Что такое электроток: Электрический ток | это… Что такое Электрический ток? — RC74 — интернет-магазин радиоуправляемых моделей

Содержание

Электрический ток. Источники электрического тока по ФГОС. – конспект урока – Корпорация Российский учебник (издательство Дрофа – Вентана)

Разработки уроков (конспекты уроков)

Линия УМК А.В. Перышкина. Физика (7-9)

Физика

Внимание! Администрация сайта rosuchebnik.ru не несет ответственности за содержание методических разработок, а также за соответствие разработки ФГОС.

Класс: 8

УМК: Пёрышкин А. В.

Тип урока:изучение нового материала.

Цель урока: формирование представления об электрическом токе и условиях его существования в цепи, и об источниках тока.

Планируемые результаты урока:

Предметные:

Использование знаково-символических средств, в том числе моделей и схем для решения задач;
формирование представлений об источниках тока;
организация усвоения основных понятий по данной теме;

формирование научного мировоззрения учащихся.

Метапредметные:

Развитие умения генерировать идеи;
выявлять причинно-следственные связи;
работать в группе;
пользоваться альтернативными источниками информации;
формировать умение анализировать факты при наблюдении и объяснении явлений, при работе с текстом учебника.

Личностные:

Формирование ценностных ориентиров и смыслов учебной деятельности на основе развития познавательных интересов, учебных мотивов;
формирование умений управлять своей учебной деятельностью;
формирование интереса к физике при анализе физических явлений;
формирование мотивации постановкой познавательных задач, раскрытием связи теории и опыта, развитие внимания, памяти и творческого мышления.

Методы обучения: проблемный, репродуктивный, эвристический.

Формы организации познавательной деятельности обучающихся: коллективная, индивидуальная, групповая.

Средства обучения: ПК, проектор, экран; металлическая трубка, эбонитовая палочка, электрофорная машина, термоэлемент, спиртовка, гальванометр, фотоэлемент, лампа, гальванический элемент, батарея гальванических элементов, аккумулятор. На столах учеников лимон, картофель ,медные провода, гвозди. Карточки с заданиями.

Виды педагогических технологий, применяемые на данном уроке:

информационная технология;
личностно ориентированное обучение (беседа – ответы на вопросы; развитие, понимание и объяснение опытов, творчество и исследовательский поиск при решении проблемного вопроса).

Технологическая карта урока

Этап урока, время	Деятельность учителя	Деятельность ученика	Формируемые УУД	Формы работы (индивидуальная, групповая, фронтальная)	Средства обучения
1. Организационный момент. 1 минута.	Приветствует учеников.	Отвечают на приветствие учителя.	Коммуникативные	фронтальная
2.Постановка целей и задач урока 2 минуты.	Подготовка к осознанию целей и задач, создает мотивацию	Ставят цели урока.	Регулятивные	фронтальная
3. Актуализация опорных знаний учащихся. 3 минуты.	Беседа, фронтальный опрос	Отвечают на заданные вопросы.	Предметные, регулятивные	фронтальная
4.Первичное усвоение новых знаний. 15 минут	1.Демонстрация опыта №1. Электроскопы соединены проводником	Следят за экспериментом, делают вывод.	Предметные, регулятивные, коммуникативные	индивидуальная, групповая, фронтальная	Презентация
	2. Формулировка понятия эл.тока. (слайд №2)	Пытаются самостоятельно сформулировать определение и записать его в тетрадь.
	3.Выяснения условий длительного существования эл.тока.	Рисуют схему,
	4.Демонстрация опытов с источниками эл. тока . №2.Электрофорная машина(слайд №9) генератор(слайд №10)	Следят за экспериментами, делают выводы и записывают их в тетрадь.
	№3.Термоэлемент (слайд №12)	записывают в тетрадь.
	№4.Фотоэффект (слайд №14)	записывают в тетрадь.
	Эксперимент 1	Выполняют эксперимент. Делают выводы.
	Рассказ про гальванический элемент.	Выполняют эксперимент. Делают выводы.			ЭОР
4. Первичная проверка понимания. 5 минут	Рассказ про аккумуляторы ЭОР	Работают с учебником. Отвечают на вопросы.	Предметные, регулятивные	индивидуальная, фронтальная	ЭОР
Динамическая пауза. Снеговик. 2 минуты		Выполняют упражнения	Личностные	индивидуальная,	Презентация
5. Первичное закрепление. Тест. 5 минут	Раздает карточки с задание.	Выполняют тест.	Предметные, регулятивные	Индивидуальная	Карточки с заданием
6.Контроль усвоения, обсуждение допущенных ошибок и их коррекция. 3 минуты	Корректирует ошибки.	Взаимопроверка. Выставление оценок.	Предметные, регулятивные	Индивидуальная
7. Рефлексия. 2 минуты	Подводить к итогам занятия, предлагает осуществить самооценку достижений.	Участвуют в беседе по обсуждению достижений.	Личностные, коммуникативные, регулятивные	фронтальная
8. Информация о домашнем задании. 2 минуты	Информирует о домашнем задании. Раздает инструкцию по выполнению	Записывают домашнее задание.	Регулятивные	фронтальная

Ход урока

I. Организационный момент.

II. Постановка целей и задач урока (мотивация и формулировка цели урока).

Учитель: Сегодня мы начинаем изучение важнейшей для современного человека темы: «Электрический ток. Источники электрического тока». Слово «электричество», «электрический ток» прочно вошли в нашу жизнь. Мы настолько привыкли к тому, что нас окружают электроприборы и электрические явления, что порой не замечаем, какую огромную роль они играют в нашей жизни.

Представьте себе на минуту, что отключили электричество в наших домах. Что было бы? Каковы последствия этого события?

Ученики: Если отключат электричество, то погаснет свет, не сможем посмотреть телевизор, не будут работать компьютеры, холодильники, все электроприборы, останемся без воды и тепла, так как насосы, качающие воду, работают на электричестве, не смогли бы подзарядить сотовые телефоны.

Учитель: Делаем вывод: электричество играет огромную роль в нашей жизни, поэтому важно знать, что это такое. Какая цель сегодняшнего урока?

Ученики: выяснить, что такое электрический ток и какие условия необходимы для его существования, и источники тока.

III. Актуализация опорных знаний учащихся.

Фронтальный опрос.

Учитель: Но прежде всего давайте вспомним ранее изученный материал и ответим на следующие вопросы.

Что такое электризация тел? (Электризация – разделение электрических зарядов в результате тесного контакта двух или более тел.)
Как можно наэлектризовать тело?
Назовите два рода зарядов. Как взаимодействуют тела, имеющие электрические заряды?
Что такое проводники и непроводники электричества?
Какие металлы проводят электричество?
Под действием чего движутся свободные электроны в металлах?
Какие заряженные частицы вы знаете?

IV.

Первичное усвоение новых знаний.

1. Электрический ток.

Демонстрация №1

Два электрометра, соединенных металлическим проводником. Если поднести к одному электрометру заряженную стеклянную палочку, то стрелка второго электрометра отклонится. Что происходит при этом?

Учащиеся отвечают (вокруг заряженной палочки возникает электрическое поле, под действием которого свободные электроны перемещаются сначала к одному электрометру, а затем через проводник к другому.)

В нашем опыте электроны двигаются в одну сторону, т.е. направлено (упорядочено). В этом случае можно сказать, что по металлическому проводнику протекает электрический ток.

Кроме металлических проводников мы будем изучать и другие проводники, например, проводящие ток жидкости. В них кроме электронов есть и другие заряженные частицы – ионы. Они тоже могут перемещаться.

Сформулируем вместе, что же такое электрический ток?

электроны и ионы – это…? (Ученики: заряженные частицы).
что с ними происходит? (Ученики: они движутся).
как они движутся? (Ученики: упорядочено, т.е. направлено).
под действием чего движутся заряженные частицы? (Ученики: под действием электрического поля).

СЛАЙД 2 (запишите)

Электрический ток — это упорядоченное (направленное) движение заряженных частиц, под действием электрического поля.

2. Условие существования тока в цепи.

В нашем опыте в металлическом проводнике электрический ток возникает, но он быстро прекращается. Почему же он является кратковременным? По мере перемещения зарядов с палочки на электрометр и далее по трубке, электрическое поле вокруг палочки уменьшается, а вокруг левого электрометра растет. При равенстве зарядов их электрические поля компенсируют друг друга и движение электронов прекращается.

Значит, для того, чтобы ток в цепи существовал долго что необходимо:

Наличие свободных электронов
Наличие внешнего электрического поля для проводника

Источник тока.

Изобразим все в виде схемы. (Учитель рисует на доске, ученики в тетрадях схему)

3. Источники тока

Источники тока – это устройства, создающие и поддерживающие длительное время электрическое поле. Существуют различные источники тока, но в любом из них совершается работа по разделению положительно и отрицательно заряженных частиц. Разделенные заряженные частицы накапливаются на полюсах источника тока. Один полюс заряжен положительно, второй – отрицательно. Если полюсы источника соединить проводником, то в нем под действием электрического поля возникает электрический ток, т.е. свободные заряженные частицы придут в нем в движение.

4. Виды источников тока

Произвожу демонстрацию опытов по рис. 44-46 учебника. В ходе выполнения опытов задаю вопрос. Какой вид энергии превращается в электрическую в данном опыте? После обсуждения каждого опыта заполняем соответствующую строку таблицы 1.

Демонстрирую опыт №2

Действие электрофорной машины.

Вывод: Разделение зарядов происходит за счет механической энергии. При вращении дисков происходит трение щеток о диск, что приводит к разделению зарядов. В результате один электрод машины заряжается положительно, а другой отрицательно. Если приблизить электроды машины, то возникает кратковременный ток в виде электрического разряда в воздухе.

Для того, чтобы ток протекал постоянно, необходимо непрерывно вращать ручку электрофорной машины. Конечно, таким образом создавать электрический ток длительное время невозможно. На электростанциях электрический ток вырабатывают с помощью генераторов. Этот ток используется в промышленности, на транспорте, в осветительной сети.

Демонстрирую опыт №3.

Действие термоэлемента.

Вывод: Если две проволоки, изготовленные из разных металлов, спаять, затем нагреть место спая, то по цепи потечет электрический ток. Разделение зарядов происходит за счет изменения внутренней энергии веществ.

Демонстрирую опыт №4.

Действие фотоэлементаи источника света.

Вывод: Если такие вещества, как кремний, селен, оксид меди осветить, то в цепи возникает электрический ток. Это явление называется фотоэффектом. Световая энергия превращается в электрическую.

Чтобы перейти к следующему источнику тока расскажу немного об истории их создания.

Эксперимент 1

У вас на столах имеются лимон и картофель. Сейчас попробуйте получить из них источники тока используя ваши вольтметры. Понаблюдайте за отклонением стрелочки.

Какой вывод, какая энергия превратилась в электрическую.

Источники тока у которых разделение зарядов происходит за счет энергии химических процессов называют гальваническими. В них химическая энергия преобразуется в электрическую.

Обратимся к истории.(16слайд)

В 1799 году итальянский физик Алессандро Вольта, опираясь на результаты исследований Луиджи Гальвани, изготовил электрическую батарею, названную вольтовым столбом. Батарея Вольта была составлена из чередующихся медных и цинковых кружков, которые были сложены столбиком и переложены кусочками сукна, смоченного в растворе серной кислоты

Рассказ про г.э. ЭОР

V. Первичная проверка понимания

(17 слайд)

Откройте учебники на с. 97. На рис 47 рассмотрите устройство сухого гальванического элемента и в тексте найдите ответы на вопросы.

Вопросы:

Что такое батарея гальванических элементов? (Несколько гальванических элементов, соединенных вместе, образуют батарею гальванических элементов).
Срок действия гальванических элементов? (Все гальванические элементы и батареи гальванических элементов имеют определенный срок действия. После этого мы их просто выбрасываем).
Существуют ли химические источники тока многоразового действия? (Да. Это аккумуляторы, от латинского слова аккумуляторе — накоплять).
Что представляет простейший аккумулятор? (Простейший аккумулятор – это две свинцовые пластины, помещенные в раствор серной кислоты. Чтобы аккумулятор был источником тока, надо зарядить от какого – то другого источника постоянного тока. При прохождении тока между пластинами и кислотой происходит химическая реакция. При этом один электрод становится положительно заряженным, а второй — отрицательно заряженным).
Какие виды аккумуляторов бывают? (Аккумуляторы бывают двух видов:
Кислотные (свинцовые) — свинцовая пластина в растворе серной кислоты:
Щелочные (железно — никелевые) – одна пластина из спрессованного железного порошка, вторая – из пероксида никеля. Помещены в раствор щелочи.)

