Էլեկտրական հոսանք

Էլեկտրական հոսանքը, լիցքավորված մասնիկների ուղղորդված շարժում։ Նման մասնիկները կարող են լինել օրինակ մետաղներում - էլեկտրոնները, էլեկտրոլիտներում - իոնները (կատիոններե և անիոններր), գազերում - իոնները և էլեկտրոնները, վակուումում որոշակի պայմանների դեպքում - էլեկտրոնները, կիսահաղորդիչներում էլեկտրոնները և խոռոչները (էլեկտրոնա-խոռոչային հաղորդականություն)։ Երբեմն էլեկտրական հոսանք է կոչվում նաև շեղման հոսանքը, որը առաջանում է էլեկտրական դաշտի փոփոխությունների ժամանակ։

Ինչ-որ նյութի մեջ էլեկտրական հոսանքի առկայության համար անհրաժեշտ է իրագործել երկու պայմաններ.

1. Նյութը պետք է լիցքավորված, սակայն ազատ մասինկներ ունենա, այնպիսի մասնիկներ, որոնք կարող են ազատ տեղաշարժվել մարմնի ողջ ծավալով (հոսանքակիրներ)։
2. Այդ մասինիկների վրա պետք է ուժ ազդի և ստիպի շարժվել մի որոշակի ուղղությունով։

Սակայն որպեսզի էլեկտրական հոսանք անցնի, պետք է հոսանքի աղբյուր։ Հոսանքի աղբյուրը հատուկ «սարք» է, որի միջոցով հաղարդչում էլեկտրական դաշտ է առաջանում։

Հոսանքի հայտնաբերումը

Էլեկտրոնների կարգավորված շարժումը

Հաղորդչում շարժվող էլեկտրոններն անհնար է տեսնել։ Հոսանքը հայտնաբերվում է նրա ազդեցությամբ։ Հոսանք հայտնաբերելու 4 եղանակներն են.

1. Հոսանք անցնելու ժամանակ հաղորդիչը տաքանում է, դա կոչվում է հոսանքի ջերմային ազդեցություն։
2. Աղերի, թթուների, ալկալիների լուծույթները հոսանքի լավ հաղորդիչներ են։ Երբ որ հոսանք է անցնում, նրանց մեջ նյութերը անջատվում են և նստում լուծույթի մեջ գտնվող մետաղական հաղորդիչների մակերեսի վրա, սա կոչվում է հոսանքի քիմիական ազդեցություն։
3. Հաղորդիչը, որի միջով հոսանք է անցնում, ձեռք է բերում մագնիսական հատկություններ։ Այս հաղորդիչը մագնիսների նման իրեն է ձգում երկաթյա մարմիններ, սա կոչվում է հոսանքի մագնիսական ազդեցություն։
4. Եթե կենդանու մարմնի միջով հոսանք է անցնում, կենդանու մկանների կծկում է առաջանում, սա կոչվում է հոսանքի կենսաբանական ազդեցություն։

Ամենառաջին մարդը, ով հոսանքը իր վրա ստուգեց, հոլանդացի ֆիզիկոս Մուշենբրուկն էր։ Երբ որ հոսանքի հարված ստացավ՝ նա աշխարհին հայտարարեց, որ երբեք չի համաձայնի այսպիսի փորձության ենթարկվել, նույնիսկ եթե ֆրանսիական գահը իրեն տրվի։

Բայց այս նոր երևույթի գյուտը շատ արագ տարածվեց եվրոպական մի շարք երկրներում և արդեն մարդկանց մարմնով էլեկտրական հոսանք անցկացնելու կարելի էր տեսնել ոչ միայն անվանի ֆիզիկոսների փորձասենյակներում, այլ նաև՝ Եվրոպայի խոշոր քաղաքների ազնվանական հավաքույթներում։

Հոսանքի աղբյուր

Հոսանքի առաջին աղբյուրը ստեղծել է Ալեսսանդրո Վոլտան 1800 թվականին։ Նա վերցրել է արծաթե ու ցինկե մի քանի տասնյակ զույգ կլոր թիթեղներ և նրանց միջև աղաջրի մեջ թրջված ստվարաթղթի կլոր միջադիրներ դնելով, այդ ամենը դասավորում է սյան տեսքով։ Հետո վերին և ներքևի թիթեղներին հաղորդալար ամրացնելով, Վոլտան ստանում է հաստատուն հոսանքի առաջին աղբյորը։ Այս հոսանքի աղբյուրը կոչում են վոլտյան սյուն։

