Mpk-prometey.ru

МПК Прометей
5 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

30. Электрический ток и его использование

§ 30. Электрический ток и его использование

Электрическая энергия, которую использует человек, не существует в природе в готовом для потребления виде. Её нельзя откопать, как полезное ископаемое — нефть или уголь. Поэтому необходимую для производственных и бытовых нужд электрическую энергию человек научился получать из других видов энергии: механической, тепловой, световой, энергии химического процесса.

Устройство, преобразующее какую-либо энергию в электрическую, называется источником (рис. 52).

Рис. 52. Источники электрической энергии: а — гальванический элемент, б — батарея гальванических элементов, в — аккумулятор, г — электрогенератор

Основная часть используемой человеком электроэнергии вырабатывается из механической энергии специальными электромеханическими машинами — электрогенераторами.

В электрогенераторе механическая энергия турбины — вращающегося колеса специальной конструкции — преобразуется в электрическую энергию. Турбина вращается силой падающей воды — на гидростанциях, паром — на тепловых электростанциях, силой ветра — на ветряных электростанциях, двигателем внутреннего сгорания — на борту самолёта.

Источником электрической энергии на космических станциях являются фотоэлементы, преобразующие солнечную энергию в электрическую.

Переносными источниками электрической энергии являются гальванические элементы, аккумуляторы, а также батареи из них. В них электрическая энергия получается за счёт химического процесса взаимодействия разнородных металлов с особым веществом — электролитом. Существуют ещё малогабаритные механические генераторы, работающие от мускульной силы рук или ног человека, например генератор для велосипедной фары.

Электроэнергия передаётся при помощи потока мельчайших заряженных частиц — электрического тока. В природе обнаружено два вида зарядов, условно названных положительными и отрицательными. Вокруг каждого из зарядов существует электрическое поле, за счёт которого одноимённые заряды отталкиваются друг от друга, а разноимённые притягиваются друг к другу.

Направленное движение электрических зарядов называется электрическим током.

Вещества, пропускающие электрический ток, называют проводниками. Вещества, не пропускающие электрический ток, называют диэлектриками или изоляторами.

За направление электрического тока условно принято движение положительных зарядов, которые перемещаются от положительного полюса источника тока к отрицательному по проводнику, подключённому к полюсам.

Количество зарядов (q), протекающих через поперечное сечение проводника за единицу времени, называется силой тока (I):

I = q/t.

Сила тока измеряется в амперах (А) — в честь французского учёного Андре Ампера.

В металлических проводниках ток образуется движением электронов, имеющих отрицательный заряд.

В газовой среде и жидкостях из-за более разреженной структуры вещества (в отличие от жёсткой кристаллической решётки металла) электрический ток образуется как за счёт электронов, так и за счёт ионов — положительных и отрицательных частиц атомов или молекул веществ.

Ток называется постоянным, если он не меняется с течением времени ни по величине, ни по направлению. Ток, у которого сила и направление периодически изменяются, называется переменным.

Практическое использование электрической энергии основано на некоторых физических явлениях, которыми сопровождается прохождение тока через проводник. Тепловое действие электрического тока широко используют в работе осветительных и электронагревательных приборов. Магнитное действие используют в измерительных приборах, электромагнитных реле, электромагнитных телефонах и громкоговорителях, электрических генераторах и двигателях.

Прохождение постоянного электрического тока через жидкие среды сопровождается химическими реакциями. Это свойство широко используется в аккумуляторах, применяется в электрометаллургии, при электрохимической обработке материалов и в опреснителях морской воды.

Электрический ток в газовой среде вызывает свечение газа. На основе этого явления работают дуговые источники света (например, в прожекторах). Электрический разряд в воздухе сопровождается не только свечением, но и повышением температуры электродов, что используют для сварки и резки металлов.

Устройства, в которых происходит преобразование электрической энергии в другие виды энергии — свет, тепло, механическую и химическую энергию, — называются приёмниками или потребителями электрической энергии, а в электротехнике — нагрузкой (рис. 53).

Рис. 53. Потребители электрической энергии

Чтобы электрическое устройство (нагрузка) работало, его необходимо соединить с полюсами источника тока. На практике источник с нагрузкой часто соединяют с помощью дополнительных проводников, в быту и электротехнике называемых проводами.