А с какими источниками тока вам приходилось чаще всего сталкиваться в повседневной жизни?

Ученики: Аккумуляторы.

Рассказ про аккумуляторы ЭОР

Действительно, очень часто мы используем именно аккумуляторы. Сотовые телефоны необходимо периодически подзаряжать. Для этого мы используем зарядное устройство или так называемый сетевой адаптер, который преобразует переменный ток напряжением 220 В из осветительной сети в постоянный ток напряжением 3 В.Чаще всего там используется литиево – ионный аккумулятор или батарея, в которой применяется раствор солей лития в органическом растворителе. Ну а теперь мы полностью завершаем заполнение таблицы.

Таблица 1

№	Виды источников	Преобразование энергии	Название источников тока
1.	Механические	Механическая энергия в электрическую.	Электрофорная машина, генератор.
2.	Тепловые	Внутренняя энергия в электрическую.	Термоэлемент.
3.	Световые	Световая энергия в электрическую.	Фотоэлемент, солнечная батарея.
4.	Химические	Химическая энергия в электрическую.	Гальванический элемент, аккумулятор, батареи.

Динамическая пауза. Снеговик.

VI. Первичное закрепление. Тест.

Электрический ток. Источники электрического тока.

Вариант № 1.

Как называются приборы, создающие электрическое поле?
А.Элемент питания
Б. Источники тока
В. Электромеханический генератор
Г. Источник энергии
Какие превращения энергии происходят в термоэлементе?
А. Механическая энергия преобразуется в электрическую энергию
Б. Внутренняя энергия преобразуется в электрическую энергию
В. Энергия света преобразуется в электрическую энергию.
Г. Химическая энергия преобразуется в электрическую энергию.
В каких источниках тока используется химическая энергия.
А.
Б.
В.
Г.
В чем отличие аккумуляторов от других гальванических источников тока?
А. Химический источник тока многоразового действия
Б. Необходимо предварительно зарядить
В. Используются для накопления энергии и автономного питания различных потребителей.
Г. Состоит из нескольких гальванических элементов, которые называются батареей.
Электрическим током называется?
А. Направленное движение атомов
Б. Направленное движение электронов по проводам.
В. Направленное движение заряженных частиц.
Г. Направленное движение нейтральных частиц.

Электрический ток. Источники электрического тока.

Вариант № 2

Какими заряженными частицами может создаваться электрический ток?
А. Ионами
Б. Электронами
В. Протонами
Г. Нейтронами
Какие превращения энергии происходит в электрофорной машине?
А. Механическая энергия преобразуется в электрическую энергию
Б. Внутренняя энергия преобразуется в электрическую энергию
В. Энергия света преобразуется в электрическую энергию.
Г. Химическая энергия преобразуется в электрическую энергию.
В каких источниках используется световая энергия?
А.
Б.
В.
Г.
Какие источники тока используются на электростанциях для промышленного получения тока?
А. Электрофорная машина
Б. Термоэлемент (термопара)
В. Фотоэлемент
Г. Электромеханический генератор
Для создания и поддержания электрического тока необходимо?
А. Источник тока и металлический проводник.
Б. Электрофорная машина и эбонитовая палочка.
В. Свободные заряженные частицы и электрическое поле.
Г. Аккумулятор и розетка

VII. Контроль усвоения, обсуждение допущенных ошибок и их коррекция.

Взаимопроверка. Выставление оценок.

VIII. Рефлексия.

Подводит итог:

— Что было на уроке важным?

— Что было новым?

— Что было интересным?

У вас на столах лежат кружочки.

Нарисуйте на листочках, какой заряд вы получили от сегодняшнего урока.

Если всё понятно и понравилось, то рисуете положительный заряд

Если вам ничего непонятно, то рисуете отрицательный заряд.

Если вам понравился урок, но не всё понятно, рисуете два знака заряда.

IX. Информация о домашнем задании.

Параграф 32. Вопросы 1-7.
Домашний проект «Сделай батарейку»

Инструкция выдается каждому ученику.

Инструкция:

Возьмите 5 желтых монет по 10 копеек и 5 белых монет по 5 копеек. (Они примерно одинаковые по величине, а сделаны из разных сплавов).
Расположите их столбом друг на друга поочередно, а между ними положите кусочки газетной бумаги, смоченной в крепком растворе поваренной соли.
Возьмите столб мокрыми пальцами за концы, и вы почувствуете слабый электрический удар.

Что такое электрический ток — Дом Сказки

Что такое электрический ток? Интересный познавательный рассказ для детей о истории электрического тока: с истоков до необычных фактов.

Все мы ежедневно сталкиваемся с электрическим током. Более того, взрослые с самого раннего детства учат, что ток — это очень опасно!

— Не суй пальцы в розетку! — строго говорят они.

— Не трогай провод, ударит током!

Но что такое — электрический ток? Когда люди о нём узнали и как он работает? Вот это как раз сейчас мы с вами и узнаем!

📖ИСТОРИЯ

Представьте, что первым открыл ток философ Фалес, который жил в Древней Греции ещё в 7 веке до н. э. Как-то раз он заметил, что если потереть шерсть или мех, то они начинают притягивать к себе мелкие пылинки. Конечно, тогда греки ещё в полной мере не понимали, на что конкретно способно электричество! Но благодаря этому открытию, изобрели метод очищения одежды от пыли с помощью янтаря, который по-гречески произносится как «электрон».

Изучение тока начинается с 1663 года. Именно в этом году, физик из Германии — Отто фон Герике, построил первую электрическую машину, которая производила ток благодаря трению.

Затем, через 79 лет, английский учёный Стивен Грей вдруг понял, что электричество способно передвигаться на расстоянии! А следуя его теории, итальянец Алессандро Вольт в 1800 году изобрёл первый источник тока. Как следствие, в честь Алессандро так сейчас и называют электрическую единицу измерения напряжения — Вольт.

Далее, учёные с разных стран постоянно делали всё новые и новые открытия в отношении электричества.

Датчанин Эрстед — установил, что ток образует магнитное поле. Учёные Фарадей и Ампер много лет подряд изучали ток и в конце концов поняли, как он влияет на магнитное поле Земли, которое и создаёт электричество. А Бенджамин Франклин доказал, что молнии — это электрические разряды и кроме того, нервные человеческие импульсы имеют электрическую природу происхождения.

В конце концов, Никола Тесла изобрёл несколько неповторимых вещей, которые так хорошо знакомы нам с вами: фотографии, лучи рентгена, неоновые лампочки, радиосигналы, лучи лазера и даже «катушку Теслы» благодаря которой стало возможным изобрести телевизоры и компьютеры!

💡КАК ДЕЙСТВУЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСТВО?

По сути, электрический ток — это заряженные частицы, которые двигаются внутри проводника. Проводником может выступать любое вещество, проводящее ток.

Например, отличными проводниками тока являются: вода, медь, алюминий, золото и железо.

А вот бумага, резина, стекло и пластмасса — не проводят ток. Именно поэтому, лампочки делают из стекла, а электрики работают с высоким напряжением в резиновых перчатках.

Но откуда берётся электричество?

Производителем является наша природа! Знаете как на электростанциях получают электричество?

Допустим, если сжечь много угля, или под большим давлением пропускать большие количества воды (как на ГЭС-гидроэлектростанциях), тогда образуются электроны.

Вот их-то как раз распределяют далее по проводникам, которые проводят ток, как по паутине, по электрической сети. То есть именно так, в наши дома попадает электричество и горит свет.

Однако электроны «живут» в аккумуляторе. Там они способны находиться в спокойном состоянии до тех пор, пока мы не подключим к нему электроприбор. В результате, электроны приходят в движение, тем самым включая например, утюг.

Прежде всего, электричество безусловно является фундаментом развития современной цивилизации. Благодаря силе тока, мы можем пользоваться интернетом, получать в дома тепло, делать новые изобретения, пускать ракеты в космос…

⚡Однако нельзя забывать, что ток очень опасен! И относиться к нему нужно с большой осторожностью.

Но теперь, когда вы знаете что электрический ток это — движение заряженных частиц под действием магнитного поля. Что ток может передаваться через проводники, такие как — вода, железо, медь и золото. Вы так же можете защититься от электричества с помощью: бумаги, резины, стекла и пластмассы. Потому что они не проводят сквозь себя заряженные частицы!

🚩Кстати! Морские жители тоже могут вырабатывать электричество. Так, электрический угорь способен выдавать до 500 вольт! А мощность заряда ската достигает пол киловатта. Но некоторые рыбы и вовсе, создавая вокруг себя электромагнитное поле, спокойно ориентируются без света на глубине в мутной воде.

И это ещё не всё!

Представьте, что маленькая пчела и цветок общаются с собой с помощью электричества!

Пока пчёлка летит, она словно «наматывает» на своё лохматое тельце положительные заряды электричества из воздуха. Тем временем, у цветка, заряд отрицательный. Поэтому, когда пчёлка садится на цветок, её положительные частицы сами притягивают пыльцу. Точно так же, как в Древней Греции с помощью янтаря греки убирали пыль с одежды! При этом, когда пчела соберёт с цветка пыльцу, его заряд меняется, и становится положительным. Тем самым сигнализируя другим пчёлам о том, что пыльцы здесь больше нет!

Электричество — словно ветер. Его нельзя увидеть, но можно почувствовать. Оно имеет огромное, ключевое значение для всего живого на планете. Относитесь к нему бережливо, с должным вниманием и пользуйтесь только во благо!

Наши сказки очень любят звёздочки;)

Средняя оценка 5 / 5. Количество оценок: 20

Поставь звёздочки первым!

Куда течёт электрический ток?

Современный человек отлично знаком с результатом работы тока в различных электроприборах, и редко задумывается о том, как, откуда и куда он течёт. Для тех, кто совсем немного знаком с электрикой и электроникой ответ будет прост и очевиден: от положительного полюса к отрицательному. Тем не менее, люди, которые знакомы с вопросом глубже, знают, что данное описание корректно не для всех ситуаций, что общепринятое понимание механизма несколько упрощено и на самом деле правильно ответить на подобный вопрос можно, только лишь уточнив его. Сегодня мы попытаемся рассказать читателям, как и почему возникла такая путаница.

Для начала следует вспомнить, что такое электроток. Справочники характеризуют его как направленное движение заряженных частиц. Сегодня принято считать, что в пределах цепи ток направлен от плюсового полюса источника питания к минусовому. Так работает любая техника на постоянном токе: радиоприёмники, фонарики, детские игрушки, пульты и даже те самые светодиодные светильники, которые через драйвер или трансформатор подключены к переменной сети. Вместе с тем, предполагается, что внутри самого источника питания – например, батарейки или аккумулятора – ток всё же идёт от минуса к плюсу. Почему так? Давайте разбираться.

Сегодня науке точно известно, что направление движения электронов во многом обусловлено материалом элементов цепи. Согласитесь, это звучит немного неожиданно, однако обо всём этом нам рассказывали в школе, просто другими словами. Так, если проводник изготовлен из металла, частицами, переносящими заряд, будут выступать электроны, несущие энергию от своего, отрицательного полюса к другому, положительному. И исходя из этого оказывается, что, вопреки сказанному ранее, электроны во внешней цепи движутся от минуса к плюсу. Доказать это довольно просто. Если взять любой диод, который по своей сути допускает прохождение тока только в одном направлении, и подключить так, как сегодня принято описывать направление течения электронов, он работать на будет. Полупроводники выполняют свою функцию только тогда, когда подключаются анодом к плюсовой клемме источника. Уже на основании одного этого можно понять, что в качестве направления электротока в цепи обычно принимают противоположное реальному движению электронов.

Путаница в понятиях сложилась лишь потому, что при открытии многих электрических явлений именно неверное описание казалось исследователям логичным. Задолго до изобретения лампочек учёные пытались работать с феноменом электричества. Широко известный американский общественный и научный деятель Бенджамин Франклин стал родоначальником так называемой унитарной теории электричества. Согласно его предположениям, это самое электричество является материей, а именно, жидкостью, лишённой веса, которая способна вытекать из одной точки и перетекать в другую, со временем накапливаясь в ней. Скорее всего, именно отсюда во многих языках мира и взялось слово «ток», связанное с глаголом «течь» – ведь текут обычно именно жидкости.