Մետաղները կազմվացծ են դրական (+) իոններից ,որոնք տատանվում են բյուրեղացանցի հանգույցներում , և ազատ էլեկտրոններից ։ Էլեկտրական դաշտի բացակայությամբ ազատ էլեկտրոնները շարժվում են քաոսային ձևով ։ Այդ պատճառով էլ ազատ էլեկտրոնների համախումբն անվանում են էլեկտրոնային գազ։ Էլեկտրական դաշտի ազդեցությամբ ազատ էլեկտրոնները ձեռք են բերում նույն կողմն ուղղված լրացուցիչ արագություն և անկանոն շարժման հետ մեկտեղ շարժվում որպես մեկ ամբողջություն ՝ ստեղծելով Էլեկտրական հոսանք ։ Մետաղի բյուրեղացանցի իոններն էլեկտրական հոսանք չեն ստեղծում ։ Այս ենթադրությունը փորձով հաստատել է գերմանացի ֆիզիկոս Կառլ Ռիկեն XIX դարավերջին ։Բայց Ռիկեի փորձն անուղղակիորեն էր ապացուցում ,որ մետաղներում էլեկտրական հոսանքը պայմանավորված է ազատ էլեկտրոններով ։ 1916 թվականին ֆիզիկոսներ Թոմաս Ստյուարտը և Ռիչարդ Թոլմենը ,փորձով չափելով մետաղներում էլեկտրական հոսանք ստեղծող մասնիկների Տեսակարար լիցքը ՝ մասնիկի լիցքի հարաբերությունը նրա զանգվածին , ցույց են տվել ,որ այդ մասնիկներն ,իրոք էլեկտրոններ են ։

Փորձի հիմքում ընկաց էր հետևյալ գաղափարը ։ Եթե արագ շարժվող հաղորդիչը կտրուկ արգելակի ,ապա նրա մեջ առկա լիցքավորված մասնիկները , շնորհիվ իներտության ,որոշ ժամանակ դեռևս կշարունակեն շարժվել , և այդ ընթացքում հաղորդչում կառաջանա կարճատև հոսանք ։ Ստյուարտի և Թոլմենի փորձում մետաղալարով փաթաթված կոճը պտտական շարժման մեջ էր դրվում և ապա կտրուկ արգելակվում։ Արգելակելիս մետաղալարի ծայրերին սահուն հպակներով միացված գալվանաչափը գրանցում էր կարճատև հոսանք , որի ուղղությունը ցույց էր տալիս , որ այն ստեղծվել է բացասական լիցքով մասնիկի շարժմամբ ։ Չափելով հաղորդալարով անցած ընդհանուր լիցքի քանակը ՝ Ստյուարտը և Թոլմենը հաշվել են ազատ մասնիկի տեսակարար լիցքը , որի արժեքը մեծ ճշտությամբ համընկնում է էլեկտրոնի համար այլ եղանակով որոշված տեսակարար լիցքի արժեքին ։

Հոսանքի տեսակները

Էլեկտրական հոսանքի ունի հետևյալ հատկանիշները

• հաղորդիչների տաքացում (գերհաղորդիչների մոտ ջերմություն է անջատվում)
• քիմիական կազմի փոփոխություն (հիմնականում նկատվում էլեկտրոլիտների մոտ)
• ստեղծում է մագնիսական դաշտ (դրսեվորվում է բոլոր հաղորդիչների մոտ, առանց բացառության )

Երբ լիցքավորված մասնիկները տեղափոխվում են մակրոսկոպիկ միջավայրի ներսում մարմինների հետ կապված ապա այդպիսի հոսանքը կոչվում էլեկտրական հաղորդման հոսանք;

Տարբերակվում են ՝

1) հաստատուն հոսանք, 2) փոփոխական հոսանք 3) իմպուլսային էլեկտրական հոսանք

Հաստատուն հոսանք-որի մեծությունը և ուղղությունը ժամանակի ընթացքում չի փոփոխվում։

Փոփոխական հոսանք-որի մեծությունը և ուղղությունը ժամանակի ընթացքում փոփոխվում են, լայն իմաստով նշանակում է ցանկացած հոսանք որը հաստատուն չէ։

։ Փոփոխվող հոսանքներից հիմնականը այն հոսանքներն են, որոնք տատանվում են սինուսոիդային օրենքով։

• 
  սինուսոիդային լարում և հոսանք

Այս դեպքում հաղորդչի յուրաքանչյուր ծայրի պոտենցյալը փոփոխվում է համեմատած մյուս ծայրի պոտենցյալի հետ, դրականից բացասական և հակառակը, որի հետևանքով առաջանում է անընդհատ ուղղությունը և մեծությունը փոփոխվող հոսանք։ Շարժվելով մի ուղղությամբ նրա արժեքը մեծանում է հասնելով իր գագաթնակետին, որը կոչվում է ամպլիտուդային արժեք, ապա նվազում է և ինչ - որ պահի դառնում է զրո, իսկ հետո ավելացնում է, բայց մի այլ ուղղությամբ ինչպես նաև հասնում է նվազագույն արժեքի և ցիկլը փոփոխությունը շարունակվում է.

Ներկայիս միջազգային համակարգի միավորների հոսանքի ուժը չափվում է ամպերներով, լարումը վոլտերով; Ըստ Օհմ ի օրենքի շղթայի հոսանքի ուժը ուղիղ համեմատական լարմանը U և հակադարձ համեմատական է դիմադրության R։

$P=IU=I^{2}R={\frac {U^{2}}{R}}\qquad I={\frac {U}{R}}.$, որտեղ P-ն հզորությունն է, R դիմադրությունն է։

Այս հոդվածի կամ նրա բաժնի որոշակի հատվածի սկզբնական կամ ներկայիս տարբերակը վերցված է Քրիեյթիվ Քոմմոնս Նշում–Համանման տարածում 3.0 (Creative Commons BY-SA 3.0) ազատ թույլատրագրով թողարկված Հայկական սովետական հանրագիտարանից  (հ․ 4, էջ 14)։