То, о чем мы говорили сейчас: 1) источник электрической энергии, 2) нагрузка и 3) соединительные провода — всё это вместе называется электрической цепью.

Новые слова и понятия

Источник питания, электрические провода, потребитель, нагрузка, электрическая цепь.

Проверяем свои знания

  1. Что такое электрический ток и что такое сила тока, в каких единицах она измеряется?
  2. Назовите носители тока в металлах, жидкостях и газах.
  3. Что называют электрической цепью?
  4. Перечислите основные элементы электрической цепи и функции, которые они выполняют при прохождении тока.
  5. Узнайте, что является источником электрического тока в мотоцикле, автомобиле.
  6. Какие электропотребители есть у вас дома?
  7. За счёт чего можно экономить электроэнергию в быту и на производстве?

Это интересно

Ещё в Древней Греции было установлено, что янтарь после натирания шерстяной тканью притягивает лёгкие предметы. По-гречески слово «янтарь» звучит как «электрон». От этого слова и произошёл термин «электричество».

Электрические цепи для чайников: определения, элементы, обозначения

Эта статья для тех, кто только начинает изучать теорию электрических цепей. Как всегда не будем лезть в дебри формул, но попытаемся объяснить основные понятия и суть вещей, важные для понимания. Итак, добро пожаловать в мир электрических цепей!

Хотите больше полезной информации и свежих новостей каждый день? Присоединяйтесь к нам в телеграм.

Электрические цепи

Электрическая цепь – это совокупность устройств, по которым течет электрический ток.

Рассмотрим самую простую электрическую цепь. Из чего она состоит? В ней есть генератор – источник тока, приемник (например, лампочка или электродвигатель), а также система передачи (провода). Чтобы цепь стала именно цепью, а не набором проводов и батареек, ее элементы должны быть соединены между собой проводниками. Ток может течь только по замкнутой цепи. Дадим еще одно определение:

Электрическая цепь – это соединенные между собой источник тока, линии передачи и приемник.

Конечно, источник, приемник и провода – самый простой вариант для элементарной электрической цепи. В реальности в разные цепи входит еще множество элементов и вспомогательного оборудования: резисторы, конденсаторы, рубильники, амперметры, вольтметры, выключатели, контактные соединения, трансформаторы и прочее.

Читайте так же:
Соответствие тока нагрузки сечению кабеля

Электрическая цепьЭлектрическая цепь

Кстати, о том, что такое трансформатор, читайте в отдельном материале нашего блога.

По какому фундаментальному признаку можно разделить все цепи электрического тока? По тому же, что и ток! Есть цепи постоянного тока, а есть – переменного. В цепи постоянного тока он не меняет своего направления, полярность источника постоянна. Переменный же ток периодически изменяется во времени как по направлению, так и по величине.

Сейчас переменный ток используется повсеместно. О том, что для этого сделал Никола Тесла, читайте в нашей статье.

Элементы электрических цепей

Все элементы электрических цепей можно разделить на активные и пассивные. Активные элементы цепи – это те элементы, которые индуцируют ЭДС. К ним относятся источники тока, аккумуляторы, электродвигатели. Пассивные элементы – соединительные провода и электроприемники.

Приемники и источники тока, с точки зрения топологии цепей, являются двухполюсными элементами (двухполюсниками). Для их работы необходимо два полюса, через которые они передают или принимают электрическую энергию. Устройства, по которым ток идет от источника к приемнику, являются четырехполюсниками. Чтобы передать энергию от одного двухполюсника к другому им необходимо минимум 4 контакта, соответственно для приема и передачи.

Резисторы – элементы электрической цепи, которые обладают сопротивлением. Вообще, все элементы реальных цепей, вплоть до самого маленького соединительного провода, имеют сопротивление. Однако в большинстве случаев этим можно пренебречь и при расчете считать элементы электрической цепи идеальными.

Существуют условные обозначения для изображения элементов цепи на схемах.

Обозначения элементов электрической цепи

Кстати, подробнее про силу тока, напряжение, сопротивление и закон Ома для элементов электрической цепи читайте в отдельной статье.

