Какое направление имеет ток. Направление электрического тока

Электрическим током называется упорядоченное движение заряженных частиц.

2. При каких условиях возникает электрический ток?

Электрический ток возникает, если имеются свободные заряды, а так же в результате действия внешнего электрического поля. Для получения электрического поля достаточно создать разность потенциалов между какими-то двумя точками проводника.

3. Почему движение заряженных частиц в проводнике в отсутствие внешнего электрического поля является хаотическим?

Если отсутствует внешнее электрическое поле, то отсутствует и дополнительная составляющая скорости направленная вдоль напряженности электрического поля, а значит, все направления движения частиц равноправны.

4. Чем отличается движение заряженных частиц в проводнике в отсутствие и при наличии внешнего электрического поля?

В отсутствии электрического поля движение заряженных частиц хаотично, а при его наличии — движение частиц это результат хаотичного и поступательного движений.

5. Как выбирается направление электрического тока? В каком направлении движутся электроны в металлическом проводнике, по которому протекает электрический ток?

За направление электрического тока принято направление движения положительно заряженных частиц. В металлическом проводнике электроны движутся в сторону, противоположную направлению тока.

Электрический ток обеспечивает комфортом жизнь современного человека. Технологические достижения цивилизации энергетика, транспорт, радио, телевидение, компьютеры, мобильная связь основаны на использовании электрического тока.

Электрический ток это направленное движение заряженных частиц, при котором происходит перенос заряда из одних областей пространства в другие.

Электрический ток может возникать в самых различных средах: твёрдых телах, жидкостях, газах. Порой и среды никакой не нужно ток может существовать даже в вакууме! Мы поговорим об этом в своё время, а пока приведём лишь некоторые примеры.

Замкнём полюса батарейки металлическим проводом. Свободные электроны провода начнут направленное движение от ¾минуса¿ батарейки к ¾плюсу¿.

Это пример тока в металлах.

Бросим в стакан воды щепотку поваренной соли NaCl. Молекулы соли диссоциируют на ионы, так что в растворе появятся свободные заряды: положительные ионы Na+ и отрицательные ионы Cl . Теперь засунем в воду два электрода, соединённые с полюсами батарейки. Ионы Na+ начнут направленное движение к отрицательному электроду, а ионы Cl к положительному.

Это пример прохождения тока через раствор электролита.

Грозовые тучи создают столь мощные электрические поля, что оказывается возможным пробой воздушного промежутка длиной в несколько километров. В результате сквозь воздух проходит гигантский разряд молния.

Это пример электрического тока в газе.

Во всех трёх рассмотренных примерах электрический ток обусловлен движением заряженных частиц внутри тела и называется током проводимости.

Вот несколько иной пример. Будем перемещать в пространстве заряженное тело. Такая ситуация согласуется с определением тока! Направленное движение зарядов есть, перенос заряда в пространстве присутствует. Ток, созданный движением макроскопического заряженного тела, называется конвекционным.

Заметим, что не всякое движение заряженных частиц образует ток. Например, хаотическое тепловое движение зарядов проводника не направленное (оно совершается в каких угодно направлениях), и потому током не является9 .

Не будет током и поступательное движение электрически нейтрального тела: хотя заряженные частицы в его атомах и совершают направленное движение, не происходит переноса заряда из одних участков пространства в другие.

3.8.1 Направление электрического тока

Направление движения заряженных частиц, образующих ток, зависит от знака их заряда. Положительно заряженные частицы будут двигаться от ¾плюса¿ к ¾минусу¿, а отрицательно

9 При возникновении тока свободные заряды продолжают совершать тепловое движение! Просто в этом случае к хаотическим перемещениям заряженных частиц добавляется их упорядоченный дрейф в определённом направлении.

заряженные наоборот, от ¾минуса¿ к ¾плюсу¿. В электролитах и газах, например, присутствуют как положительные, так и отрицательные свободные заряды, и ток создаётся их встречным движением в обоих направлениях. Какое же из этих направлений принять за направление электрического тока?

Направлением тока принято считать направление движения положительных зарядов. Попросту говоря, по соглашению ток течёт от ¾плюса¿ к ¾минусу¿ (рис. 3.33 ; положительная клемма источника тока изображена длинной чертой, отрицательная клемма короткой).

Данное соглашение вступает в некоторое противоречие с наиболее распространённым случаем металлических проводников. В металле носителями заряда являются свободные электроны, и двигаются они от ¾минуса¿ к ¾плюсу¿. Но в соответствии с соглашением мы вынуждены считать, что направление тока в металлическом проводнике противоположно движению свободных электронов. Это, конечно, не очень удобно.

