Deplasman Akımı Nedir: Türev ve Özellikleri

Sorunları Ortadan Kaldırmak Için Enstrümanımızı Deneyin





Elektromanyetik teoride, manyetik alan olgusu, Elektrik alanı . Manyetik alan, elektrik akımının (iletim akımı) çevresinde üretilir. Elektrik akımı sabit durumda veya değişken durumda olabileceğinden. Yer değiştirme akımı kavramı, 19. yüzyılda İngiliz fizikçi James Clerk Maxwell tarafından geliştirilen elektrik alanı E'nin zaman değişimine bağlıdır. Yer değiştirme akımının, elektrik alanlarının değişim hızıyla orantılı başka bir akım türü olduğunu kanıtladı ve matematiksel olarak da açıkladı. Bu makalede yer değiştirme akımı formülünü ve gerekliliğini tartışalım.

Deplasman Akımı nedir?

Yer değiştirme akımı, elektrik yer değiştirme alanı D oranına bağlı olarak üretilen akımın türü olarak tanımlanır. Bu, zamanla değişen bir miktardır. Maxwell denklemleri . Elektrik akımının yoğunluğu birimleri ile açıklanmaktadır. Amper devreleri yasasında tanıtıldı.
SI yer değiştirme akımı birimi Amper (Amp). Bunun boyutu, bir başlangıç ​​noktasından bitiş noktasına kadar seyahat edilen gerçek mesafeye maksimum, minimum veya eşit olabilen uzunluk birimiyle ölçülebilir.




Türetme

Yer değiştirme akımı formülü, boyutlar ve yer değiştirme akımının türetilmesi Bir kondansatörde yer değiştirme akımını veren temel devre dikkate alınarak açıklanabilir.

Gerekli bir güç kaynağına sahip bir paralel plakalı kapasitör düşünün. Besleme kapasitör verildiğinde, şarj olmaya başlar ve başlangıçta akım iletimi olmayacaktır. Zamanın artmasıyla kondansatör sürekli olarak şarj olur ve plakaların üzerinde birikir. Şarj sırasında kapasitör zamanla, yer değiştirme akımını indükleyen plakalar arasındaki elektrik alanında bir değişiklik olacaktır.



Verilen devreden, paralel plaka kapasitörünün alanını düşünün = S

Yer değiştirme akımı = Id


Jd = yer değiştirme akımı yoğunluğu

d = € E yani elektrik alanı E ile ilgili

€ = bir kapasitörün plakaları arasındaki ortamın geçirgenliği

Bir kondansatörün yer değiştirme akımı formülü şu şekilde verilmiştir:

Kimlik = Jd × S = S [dD / dt]

Dan beri Jd = dD / dt

Maxwell denkleminden, yer değiştirme akımının aynı birime sahip olacağı ve iletim akımının manyetik alanı üzerinde etkisi olacağı sonucuna varabiliriz.

▽ × H = J + Jd

Nerede,

H = manyetik alan B as B = μH

μ = bir kapasitörün plakaları arasındaki ortamın geçirgenliği

J = iletken akım yoğunluğu.

Jd = yer değiştirme akımı yoğunluğu.

Bildiğimiz gibi ▽ (▽ × H) = 0 ve ▽ .J = −∂ρ / ∂t = - ▽ (∂D / ∂t)

▽ .D = ρ olan Gauss yasasını kullanarak

Burada, ρ = elektrik yükü yoğunluğu.

Bu nedenle, Jd = ∂D / ∂t yer değiştirme akımı yoğunluğu ve RHS ile denklemin LHS'nin dengelenmesi gerektiği sonucuna varabiliriz.

