiska, na przykład efekt Meissnera. Większość materiałów wykazuje nadprzewodnictwo dopiero w bardzo niskiej temperaturze.

Nośniki ładunku

 Osobny artykuł: Nośniki ładunku.Umownie przyjęło się wyznaczać kierunek przepływu prądu poprzez opisanie ruchu ładunków dodatnich.Prąd elektryczny jest w istocie ruchem cząstek obdarzonych ładunkiem, zwanych nośnikami ładunku. Umownie przyjęło się określać kierunek przepływu prądu poprzez opisanie ruchu ładunków dodatnich, niezależnie od tego jaki jest rzeczywisty znak i kierunek ruchu nośników w danym materiale.W metalach (zarówno stałych, jak i w stanie ciekłym) nośnikami ładunku są elektrony. Elektrony, znajdujące się w paśmie przewodnictwa, mogą swobodnie się przemieszczać w objętości metalu. Dlatego wszystkie metale są dobrymi przewodnikami, a prąd elektryczny w metalach jest ruchem elektronów przewodnictwa.W konwencjonalnych półprzewodnikach (takich jak krzem czy german) w temperaturze zera bezwzględnego nie ma elektronów w paśmie przewodnictwa. Przewodzenie prądu wymaga przeniesienia elektronów z pasma walencyjnego do przewodnictwa (poprzez dostarczenie im energii, na przykład termicznej lub w postaci promieniowania).W elektrolitach, zarówno ciekłych, jak i stałych, nośnikami ładunku są ruchliwe jony – ujemne aniony i dodatnie kationy. W niektórych elektrolitach występują ruchliwe jony obu znaków, w innych tylko jednego. Istnieją przewodniki jonowe, wykazujące bardzo dobre przewodnictwo elektryczne nawet w stanie stałym (przewodniki superjonowe).W gazach nośnikami prądu są jony, zarówno dodatnie jak i ujemne. W próżni i rozrzedzonych gazach można wytworzyć wolne elektrony, których ruch jest prądem elektrycznym.Przewodnictwo mieszane to przewodnictwo, w którym występuje zarówno przewodnictwo elektronowe, jak i jonowe. Tego typu przewodnictwo jest istotne na przykład w materiałach, z których wykonywane są elektrody ogniw paliwowych.W wielu przypadkach wygodny jest opis procesu przewodzenia za pomocą kwazicząstek. Czyni się tak w przypadku półprzewodników, gdzie ruch elektronów w paśmie walencyjnym opisuje się raczej za pomocą ruchu "pustego miejsca po elektronie", czyli dziury. Podobnie ruch elektronów w niektórych materiałach amorficznych i skompensowanych półprzewodnikach opisuje się za pomocą polaronów, czy nośniki ładunku w nadprzewodnikach za pomocą par Coopera.Ruch naładowanego ciała jako całości jest również prądem elektrycznym.Podstawowymi parametrami nośników prądu elektrycznego, determinującymi przewodnictwo materiału są ich koncentracja iruchliwość.

Źródła prądu elektrycznego

 Osobny artykuł: źródło prądu.Prąd elektryczny w przewodnikach płynie od potencjału wyższego do potencjału niższego. By było to możliwe, w obwodzie zamkniętym musi znajdować się element, który zapewni dostarczenie nośników ładunku z punktów o niższym potencjale do punktów o wyższym potencjale, czyli w kierunku przeciwnym do działającego na nie pola elektrycznego. Wymaga to dostarczenia energii i dzieje się w elementach nazywanych źródłami prądu. Rolę chwilowego źródła energii w obwodzie może pełnić również element inercyjny (mający zdolność gromadzenia energii) – uprzednio naładowany kondensator, albo cewka indukcyjna z energią zgromadzoną w jej polu magnetycznym.

Wielkości opisujące prąd elektrycznyEdytuj

Natężenie prąduEdytuj

Wielkością opisującą prąd elektryczny jest natężenie prądu elektrycznego I, które definiuje się jako stosunek ładunku, który przepływa przez poprzeczny przekrój przewodnika do czasu przepływu tego ładunku t:Definicja ta określa średnią wartość prądu w czasie t. By określić wartość chwilową, należy posłużyć się pochodną ładunku elektrycznego q po czasie t:Jednostką natężenia prądu elektrycznego w układzie SI jest amper [A].Natężenie prądu I można wyrazić też przez liczbę ładunków przepływających z prędkością v przez powierzchnię S, gdzie:n – koncentracja nośników ładunku,q – ładunek każdego z nośników,v – składowe prędkości nośników w kierunku prostopadłym do powierzchni S.Często zamiast "natężenie prądu elektrycznego I" lub "prąd elektryczny o natężeniu I" mówi się krótko "prąd elektryczny I".