Тут, однако, ничего не поделаешь придётся принять эту ситуацию как данность. Так уж исторически сложилось. Выбор направления тока был предложен Ампером10 в первой половине XIX века, за 70 лет до открытия электрона. К этому выбору все привыкли, и когда в 1916 году выяснилось, что ток в металлах вызван движением свободных электронов, ничего менять уже не стали.

3.8.2 Действие электрического тока

Как мы можем определить, протекает электрический ток или нет? О возникновении электрического тока можно судить по следующим его проявлениям.

1. Тепловое действие тока. Электрический ток вызывает нагревание вещества, в котором он протекает. Именно так нагреваются спирали нагревательных приборов и ламп накаливания. Именно поэтому мы видим молнию. В основе действия тепловых амперметров лежит тепловое расширение проводника с током, приводящее к перемещению стрелки прибора.

2. Магнитное действие тока. Электрический ток создаёт магнитное поле: стрелка компаса, расположенная рядом с проводом, при включении тока поворачивается перпендикулярно проводу. Магнитное поле тока можно многократно усилить, если обмотать провод вокруг железного стержня получится электромагнит. На этом принципе основано действие амперметров магнитоэлектрической системы: электромагнит поворачивается в поле постоянного магнита, в результате чего стрелка прибора перемещается по шкале.

3. Химическое действие тока. При прохождении тока через электролиты можно наблюдать

изменение химического состава вещества. Так, в растворе CuSO4 положительные ионы Cu2+ двигаются к отрицательному электроду, и этот электрод покрывается медью.

10 Договорённость о направлении тока понадобилась Амперу для того, чтобы дать чёткое правило определения направления силы, действующей на проводник с током в магнитном поле. Сегодня эту силу мы называем силой Ампера, направление которой определяется по правилу левой руки.

3.8.3 Сила и плотность тока

Электрический ток называется постоянным, если за равные промежутки времени через поперечное сечение проводника проходит одинаковый заряд. Постоянный ток наиболее прост для изучения. С него мы и начинаем.

Количественной характеристикой электрического тока является сила тока. В случае постоянного тока абсолютная величина силы тока есть отношение абсолютной величины заряда q, прошедшего через поперечное сечение проводника за время t, к этому самому времени:

Измеряется сила тока в амперах (A)11 . При силе тока в 1 А через поперечное сечение проводника за 1 с проходит заряд в 1 Кл.

Подчеркнём, что формула (3.41 ) определяет абсолютную величину, или модуль силы тока. Сила тока может иметь ещё и знак! Этот знак не связан со знаком зарядов, образующих ток, и выбирается из иных соображений. А именно, в ряде ситуаций (например, если з

Условия для существования электрического тока. Видеоурок. Физика 10 Класс

Мы изучаем электрический ток. Что нужно для его возникновения? Если в фонарик не вставить батарейку, он не будет работать, ток не потечет. Но и в батарейке, которая лежит на столе, ток тоже не течет. Почему? Разберемся в этом вопросе.

Что такое электрический ток? В самом термине содержится указание – это течение электричества. Раньше, до открытия элементарных заряженных частиц, электрический заряд считали некой жидкостью, наполняющей заряженные тела. Перемещение этой жидкости и назвали электрическим током.

Сейчас, обладая знаниями о строении вещества, можно сказать, что сравнение оказалось достаточно точным и электрический ток можно действительно сравнить с течением некой жидкости (или более точное сравнение – с газом), только состоящей не из молекул, а из элементарных заряженных частиц.

На прошлом уроке мы разобрали, что такое электрический ток. Сегодня мы рассмотрим природу этого явления более подробно, чтобы понять, почему же оно возникает.

Дадим четкое определение. Мы знаем о носителях заряда, поэтому определим электрический ток как движение заряженных частиц. Вы помните из молекулярно-кинетической теории, что частицы, из которых состоит вещество, в том числе электроны, постоянно пребывают в тепловом хаотическом движении (см. рис. 1), но это не является электрическим током, как и тепловое движение молекул воды не создает течения. Все направления такого движения равновероятны, и суммарное перемещение при этом равно нулю. Течение наблюдается, когда движение направлено. Хаотическое движение при этом не прекращается, но оно складывается с направленным, и суммарное перемещение уже не равно нулю, система частиц в целом движется.

Рис. 1. Хаотическое движение

Поэтому определение тока дадим следующее.

Электрический ток – это направленное движение электрического заряда. Поскольку заряд не существует отдельно от носителя, ток можно определить как направленное движение заряженных частиц.

---

Скорость движения частиц

Частица обладает скоростью движения. В механике мы часто раскладывали скорость на составляющие и рассматривали их отдельно. То же можем сделать и сейчас для скоростей теплового направленного движения частицы.