Франклин утверждал, что невесомая электрожидкость присутствует во всех телах, но выраженного заряда не имеет, а потому наэлектризоваться что-либо может только в том случае, когда наблюдается её недостаток или избыток. Логично, что нехватку учёный обозначил знаком минус, а излишек –знаком плюс. Сам того не понимая, он заложил этим тезисом основу понятий положительного и отрицательного зарядов. Для Франклина всё было просто и похоже на систему сообщающихся сосудов: когда в ней начинает наблюдаться дисбаланс, электрическая жидкость в нужном количестве перетекает от тела к телу, в обоих направлениях. В целом, хорошо понятную гипотезу о движении заряда опровергнуть было сложно, потому на многие годы представление осталось именно таким.

Примерно в то же время французский исследователь и известный физик своего времени Шарль Дюфе сделал пришёл к выводу, что в действительности существует целых две разновидности электричества, каждая из которых сама по себе вписывается в объяснения Франклина, но при контакте их эффект нейтрализуется. В доработанном виде эту теорию представил шотландский физик Роберт Симмер, который взял за основу опыты предшественника и дополнил их собственными объяснениями. Название теории полностью соответствовало сути – её нарекли дуалистической.

Для многих имя Симмера совершенно незнакомо, однако его можно считать «автором» самого знаменитого школьного эксперимента с эбонитовой палочкой. Хотя подобными играми баловались ещё древние греки, объяснение явлению смог дать только он. Известно, что учёный по жизни был склонен к переохлаждению и носил сразу две пары чулок: ближе к коже – тёплые, из шерсти, а поверх них, напоказ – шёлковые. И вот однажды он заинтересовался тем, почему они странно себя ведут после снятия. Когда Симмер снимал их вместе, а потом вытягивал один из другого, то видел, что и шёлк, и шерсть немного раздуваются, а затем слипаются друг с другом. При этом если взять пару чулок из одного материала, они будут отталкиваться. Его первые эксперименты были максимально просты: в одной руке находились шерстяные чулки, а в другой – шёлковые. При сближении рук одинаковые отталкивались, а разнородные моментально слипались. Сегодня мы знаем, что то же самое можно было бы сказать о полюсах магнитов, но тогда до идеи о связи электричества и магнетизма ещё никто не подозревал.

Зато благодаря работе Симмера стало понятно, что при натирании объекта с целью электризации заряженным становится не только это тело, но и то, которое его натирает. Дуалистическая теория поясняла, что в состоянии покоя в каждом теле в некотором количестве находятся сразу две невесомые электрические жидкости, противоположные по своему заряду. При этом в целом они нейтрализуют друг друга, но при изменении взаимных пропорций возникает электризация. Хотя гипотезы Франклина и Симмера не приводили учёный мир к единому мнению, обе они с необходимой для того времени достоверностью описывали видимое положение вещей, а потому сохранялись параллельно.

Следующий крупный этап в процессе выяснения правды наступил в 1799-том году. Задолго до появления на улицах электрических фонарных столбов, слово «столб» стало синонимом чего-то заряженного. Всё дело в том, что открытие явления электролиза с использованием вольтова столба более наглядно показало учёным, что заряды могут одновременно двигаться взаимно противоположно. Формально это было моментом торжества теории Симмера, но из-за нехватки информации об устройстве мира многие учёные не готовы были принять всё на веру. Многих смущало то, что при проведении эксперимента с электролизом на отрицательном электроде собиралось в два раза больше пузырьков водорода, чем на положительном – кислорода. Ввиду того, что формула Н₂О ещё открыта не была, представлений о строении молекулы воды никто не имел, и это отчасти вносило трещину в дуалистическую теорию.

Спустя 21 год нашёлся учёный, который был гораздо решительнее предшественников. Его звали Андре-Мари Ампер, и он предложил Парижской академии наук устранить неоднозначность, приняв одно из направлений в качестве основного. В начале его работы над данным вопросом совершить выбор предполагалось просто на основании удобства, однако уже спустя несколько поставленных опытов Ампер сумел сформулировать единое правило, по которому можно было однозначно судить о направленности воздействия магнитов на электроток. Дабы избавиться от описания двух взаимно противоположных токов и избежать повторения, учёный решил однозначно, раз и навсегда, принять за основу направление движения положительного электричества. Именно этот момент считается формальной точкой отсчёта в отношении направленности электротока.

На основании тех же исследований британский физик Джеймс Клерк Максвелл сформулировал хорошо знакомое нам со школьной скамьи правило буравчика. Оно определяло направление магнитного поля катушки и вполне устраивало учёных, поскольку считалось адекватно описывающим реальность в тех координатах, которые ранее заложил Ампер. Вместе с тем, среди исследователей было немало и тех, кто даже при уважительном отношении к предшественникам продолжал критически смотреть на ситуацию. Англичанин Майкл Фарадей признавал, что пользоваться описанными правилами удобно, однако это не означает, что в природе всё так и есть. Уже после того, как он открыл явление электромагнитной индукции, возникла необходимость определить направление индуцированного тока, и на этом этапе сугубо теоретические и условные правила других исследователей не справлялись. Российский физик немецкого происхождения Эмилий Ленц сумел дать требуемую формулировку: если проводник из металла движется вблизи магнита или тока, внутри него возникает гальванический ток, направление которого таково, что, будь провод неподвижен, он бы пришёл в движение в сторону, противоположную исходному перемещению. Несмотря на длину разъяснения правила и его сложность для понимания при первом прочтении, именно оно утвердилось в качестве доминирующего.

И даже после открытия в 1897-ом году английским физиком Джозефом Джоном Томсоном электрона, указанная условность описания направления его движения сохранилась. Пусть природа задумала, что в проводнике или в вакууме должны перемещаться лишь электроны, человечество по-прежнему в качестве базового принимает противоположное направление – от плюса к минусу. Когда в начале ХХ-го века были изобретены электронные лампы, сразу же с оборудованием стали возникать определённые трудности. Тем не менее, даже это не заставило главные мировые умы пересмотреть подход. Ещё позже, с изобретением транзисторов путаница усилилась, но на первое место продолжало выноситься условное удобство. Сейчас люди уже привыкли считать, что там, где «плюс» энергии больше, чем там, где «минус», а потому она может переходить только в одном направлении, как во всё тех же сообщающихся сосудах у Франклина.

И хотя сегодня мы уже осведомлены о том, что данная условность не соответствует фактическому положению вещей, человечество успело изготовить такое количество электротехнической продукции, что внесение корректив в устоявшиеся принципы внесёт ещё большую сумятицу. Не пострадают разве что только те изделия, для которых полярность не имеет значения – это различные клеммники и наконечники, оснащение для переменного тока, а также различные провода и кабели. Всё остальное, в том числе, и бытовая техника, в которой много узлов преобразует энергию к 12 В или 5 В постоянного тока, может оказаться неработоспособной.

Напоследок хочется сказать о том, чему не уделено внимания выше: как же простому человеку понять, разобраться и запомнить, что и где находится, какой заряд куда течёт. Да, общепринятое направление движения электротока – это лишь некая условность, оправданная историей развития электротехники, и она противоположна реальному направлению перемещения электронов в металле, но в действительности всё это совершенно не принципиально. На самом деле, чтобы не прослыть невеждой следует руководствоваться простейшими принципами. Вернёмся к тому, что такое ток по определению – это направленное движение заряженных частиц. И вот тут самое главное: не спрашивайте себя, каких именно! Потому что правильный ответ – любых. Ими могут оказаться и негативно заряженные электроны, и положительные молекулы с атомами, и ионы вещества в растворе, и свободные электроны в полупроводниках, и даже так называемые «дырки». И всё это правильно, технически корректно. А потому вывод напрашивается довольно простой – ток течёт туда, где его «не хватает», то есть высказанный ранее принцип «от большего к меньшему» в действительности справедлив, безотносительно полярности перемещаемого по проводнику заряда. Остальные нюансы просто оказываются не важны.

«Объясните простым языком, что такое электричество, почему оно передается по проводам и больно бьется?» — Яндекс Кью

Что такое электрический ток: основные понятия и характеристики

Содержание:

Электрический ток – это движение заряженных частиц в определенном направлении. Происходит подобное явление под влиянием поля. Частицами являются электроны, которые двигаются по проводнику и ионы, передвигающиеся в электролитной среде. Ионы бывают анионами и катионами. Проявляется ток в следующем:

нагрев проводника по которому он протекает, кроме сверхпроводников;
меняется химический состав, например, такое явление как электролиз;
появление магнитного поля. Ток считается направленным движением заряда с токопроводящей среде.

В статье будет рассказано все о таком явлении, как ток. Подробнее будет рассказано об этом в двух видеороликах.

Электрический ток в проводах

Классификация

Если заряженные частицы движутся внутри макроскопических тел относительно той или иной среды, то такой ток называют электрический ток проводимости. Если движутся макроскопические заряженные тела (например, заряженные капли дождя), то этот ток называют конвекционный ток. Различают переменный (англ. alternating current, AC), постоянный (англ. direct current, DC) и пульсирующий электрические токи, а также их всевозможные комбинации. В таких понятиях часто слово «электрический» опускают. Постоянный ток — ток, направление и величина которого слабо меняются во времени.

Переменный ток — ток, величина и направление которого меняются во времени. В широком смысле под переменным током понимают любой ток, не являющийся постоянным. Среди переменных токов основным является ток, величина которого изменяется по синусоидальному закону.

Ток течет по проводам высоковольтных линий электропередач, ток вращает стартер и заряжает аккумулятор в нашем автомобиле, молния во время грозы — это тоже электрический ток.

Электрические разряды

В этом случае потенциал каждого конца проводника изменяется по отношению к потенциалу другого конца проводника попеременно с положительного на отрицательный и наоборот, проходя при этом через все промежуточные потенциалы (включая и нулевой потенциал).

В результате возникает ток, непрерывно изменяющий направление: при движении в одном направлении он возрастает, достигая максимума, именуемого амплитудным значением, затем спадает, на какой-то момент становится равным нулю, потом вновь возрастает, но уже в другом направлении и также достигает максимального значения, спадает, чтобы затем вновь пройти через ноль, после чего цикл всех изменений возобновляется.

Таблица электрический ток и его единицы измерения.

Квазистационарный ток

Это «относительно медленно изменяющийся переменный ток, для мгновенных значений которого с достаточной точностью выполняются законы постоянных токов» (БСЭ). Этими законами являются закон Ома, правила Кирхгофа и другие. Квазистационарный ток, так же как и постоянный ток, имеет одинаковую силу тока во всех сечениях неразветвлённой цепи. При расчёте цепей квазистационарного тока из-за возникающей э. д. с. индукции ёмкости и индуктивности учитываются как сосредоточенные параметры. Квазистационарными являются обычные промышленные токи, кроме токов в линиях дальних передач, в которых условие квазистационарности вдоль линии не выполняется.

[stextbox id=’warning’]Переменный ток высокой частоты — ток, в котором условие квазистационарности уже не выполняется, ток проходит по поверхности проводника, обтекая его со всех сторон. Этот эффект называется скин-эффектом.[/stextbox]

Пульсирующий ток

Ток, у которого изменяется только величина, а направление остаётся постоянным.

Вихревые токи (токи Фуко)

Замкнутые электрические токи в массивном проводнике, которые возникают при изменении пронизывающего его магнитного потока», поэтому вихревые токи являются индукционными токами. Чем быстрее изменяется магнитный поток, тем сильнее вихревые токи. Вихревые токи не текут по определённым путям в проводах, а замыкаясь в проводнике образуют вихреобразные контуры.

Вихревой ток

Существование вихревых токов приводит к скин-эффекту, то есть к тому, что переменный электрический ток и магнитный поток распространяются в основном в поверхностном слое проводника. Нагрев вихревыми токами проводников приводит к потерям энергии, особенно в сердечниках катушек переменного тока.

Для уменьшения потерь энергии на вихревые токи применяют деление магнитопроводов переменного тока на отдельные пластины, изолированные друг от друга и расположенные перпендикулярно направлению вихревых токов, что ограничивает возможные контуры их путей и сильно уменьшает величину этих токов.

П[stextbox id=’info’]ри очень высоких частотах вместо ферромагнетиков для магнитопроводов применяют магнитодиэлектрики, в которых из-за очень большого сопротивления вихревые токи практически не возникают.[/stextbox]

Характеристики

Исторически принято, что направление тока совпадает с направлением движения положительных зарядов в проводнике. При этом, если единственными носителями тока являются отрицательно заряженные частицы (например, электроны в металле), то направление тока противоположно направлению движения заряженных частиц. Скорость направленного движения частиц в проводниках зависит от материала проводника, массы и заряда частиц, окружающей температуры, приложенной разности потенциалов и составляет величину, намного меньшую скорости света.