Gęstość prądu

W ośrodkach ciągłych parametrem najlepiej charakteryzującym prąd elektryczny jest gęstość prądu, opisująca przepływładunku przez jednostkową powierzchnię. W odróżnieniu od natężenia prądu, które jest skalarem i nie jest przypisana dopunktu przestrzeni, gęstość prądu jest wektorem, a rozkład przestrzenny gęstości prądu nazywa się polem gęstości prądu.

Prawa związane z prądem elektrycznym

pierwsze prawo Kirchhoffadrugie prawo Kirchhoffaprawo Ohma (dla obwodu elektrycznego)

Prąd stały i zmienny

 Osobny artykuł: Prąd stały.Prąd stały charakteryzuje się stałymi wartością natężenia oraz kierunkiem przepływu. Większość układów elektronicznych zasilana jest prądem stałym. Mogą być zasilane bezpośrednio z baterii lub akumulatorów. Dla urządzeń, które są zasilane z sieci energetycznej stosuje się zasilanie prądem stałym wytwarzanym przez zasilacze sieciowe. Osobny artykuł: Prąd zmienny.Prąd zmienny to prąd elektryczny, którego wartość natężenia zmienia się w czasie. Prąd zmienny nieokresowy może reprezentować prąd o dowolnej zmienności w czasie (czarna krzywa na rysunku), może też prąd zmieniający się zgodnie z określoną funkcją matematyczną lub w sposób zdeterminowany zjawiskiem fizycznym. Potocznie termin prąd zmienny stosowany jest często do prądu okresowego o przebiegu sinusoidalnym. Osobny artykuł: Prąd przemienny.Prąd przemienny to charakterystyczny przypadek prądu elektrycznego okresowo zmiennego, w którym wartości chwilowe podlegają zmianom w powtarzalny, okresowy sposób, z określoną częstotliwością. Wartości chwilowe natężenia prądu przemiennego przyjmują naprzemiennie wartości dodatnie i ujemne. Stosunkowo największe znaczenie praktyczne mają prąd i napięcie o przebiegu sinusoidalnym.

Rośliny

Rośliny  – eukariotyczne i autotroficzne organizmy, wykorzystujące energię promieniowania słonecznego za sprawą barwników asymilacyjnych (zdarzają się wśród roślin także organizmy cudzożywne – pasożytnicze, w tym też myko-heterotroficzne, ale mają one charakter wtórny).
Rośliny zbudowane są z komórek, tworzących u roślin wyżej uorganizowanych tkanki i organy. Umożliwiają one im oddychanie, odżywianie, wzrost i rozwój. Proces fotosyntezy prowadzą dzięki chloroplastom zawierającym chlorofil a i pochodzącym z endosymbiozy sinic. Produktem zapasowym jest skrobia. Posiadają sztywną, zwykle celulozową ścianę komórkową. Rośliny cechują się także zdolnością do nieprzerwanego wzrostu za sprawą tkanek twórczych mających stałą zdolność do podziału komórek. Zazwyczaj są trwale przytwierdzone do podłoża.
Ewolucja spowodowała ogromne zróżnicowanie form ich budowy oraz przystosowanie do różnorodnych warunków środowiskowych panujących na Ziemi.

Azja

Azja – część świata, razem z Europą tworząca Eurazję, największy kontynent na Ziemi. Z powodów historycznych i kulturowych sama Azja bywa również nazywana kontynentem (zob. alternatywne listy kontynentów).
Sąsiaduje z Europą od zachodu, Afryką od południowego zachodu Oceanem Indyjskim i Australią od południowego wschodu oraz Pacyfikiem od wschodu. Dokładny przebieg zachodniej granicy geograficznej przedstawiony jest w haśle granica Europa-Azja.
Obszar Azji to 44,6 mln km² powierzchni lądów, to jest ~29,88% powierzchni wszystkich lądów. Azję zamieszkuje 4300 mln ludzi (dane z 2013 roku), co stanowi 60,3% ludności świata^[2].
Skrajnym punktem na północy jest przylądek Czeluskin (77°43'N), na południu przylądek Piai (1°16'N), na zachodzie zaś przylądek Baba (26°05'E), a na wschodzie przylądek Dieżniowa (169°40'W). Rozciągłość równoleżnikowa równa jest około 8600 km, zaś rozciągłość południkowa 8400 km. Linia brzegowa, wraz z wyspami, wynosi powyżej 70 000 km długości^[3].