Скорость ее теплового движения обычно составляет порядка сотен метров в секунду, но эта скорость нас сейчас не интересует, нас интересует направленное движение частиц.

Скорость направленного движения электронов в проводнике обычно составляет доли миллиметра в минуту, ее мы еще будем находить в одном из следующих уроков.

Заметьте: это не значит скорость распространения тока (это происходит почти мгновенно), это именно скорость движения частицы. То есть электрический ток возникает практически одновременно во всей цепи. Чтобы было понятно, проведем снова аналогию с током воды по трубе.

Например, есть труба длиной 1 метр. По ней течет вода со скоростью 10 . Суммарное перемещение молекул воды за секунду составит 10 см. Значит ли это, что ток распространится только на 10 см? Нет, вода течет по всей трубе, и любой элементарный объем воды внутри трубы переместится на 10 см (см. рис. 2).

Рис. 2. Перемещение любого объема воды в трубе

Таким образом, вода из одного конца трубы не переместится до второго конца, но течение распространится. Это произойдет потому, что по всему объему трубы по закону Паскаля распространяется давление, вызывающее ток, причем практически мгновенно. Так же в проводнике распространяется электрическое поле.

Что может являться носителем заряда, образующим ток? Мы знаем два носителя электрического заряда: протон и электрон. Чтобы они могли создавать электрический ток, они также должны быть подвижными. Поэтому, например, в твердых веществах протоны, которые содержатся в ядрах атомов, не могут создавать электрический ток, поскольку атомы зафиксированы на своем месте в структуре вещества (см. рис. 3).

Рис. 3. Протоны в ядрах атомов твердых веществ

Электроны (это мы изучали на прошлом уроке) в диэлектриках не могут покидать атом, поэтому они тоже зафиксированы, а в проводниках один или несколько электронов в атоме слабо взаимодействуют с ядром и могут покидать атом. Такие электроны называются свободными.

Электрон может покинуть молекулу или атом газа, если сообщить ей достаточную для этого энергию. В этом случае получим свободный отрицательно заряженный электрон, а молекула или атом, потеряв электрон, приобретет положительный заряд и также станет свободным носителем заряда (см. рис. 4).

Рис. 4. Электрон покидает молекулу газа

Молекулы ряда веществ, которые называются электролитами, при растворении в воде распадаются на положительно и отрицательно заряженные части. Эти части называются ионами (см. рис. 5), они являются свободными носителями заряда в растворах электролитов.

Рис. 5. Свободные носители зарядов в растворах электролитов

Рассмотрим протекание электрического тока на примере проводников. Какие условия должны выполняться, чтобы существовал электрический ток? Первое условие очевидно: чтобы существовало движение частиц, для этого нужно, чтобы были свободные частицы, способные передвигаться. В проводниках такими носителями тока являются свободные электроны.

Что заставляет частицу двигаться? Электрический заряд взаимодействует с электрическим полем, и на него действует сила  (см. рис. 6). Эта сила и заставит электрон двигаться.

Рис. 6. Действие силы на электрический заряд

Второе условие существования электрического тока – наличие электрического поля в проводнике, которое характеризуется потенциалом в каждой точке или разностью потенциалов между двумя точками.

Достаточно ли этого? Проверим. Предположим, что у нас есть проводник со свободными носителями заряда и в проводнике есть электрическое поле (см. рис. 7).

Рис. 7. Проводник со свободными зарядами

Свободные электроны будут двигаться в сторону, противоположную вектору напряженности электрического поля, и будут скапливаться у одного из краев проводника, он станет заряжен отрицательно (см. рис. 8).

Рис. 8. Движение электронов в проводнике

У противоположного края при том же количестве атомов электронов будет меньше, поэтому он будет заряжен положительно. Этот процесс подробнее рассмотрен в ответвлении, скопившиеся заряды образуют свое электрическое поле, направленное противоположно внешнему и ослабляющее его. При ослаблении поля уменьшится и сила, которая разносит заряды по краям проводника, пока поля не уравновесятся. Эти процессы протекают быстро, и ток, как видим, быстро исчезает. Для его поддержания нужно, очевидно, чтобы электроны не накапливались на одном из краев проводника, а возвращались на противоположный край, т. е. цепь нужно замкнуть (см. рис. 9).

Рис. 9. Пример замкнутой цепи

---

Проводник во внешнем электрическом поле

Возьмем твердое тело – проводящую пластину – и поместим ее в однородное электрическое поле.

В первый момент, после внесения пластины в поле, возникнет электрический ток. Свободные носители заряда под действием силы со стороны внешнего электрического поля начнут движение и переместятся в соответствующую сторону проводника. Таким образом, один край пластины окажется заряженным положительно, другой – отрицательно (см. рис. 10).