Интересно почитать! Что такое варистор и где его применяют.

За 1 секунду электроны в проводнике перемещаются за счет упорядоченного движения меньше чем на 0,1 мм. Несмотря на это, скорость распространения собственно электрического тока равна скорости света (скорости распространения фронта электромагнитной волны). То есть то место, где электроны изменяют скорость своего движения после изменения напряжения, перемещается со скоростью распространения электромагнитных колебаний.

Разряд молнии – пример природного электричества

Основные типы проводников

В отличие от диэлектриков в проводниках имеются свободные носители нескомпенсированных зарядов, которые под действием силы, как правило разности электрических потенциалов, приходят в движение и создают электрический ток. Вольтамперная характеристика (зависимость силы тока от напряжения) является важнейшей характеристикой проводника. Для металлических проводников и электролитов она имеет простейший вид: сила тока прямо пропорциональна напряжению (закон Ома).

Таблица электрический ток в различных средах.

Металлы — здесь носителями тока являются электроны проводимости, которые принято рассматривать как электронный газ, отчётливо проявляющий квантовые свойства вырожденного газа.
Плазма — ионизированный газ. Электрический заряд переносится ионами (положительными и отрицательными) и свободными электронами, которые образуются под действием излучения (ультрафиолетового, рентгеновского и других) и (или) нагревания.
Электролиты — «жидкие или твёрдые вещества и системы, в которых присутствуют в сколько-нибудь заметной концентрации ионы, обусловливающие прохождение электрического тока». Ионы образуются в процессе электролитической диссоциации. При нагревании сопротивление электролитов падает из-за увеличения числа молекул, разложившихся на ионы. В результате прохождения тока через электролит ионы подходят к электродам и нейтрализуются, оседая на них. Законы электролиза Фарадея определяют массу вещества, выделившегося на электродах.

Существует также электрический ток электронов в вакууме, который используется в электронно-лучевых приборах.

Передача тока по проводам

Что такое ток, напряжение и сопротивление

Электрический ток ( I ) – это упорядоченное движение заряженных частиц. Первая мысль, которая приходит в голову из школьного курса физики – движение электронов. Безусловно. Однако электрический заряд могут переносить не только они, а, например, еще ионы, определяющие возникновение электрического тока в жидкостях и газах. Хочу предостеречь также от сравнения тока с протеканием воды по шлангу. (Хотя при рассмотрении Закона Кирхгофа такая аналогия будет уместна). Если каждая конкретная частица воды проделывает путь от начала до конца, то носитель электрического тока так не поступает.

Материал по теме: Что такое реле контроля.

Если уж нужна наглядность, то я бы привел пример переполненного автобуса, когда на остановке некто, втискиваясь в заднюю дверь, становится причиной выпадения из передней менее удачливого пассажира. Условиями возникновения и существования электрического тока являются:

Наличие свободных носителей заряда
Наличие электрического поля, создающего и поддерживающего ток.

Будем считать, что теперь про электрический ток Вы знаете все. Это, конечно, шутка. Тем более что еще ничего не сказано про электрическое поле, которое у многих ассоциируется с напряжением, что не верно. Электрическое поле – это вид материи, существующей вокруг электрически заряженных тел и оказывающее на них силовое воздействие. Опять же, обращаясь к знакомому со школы “одноименные заряды отталкиваются, а разноименные притягиваются” можно представить электрическое поле как нечто это воздействие передающее.

[stextbox id=’warning’]Это поле, равно как любое другое непосредственно ощутить нельзя, но существует его количественная характеристика – напряженность электрического поля.[/stextbox]

Существует множество формул, описывающих взаимосвязь электрического поля с другими электрическими величинами и параметрами. Я ограничусь одной, сведенной к примитиву: E=Δφ. Здесь:

E – напряженность электрического поля. Вообще это величина векторная, но я упростил все до скаляра.
Δφ=φ1-φ2 – разность потенциалов (рисунок 1).

Поскольку условием существования тока является наличие электрического поля, то его (поле) надо каким либо образом создать. Хорошо знакомые опыты электризации расчески, натирания тканью эбонитовой палочки, верчения ручки электростатической машины по вполне очевидным причинам на практике неприемлимы.

Электролиз в домашних условиях

Поэтому были изобретены устройства, способные обеспечивать разность потенциалов за счет сил неэлектростатического происхождения (одно из них – хорошо всем известная батарейка), получившие название источник электродвижущей силы (ЭДС), которая обозначается так: ε. Физический смысл ЭДС определяется работой, которую совершают сторонние силы, перемещая единичный заряд, но для того, чтобы получить первоначальное понятие что такое электрический ток, напряжение и сопротивление нам не нужно подробное рассмотрение этих процессов в интегральной и иных не менее сложных формах.

Напряжение ( U )

Наотрез отказываюсь продолжать заморачивать Вам голову сугубо теоретическими выкладками и даю определение напряжения как разности потенциалов на участке цепи: U=Δφ=φ1-φ2, а для замкнутой цепи будем считать напряжение равным ЭДС источника тока: U=ε. Это не совсем корректно, но на практике вполне достаточно. Сопротивление ( R ) – название говорит само за себя – физическая величина, характеризующая противодействие проводника электрическому току. Формула, определяющая зависимость напряжения, тока и сопротивления называется закон Ома. Этот закон рассматривается на отдельной странице этого раздела.

Кроме того, сопротивление зависит от ряда факторов, например, материала проводника. Данные эти справочные, приводятся в виде значения удельного сопротивления ρ, определяемого как сопротивление 1 метра проводника/сечение. Чем меньше удельное сопротивление, тем меньше потери тока в проводнике.

Источники электрической энергии

Соответственно сопротивление проводника длиной L и площадью сечения S, будет составлять R=ρ*L/S. Непосредственно из приведенной формулы видно, что сопротивление проводника также зависит от его длины и сечения. Температура тоже оказывает влияние на сопротивление. Несколько слов про единицы измерения тока, напряжения, сопротивления. Основные единицы измерения этих величин следующие:

Ток – Ампер (А)
Напряжение – Вольт (В)
Сопротивление – Ом (Ом).

Это единицы измерения интернациональной системы (СИ) не всегда удобны. На практике применяются из производные (милиампер, килоом и пр.). При расчетах следует учитывать размерность всех величин, содержащихся в формуле. Так, если Вы, в законе Ома умножите ампер на килоом, то напряжение получите совсем не вольтах.

Интересно по теме: Как проверить стабилитрон.

Терминология

Когда мы произносим словосочетание «электрический ток», то обычно имеем ввиду самые разные проявления электричества. Ток течет по проводам высоковольтных линий электропередач, ток вращает стартер и заряжает аккумулятор в нашем автомобиле, молния во время грозы — это тоже электрический ток. Электролиз, электросварка, искры статического электричества на расческе, по спирали лампы накаливания течет ток, и даже в крохотном карманном фонарике через светодиод течет крохотный ток. Что и говорить о нашем сердце, которое также генерирует небольшой электрический ток, особенно это заметно во время прохождения процедуры ЭКГ.

Переменное магнитное поле

В физике электрическим током принято называть упорядоченное движение заряженных частиц и в принципе любых носителей электрического заряда. Движущийся вокруг атомного ядра электрон — это тоже ток. И заряженная эбонитовая палочка, если держать ее в руке и двигать из стороны в сторону — также станет источником тока: не равный нулю заряд есть и он движется.

Физические аналогии между течением воды в системе водоснабжения и электрическим током: Электропроводка и трубопровод. Ток течет по проводам бытовых электроприборов питающихся от розетки — электроны перемещаются туда-сюда 50 раз за секунду — это называется переменным током. Высокочастотные сигналы внутри электронных приборов — это тоже электрический ток, поскольку электроны и дырки (носители положительного заряда) перемещаются внутри схемы. Любой электрический ток порождает своим существованием магнитное поле. Вокруг проводника с током оно обязательно присутствует. Не существует магнитного поля без тока и тока без магнитного поля.

Даже если магнитного поля вокруг тока не наблюдается, это лишь значит что магнитные поля двух токов в момент наблюдения взаимно скомпенсированы, как в двужильном проводе любого электрического чайника — переменные токи в каждый момент направлены в противоположные стороны и текут параллельно друг другу — их магнитные поля друг друга нейтрализуют. Это называется принципом наложения (суперпозиции) магнитных полей.

Практически для существования электрического тока необходимо наличие электрического поля, потенциального или вихревого. Исключительно редко заряды перемещаются чисто механическим образом (как например в генераторе Ван Де Граафа — наэлектризованной резиновой лентой). В электрическом поле заряженная частица испытывает действие электрической силы, которая у источников тока называется ЭДС — электродвижущая сила. ЭДС измеряется в вольтах как и напряжение между двумя точками электрической цепи. Чем больше напряжение приложенное к потребителю — тем больший электрический ток это напряжение способно вызвать.

Магнитное поле от электрического разряда

Переменное напряжение порождает в проводнике, к которому оно приложено, переменный ток, поскольку электрическое поле, приложенное к носителям заряда, будет в этом случае также переменным. Постоянное напряжение — условие существования в проводнике тока постоянного. Высокочастотное напряжение (изменяющее свое направление сотни тысяч раз за секунду) также способствует переменному току в проводниках, но чем выше частота — тем меньше носителей заряда участвуют в создании тока в толще проводника, поскольку электрическое поле действующее на заряженные частицы вытесняется ближе к поверхности, и получается что ток течет не в проводнике, а по его поверхности. Это называется скин-эффект.

Электрический ток может существовать в вакууме, в проводниках, в электролитах, в полупроводниках и даже в диэлектриках (ток смещения). Правда в диэлектриках постоянного тока быть не может, поскольку в них заряды не имеют возможности к свободному перемещению, а способны лишь смещаться в пределах внутримолекулярного расстояния от своего первоначального положения под действием приложенного электрического поля.

[stextbox id=’warning’]Настоящий электрический ток всегда предполагает возможность свободного перемещения электрических зарядов под действием электрического поля. Смотрите – условия существования электрического тока. В металлических проводниках электрический ток представляет собой движение «свободных» электронов, причем электроны движутся в направлении, противоположном условному направлению тока (т. к. за направление тока условно принято направления движения зарядов).[/stextbox]

Электрический ток в газах представляет собой движение положительных ионов в одном направлении, а электронов (и отрицательных ионов) в другом направлении. Наконец, электрический ток в электролитах представляет собой движение существующих в жидкости положительных и отрицательных ионов в противоположных направлениях. Сила электрического тока — количество электричества, прошедшее через все поперечное сечение тока за 1 сек., зависит, с одной стороны, от количества движущихся зарядов, а с другой — от средней скорости их регулярного движения. В металлических проводниках количество движущихся зарядов (свободных электронов) чрезвычайно велико (порядка 10²³ в 1 см³), но зато средняя скорость регулярного движения очень мала (при самых сильных токах, которые может выдержать проводник, эта средняя скорость имеет величину порядка сантиметра в секунду). Обычно несколько меньше количество движущихся зарядов в жидкостях и соответственно их средние скорости несколько больше.

В газах же вследствие их гораздо меньшей плотности и вследствие того, что только небольшая доля всех молекул газа оказывается ионизированной, количество движущихся зарядов гораздо меньше, но зато средние скорости движения электронов и ионов гораздо больше, чем в металлических проводниках, и достигают сотен и даже тысяч километров в секунду. Понятие “электрический ток” ввел итальянский физик Алессандро Вольта. Электрический ток, или по его версии “электрический флюид” протекал в замкнутой цепи, соединяющей металлическим проводником крайние кружки вольтова столба.

“Вотльтов столб” (1800 г.) был первый источник электричества неэлектростатического типа (источник постоянного электрического тока), который состоял из чередующихся между собой медных и цинковых кружков, разделенных суконными прокладками, смоченными подкисленной водой или кислотой. Существование неизменного высокого потенциала на вольтовом столбе было явлением для того времени совершенно новым. Это был первый химический источник электричества, потенциал которого был постоянен во времени и не требовал каких-либо приемов электризации для его возобновления.