Вольт-амперная характеристика – фундаментальная характеристика элементов цепи. Это зависимость напряжения на зажимах элемента от тока, который проходит через него. Если вольт-амперная характеристика представляет собой прямую линию, то говорят, что элемент линейный. Цепь, состоящая из линейных элементов – линейная электрическая цепь. Нелинейная электрическая цепь – такая цепь, сопротивление участков которой зависит от значений и направления токов.

Какие есть способы соединения элементов электрической цепи? Какой бы сложной ни была схема, элементы в ней соединены либо последовательно, либо параллельно.

Способы соединения элементов электрической цепи

При решении задач и анализе схем используют следующие понятия:

  • Ветвь – такой участок цепи, вдоль которого течет один и тот же ток;
  • Узел – соединение ветвей цепи;
  • Контур – последовательность ветвей, которая образует замкнутый путь. При этом один из узлов является как началом, так и концом пути, а другие узлы встречаются в контуре только один раз.

Чтобы понять, что есть что, взглянем на рисунок:

Кстати! Для наших читателей сейчас действует скидка 10% на любой вид работы

Схема электрической цепи

Классификация электрических цепей

По назначению электрические цепи бывают:

  • Силовые электрические цепи;
  • Электрические цепи управления;
  • Электрические цепи измерения;

Силовые цепи предназначены для передачи и распределения электрической энергии. Именно силовые цепи ведут ток к потребителю.

Также цепи разделяют по силе тока в них. Например, если ток в цепи превышает 5 ампер, то цепь силовая. Когда вы щелкаете чайник, включенный в розетку, Вы замыкаете силовую электрическую цепь.

Электрические цепи управления не являются силовыми и предназначены для приведения в действие или изменения параметров работы электрических устройств и оборудования. Пример цепи управления – аппаратура контроля, управления и сигнализации.

Электрические цепи измерения предназначены для фиксации изменений параметров работы электрического оборудования.

Расчет электрических цепей

Рассчитать цепь – значит найти все токи в ней. Существуют разные методы расчета электрических цепей: законы Кирхгофа, метод контурных токов, метод узловых потенциалов и другие. Рассмотрим применение метода контурных токов на примере конкретной цепи.

Электрическая цепь

Сначала выделим контуры и обозначим ток в них. Направление тока можно выбирать произвольно. В нашем случае – по часовой стрелке. Затем для каждого контура составим уравнения по 2 закону Кирхгофа. Уравнения составляются так: Ток контура умножается на сопротивление контура, к полученному выражению добавляются произведения тока других контуров и общих сопротивлений этих контуров. Для нашей схемы:

решение электрических цепей

Полученная система решается с подставкой исходных данных задачи. Токи в ветвях исходной цепи находим как алгебраическую сумму контурных токов

решение электрических цепей

Какую бы цепь Вам ни понадобилось рассчитать, наши специалисты всегда помогут справится с заданиями. Мы найдем все токи по правилу Кирхгофа и решим любой пример на переходные процессы в электрических цепях. Получайте удовольствие от учебы вместе с нами!

Энергия наших тел. Электричество

Мне как энергету всегда было интересно — что такое наша сила? Почему одни из нас имеют силы, они энергичны умом и тело, бодры — а другие слабее, медленнее и тупее? Что нас питает и бодрит — а что мешает нам жить, обессиливает и, в конце концов, убивает?

Читайте так же:
Rxm4ab2p7 реле 4 co светодиод 230в перем тока rxm4ab2p7

Наши тела — есть соединение материи и энергии. Что такое материя — мы можем понять, ведь мы знаем что такое земля, вода, воздух, огонь. Наше тело состоит из этих стихий. Эти стихии мы в себя постоянно забрасываем и выделяем через дыхание, согревание, питие, пишу. Но что есть НАША СИЛА? Что движет этими мышцами, заставляет мозг думать, глаза — видеть, уши — слышать? Что это за субстанция?