Рис. 10. Перемещение свободных носителей заряда

Если бы мы разделили пластину на две части в момент, когда она находится в электрическом поле, то обе половинки оказались бы заряженными. Одна – положительно, другая – отрицательно. Эти области скопления зарядов создают свое электрическое поле, которое будет направлено в противоположную от внешнего сторону и будет стремиться скомпенсировать его (см. рис. 11).

Рис. 11. Электрическое поле зарядов

Движение носителей заряда прекратится лишь в тот момент, когда внутреннее и внешнее поле станут равны по модулю напряженности. То есть суммарное поле внутри проводника станет равно нулю:

Таким образом, внутри проводников электрическое поле отсутствует. На этом факте основана электростатическая защита. Приборы, которые необходимо защитить от электрического поля, помещают в специальные металлические ящики.

---

 

Итак, мы разобрали три условия возникновения электрического тока: наличие свободных носителей заряда; электрическое поле, которое будет вызывать движение заряженных частиц, и замкнутая цепь.

На следующих уроках мы продолжим изучение электрического тока. А сегодняшний урок окончен, спасибо за внимание!

 

Список литературы

1. Соколович Ю.А., Богданова Г.С. Физика: Справочник с примерами решения задач. – 2-е издание, передел. – X.: Веста: Издательство «Ранок», 2005. – 464 с.

2. Касьянов В.А. Физика. 10 кл.: Профильный уровень. 13-е издание. – М.: 2013 – 432 с.

3. Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Сотский Н.Н. Физика: 10 кл., учебник для общеобразовательных учреждений, базовый и профильный уровни. – 19-е изд.– М.: «Просвещение», 2010.

 

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

1. Интернет-сайт examen.ru (Источник)   

2. Портал Естественных Наук (Источник)

3. Интернет-сайт tel-spb.ru (Источник)

 

Домашнее задание

1. Что такое электрический ток?

2. Какие условия существования электрического тока?

При движении заряженных частиц в проводнике происходит перенос

При движении заряженных частиц в проводнике происходит перенос электрического заряда с одного места в другое. Однако если заряженные частицы совершают беспорядочное тепловое движение, как например, свободные электроны в металле, то переноса заряда не происходит. Электрический заряд перемещается через поперечное сечение проводника лишь в том случае, если наряду с беспорядочным движением электроны учувствуют в упорядоченном движении. В это случае говорят, что устанавливается электрический ток. в проводнике

Электрическим током называют упорядоченное (направленное) движение заряженных частиц. Электрический ток возникает при упорядоченном перемещении свободных электронов и ионов. Если перемещать нейтральное в целом тело, то, несмотря на упорядоченное движение огромного числа электронов и атомных ядер, электрический ток не возникает. Полный заряд, переносимый через любое сечение проводника, будет при этом равным нулю, так как заряды разных знаков перемещаются с одинаковой средней скоростью.

Электрический ток имеет определённое направление. За направление тока принимают направление движения положительно заряженных частиц. Если ток образован движением отрицательно заряженных частиц, то направление тока считают противоположным направлению движения частиц. (Такой выбор направления тока не очень удачен, так как в большинстве случаев ток представляет собой движение электронов – отрицательно заряженных частиц. Выбор направления тока был сделан в то время, когда о свободных электронах в металлах ещё ничего не знали.

Определение силы тока: Сила тока – физическая величина, равная отношению заряда, прошедшего через поперечное сечение проводника, ко времени его прохождения.

Движение частиц в проводнике мы непосредственно не видим. О наличии электрического тока приходится судить по тем действиям или явлениям, которые его сопровождают. Во-первых, проводник, по которому течёт ток, нагревается. Во-вторых, электрический ток может изменять химический состав проводника, например выделять его химические составные части (медь из раствора медного купороса и т. д. ). В-третьих, ток оказывает силовое воздействие на соседние токи и намагниченные тела. Это действие тока называется магнитным. Так, магнитная стрелка вблизи проводника с током поворачивается. Магнитное действие тока в отличие от химического и теплового является основным, так как проявляется у всех без исключения проводников. Химическое действие тока наблюдается лишь у растворов и расплавов электролитов, а нагревание отсутствует у сверхпроводников.

Единица силы тока

Андре-Мари Ампер (1775 — 1836) французский физик и математик

Единица силы тока За единицу силы тока принимают силу тока, при которой отрезки параллельных проводников длиной 1 м взаимодействуют с силой 2*10 -7 Н (0, 0000002 Н)

Дольные и кратные единицы силы тока 1 м. А = 0, 001 А 1 мк. А = 0, 000001 А 1 к. А = 1000 А м. А – миллиампер мк. А – микроампер к. А — килоампер Помните Для организма человека безопасной считается сила тока до 1 м. А. Ток I > 100 м. А опасен для человека.