Вольтов столб, составленный из большого количества кружков, имел на концах достаточно высокий потенциал, который можно было обнаружить не только измерительными приборами (в частности электроскопом), но и прикоснувшись к крайним кружкам руками. При этом ощущался сильный электрический удар, как от лейденской банки. Открытие Вольты очень быстро распространилось в физике, стало предметом дальнейших исследований. В 1800 г. ученые-физики с помощью вольтова столба обнаружили электрохимическое действие тока, и в частности разложение под действием тока воды на кислород и водород. Опыты с гальваническими элементами позволили обнаружить, кроме химических, и другие новые свойства тока, в том числе его тепловое и магнитное действие.

Важное по теме. Как проверить конденсатор.

Французский физик А. М. Ампер посвятил ряд своих работ изучению связи электрического тока и магнетизма. Он обнаружил, что два проводника с током испытывают взаимное воздействие — притяжение или отталкивание в зависимости от направления в них токов. Своими работами он заложил основы электродинамики. Он предложил термин “электрический ток” и ввел понятие о его направлении, совпадающем с движением положительного электричества. В честь А. М. Ампера названа единица измерения электрического тока. Ампер является одной из семи основных единиц системы СИ.

Электрический ток обладает рядом свойств, которые могут быть эффективно использованы во многих практических случаях. К таким свойствам относятся трансформация простыми техническими средствами энергии электрического тока в энергию других видов (тепловую, световую, механическую, химическую) и возможность передачи ее на большие расстояния, быстрота распространения.

Заключение

Рейтинг автора

Написано статей

Более подробно о том, что такое ток, рассказано в статье Что такое электрический ток. Если у вас остались вопросы, можно задать их в комментариях на сайте. Если у вас остались вопросы, можно задать их в комментариях на сайте. А также в нашей группе ВК можно задавать вопросы и получать на них подробные ответы от профессионалов. Для этого приглашаем читателей подписаться и вступить в группу.

В завершение статьи хотелось бы выразить благодарность источникам информации для подготовки материала:

www.electricalschool.info

www.electrik.info

www.elektal.com.ua

www.allatra-science.org

www.eltechbook.ru

www.meanders.ru

ТеорияЗаконы Кирхгофа простыми словами: определение для электрической цепи

ТеорияКак работает выпрямитель напряжения

Проектируем электрику вместе: Что такое электрический ток?

Что такое электричество?.. Определение электричества.. Атомный уровень материи.. Атом — строительный «кирпичик» вещества.. Строительные элементы атома — протоны, нейтроны и электроны.. Свободные электроны.. Ионы.. Электрическое поле.. Электрический ток..

Мы живем в электрическом веке. Невозможно представить нашу жизнь без электричества — оно, буквально, окружает нас: это освещение и тепло в наших домах, наши сотовые телефоны и компьютеры, микроволновки и кондиционеры. Это трамваи и троллейбусы, поезда в метро и электрички. Это навигационные приборы на корабле и в подводной лодке, самолете и космической ракете… Перечислять можно сколь угодно долго…

Даже в природе мы сталкиваемся со всевозможными проявлениями электричества, от молнии в грозу до нервных импульсов в нейронах нашего организма.

Но что такое есть электричество?

Это очень непростой вопрос. Поскольку – если не копать глубже – невозможно получить простой и окончательный ответ, кроме общих абстрактных представлений о том, как электричество проявляется в окружающем мире.
Есть много определений электричества. Вот одно из них:

Электричество есть свойство материи (вещества), обусловленное взаимодействием и движением электрических зарядов.

Определение, которое не лучше и не хуже многих других, зато короткое. Надо сказать, что любые определения электричества будут поверхностными, поскольку не раскрывают базовых понятий. Что такое электрические заряды? Какими свойствами они обладают? Как электрические заряды взаимодействуют? Почему они движутся? Как обнаружить это движение?…

Строительные «кирпичики» вещества

Чтобы получить ответы на эти и многие другие вопросы, мы должны изменить масштаб, перейти с внешнего видимого уровня на внутренний — атомный уровень.

Атом – один из основных строительных «кирпичиков» материи, как и жизни тоже. Атомы существуют в более чем ста различных формах, как химические элементы: водород, углерод, кислород, медь и т. д. Атомы многих видов могут объединяться и создавать молекулы, из которых строятся различные вещества, которые мы можем физически увидеть и потрогать.

Атомы представляют собой крошечные частицы, размером не более 300 пм (это 300 ·10 ^-12 или 3 ·10 ^-10или 0,0000000003 м). Однако даже атом не достаточно мал, чтобы объяснить, как получается электричество. Мы должны нырнуть глубже, на следующий уровень и посмотреть, из каких строительных элементов, в свою очередь, состоит сам атом.

Строительные элементы атома

Атом представляет собой комбинацию из трех различных частиц: электронов, протонов и нейтронов. Каждый атом имеет центральное ядро, в котором протоны и нейтроны плотно упакованы вместе. Ядро окружает группа орбитальных электронов (рис. 1).
До 30-х годов прошлого века думали, что электроны вращаются на отдельных орбитах вокруг ядра атома, как планеты солнечной системы вокруг Солнца. Дальнейшие исследования показали, что орбиты – не совсем подходящее понятие для описания электронов. Сегодня считается, что электроны существуют, как бы в «облаке», что окружает атомное ядро.
В любой заданный момент электрон имеет некоторую статистическую вероятность нахождения его где-то в «облаке». Это пока все, что можно об этом сказать.

Каждый атом должен иметь, по крайней мере, один протон. Число протонов в атоме определяет, какой химический элемент представляет атом. Например, атом с одним протоном – это атом водорода. Атом с 29 протонами – медь. Атом с 94 протонами – плутоний…
Таким образом, количество протонов в атоме определяет его атомный номер в таблице Менделеева.
Партнеры протона по ядру – нейтроны играют важную роль в стабильности ядра и определяют изотопы атомов. Они не имеют решающего значения для понимания электричества.

Электроны – именно они имеют решающее значение для объяснения электрического тока. Поскольку электроны и протоны – противоположно заряженные частицы (электроны несут отрицательный заряд, а протоны – положительный), то в стабильном состоянии каждый атом предпочитает иметь одинаковое число электронов и протонов. Нейтроны, оправдывая свое название, являются нейтральными, они не имеют заряда. Следовательно, атом в целом электрически нейтрален. В стабильном, уравновешенном состоянии, у атома всегда будет такое же число электронов, как и протонов. Так, ядро с 29 протонами (атом меди) окружено «облаком» из 29 электронов.

Свободные электроны

Вкратце разобравшись со строением атома, мы вплотную подошли к объяснению природы электрического тока в проводниках.

Не все электроны вечно связаны с атомом. Электрон, расположенный на внешней оболочке атома (по причине его слабой связи с ядром) под воздействием внешней силы может покинуть орбиту атома и стать свободным (рис. 2). Появляется атом с отсутствующим электроном, который называется ионом. Из-за отсутствия электрона на внешней оболочке указанный ион становится положительно заряженным.

Этот ион может привлечь на свою внешнюю оболочку другие электроны, которые ранее были отделены от любого другого атома и, следовательно, этот ион снова становится нейтральным атомом. Потом он снова может стать положительно заряженным…

Электроны, которые движутся в проводнике от атома к атому случайным образом, называются свободными электронами. Наличие свободных электронов — вот ключ к пониманию природы электрического тока в проводнике.

Если теперь к проводнику приложить электрическое поле (рис. 3), то свободные электроны начинают дрейфовать в определенном направлении в соответствии с полярностью приложенного напряжения.

Такое направленное (упорядоченное) движение электронов в проводнике под действием электрического поля называется электрическим током.

Какое направление движения тока принимается для расчетов и каково действительное направление движения электронов? Что такое постоянный и переменный ток?… Об этом и многом другом — в следующих уроках.

Похожие статьи: 1. Взаимодействие электрических зарядов. Закон Кулона
                              2. Направление электрического тока
                              3. Постоянный и переменный ток
                              4. Проводники и изоляторы. Полупроводники
                              5. О скорости распространения электрического тока
                              6. Электрический ток в жидкостях
                              7. Проводимость в газах
                              7. Электрический ток в вакууме
                              8. О проводимости полупроводников

Электрический ток: что это такое, как действует, виды, эффекты

Ферровиал
СТЕРЖЕНЬ

Электрический ток — это физическое явление перемещения или течения электрического заряда, обычно электронов, посредством проводящего материала. Чтобы возник электрический ток, электроны, наиболее удаленные от ядра атома определенного материала, должны отрываться и свободно циркулировать по проводнику в электрической цепи.

Сила электрического тока определяется количеством заряда, проходящего через проводник в единицу времени. Интенсивность измеряется в кулонах в секунду (Кл/с), что эквивалентно одному ампер (А) , а основными измерительными приборами для электрического тока являются гальванометр и амперметр.

Как действует электрический ток?

Электрический ток движение частиц, начиная с момента подачи внешнего напряжения на один из концов проводника. Это, в свою очередь, создает электрическое поле на отрицательно заряженных электронах, которые притягиваются к положительной клемме внешнего напряжения.

Для передачи электрического тока из одной точки в другую должны быть материалы с большим количеством свободных электронов , расположенных на последней орбите их ядра, что означает, что они очень восприимчивы к перемещению из-за более слабого притяжения сила на них со стороны их ядра.

Какова формула электрического тока?

Закон Ома определяет формулу электрического тока:

Ток = Напряжение / Сопротивление.

Сопротивление представляет препятствие, с которым сталкиваются электроны на своем пути. Его единицей измерения является ом.
Ток качество электрического тока. Его единицей измерения является ампер.
Напряжение представляет собой разницу мощности между одной точкой и другой. Его единицей измерения является вольт.

Какие виды электрического тока существуют?

Электрический ток можно классифицировать в зависимости от его природы:

Постоянный ток (DC): состоит из смещения электрических зарядов, которые не меняют направление своего движения во времени.
Переменный ток (AC): направление и плоскость движения тока циклически изменяются, в отличие от постоянного тока. Это эффективный ток, поэтому он обычно используется в домах и на предприятиях.
Трехфазный ток: состоит из трех переменных токов с одинаковой частотой и амплитудой, называемых фазами .
Однофазный ток: этот вид тока получается из одной фазы трехфазного тока и нейтрального кабеля, что позволяет использовать низковольтную энергию.

Какие виды материалов существуют для электропроводности?

Проводящие материалы: обладают небольшим сопротивлением потоку электричества. Электроны свободно перемещаются, потому что они очень слабо связаны с атомами, поэтому они могут проводить много электричества.
Полупроводниковые материалы: могут действовать как проводники или изоляторы, в зависимости от электрического поля, в котором они используются.
Изоляционные материалы: электроны не циркулируют свободно, поэтому они не считаются проводниками электрического тока.

Каково действие электрического тока?

Электрический ток может иметь различные эффекты. Некоторые из них включают:

Тепло: продукт повышения температуры проводника из-за прохождения электрического тока. Одним из таких примеров является печь.
Магнитный: Когда электрический ток проходит через проводник, он создает вокруг него магнитное поле. Этот эффект можно наблюдать с помощью телевизоров, радиоприемников, амперметров и т. д.
Физиологические: существуют электромедицинские устройства, которые реагируют на эффект электрической проводимости, генерируя электрические удары при применении.
Химический: эффект, возникающий при протекании электрического тока через электролит, на котором основаны батареи.

Гугл игры Магазин приложений

Ресурсы
Связаться с нами
СТЕРЖЕНЬ

Доступность
Официальное уведомление
Политика конфиденциальности
Политика в отношении файлов cookie

Твиттер
Линкедин
Фейсбук
Инстаграм
Пинтерест
YouTube

Что такое электрический ток? | Hioki

Что такое электрический ток? Разница между напряжением и током, различные типы тока и методы измерения тока

Обзор

Мы ежедневно пользуемся силой электричества, не задумываясь об этом. Возможно, вы обнаружите, что в электричестве есть много такого, чего вы не знали. Вы также можете стесняться задавать вопросы о том, что, по вашему мнению, уже должны были понять. Не бойся! На этой странице представлены базовые знания об электрическом токе, а также легкое для понимания введение в такие темы, как разница между током и напряжением, различные типы тока и методы измерения тока.

После прочтения у вас должно быть общее представление об электрическом токе.

Что такое электрический ток?

Электрический ток означает поток электричества в электронной цепи и количество электричества, протекающего через цепь. Измеряется в амперах (А). Чем больше значение в амперах, тем больше электричества протекает в цепи.

Электричество легко представить себе, если представить его как поток воды в реке. Частицы, называемые электронами, собираются вместе, и количество электронов, протекающих каждую секунду, и есть ток.