Ничего тайного — наша сила, точно так же как сила животных, растений, компьютеров (и вообще всех приборов и машин) — это электричество. электрический ток.
Мышцы сокращаются от электричества, бегущего по нервным волокнам. Мозг думает — это электроразряды между нейронами мозга. Глаза (точнее мозг) видит потому, что существует электрические сигналы между глазом и мозгом. Мы чувствуем эмоцию — а она отражается в теле как синтез гормонов, порождаемых электрохимическими реакциями. Мы кушаем — и уже на языке чувствуем вкус — и это электрохимия, электричество между едой и пищевыми пупырышками. Ну и так далее.

А что такое электричество? А это ток, движение заряженных частиц — то есть ионов и электронов. Ионы — это атомы и молекулы с избытком, или чаще с недостатком электронов на орбите атомов. А электрон — и есть элементарный и неделимый электрозаряд, условно названный минусовым.

А почему минус-ионы и электроны — это энергия? На каких примерах это отслеживается?

Ну, например солнечное излучение — это в том числе бета-лучи — поток электронов.

Что оживляет тело когда врачи делают реанимацию электрошоком? — сильный ток электронов по телу.
Даже просто несильный разряд электричества через тело — бодрит.

Антикоррозийные приборы для машин, работаюшие на батарейках или от аккумулятора делают то же самое — поставляют в кузов дефицитные электроны.

Всякая жизнь материи — невозможна без тока энергии, который есть электричество. Поэтому мы нуждаемся в дополнительном заряде минус, ибо жизнедеятельность — это потеря потенциала. даже компьютеры и мониторы — выдают в атмосферу +ионы (плюс ионизация) потому, что их работа поглощает электроны. как и живые существа. только редкие типы живых существ, такие как некоторые деревья от избытка могут ионизировать воздух минус-ионами. и такие леса целебны

Живая вода (см. мой электрофильтр-ионизатор) — это вода с минус-ионами, живой воздух — воздух с минус-ионами (лампы Чижевского), живое тело — тело с минус-зарядом, живые растения — растения выделяющие минус-ионы и электроны.

Почему над пустынями почти не бывает молний и дождей? А над нашей средней полосой — часто. Да потому, что биомасса — заряжена электричеством, и молнии забирают её в ионосферу. А в пустыне биомассы — минимум, электрозаряда почти нет. Потому там нет ни разницы потенциалов между небом и землёю, ни дождей с молниями.

А над джунглями — такие ливни, как из ведра! потому, что много биомассы, большой электрозаряд. Деревья в основном вырабатывают, а точнее помогают электронам и минус-ионам выбираться из под земли наружу (через корни, ствол, ветви, листья). Поэтому под сенью деревьев — хорошо. дерево нас заряжает. Мы особенно любим те деревья — которые нам больше подходят, лучше заряжают нас энергией.

Почему разные виды пищи — по разному вредны/полезны для организма? Почему консервы, хлеб или мясо — гораздо вреднее, чем свежие овощи, фрукты и зелень? Да по простой причине — живая пища легко перерабатывается и отдаёт телу много электричества, накопленного от солнца. Всё сочное, содержащее витаминные кислоты, живые углеводороды — легко вступает в реакцию пищеварения, отдавая жизнь в виде электроэнергии (биоплазмы), и при расщеплении оставляет минимум шлаков, оксидов.
Глюкоза из фруктов — вообще впитывается в тело ещё во рту, вступая в химическую реакцию выделяет полезные кислоты и электроны даже не доходя до желудка. Вот почему фрукты и прочая зелень — легко и быстро усваиваются, и быстро питают мозг — основной орган-потребитель поступающей пищи. Особенно хороши для наших людей виноград (содержащий больше всего глюкозы), яблоки, груши и прочие фрукты и ягоды средней полосы.

А вот всё многожды переработанное, жаренное-варенное-копчёное — уже растеряло свой природный сок, и представляет собою в основном тяжёлые для усвоения вещества, отдающие малый заряд, но оставляющие после себя кучу отходов. Пища — буквально означает то, что приготовлено в печи (пещи) — и это уже не очень здоровое питание. Особенно вредны искусственные допинги вроде кофеина, сахара (в газированных напитках например), алкоголь и пр., которые при употреблении тоже вроде дают заряд силы, и даже не слабый — так как вступают в сильную химическую реакцию в организме. Но этот заряд будет не долгим и за счёт сильного загрязнения и окисления тела, после чего следует ещё большее обессиливание и похмелье (боли от выделения умерших от такого насилия клеток мозга, печени и пр. ). Тело наполняется шлаками и ядовитыми оксидантами (вредными плюс-ионами). Так что употребление пищевых искусственных допинговых продуктов — очень вредно.