Если в цепи устанавливается электрический ток, то это означает, что через поперечное сечение проводника всё время переносится электрический заряд. Заряд, перенесённый в единицу времени, служит основной количественной характеристикой тока, называемой силой тока. Если через поперечное сечение проводника за время ∆t переносится заряд ∆q, то сила тока равна:

Таким образом, сила тока равна отношению заряда ∆q, переносимого через поперечное сечение проводника за интервал времени ∆t, к этому интервалу времени. Если сила тока со временем не меняется, то ток называют постоянным. Сила тока, подобно заряду, — величина скалярная. Она может быть как положительной, так и отрицательной. Знак силы тока зависит от того, какое из направлений вдоль проводника принять за положительное. Сила тока I > 0, если направление тока совпадает с условно выбранным положительным направлением вдоль проводника. В противном случае I

Прибор для измерения силы тока Амперметр включается в цепь последовательно А

Прибор для измерения силы тока 1. Каковы пределы измерения силы тока этим прибором? 2. Определите цену деления данного амперметра. 3. Какую силу тока показывает прибор сейчас?

Измерение электрического заряда За единицу электрического заряда принят 1 Кл (кулон): 1 кулон = 1 ампер × 1 секунда или 1 Кл = 1 А × 1 с = 1 А*с

Тест по физике Электрический ток. Сила тока. Источник тока для 11 класса

Тест по физике Электрический ток. Сила тока. Источник тока для 11 класса с ответами. Тест включает в себя 2 варианта. В каждом варианте по 5 заданий.

1 вариант

1. Проводник находится в электрическом поле. Как движутся в нем свободные электрические заряды?

А. Совершают колебательное движение.
Б. Хаотично.
В. Упорядоченно.

2. Что принято за направление электрического тока?

А. Направление упорядоченного движения положи­тельно заряженных частиц.
Б. Направление упорядоченного движения отрица­тельно заряженных частиц.
В. Определенного ответа дать нельзя.

3. Как изменилась сила тока в цепи, если увеличилась концентрация заряженных частиц в 4 раза, а скорость электронов и сечение проводника остались прежними?

А. Не изменилась.
Б. Уменьшилась в 4 раза.
В. Увеличилась в 4 раза.

4. Какова роль источника тока в электрической цепи?

А. Порождает заряженные частицы.
Б. Создает и поддерживает разность потенциалов в электрической цепи.
В. Разделяет положительные и отрицательные за­ряды.

5. Какой заряд пройдет через поперечное сечение провод­ника за 2 мин, если сила тока в проводнике равна 1 А?

А. 60 Кл.
Б. 120 Кл.
В. 30 Кл.

2 вариант

1. В проводнике отсутствует электрическое поле. Как движутся в нем свободные электрические заряды?

А. Совершают колебательное движение.
Б. Хаотично.
В. Упорядоченно.

2. Направление электрического тока…

А. совпадает с направлением напряженности электри­ческого поля, вызывающего этот ток;
Б. противоположно направлению напряженности электрического поля, вызывающего этот ток;
В. определенного ответа дать нельзя.

3. Сила тока в цепи возросла в 2 раза, концентрация зарядов и площадь сечения проводника не изменились. Как изменилась скорость движения электронов?

А. Уменьшилась в 2 раза.
Б. Увеличилась в 2 раза.
В. Не изменилась.

4. Какие силы вызывают разделение зарядов в источнике тока?

А. Кулоновские силы отталкивания.
Б. Сторонние (неэлектрические) силы.
В. Кулоновские силы отталкивания и сторонние (не­электрические) силы.

5. За какое время через поперечное сечение проводника пройдет заряд в 100 Кл при силе тока 2 А?

А. 200 с.
Б. 60 с.
В. 50 с.

Ответы на тест по физике Электрический ток. Сила тока. Источник тока для 11 класса
1 вариант
1-В
2-А
3-В
4-В
5-Б
2 вариант
1-Б
2-А
3-Б
4-Б
5-В

от плюса к минусу или наоборот

Электрический ток – одно из основных благ цивилизации, без которого жизнь современного человечества была бы невозможна. Применяемый во всех областях современного мира (от простого электрочайника, встречающегося на кухни почти любой домохозяйки до мощной дуговой электроплавильной печи) он делает жизнь людей более удобной и простой. В то же самое время очень мало из тех, кто пользуется многочисленными электроприборами, задумывается над природой данного явления. В частности, не все понимают, что оно собой представляет, на протекании каких процессов основывается, какое направление течения заряженных частиц в проводниках и электрических цепях.