Разница между напряжением и током

Напряжение — это еще один термин, который используется в отношении электронных схем так же часто, как и ток. Напряжение измеряется в вольтах (В). Как и ток, напряжение также связано с потоком электронов в цепи. Ток относится к потоку электронов, а напряжение относится к величине силы, толкающей поток электронов.

Чем выше напряжение, тем больше ток; более низкое напряжение означает более слабый ток.

Сопротивление также оказывает значительное влияние на ток. Думайте о сопротивлении как о ширине, через которую проходят электроны. Чем больше сопротивление, тем уже ширина, через которую должны протекать электроны, и, следовательно, меньше ток. Напротив, более низкое сопротивление увеличивает ширину, через которую могут протекать электроны, позволяя одновременно протекать большему току.

Если вы хотите, чтобы при заданном значении сопротивления протекал больший ток, вы можете добиться этого, повысив напряжение. Мощность обычно рассчитывается путем умножения тока (А) на напряжение (В), что дает результат, выраженный в ваттах (Вт). Таким образом, ток и напряжение совершенно разные, но оба являются важными элементами в мире электричества.

Постоянный ток и переменный ток

Термины «ток» и «напряжение» охватывают различные типы явлений, и одно из основных различий, которое можно сделать, это различие между постоянным и переменным током. Постоянный ток (DC) относится к току и напряжению, направление которых не меняется.

Типичным примером является электричество, вырабатываемое сухими элементами и литий-ионными батареями, используемыми в автомобилях. При постоянном токе напряжение всегда положительное (или всегда отрицательное), а ток всегда течет в одном направлении. В результате устройство может не работать, если его батарея установлена с обратной полярностью.

В противоположность этому, переменный ток (AC) относится к току и напряжению, направление и величина которых регулярно изменяются во времени. Волны переменного тока отличаются разнообразием форм, включая синусоидальные волны, прямоугольные волны, пилообразные волны и треугольные волны.

Электричество переменного тока используется электросетью, например, в бытовых розетках. Однако большинство стандартных электронных устройств преобразуют его в постоянный ток с помощью своих внутренних схем. Почему же тогда в электросети используется переменный ток?

Причина связана с трансмиссией. Сопротивление в линиях электропередач вызывает потери при передаче тока, но эти потери можно уменьшить, увеличив напряжение. Однако создать постоянный ток высокого напряжения сложно, поэтому электричество передается в виде переменного тока, а затем понижается до более низкого напряжения с помощью трансформаторов, прежде чем поступать на электрические устройства через энергосистему. Затем эти устройства в большинстве случаев преобразуют переменный ток в постоянный с помощью своей внутренней схемы, чтобы его можно было использовать.

Методы измерения электрического тока

Для измерения электрического тока вам потребуется такой инструмент, как цифровой мультиметр. Функциональность зависит от продукта, но цифровые мультиметры могут выполнять различные измерения, включая не только ток, но также напряжение и сопротивление.

При измерении электрического тока с помощью цифрового мультиметра перед выполнением измерений необходимо настроить прибор на функцию измерения тока. Прибор будет иметь несколько единиц отображения, например, мкА, мА и А, поэтому вам нужно будет выбрать диапазон измерения, который лучше всего подходит для измеряемого тока.

При измерении тока подключите отрицательную клемму к разъему COM, а положительную клемму к разъему A на приборе так, чтобы мультиметр был последовательно включен в цепь.

Соблюдайте осторожность, чтобы не подавать напряжение, когда выбрана функция тока. Это может привести к повреждению прибора из-за протекания через него сверхтока. На самом деле в приборах используются предохранители для защиты их цепей, но рекомендуется проявлять осторожность, поскольку перегрузка по току может повредить прибор. Некоторые цифровые мультиметры не имеют входной клеммы тока, чтобы избежать этой опасности.

Использование цифрового мультиметра для измерения тока

Ток относится к потоку электричества в электронной цепи, причем большие цифры указывают на большее количество электричества. Хотя ток отличается от напряжения, оба являются важными понятиями, и необходимо понимать каждое из них.

Ток можно измерить цифровым мультиметром. Почему бы не попробовать измерить ток на основе информации, представленной на этой странице?

Как использовать

Сопутствующие товары

Цифровой мультиметровый DT4282
MIRTER CM4141-50
Утечка переменного тока CM4001
MORTER MORTER CM3286-50

. цифровой мультиметр. Обзор преимуществ и недостатков

Как измерить ток Зачем нужно измерять ток? Причины, методы и меры предосторожности

Как пользоваться токоизмерительными клещами Готовы учиться? Советы по использованию токоизмерительных клещей, соответствующие меры предосторожности и многое другое

Как использовать токовые пробники Узнайте больше о том, как использовать токовые пробники. Обзор основных методов и мер предосторожности

Электрический ток Определение и значение

Основные определения
Тест
Примеры
Британский

Показывает уровень сложности слова.

Сохрани это слово!

Показывает уровень оценки в зависимости от сложности слова.

сущ. Электричество.

скорость течения электрического заряда во времени в направлении, в котором движется положительный заряд, и имеющая величину, равную количеству заряда в единицу времени: измеряется в амперах.

ВИКТОРИНА

ВСЕ ЗА(U)R ЭТОГО БРИТАНСКОГО ПРОТИВ. АМЕРИКАНСКИЙ АНГЛИЙСКИЙ ВИКТОРИНА

Существует огромное количество различий между тем, как люди говорят по-английски в США и Великобритании. Способны ли ваши языковые навыки определить разницу? Давай выясним!

Вопрос 1 из 7

Правда или ложь? Британский английский и американский английский различаются только сленговыми словами.

Также называется током, электричеством.

Происхождение электрического тока

Впервые зафиксировано в 1830–1840 гг. лампа, электрическая смещение, электрический угорь

Как использовать электрический ток в предложении

Этот поток заряженных частиц производит электрический ток, который вытекает из батареи для питания всего, что нуждается в питании. .
Новые литий-металлические аккумуляторы будут способствовать переходу на электромобили|Кэти Маклин|24 февраля 2021 г.|MIT Technology Review хотя и обрабатывается совершенно по-разному, через каждого, кто помнит, проходит, как слабый электрический ток.
Ничто не может испортить первый день весенних тренировок. (Хотя covid, безусловно, делает это.)|Thomas M. Boswell|18 февраля 2021 г.|Washington Post
Новое замедленное видео предлагает лучший вид на доли секунды столкновения электрических токов, которые создают вспышка молнии.
Рождение молнии было заснято на видео|Мария Темминг|8 февраля 2021|Новости науки
По словам Нойберта, это может вызвать очень короткий, но мощный всплеск электрического тока.
Датчики космической станции увидели, как формируется странная «голубая струя» молнии|Мария Темминг|2 февраля 2021|Новости науки для студентов

Эти реакции создают заряды, которые позволяют батарее обеспечивать электрический ток.
Батареи не должны воспламеняться|Кэролин Уилке|16 апреля 2020 г.|Новости науки для студентов
Нынешние и бывшие сотрудники разведки заявляют, что Северная Корея уже давно является приоритетной целью для американских шпионов.
Sony подверглась второму взлому?|Шейн Харрис|8 января 2015|DAILY BEAST
Один из ее высокопоставленных чиновников является нынешним министром внутренних дел Багада.
Что иранские похороны говорят нам о войнах в Ираке|IranWire|6 января 2015|DAILY BEAST
Примерно через неделю она бросила JSwipe и нашла своего нынешнего бойфренда, нееврея, на OkCupid.
Моя неделя в еврейском Tinder|Эмили Шайр|5 января 2015 г.|DAILY BEAST
Судя по текущим цифрам, на этот вариант тоже будет большой спрос.
У мужчин когда-нибудь будут дети без женщин|Саманта Аллен|3 января 2015|DAILY BEAST
При нынешнем президенте и его предшественнике, отмечает Джетт, должность посла Белиза перешла к соседям по комнате в колледже.
Посольства США всегда выставлялись на продажу|Уильям О’Коннор|2 января 2015|DAILY BEAST
Но он омрачил все это настолько неуправляемым характером, что в Париже вошло в обиход пословицу: «Взрывоопасен, как Гарнаш. »
Лето Св. Мартина|Рафаэль Сабатини
Это — а также отсутствие существующих учреждений и текущих проблем — является главной заботой нынешнего века.
Спасение цивилизации|H. Г. (Герберт Джордж) Уэллс
В текущем году было обнаружено, что невозможно читать даже газету!
Эдинбургский журнал Blackwood, № CCCXXXIX. Январь 1844 г. Том. LV.|Various
Словно током, известные аккорды Трагалы будили его слушателей — все столпились вокруг певца.
Эдинбургский журнал Блэквуда, том 60, № 372, октябрь 1846 г.|Разное
Его игра на барабанах перед Кафе де ля Лож произвела ошеломляющее впечатление.
Веселые приключения Аристида Пужоля|Уильяма Дж. Локка Полное цифровое издание 2012 г. © William Collins Sons & Co. Ltd. 1979, 1986 © HarperCollins Publishers 1998, 2000, 2003, 2005, 2006, 2007, 2009, 2012
9.2: Electric Current — Physics LibreTexts
1. Последнее обновление
2. Сохранить как PDF
Идентификатор страницы
4400

ОпенСтакс
ОпенСтакс

ЦЕЛИ ОБУЧЕНИЯ

К концу этого раздела вы сможете:

Описывать электрический ток
Определить единицу электрического тока
Объясните направление тока

До сих пор мы рассматривали в основном статические заряды. Когда заряды действительно двигались, они ускорялись в ответ на электрическое поле, создаваемое разностью потенциалов. Заряды теряли потенциальную энергию и приобретали кинетическую энергию, когда они проходили через разность потенциалов, когда электрическое поле действительно работало над зарядом.

Хотя для протекания зарядов не требуется материал, большая часть этой главы посвящена изучению движения зарядов через материал. Скорость, с которой заряды проходят через определенное место, то есть количество зарядов в единицу времени, известна как электрический ток . Когда заряды протекают через среду, ток зависит от приложенного напряжения, материала, через который проходят заряды, и состояния материала. Особый интерес представляет движение зарядов в проводнике. В предыдущих главах заряды ускорялись за счет силы, обеспечиваемой электрическим полем, теряя потенциальную энергию и приобретая кинетическую энергию. В этой главе мы обсудим ситуацию с силой, обеспечиваемой электрическим полем в проводнике, где заряды теряют кинетическую энергию, и материал достигает постоянной скорости, известной как « скорость дрейфа ». Это аналогично объекту, падающему через атмосферу и теряющему кинетическую энергию в воздухе, достигая постоянной конечной скорости.

Если вы когда-либо проходили курс по оказанию первой помощи или технике безопасности, вы, возможно, слышали, что в случае поражения электрическим током сила тока, а не напряжение, является важным фактором, определяющим тяжесть поражения и количество повреждения человеческого организма. Ток измеряется в единицах, называемых амперами; Вы, возможно, заметили, что автоматические выключатели в вашем доме и предохранители в вашем автомобиле рассчитаны на ампер (или ампер). Но что такое ампер и что он измеряет?

Определение тока и ампера

Электрический ток определяется как скорость, с которой протекает заряд. Когда присутствует большой ток, например, используемый для работы холодильника, большое количество заряда проходит по проводу за небольшой промежуток времени. Если ток небольшой, например, используемый для работы портативного калькулятора, небольшое количество заряда перемещается по цепи в течение длительного периода времени.

Электрический ток

Средний электрический ток \(I\) представляет собой скорость, с которой течет заряд,

\[I_{ave} = \dfrac{\Delta Q}{\Delta t}, \label{Iave}\]

, где \(\Delta Q\) — количество чистого заряда, проходящего через данный крест -площадь сечения по времени \(\Delta t\) (Рисунок \(\PageIndex{1}\)). Единицей силы тока в СИ является ампер (А), названная в честь французского физика Андре-Мари Ампера (1775–1836). Поскольку \(I = \dfrac{\Delta Q}{\Delta t}\), мы видим, что ампер определяется как один кулон заряда, проходящий через данную площадь в секунду:

\[1 A \equiv 1 \ dfrac{C}{s}.\]

Мгновенный электрический ток, или просто электрический ток , является производной по времени от протекающего заряда и определяется путем принятия предела среднего электрического тока как \(\Delta t \rightarrow 0\).

\[I = \lim_{\Delta t \rightarrow 0} \dfrac{\Delta Q}{\Delta t} = \dfrac{dQ}{dt}.\]

Большинство электрических приборов рассчитаны в амперах ( или ампер), необходимые для правильной работы, а также предохранители и автоматические выключатели. {18}\) электронов, протекающих через площадь A каждую секунду.