Читайте так же:
Ток в последовательной цепи светодиодов

Сейчас модно говорить про антиоксиданты. Это вещества и продукты, выделяющие в теле минус-ионы и электроны — нейтрализующие оксиданты — плюс-ионы. Оксиданты названы так в честь Окси — Кислорода, участвующего в наших обменных процессах. Старение — это сгорание, окисление, в котором главную роль играет именно кислород. В наших клетках, в каждой клетке есть бактерии митахондрии — ВОТ ДЛЯ НИХ мы дышим и кушаем в основном. Ибо это ИМ нужен кислород и еда, чтобы расщеплять эти вещества и вырабатывать в клетках электричество — выделять электроны. Электроны тут же расходуются нашим телом — но остаются ещё (кроме шлаков) и плюс-ионы — те самые оксиданты, которые нужно выводить, с чем организм кое-как справляется. Однако чем старше человек — тем больше в нём оксидантов, ибо организму всё труднее бороться с грязью и окислением ими.

То есть, электричество в виде электронов вырабатывается в организме митахондриями с побочным эффектом — оксидантами, которые постепенно окисляют, загрязняют наш организм, мешая даже выведению продуктов распада.

Есть ли другие способы доставить в тело энергию в виде минус-заряженных элементарных частиц? Да — можно, к примеру, дышать лесным ионизированным воздухом — но тогда нужно жить в этом лесу. Можно ещё купить люстру Чижевского — но параллельно она будет фонить высоковольным электромагнитным излучением — что не есть гуд. Можно пить живую воду, как я делаю на протяжении 15 лет и в большой степени именно из-за этого почти абсолютно здоров, хотя до 2000-го года — был на грани. Но для приготовления живой воды нужно брать родниковую или колодезную воду. Из под крана или фильтрованная — лучше, конечно, чем пить просто бутилированную или кипяченную — но не идеал. Да и много ли ионизированной воды можно выпить? Минус-ионов там не так много, лечебный эффект всё же в основном за счёт растворённого в живой воде водорода (см. статью Водород).

И вот я нашёл ещё один весьма эффективный, а главное почти беззатратный и безнапряжный способ набора энергии: собрал аппарат (на фото сверху), рабочая пластинка которого заряжает электронами тело почти мгновенно — через ладнони или стопы (чем удобней). Сначала поступающие электроны распространяются по коже, потом проникают внутрь и оживляют все процессы в теле. И поступление это продолжается до нейтрализации дефицита электрозаряда организма. Лично мне по ощущениям довольно минуты времени, одного или двух раз в день для подзарядки. И это не просто слова про подзарядку — это реальные ощущения. Сила тока минимальная — так что не больно и не опасно, во время подзарядки почти ничего не чувствуешь. Но определённые ощущения в теле есть, особенно для энергочувствительных людей. После сеанса сразу чувствуется бодрость, сознание проясняется, мозг ускоряется, нервы успокаиваются, хочется работать, творить, а не спать.
Да, перед сном — не рекомендуется: ещё минимум пару часиков будете бодры. хотя именно так можно легко, без напряжения воля или допингов сократить время на сон.

Необходимость в прямой и быстрой подзарядке тела я почуствовал во время постов (многодневных голоданий), когда чуствовал слабость на грани голодного обморока. Как подпитать тело — не загрязняя его едой во время когда оно самоочищается на голоде. как помочь организму нейтрализовать и вывести шлаки и яды-оксиданты? Такой зарядник — хороший ответ на проблему.

Конечно, мы, как многомерные существа питаемся не только электричеством — но и тонкими энергиями. Наши метальное, астральное и прочие тонкие тела — так же питаются соответствующими процессами и тонкими энергиями. Но даже для их работы — нужно электричество, ибо любой мыслительный процес или эмоция сопровождаются электо-магнитным излучением. Тело тратит на это электричество. Мы ощутили восторг, и наши железы внутренней секреции вырабатывают эндорфины — на это уходит телесное электричество. Мы ощутили страх или агрессию — на выработку адреналина нужно электричество. Мужчина смотрит на красивую женщину и на выработку тестостерона, на эту химическую реакцию — тоже тратится куча электронов. именно поэтому от большого количества эмоций или мыслей мы устаём иногда даже больше чем от физической работы.
То есть энергия тела — это потенциал электричества, поглощаемый нами извне и вырабатываемый внутри.