Движение зарядов в проводнике

Для того чтобы разобраться в том, как течет ток, необходимо понять его физическую сущность, основанную на атомарно-молекулярной теории строения материи, узнать, какие условия необходимы для его возникновения и существования, какие виды токов бывают, и какими характеристиками они обладают.

Физическая сущность течения тока в цепи

Наличие тока в цепи обусловлено направленным перемещением заряженных частиц. В твердых телах течение тока создается движением отрицательно заряженных электронов, в газах и жидкостях – положительными ионами. В таких широко распространенных веществах, как полупроводники, электрический ток возникает при движении частиц –  электронов и «дырок» (положительно заряженных частиц, представляющих собой атомы с недостающим количеством электронов на внешних уровнях).

Основными условиями возникновения и существования электрического тока являются:

• Наличие носителей зарядов – перемещающиеся по проводнику, газу или электролиту частицы;
• Создаваемое определенным источником питания электрическое поле – без данного силового поля движение свободных носителей зарядов будет хаотичным, не имеющим определенного направления;
• Замкнутая цепь – направленное движение зарядов возможно только в замкнутых цепях. Так, например, состоящий из источника питания ключа (переключатель) и лампочки накаливания ток будет протекать только тогда, когда ключ, располагающийся в разрыве проводника между одним из полюсов питания и лампой, находится во включенном состоянии, позволяя носителям заряда перемещаться по замкнутой цепи от отрицательного полюса батареи к положительному.

Электрический ток и поток электронов

Разобравшись в том, что в большинстве случаев носителями электрических зарядов являются электроны, необходимо понять, почему они движутся. Для этого необходимо заглянуть в микромир частиц – атомов и понять их строение, физические процессы, происходящие с ними.

Атом состоит из ядра и вращающихся вокруг него множества электронов, количество которых зависит от суммарного заряда ядра. Электроны передвигаются по определенным траекториям – орбиталям (уровням). При этом те из них, которые располагаются ближе всего к ядру, удерживаются им очень сильно и не участвуют в химических реакциях и физических процессах. Те частицы, которые находятся на внешних уровнях, являются активными и определяющими способность того или иного атома к химическому взаимодействию и образованию свободных зарядов. Их называют валентными.

Ядро и электроны

Активность и способность атомов к отщеплению свободных электронов зависят от количества частиц на внешних уровнях. Так, у одних веществ многочисленные электроны удалены от ядра, поэтому срываются со своих орбиталей и начинают устремляться к другим атомам, в результате чего наблюдается перемещение свободных зарядов. При подаче электрических потенциалов (напряжения) движение электронов становится направленным, появляется электрический ток. Поэтому твердые тела (например, металлы) с большим количеством свободных электронов являются проводниками.

У диалектиков частицы, способные переносить электрический заряд, отсутствуют – у них мало электронов на внешних уровнях, поэтому они не могут срываться, переходя сначала в хаотичное, потом и в направленное движение.

Промежуточное положение между диэлектриками и проводниками занимают полупроводники, электропроводность которых зависит от внешних факторов (температуры, освещенности и т.д.).

Электрический ток в параллельной цепи

В электрических схемах предусмотрены параллельные и последовательные соединения элементов. При параллельном соединении, например, резисторов, напряжение одинаково для каждого из них, а сила тока, протекающего через каждый элемент, пропорциональна его сопротивлению. Чтобы определить величину тока через каждый компонент при параллельной комбинации их соединения, используют закон Ома.

Параллельная электрическая цепь

Вид цепи и напряжение

В зависимости от направления протекания тока и особенностей напряжения, различают два вида электрических цепей:

• Цепи постоянного тока;
• Цепи переменного тока.

Напряжение цепей постоянного тока является работой, совершаемой электрическим полем в ходе перемещения пробного плюсового заряда из точки A в точку Б. Напряжение в цепи постоянного тока определяется как разность потенциалов на его концах. В таких цепях принято считать, что ток идет от плюса к минусу (от плюсового полюса к минусовому).

На заметку. В реальности ток течет не от плюса к минусу, а, наоборот, от минуса к плюсу. Сформировавшееся ошибочное представление о направлении течения именно от плюса не стали изменять и оставили для удобства понимания физической сущности данного явления.

Для цепей переменного тока характерны такие виды и значения напряжения, как:

• мгновенное;
• амплитудное;
• среднее значение;
• среднеквадратическое;
• средневыпрямленное.