Расчет среднего тока

Основное назначение аккумуляторной батареи в легковом или грузовом автомобиле — питание электрического стартера , который запускает двигатель. Операция запуска транспортного средства требует подачи большого тока от аккумуляторной батареи. Как только двигатель запускается, устройство, называемое генератором переменного тока, берет на себя подачу электроэнергии, необходимой для работы автомобиля и для зарядки аккумулятора.

Какой средний ток возникает, когда аккумуляторная батарея грузового автомобиля приводится в движение с зарядом 720 C за 4,00 с при запуске двигателя?
Сколько времени требуется 1,00 C заряда от батареи?

Стратегия

Мы можем использовать определение среднего тока в уравнении \ref{Iave}, чтобы найти средний ток в части (a), поскольку заряд и время заданы. Для части (b), когда мы знаем средний ток, мы используем уравнение \ref{Iave}, чтобы найти время, необходимое для того, чтобы 1,00 C заряда вытек из батареи.

Раствор

а. Ввод заданных значений заряда и времени в определение тока дает 9{-3} с \\[5pt] &= 5,56 \, мс. \end{align*}\]

Значение

Это большое значение тока иллюстрирует тот факт, что большой заряд перемещается за небольшой промежуток времени. Токи в этих «стартерах» достаточно велики, чтобы преодолеть инерцию двигателя.
Большой ток требует короткого времени для подачи большого количества заряда. Этот большой ток необходим для подачи большого количества энергии, необходимой для запуска двигателя.

Стратегия

Ток через поперечное сечение можно найти из \(I = \dfrac{dQ}{dt}\). Обратите внимание на рисунок, что заряд увеличивается до \(Q_M\), а производная уменьшается, приближаясь к нулю, по мере увеличения времени (рисунок \(\PageIndex{2}\)). 9{-t/\tau}.\end{align*}\]

Значение

Ток в рассматриваемом проводе уменьшается экспоненциально, как показано на рисунке \(\PageIndex{3}\). В следующих главах будет показано, что ток, зависящий от времени, появляется, когда конденсатор заряжается или разряжается через резистор. Напомним, что конденсатор — это устройство, хранящее заряд. Вы узнаете о резисторе в модели проводимости в металлах.

Упражнение \(\PageIndex{1A}\)

В портативных калькуляторах часто используются небольшие солнечные батареи для обеспечения энергией, необходимой для выполнения вычислений, необходимых для сдачи следующего экзамена по физике. Ток, необходимый для работы вашего калькулятора, может составлять всего 0,30 мА. Сколько времени потребуется для того, чтобы 1,00 Кл заряда вытекли из солнечных элементов? Можно ли использовать солнечные элементы вместо батарей для запуска традиционных двигателей внутреннего сгорания, используемых в настоящее время в большинстве легковых и грузовых автомобилей?

93 \, с.\] Это чуть меньше часа. Это сильно отличается от 5,55 мс для аккумуляторной батареи грузовика. Для работы калькулятора требуется очень мало энергии, в отличие от стартера грузовика. Есть несколько причин, по которым в транспортных средствах используются батареи, а не солнечные элементы. Помимо того очевидного факта, что источник света для питания солнечных батарей автомобиля или грузовика не всегда доступен, большое количество тока, необходимого для запуска двигателя, не может быть легко обеспечено современными солнечными батареями. Солнечные батареи могут быть использованы для зарядки аккумуляторов. Для зарядки аккумулятора требуется небольшое количество энергии по сравнению с энергией, необходимой для работы двигателя и других аксессуаров, таких как обогреватель и кондиционер. Современные автомобили на солнечных батареях питаются от солнечных батарей, которые могут питать электродвигатель вместо двигателя внутреннего сгорания.

Упражнение \(\PageIndex{1B}\)

Автоматические выключатели в доме измеряются в амперах, обычно в диапазоне от 10 ампер до 30 ампер, и используются для защиты жильцов от вреда, а их приборов от повреждения из-за к большим течениям. Один 15-амперный автоматический выключатель можно использовать для защиты нескольких розеток в гостиной, а один 20-амперный автоматический выключатель можно использовать для защиты холодильника на кухне. Какой вывод вы можете сделать из этого о токе, потребляемом различными приборами?

Ответить: Суммарный ток, необходимый для всех приборов в гостиной (несколько ламп, телевизор и ваш ноутбук), потребляет меньше тока и потребляет меньше энергии, чем холодильник.

Ток в цепи

В предыдущих параграфах мы определили ток как заряд, который проходит через площадь поперечного сечения в единицу времени. Чтобы заряд протекал через устройство, такое как фара, показанная на рисунке \(\PageIndex{4}\), должен быть полный путь (или цепь ) от положительной клеммы к отрицательной клемме. Рассмотрим простую схему автомобильного аккумулятора, выключателя, лампы фары и проводов, обеспечивающих путь тока между компонентами. Чтобы лампа зажглась, должен быть полный путь для протекания тока. Другими словами, заряд должен иметь возможность покинуть положительную клемму батареи, пройти через компонент и вернуться к отрицательной клемме батареи. Переключатель там для управления цепью. В части (а) рисунка показана простая схема автомобильного аккумулятора, выключателя, токопроводящей дорожки и лампы фары. Также показано схема схемы [часть (б)]. Схема — это графическое представление схемы, которое очень полезно для визуализации основных характеристик схемы. На схемах используются стандартные символы для представления компонентов в цепях и сплошные линии для обозначения проводов, соединяющих компоненты. Батарея показана в виде серии длинных и коротких линий, представляющих исторический гальванический столб. Лампа изображена в виде круга с петлей внутри, представляющей собой нить накаливания лампы накаливания. Переключатель показан в виде двух точек с проводящей полосой для соединения двух точек, а провода, соединяющие компоненты, показаны сплошными линиями. Схема в части (c) показывает направление тока, когда переключатель замкнут.

Когда переключатель замкнут на рисунке \(\PageIndex{4c}\), существует полный путь прохождения заряда от положительной клеммы аккумулятора через переключатель, затем через фару и обратно к отрицательной клемме. аккумулятора. Обратите внимание, что направление тока течет от положительного к отрицательному. Направление обычного тока всегда представлено в направлении, в котором будет течь положительный заряд, от положительного вывода к отрицательному.

Обычный ток течет от положительной клеммы к отрицательной клемме, но в зависимости от реальной ситуации могут перемещаться положительные заряды, отрицательные заряды или и то, и другое. В металлических проводах, например, ток переносится электронами, то есть движутся отрицательные заряды. В ионных растворах, таких как соленая вода, движутся как положительные, так и отрицательные заряды. Это верно и для нервных клеток. Генератор Ван де Граафа, используемый для ядерных исследований, может производить ток чисто положительных зарядов, таких как протоны. В ускорителе Тэватрон в Фермилабе перед его закрытием в 2011 году столкнулись пучки протонов и антипротонов, летящие в противоположных направлениях. Протоны положительны, и поэтому их ток направлен в том же направлении, в котором они движутся. Антипротоны заряжены отрицательно, и поэтому их ток направлен в направлении, противоположном направлению движения реальных частиц.

На рисунке \(\PageIndex{5}\) показан ток, протекающий по проводу. На рисунке показано движение заряженных частиц, составляющих ток. Тот факт, что обычный ток считается направленным в сторону положительного заряда, можно проследить до американского ученого и государственного деятеля Бенджамина Франклина в 1700-х годах. Не зная о частицах, из которых состоит атом (а именно о протоне, электроне и нейтроне), Франклин полагал, что электрический ток течет от материала, в котором больше «электрической жидкости», к материалу, в котором меньше этого «электрического флюида». электрическая жидкость». Он ввел термин положительный для материала, в котором было больше этой электрической жидкости, и отрицательный для материала, в котором не было электрической жидкости. Он предположил, что ток будет течь от материала с большим количеством электрического флюида — положительного материала — к отрицательному материалу, в котором меньше электрического флюида. Франклин назвал это направление тока положительным током. Это было довольно продвинутое мышление для человека, который ничего не знал об атоме.

Теперь мы знаем, что материал является положительным, если в нем больше протонов, чем электронов, и отрицательным, если в нем больше электронов, чем протонов. В проводящем металле протекание тока обусловлено в первую очередь электронами, текущими от отрицательного материала к положительному, но по историческим причинам мы рассматриваем протекание положительного тока, и показано, что ток течет от положительного вывода батареи к положительному. отрицательный терминал.

Важно понимать, что электрическое поле присутствует в проводниках и отвечает за создание тока (Рисунок \(\PageIndex{5}\)). В предыдущих главах мы рассмотрели статический электрический случай, когда заряды в проводнике быстро перераспределяются по поверхности проводника, чтобы нейтрализовать внешнее электрическое поле и восстановить равновесие. В случае электрической цепи заряды не могут достичь равновесия за счет внешнего источника электрического потенциала, такого как батарея. Энергия, необходимая для перемещения заряда, обеспечивается электрическим потенциалом батареи.

Хотя электрическое поле отвечает за движение зарядов в проводнике, работа, совершаемая над зарядами электрическим полем, не увеличивает кинетическую энергию зарядов. Мы покажем, что электрическое поле отвечает за то, чтобы электрические заряды двигались с «дрейфовой скоростью».

Эта страница под названием 9.2: Электрический ток распространяется под лицензией CC BY 4.0 и была создана, изменена и/или курирована OpenStax с использованием исходного контента, который был отредактирован в соответствии со стилем и стандартами платформы LibreTexts; подробная история редактирования доступна по запросу.

Наверх

Была ли эта статья полезной?

Тип изделия
Раздел или страница
Автор
ОпенСтакс
Лицензия
СС BY
Версия лицензии
4,0
Программа OER или Publisher
ОпенСтакс
Показать оглавление
нет
Теги
1. ампер (единица измерения)
2. цепь
3. обычный ток
4. электрический ток
5. источник@https://openstax. org/details/books/university-physics-volume-2

Электрический ток — GeeksforGeeks

Было время, когда не было никаких электронных устройств, таких как ноутбуки, мобильные телефоны, было даже время, когда у людей не было вентилятора, чтобы скрыть жару, света в доме, чтобы видеть в темноте. темно, но в сегодняшнее время у Людей все это в руках, все это стало возможным благодаря одному изобретению — «Электричество». Электричество — это поток электрических зарядов, когда на концах провода имеется разность потенциалов. Не будет неправильным сказать, что Люди в основном полагаются на Электричество не только для легкой жизни, но и для того, чтобы стать образом жизни. От ракет до поездов, заводов и бытовой техники — все работает на электричестве.

Что такое электрический ток?

Поток электрических зарядов известен как электрический ток. Раньше, когда электроны еще не были открыты, говорили, что электрический ток — это поток положительных зарядов. Поток тока и сам ток создается за счет движения отрицательных зарядов (электронов), электроны текут от отрицательного вывода к положительному. клемма (от более низкого к более высокому потенциалу), которая известна как Электронный поток , в то время как ток течет от 9Положительная клемма 0009 к отрицательной клемме (от более высокого к более низкому потенциалу), которая также известна как обычный ток .

Лучший способ представить ток, протекающий по цепи, — это представить движение жидкости внутри трубы от более высокой точки к более низкой, жидкость представляет собой ток, разница в высоте крайнего конца трубы представляет собой разность потенциалов, вызывающая протекание тока, если труба скручивается в какой-то момент, поток жидкости замедляется, что представляет собой сопротивление, оказываемое проводником, которое уменьшает ток.

Формула электрического тока

Электрический ток можно представить как скорость потока электрического заряда (q). Электрический заряд относится к основным единицам, таким как масса, длина и т. д. Единицей электрического заряда является кулон, поэтому единицей электрического тока становится кулон/сек.

I = q/t

Единица электрического тока

Единицей электрического тока является ампер (А) или кулон в секунду.

Электродвижущая сила

Обычно в проводнике присутствуют электроны, и они не являются стационарными, они продолжают двигаться в случайных направлениях, и из-за их случайности общее смещение всех электронов становится равным нулю и, следовательно, ток не вырабатывается. Чтобы произвести ток, требуется некоторая внешняя сила, чтобы выровнять электроны в одном направлении и заставить их двигаться в этом одном направлении, внешняя сила известна как электродвижущая сила , а также известна как ЭДС. Это не что иное, как напряжение, применяемое для производства тока.

Свойства электрического тока

Ток возникает благодаря потоку электронов в цепи.
Электрический ток по своей природе можно разделить на переменный и постоянный, где постоянный ток — это постоянный ток, который течет только в одном направлении, постоянный ток используется в низковольтных устройствах, в самолетах и т. д. Переменный ток известен как переменный ток, и он течет в обоих направлениях попеременно, переменный ток — это ток, который приходит в наши дома, и приборы работают от переменного тока.
Электрический ток в цепи можно контролировать, вводя сопротивление в цепь.
Единицей электрического тока является Ампер (А). 1 ампер можно определить как поток заряда в 1 кулон за 1 секунду.
Электрический ток течет от более высокого потенциала к более низкому потенциалу в цепи (от положительной клеммы к отрицательной), также известной как обычное направление тока.

Закон Ома

Немецкий физик Георг Симон Ом заявил, что ток, протекающий по проводу, прямо пропорционален падению напряжения на нем. Согласно закону Ома, ток, протекающий по проводу, прямо пропорционален напряжению, приложенному к концам провода, при условии, что температура и проводимость остаются неизменными.

После удаления знака пропорциональности вводится константа пропорциональности, известная как Сопротивление.

В ∝ I
В = RI
В= Напряжение на концах проводника
R= Сопротивление проводника
I= Ток в проводнике.

Эффект электрического тока

Существуют различные эффекты, которые можно заметить из-за протекания электрического тока в проводе, например, когда ток проходит через резистор, резистор имеет свойство сопротивления, которое не позволяет весь ток проходит, но так как энергия не может быть ни создана, ни уничтожена, она преобразуется в тепловую энергию и высвобождается в виде тепла, этот эффект называется тепловым эффектом тока. Точно так же мы имеем магнитное и химическое действие электрического тока.

Химический эффект электрического тока

Когда электрический ток пропускают через токопроводящее вещество, раствор распадается на соответствующие ионы, и эффекты видны визуально. Основные заметные эффекты,

Цвет раствора может измениться.
Могут быть видны отложения металла на электродах.
Возможно образование пузырьков газа на электродах.

Магнитное действие электрического тока

Электрический ток есть не что иное, как движение электронов, и известно, что когда заряды неподвижны, они создают электрическое поле, а когда заряды движутся, они создают магнитное поле. Когда через провод пропускают ток и туда помещают металлический лист с иглой, игла будет отклоняться из-за наличия магнитного поля, создаваемого электрическим током. Одним из самых больших применений Магнитного эффекта электрического тока являются электромагниты, они образуются с помощью проходящего тока.

Тепловой эффект электрического тока

Когда ток течет по проводнику, тепловая энергия вырабатывается и выделяется из проводника, а величина эффекта зависит от сопротивления, оказываемого проводником. Если проводник должен иметь высокое сопротивление, это просто означает, что он не должен пропускать большую часть тока, но из-за сохранения энергии (энергия не может быть ни создана, ни уничтожена) ток, который не может пройти, преобразуется в тепло и явление известно как нагревательный эффект тока. Формула для тепловой энергии дается выражением,

H = I ² RT
Где, H= выделяемая тепловая энергия
I= ток, протекающий по проводнику в проводнике.

Применения нагревательного эффекта тока включают электрические утюги, электрические нагреватели, лампы накаливания, электрические чайники и т. д.

Примеры задач

Вопрос 1: В проводнике протекает заряд 10 кулонов в течение 5 секунд, определите силу тока производится?

Решение:

Ток в цепи определяется выражением
I = q/t
I = 10/5 ампер схема.

Вопрос 2: Ответьте на заданные вопросы,

1. Какой материал лучше проводит электричество — железо или кремний?

2. Какой проводник электричества лучше всего?

Ответ:

1. Железо лучше проводит электричество, а кремний — полупроводник.
2. Известно, что серебро является лучшим проводником электричества.

Вопрос 3: В приведенной ниже цепи найдите ток, протекающий по цепи.

Решение:

На приведенном рисунке видно, что есть два сопротивления, и они включены последовательно. Когда в цепи последовательно соединены два или более сопротивлений, общее сопротивление становится равным сумме отдельных сопротивлений, присутствующих в цепи.
R = R ₁ + R ₂
R = 2+ 2
R = 4 Ом
от закона OHM 4
I= 5 Ампер

Вопрос 4: Почему серебро не используется чаще в качестве проводника в повседневном использовании?

Ответ:

Серебро известно как лучший проводник электричества, но его все же не предпочитают использовать в повседневном использовании в качестве проводника из-за его недоступности и того факта, что серебро очень дорогое. Вместо этого используются легкодоступные проводники, такие как медь.

Вопрос 5: Какая тепловая энергия вырабатывается, когда в течение 5 секунд по цепи протекает ток силой 2 ампера при общем сопротивлении цепи 4 Ом?

Решение:

. Полученная тепловая энергия дается,
H = I ² RT
H = (2) ² × 4 × 5
H = 16 × 5
3333333 H= 80 Дж
Следовательно, в контуре вырабатывается 80 Дж.

Электричество — Электрический ток — Физика 299

«Когда я оказываюсь в компании ученых, я чувствую себя жалким священником, заблудшим ошибиться в гостиной, полной герцогов»
У. Г. Оден

Электрический ток

Электрический ток равен скорости прохождения заряда неподвижная точка в пространстве.

1 Ампер = 1 Кулон в секунду

Важно понимать, что значение тока постоянной, независимо от сечения проводника. Если если бы это было не так, то заряд «скапливался бы» в точках вдоль проводник.

Когда вы щелкаете выключателем, лампочка мгновенно загорается. На самом деле течение движется со скоростью, близкой к скорости свет. Однако носители заряда, электроны в металлическая проволока движется с гораздо меньшей скоростью — скоростью дрейфа.
Рассмотрим провод длиной l, поперечное сечение A, проводимость n электронов в единице объема. Ток в проводе может быть написано,

где e — заряд электрона и v _d – скорость дрейфа.

Плотность тока, Дж (А/м ² ) определяется как

физически, J представляет движение заряда в определенном месте внутри проводник, напр. когда А большое J маленькое, когда А маленькое J большой.
Общее соотношение между I и J равно

Ток есть поток J через поверхность.

Важно: текущий, Я, является скалярная величина, тогда как J является вектором. у меня есть «смысл» в том, что мы рисуем стрелки, чтобы представить его «направление», но не подчиняется правилам вектора алгебра.

Историческая причуда. Направление тока определяется как направление в который будет двигаться положительный заряд. Но в твердом металлическом проводники носители заряда электроны (отрицательные заряды) которые на самом деле движутся в противоположном направлении. Отрицательный заряды, движущиеся справа налево, в точности эквивалентны положительным заряды движутся слева направо.

Сопротивление

В металлических проводниках электрическое поле и плотность тока направлены в одну сторону и пропорциональны друг друга,

где ρ — удельное сопротивление проводника — характеристика проводник. Электропроводность проводящего материала равна определяется формулой σ = 1/ρ.
Для однородного проводника длиной l, поперечного сечения A имеем E = V/l и J = i/A, так что

Сопротивление проводника R, определяется как,

Сопротивление измеряется в омах (Ом), тогда удельное сопротивление единицы ом. метр и проводимость (ом.метр) ^-1

Важно: Соотношение V = ИК НЕ Закон Ома !

Закон Ома:

«Если соотношение напряжение на проводнике к току через она постоянна для всех напряжений, то проводник подчиняется закону Ома»

Закон Ома выполняется для металлических проводников, но не для таких устройств, как транзисторы, диоды и т. д. Соотношение V = IR всегда можно использовать для определить сопротивление при каком-то конкретном I и V для любого устройства.

Даже в проводниках ток будет течь только между двумя точками А и Б, когда

Существует разность потенциалов между A и B (производящая электрическое поле, которое заставляет заряды двигаться) и,
A и B являются частью полной цепи.

Мощность

Предположим, что заряд dq движется из точки A в точку B, где разность потенциалов между A и B равна V _AB , то энергия, выделяемая за время dt, равна

, так что скорость, с которой энергия переданная (мощность), P, дается,
В единицах измерения мы можем сказать, что Ампер x Вольт = Ватт.

Форма «высвобождаемой» энергии зависит от электрический компонент, расположенный между A и B, для например,

Двигатель — высвобожденная механическая энергия (работа)
Аккумулятор — химическая энергия, накопленная в аккумуляторе
Сопротивление — выделяется тепловая энергия (тепло)

Электродвижущая сила — «ЭДС»

При обсуждении электрических цепей вам может встретиться термин «ЭДС» — электродвижущая сила. Важно понимать, что «ЭДС» НЕ сила!

Если устройство имеет «ЭДС», оно может поддерживать разность потенциалов (напряжение). Так, например, батарея поддерживает ЭДС между положительной и отрицательной терминалы.

ЭДС устройства можно определить как ε = dW/dq, где dW работа, совершенная положительным зарядом dq при его взятии через разность потенциалов устройства. в случай простой схемы с батареей (см. выше) в качестве заряд проходит по внешней (по отношению к аккумулятору) цепи ее теряет энергию. В цепи выше появляется энергия как тепло и свет в лампочке. Когда заряд возвращает аккумулятору ЭДС аккумулятора восполняет свою энергию.

На этом вводном уровне мы можем рассмотреть ЭДС «источник» (аккумулятор, генератор и т. д.) должен быть точно эквивалентен к напряжению, обеспечиваемому источником.

Направление ЭДС всегда соответствует направлению a положительный заряд будет перемещаться во внешней цепи. См. схему справа. Направление ЭДС – это важным фактором, когда мы используем законы Кирхгофа для анализа схемы.

Внутреннее сопротивление

Все ЭДС – батареи, генераторы и т. д. – и электрические измерительные приборы — амперметры, вольтметры и т.п. — имеют «внутреннее сопротивление».

Что касается анализа цепи обеспокоены тем, что эти внутренние сопротивления могут быть просто рассматривать как резисторы, включенные последовательно с «идеальным» ЭДС/метр.

Для амперметров (токоизмерительных приборов) целью является иметь как можно более низкое внутреннее сопротивление, чтобы ток не влияет.

Электрический ток. Источники электрического тока по ФГОС. – конспект урока – Корпорация Российский учебник (издательство Дрофа – Вентана)

Технологическая карта урока

I. Организационный момент.

II. Постановка целей и задач урока (мотивация и формулировка цели урока).

III. Актуализация опорных знаний учащихся.

IV.

Демонстрация №1

2. Условие существования тока в цепи.

3. Источники тока

4. Виды источников тока

Демонстрирую опыт №2

Демонстрирую опыт №3.

Демонстрирую опыт №4.

Эксперимент 1

V. Первичная проверка понимания

VI. Первичное закрепление. Тест.

VII. Контроль усвоения, обсуждение допущенных ошибок и их коррекция.

VIII. Рефлексия.

IX. Информация о домашнем задании.

Что такое электрический ток — Дом Сказки

Куда течёт электрический ток?

«Объясните простым языком, что такое электричество, почему оно передается по проводам и больно бьется?» — Яндекс Кью

Что такое электрический ток: основные понятия и характеристики

Классификация

Квазистационарный ток

Пульсирующий ток

Вихревые токи (токи Фуко)

Характеристики

Основные типы проводников

Что такое ток, напряжение и сопротивление

Напряжение ( U )

Терминология

Заключение

Проектируем электрику вместе: Что такое электрический ток?

Электрический ток: что это такое, как действует, виды, эффекты

Что такое электрический ток? | Hioki

Что такое электрический ток? Разница между напряжением и током, различные типы тока и методы измерения тока

Обзор

Что такое электрический ток?

Разница между напряжением и током

Постоянный ток и переменный ток

Методы измерения электрического тока

Использование цифрового мультиметра для измерения тока

Как использовать

Сопутствующие товары

Электрический ток Определение и значение

Происхождение электрического тока

Как использовать электрический ток в предложении

9.2: Electric Current — Physics LibreTexts

ЦЕЛИ ОБУЧЕНИЯ

Определение тока и ампера

Электрический ток

Расчет среднего тока

Упражнение \(\PageIndex{1A}\)

Упражнение \(\PageIndex{1B}\)

Ток в цепи

Электрический ток — GeeksforGeeks

Что такое электрический ток?

Свойства электрического тока

Закон Ома

Эффект электрического тока

Примеры задач

Электричество — Электрический ток — Физика 299

alexxlab

Добавить комментарий Отменить ответ

Рубрики