Тело — постоянно нуждается в электричестве: мы дышим, двигаемся, вырабатываем тепло через химические реакции — это всё работа электричества в теле. Поэтому считаю что простой и безопасный прибор, под условно-ироническим названием "Завтрак Электроника" (помните худ. фильм "Приключения Электроника"? В книге-прототипе — робот ходил с вилкой для розетки и ночью — подзаряжался) — будет не лишним. Прибор работает от обычной сети 220 вольт, есть вариант и автономного девайса, работающего на аккумуляторах (однако его сила меньше — значит дольше приходится заряжаться). На фото над статьёй виден прототип которым пользуюсь сам, и полюбили мои близкие. Сначала был скепсис — теперь сами просят "подзарядиться" 🙂
Кстати, мужская и женская сила — здорово возрастают.
(Мужские живчики, кстати — это вообще крутят свои хвостики наподобие электромоторов. Много энергии в организме — ты силён как мужик. Мало — ты уже даже не человек. -)

Читайте так же:
Sn510p как уменьшить ток подсветки

Да, оказывается человек, как и все энергетические природные и искусственные механизмы — может заряжаться и питаться напрямую энергей, которого у нас навалом из каждой розетки. При этом не загрязняя тело продуктами распада пищи.
Человеку в принципе не обязательно есть, что доказывает опыт тысяч "праноедов". Но как перейти с привычного питания пищей, которой мы "ножом и вилкой роем мы себе могилу" — на прямое усвоение энергии из пространства? Думаю такой аппарат — может помочь. Даже совместно с едой — он хорошо помогает. Даже пища переваривется лучше. Да и меньше её хочется, когда в теле и так — сила и бодрость. Так, разве что побаловать себя чуток вкусом. 🙂

Зарядите таким приборчиком человека, который энергетически вампирит на вас — его подсос это просьба о помощи — ему банально не хватает энергии, и он её получит.

Да, эта информация о прямом питании тела чистым электричеством — может звучать непривычно или даже дико, но это правда, это элементарная физика жизни! А главное — метод работает, и противопоказаний и побочных эффектов нет, за исключением людей с вживлёнными электрокардиостимуляторами.

Так что я — очень доволен таким аппаратиком. Особенно помогает во время усталости, при длительном посте, когда нужно взбодриться, а лишние калории жратвы или наркотические возбудители (алкоголь, курево, кофеин) и прочие допинги — уже не к месту. А тут подержал минутку руку на заряднике — и несколько часов чувствуешь, что хочется и главное МОЖЕТСЯ жить и работать! Бодрячком таким, как в юности 🙂

Электрические явления. Часть 2

При касании двух электроскопов проводящим стержнем заряд частично с одного электроскопа переходит на другой. Происходит это в результате явления, которое называется электрическим током. Слово «ток» изначально означает «течение» или «движение». Сравнивают ток с течением реки, только движется в этом случае не вода.

Однако в опыте очень быстро происходит переход зарядов и количество их на обоих электроскопах уравнивается. Ток получается кратковременным и моментально прекращается. Если в самом начале эксперимента к проводнику прикрепить маленькую лампочку, она на короткий миг вспыхнет и тут же погаснет.

Когда говорят об электроэнергии дома, на транспорте, в промышленности, имеют в виду использование именно электрического тока. Если вдруг гаснут фонари, перестают работать электроприборы, останавливаются станки, это значит, что в проводах исчез ток.

Чтобы ток существовал, нужно:

  • наличие носителей тока, то есть в веществе должны быть свободно перемещающиеся заряды;
  • присутствие силы, которая заставляет заряды двигаться в заданном направлении.

Силой обладает электрическое поле, возникающее вокруг заряда. Для тока на длительное время требуются источники тока – это устройства, способные создать в проводящем веществе электрическое поле. Источники поддерживают в проводниках постоянный ток. Например, заряженная палочка источником тока не является, поэтому ее прикосновение не заставит лампочку светиться.