Напряжение в таких цепях – это достаточно сложная функция времени. Грубо говоря, ток в них течет от фазного провода, проходит через нагрузку и частично уходит в нулевой (течет от фазы к нулю)

Виды токов: постоянные и переменные

В зависимости от изменения направления протекания заряженных частиц, различают следующие виды токов:

• Постоянный – формируется движением заряженных частиц в одном направлении. Его основные характеристики (сила тока, напряжение) имеют постоянные значения и не изменяются во времени;
• Переменный – направление перемещения зарядов при таком виде движения заряженных частиц периодически меняется. Количество изменений направления движения за единицу времени, равную одной секунде, называется частотой тока и измеряется в Герцах. Так, например, значение данной характеристики в обычной бытовой электрической цепи равно 50 Гц. Это означает, что в течение 1 секунды движущиеся по цепи электроны меняют свое направление 50 раз, вызывая тем самым такое же количество изменений напряжения в фазном проводе от 220 до 0 В.

Основные характеристики переменного тока

Двунаправленное перемещение зарядов

Наряду с упорядоченным движением носителей зарядов (электронов), в проводниках наблюдается также незначительный обратный процесс – условное перемещение положительных зарядов, потерявших отрицательные частицы атомов. Вместе с основным током данное явление получило название двунаправленное перемещение зарядов. Особенно оно ярко проявляется при протекании электричества через электролиты (явление электролиза).

Двунаправленное перемещение зарядов в аккумуляторной батарее

Значение перемещения электронов в электрической схеме

Понимание того, как идет в цепи ток, необходимо при составлении такого графического изображения расположения электронных деталей, как схема. Важно понимать, откуда течет ток, для того чтобы правильно располагать на схеме, затем соединять различные радиоэлектронные элементы. Если для таких радиодеталей, как конденсатор, резистор, полярность подключения не имеет значения, то полупроводниковый транзистор,

диод необходимо размещать на схеме и затем запитывать, учитывая направление движения тока, иначе они и собираемое с их использованием устройство, электронный блок не будут правильно функционировать.

Таким образом, знание физической сущности направления течения заряженных частиц в проводнике, электролите, полупроводнике позволит любому человеку не только расширить свой кругозор, но и применять его на практике при монтаже электропроводки, пайке различных электронных блоков и схем. Также подобная информация поможет разобраться в том, почему произошла поломка того или иного электроприбора, как ее устранить и предотвратить в будущем.

Видео

подскажите про электрический ток. физика начальная. вн

а не пробовала вдумчиво прочитать учебник физики — там так предельно ясно все описано про электрический ток.

Насколько я помню, ток — движение свободных электронов, которые есть в проводниках. Принято считать что они движутся от — к +, но в действительности — наоборот.

Ток в металлах- это движение электронов. свободные электроны в металле есть всегда ( это электроны которые находятся на внешних орбитах атома) -они очень легко освобождаются с внешних орбит атома под действием электрического поля. Когда на одном конце провода сделать избыток электронов, а на другом недостаток- то есть создать разность потенциалов на концах, то, с этого конца, где избыток, пойдут электроны, переходя с орбиты на орбиту к концу на котором их недостаток. . То есть в металлах ток это движение электронов, то есть движение происходит от минуса к плюсу. Но исторически сложилось, что за направление тока принято направление от + к — ( когда так решили, про электроны еще ничего не знали) Ну а потом, когда узнали, не стали всё менять, а оставили как есть. А в газах и жидкостях ток -это движение ионов, как положительных так и отрицательных . так что там ионы движутся одни в одну сторону . другие в другую

Направление тока от + к -. И выбрали направление еще до того, как открыли элементарную частицу Электрон. Лишь с открытием электрона выяснилось, что он переносит отрицательный заряд к +, притягивается к положительному источнику питания.

Ток — движение зарядов, неважно каких (в металлах — электроны) положительные ядра связаны в кристаллической решетке и никуда не двигаются. За направление тока принято движение положительных зарядов, т. е. от + к — (так сложилось исторически) . Отсюда же следует ответ на последний вопрос.

Ток это направленное движение заряженных частиц. НЕ ВАЖНО электроны это, ионы, протоны, позитроны. В металле ток создают электроны. Положительные частицы атома никуда не деваются. как понимать «За направление эл. тока принято считать движение обратное движению электронов» Исторически за направление тока принято направление движения положительно заряженных частиц, то есть от плюса к минусу. Потом до людей доперло, что ток в МЕТАЛЛЕ создают электроны, то есть отрицательно заряженные частицы. Вот и получается, что в металлах ток направлен против движения электронов (в ту сторону, в которую могли бы двигаться положительно заряженные частицы).

Движение заряженных частиц. В металлах — электронов. В электролитах — ионов.