pogoda

Pogoda – stan atmosfery w konkretnym miejscu i czasie; w szerszym ujęciu – warunki meteorologiczne na danym obszarze. Ogół zjawisk pogodowych na danym obszarze w okresie wieloletnim (przynajmniej 30 lat) określany jest jako klimat. O ile nie jest podane inaczej termin pogoda jest rozumiany jako pogoda na Ziemi.

Jej stan określają składniki pogody (czyli fizyczne właściwości troposfery):

co to klimat

Klimat (z gr. klíma - strefa) – ogół zjawisk pogodowych na danym obszarze w okresie wieloletnim. Ustalany jest na podstawie wieloletnich obserwacji różnorodnych składników, najczęściej pomiarów temperatury, opadów atmosferycznych i wiatru^[1]. Standardowy okres to około trzydzieści lat^[2].

Klimat określany jest na podstawie wieloletnich obserwacji pogody dla danego regionu (przynajmniej 30 lat). Klimat na Ziemi kształtują trzy podstawowe procesy klimatotwórcze: obieg ciepła, obieg wody i krążenie powietrza, oraz czynniki geograficzne: układ lądów i oceanów, wysokość n.p.m. Klimat jest jednym z czynników ekologicznych wpływających na występowanie i życie organizmów.

Badaniem klimatu zajmuje się klimatologia.

Ameryka

Ameryka – część Ziemi położona na zachodniej półkuli, w skład której wchodzą dwa kontynenty: Ameryka Północna i Ameryka Południowa. Rozciąga się na długości ponad 15 tysięcy km od Archipelagu Arktycznego po Ziemię Ognistą. Niekiedy na oznaczenie obu Ameryk używa się także określeń Nowy Świat lub półkula zachodnia.

Powierzchnia Ameryki wynosi 42,5 mln km², a zamieszkuje ją 916 milionów osób, co stanowi 13% ludności świata.

Nazwę Ameryki zaproponował w 1507 roku niemiecki kartograf, pochodzący z Alzacji, Martin Waldseemüller. Przypisywał on odkrycie Nowego Świata, jak wówczas określano nowo odkryty ląd, Amerigo Vespucciemu i na jego cześć nadał mu miano America. Istnieją także inne teorie na temat pochodzenia tej nazwy, ale nie zyskały one uznania. Jednym z najstarszych globusów, na którym pojawiła się nazwaAmeryka, jest Globus Jagielloński z 1508 roku.

W wielu krajach, m.in. w Polsce, nazwa Ameryka stosowana jest potocznie jako synonim Stanów Zjednoczonych Ameryki. Podobnie Amerykanin to obywatel Stanów Zjednoczonych (w Polsce jest to oficjalne określenie).

Obieg wody w przyrodzie

Obieg wody w przyrodzie

Pod wpływem ciepła słonecznego powierzchnia mórz i oceanów nieustannie paruje. Woda zmienia stan skupienia i masy pary wodnej mieszają się z powietrzem.
Przy dostatecznie dużej wilgotności powietrza następuje skraplanie pary wodnej do postaci małych kropelek, które grupują się w widoczne skupienia – chmury.
W wyniku ochładzania na niewielkich wysokościach powietrza zawierającego parę wodną powstają mgły. Chmury, niesione wiatrem przemieszczają się nad powierzchnią lądów mórz i oceanów. W określonych warunkach drobniutkie kropelki łączą się ze sobą w większe krople i opadają na ziemię jako deszcz, śnieg lub grad.

Ziemia wchłania opady atmosferyczne i gromadzi je w postaci wód gruntowych. W niektórych miejscach wody gruntowe wydostają się na powierzchnię i tak powstają źródła. Z nich biorą początek strumyki, te z kolei łączą się ze sobą w większe strumienie i rzeki, które wpadają do morza lub oceanu. W ten sposób zamyka się obieg wody w przyrodzie. Proces zaczyna się od nowa.