Deplasman Akımının Gerekliliği

Bir kondansatörün iki plakasından yük taşıyıcı akışı yoktur ve iletim akımı bu yalıtım yoluyla gerçekleşmez. Plakalar arasındaki sürekli manyetik alan etkileri yer değiştirme akımını verir. Bunun boyutu, bir kondansatörü bağlayan iletken bir telin iletim akımının boyutuna eşit olan bir devrenin şarj etme ve boşaltma akımından hesaplanabilir (başlangıç ​​noktasından bitiş noktasına)

Bunun gerekliliği aşağıdaki faktörler dikkate alınarak açıklanabilir,

  • Elektromanyetik radyasyonda ışık dalgaları ve radyo dalgaları gibi uzaya yayılır.
  • Değişen manyetik alan, elektrik alanın değişim hızı ile doğru orantılı olduğunda.
  • Yer değiştirme akımı, bir kapasitörün iki plakası arasındaki manyetik alanı üretmek için gereklidir.
  • Amper devresinde kullanılır.
  • Yer değiştirme akımı, elektromanyetik dalgaların boş alanlarda nasıl yayıldığını anlamak için mümkün hale getirildi.

Bir Kondansatörde Yer Değiştirme Akımı

Bir kondansatör, plakalar arasındaki maksimum voltajın altında bir potansiyel fark olduğunda iletim akımına değil her zaman yer değiştirme akımına bağlıdır. Bunu bildiğimiz için elektronların akışı iletim akımını verir. Bir kondansatördeki bu akım, plakalardan akan akıma eşdeğer olan elektrik alanın değişim hızından kaynaklanır.

Bir Kondansatörde Yer Değiştirme Akımı

Bir Kondansatörde Yer Değiştirme Akımı

Kondansatöre maksimum gerilim uygulandığında şarj olmaya ve iletmeye başlar. Gerilim aşıldığında, bir iletken gibi davranır ve bir iletim akımı ile sonuçlanır. Bu aşamada kondansatörün parçalanması olarak adlandırılır.

İletim Akımı ve Yer Değiştirme Akımı arasındaki fark

İletim akımı ve yer değiştirme akımı arasındaki fark aşağıdakileri içerir.

İletim Akımı

Deplasman Akımı

Uygulanan bir voltajdaki elektronların akışı nedeniyle devrede üretilen gerçek akım olarak tanımlanır.Uygulanan bir voltajda bir kapasitörün plakaları arasındaki elektrik alanın değişim hızı olarak tanımlanır.
Yük taşıyıcılarının (elektronların) düzgün bir şekilde akışı nedeniyle üretilirken, elektrik alanı zamanla sabittir.Elektrik alanı değişim oranı ile elektronların hareketinden dolayı üretilir.
Ohm yasasını kabul ederKabul etmiyor ohm kanunu
I = V / R olarak verilirId = Jd x S olarak verilir
Gerçek akım olarak temsil edilirElektrik alanı nedeniyle değişen bir zamanda üretilen görünen akım olarak temsil edilir.

Özellikleri

yer değiştirme akımının özellikleri aşağıda bahsedilmektedir,

  • Vektörel bir niceliktir ve kapalı bir yolda devamlılık özelliğine uyar.
  • Bir elektrik yoğunluğu alanındaki akım değişim hızı ile değişir.
  • Bir telin elektrik alanındaki akım sabit olduğunda sıfır büyüklük verir.
  • Bir elektrik alanının değişen zamanına bağlıdır.
  • Pozitif, negatif veya sıfır değeri olabilecek hem yönü hem de büyüklüğü vardı
  • Bunun uzunluğu, yola bakılmaksızın başlangıç ​​noktasından bitiş noktasına kadar olan minimum mesafe olarak alınabilir.
  • Bir uzunluk birimi ile ölçülebilir
  • Belirli bir süre için noktadan gerçek mesafeye minimum veya maksimum veya eşit büyüklükte yer değiştirme vardır.
  • Elektromanyetik alana bağlıdır.
  • Başlangıç ​​ve bitiş noktası aynı olduğunda sıfır değeri verir

Böylece, bu tamamen deplasman akımına genel bakış - bir kapasitördeki formül, türev, önem, gereklilik ve yer değiştirme akımı. İşte sizin için bir qi, ”Bir kapasitördeki iletim akımı nedir? '