Ток это направленное движение заряженных частиц . В металлах это электроны, в электролитах отрицательно и положительно заряженные ионы. Высвобождаются под действием эл. напряжения, высвобождаются электроны находящиеся на верхних энергетических уровнях — при этом они не «улетают» а просто переходят на верхний энергетический уровень другого атома, который освобождается от точно такого же «ушедшего дальше» электрона (место оставшееся от «ушедшего» электрона имеет положительный заряд, соответственно оно притягивает другой электрон) . Положительные частицы атома — позитроны — имеют несравненно больший вес, чем электроны и находятся в ядре атома — то есть покинуть атом они не могут (за исключение ядерной реакции) . Направление тока это относительное понятие 🙂 Ведь когда электрон переходит к другому атому — получается что (-) движется к (+). Однако на это процесс можно посмотреть с другой стороны: получается что когда электрон «улетает» на его месте возникает «дырка», которая имеет (+) заряд, потом на это место прилетает новый электрон, на предыдущем месте которого возникает «дырка» (+). То есть вакантное место имеющее (+) заряд перемещается к (-) Так уж сложилось исторически что принято считать направлением тока — направление противоположное движению электронов — хотя как вы понимаете сейчас — на самом деле это обоюдное явление, То что ток это движение (+) к (-) всего лишь допущение физики.

Дорогие мои! Сами электроны рождаются из ядра и потом перескакивают на свои электронные уровни. Эначит ядро (+) а электрон (-). При рассмотрении тока во внешней цепи, считается, что ток исходит от первоисточника (ядра +) и пройдя транзитом через электронные уровни, поступает во внешнюю цепь. Поэтому считается, что ток течёт от ядра атома (+), но не от электрона (-)

>ток это движение чего? — отрицательных ионов или електронов? — или того или другого. А в плазме так И того И другого. Вообще природа носителей не важна – были бы сами носители – и ток пойдёт (материал будет «проводником») ( >как я понимаю електороны как-то высвободились из атома в котором находились, как? — высвободились? Да они с самого начала в металлах свободны! Собственно даже не так: “металлами” называются вещества, электроны внешних оболочек в которых не привязаны к конкретному атому а свободно гуляют по всему куску. Понять это можно так: в кристаллической решётке металла внешние электроны атома ОДИНАКОВО притягиваются как к своему атому, так и к соседнему. Собственно в результате электроны вообще атомов не видят: для них металл – это «кристаллическое электрическое поле» , периодическое: холмы-впадины, причём одинаковые. И электрон даже с минимальной энергией съезжает с горки. ускоряется – как раз чтобы въехать на следующую. И вообще бы катались они так свободно если бы ионы стояли на месте. Но они колеблются – и нарушают одинаковость горок. Электроны от этого тормозятся, отдают свою энергию ионам. Так возникает электрическое СОПРОТИВЛЕНИ. И движутся электроны в металлах с приличными скоростями во все стороны без всякого тока. Электрический ток возникает, когда под действием электрического поля всё это электронное облако ПОТИХОНЬКУ смещается в одном направлении… . Кроме металлов есть ещё полупроводники, у них электроны всё-таки связаны с атомами. Хотя и не очень сильно, в результате возникает «термоактивационная» проводимость – появляются свободные электроны за счёт температурных колебаний… . >и куда делись положительные частицы атома? ИОНЫ (ядра + остальные (не внешние) электроны) остались на своих местах в кристаллической решётке. А иначе как? Кусок металла ведь не заряжен, и именно из-за того, что электроны легко движутся эта «электронейтральность» очень хорошо соблюдается: заряды + и – всегда рядышком и компенсирую друг друга. >ток движется от + к — или наоборот? ПРИНЯТО (чтоб не заморачиваться) направление тока от + к -. Реальное движение именно электронов – обратное, но когда имеешь дело с электрическим током – кого оно интересует? Тем более, что электрон – частица квантовая, и его движение – это вовсе не так просто, это не маленький шарик, это ВОЛНА. Ну и я знаю только один физический эффект, где знак заряда носителей важен – эффект Холла. Ну ещё радиолампы – там приходится подогревать катод (минус) а не анод, чтобы отрицательные электроны вылетали в вакуум  и наконец -как понимать «За направление эл. тока принято считать движение обратное движению электронов».? Как написано выше. И помните – ДВИЖЕНИЕ-то в основном тепловое, хаотическое – туда-сюда, направо, налево, а ток – это медленный ДРЕЙФ этих летаюoих во всех направлениях электронов в одну сторону. А вообще-то для расчётов и понимания именно электрического ТОКА гораздо проще считать, как во времена Франклина, что ток – это движение несжимаемой электрической жидкости  Тогда и всякие законы тока, вроде Кирхгофа, легко понять – по принципу «сколько втекло – столько и вытечь должно» 