Управлять электричеством, создавать условия для электрического тока люди пытались в своих исследованиях давно. Первопроходцы изобретения источников тока: Луиджи Гальвани и Алессандро Вольта.

Анатом и физиолог Л. Гальвани в 1786 г. заметил, что при касании лапок лягушки одновременно разных металлов, мышцы резко содрогались.

Гальвани назвал это явление «животным электричеством». Объяснить его смог А. Вольта. По его теории при контакте двух различных металлов, который происходил с помощью лапок лягушки, по телу ее проходил электрический ток. Лягушка представляла собой очень чувствительный электрометр. Вольта предложил заменить лягушку проводящей жидкостью. Но прежде Вольта провел опыт на себе. Он положил под язык и на язык монетки из разных металлов и соединил их тонкой проволокой. Во рту почувствовался специфический кисловатый вкус, который говорил о присутствии электрического тока.

В 1800 году вольта создал первый источник тока, так называемый вольтов столб. Он, взяв несколько пар пластинок из серебра и цинка, проложил между ними смоченные соленой водой картонки. Конструкцию выложил в столбик и к верхней и нижней пластинкам подсоединил провода. Получилось приспособление, поддерживающее электрический ток.

Современные источники тока разнообразны. Но их объединяет наличие полюсов, на одном из них скапливаются заряды положительные, на другом – отрицательные. Если полюсы соединить проводами, образуется электрическое поле, свободные заряды начнут двигаться, создавая электрический ток

Во всех видах источников тока совершается работа по разделению зарядов на положительные и отрицательные, происходит превращение механической или внутренней энергии в электрическую:

  • в электрофорной машине переход механической энергии вращающегося колеса;
  • в термоэлементе превращение внутренней энергии нагревающихся спаянных проводов из разного металла;
  • в фотоэлементе превращение энергии света (изучается в старших классах);
  • в гальваническом элементе преобразование энергии химических реакций,

До сих пор часто используется гальванический элемент, называемый в быту батарейкой. Элемент имеет несложное строение. Основные его части:

  • корпус из цинка;
  • угольный стержень;
  • раствор муки с нашатырем;
  • мешочек со смесью угля и оксида марганца;
  • смола.

Устройство гальванического элемента Источник

Угольный стержень помещен в мешочек со смесью оксида марганца и угля. Все это находится внутри цинкового цилиндра. Так называемый клейстер из нашатыря и муки служит прослойкой между мешочком и корпусом. В этой конструкции под действием нашатыря цинковый корпус приобретает отрицательный заряд, а стержень из угля — положительный, и может возникнуть электрический ток.

Читайте так же:
Haier le32b8500t уменьшить ток подсветки

Электрическая цепь

Имея источник тока и провода, можно сделать так, чтобы заряды были исследованы и как-то использованы человеком. Для этого служат потребители, иначе приемники, электрического тока:

  • фонари и осветительные лампы;
  • электроплиты;
  • электродвигатели;
  • бытовые электроприборы;
  • промышленные электрические устройства.

Источник тока, потребитель, провода и выключатель – вот минимум основных элементов, которые образуют простейшую электрическую цепь.

Установиться ток может только в замкнутой цепи. Если нужно остановить движение зарядов, выключатель размыкают, в цепи возникает разрыв и ток прекращается.

Перед сборкой цепи ее обычно изображают схематически, чтобы было понятно, из каких элементов она состоит, и как они соединены. Такое изображение называется схемой электрической цепи.

Для каждого элемента цепи придумано свое специальное обозначение

Условные обозначения на схеме просты и понятны. Одновременно они напоминают элементы цепи, например лампочка – кружок с крестиком внутри символизирует расходящиеся от центра светлые лучи. Около значка источника тока подписывают плюс и минус. Плюс пишется рядом с длинной палочкой, минус – около короткой.

На примере карманного фонарика можно увидеть разницу между схематическим изображением устройства и электрической схемой:

  • а – фото фонарика;
  • б – схематическое изображение фонарика (1 – корпус, 2 – кнопка выключателя, 3 – гальванические элементы, 4 – лампочка);

в – электрическая схема фонарика (содержит источник тока, лампочку (потребитель), выключатель и соединительные провода).

Электрический ток в металлах, полупроводниках, электролитах

Ток вовсе не означает, что каждая заряженная частица обязательно должна добраться от источника тока до потребителя, особенно, если речь идет о километровых проводах, передающих электрический ток от электростанций к местам потребления. Понять это можно, проведя аналогию с течением воды по трубам при открытии крана. Вода начинает течь везде одновременно, а из крана вытекает ближайшая к нему.

Что же представляет электрический ток в разных веществах?

Основные группы веществ, по которым движутся заряды, это:

  • металлы;
  • полупроводники;
  • электролиты.

Твердые металлы по структуре обладают кристаллической решеткой, в узлах которой может находиться большое количество положительных ионов – атомов, от которых оторвались отрицательные электроны. Оторвавшиеся электроны являются свободными и беспорядочно блуждают по металлу.

При замыкании цепи вокруг металла создается электрическое поле, возникают силы, заставляющие свободные электроны двигаться в определенном направлении. Траектория движения электрона не будет прямой линией, так как на пути его находятся другие электроны и положительные ионы. Но общее направление тока будет соблюдаться

Растворы кислот, солей и щелочей содержат положительные и отрицательные ионы. Такие растворы были названы электролитами. Положительные – это атомы, потерявшие электрон, а отрицательные ионы – это атомы, получившие лишний электрон. Попадая в электрическое поле, эти ионы начинают упорядоченно двигаться.

Электрическая цепь с электролитом Источник

Для демонстрации тока в электролитах в раствор опускают две пластины. Одна соединяется с положительным полюсом источника тока, другая – с отрицательным. И движение ионов будет распределяться следующим образом:

Существуют вещества, у которых с ростом температуры или увеличением освещенности возникает возможность проводить электрический ток. Это происходит в результате увеличения энергии электронов. Они отрываются от атомов, становятся свободными носителями тока. Такие вещества называются полупроводниками (кремний, селен, германий и др.). В обычных условиях в полупроводниках тока нет.

Действия электрического тока

Движение заряженных частиц увидеть невозможно. Тогда как же обнаружить есть в цепи ток или нет? Наличие тока определяется по его действию:

  • тепловому. Проводник с током нагревается;
  • химическому. На опущенных в электролит проводниках в виде равномерного налета выделяются вещества, входящие в состав щелочей, кислот или солей;
  • магнитному. Проводники при наличии в них тока притягивают железосодержащие предметы;
  • физиологическому. Ток, проходя через живой организм приводит к сокращению мышц.

Жизнь человека сейчас невозможна без применения действий тока.

Тепловое действие используется:

в быту (электроплитки, кипятильники, чайники, утюги, электропечи, осветительные приборы и др.);

  • в сельском хозяйстве (приготовление силоса, кормовые запарники, инкубаторы, обогрев теплиц, просушка льна и сена и др.);

в промышленности (электросварка, электросталеплавление).

Химическое действие тока применяют для выделения чистых веществ, покрытия ровным, тончайшим слоем металлических изделий. Водопроводные краны, чайники, кастрюли, ложки, самовары и другие изделия прошли во время изготовления через электрический ток в электролитах. Например, ложка, опущенная в раствор хлорида натрия или хлорного золота, делается позолоченной, если через раствор пропустить электрический ток. (Химические процессы, которые происходят в этом случае изучаются в старших классах).

Напыление на ложке

Работа электромагнитов основана на применении магнитного действия тока.

Подъем металлолома электромагнитом

Первые исследования электрического тока сделаны на основе его физиологического действия. Реакция лягушек на небольшие токи и ощущения самих экспериментаторов при прохождении небольшого тока через живое тело привели к созданию простейших источников тока.

Даже младшему школьнику известно, что ток может убить человека или животное. Но грамотное, научное использование электротока одновременно и помогает. Например, медицине в лечении различных заболеваний.

Запуск работы сердца

Электрические явления сопровождают современного человека повсюду. Но далеко еще не все изучено об электричестве. Его полезные и опасные свойства еще долго будут интересовать ученых и исследователей.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector