Site Loader

Условия возникновения тока. ЭДС источника тока. Напряжение.

Условия возникновения тока. ЭДС источника тока. Напряжение.

Электрический ток — упорядоченное движение заряженных частиц. За направление тока принимают направление движения положительных частиц (или против движения отрицательных частиц). Для появления тока необходимо выполнение 2-х условий — первое — наличие в среде свободных носителей заряда, способных перемещаться (в металлах — электроны проводимости, в жидкостях (электролитах) — «+» и «-» ионы, в газах — «+» ионы и электроны. Второе условие — наличие в той же среде электрического поля, энергия которого заставляет заряженные частицы участвовать в упорядоченном движении. 

Если не принять мер для поддержания электрического поля, его энергия очень быстро исчерпается на перемещение носителей заряда. Для поддержания тока в течение длительного времени нужен источник тока, в котором происходит перенос носителей  заряда против электростатических сил (на рис. обозначено пунктиром). На это способны только сторонние силы неэлектростатического происхождения.

Природа сторонних сил может быть химического происхождения (химические процессы, диффузия зарядов в неоднородной среде или через границу раздела разных веществ (гальванические элементы), или это электрические поля, порождаемые переменными магнитными полями за счет механической энергии вращения ротора генератора, и др.(фотоэффект — вырывание электронов световыми квантами («солнечные батареи»), пьезоэффект — создание разности потенциалов при деформации некоторых кристаллов, термоэффект — создание разности потенциалов между двумя разными металлами, место контакта которых находится при более высокой  температуре и т.д.).

Работа сторонних сил, которая совершается при перемещении единичного положительного заряда внутри источника тока,  называется
электродвижущей силой  (ЭДС),
действующей в цепи. ЭДС можно рассматривать как энергию, вносимую в цепь тока действием сторонних сил.

Измеряется ЭДС в Вольтах, как и потенциал, который также равен работе при перемещении единичного заряда (из данной точки в бесконечность).

 

Напряжением на участке цепи называется физическая величина, определяемая работой, совершаемой суммарным полем кулоновских и сторонних сил при перемещении единичного положительного заряда.


Напряжение на внешней части цепи (где нет ЭДС)  равно разности потенциалов на клеммах источника.
Напряжение представляет собой часть электродвижущей силы и указывает работу, которую можно получить, перемещая единицу положительного заряда от одного полюса источника тока к другому полюсу по внешней цепи тока.

Электрический ток. Условия, необходимые для возникновения электрического тока

Цели урока.

Обучающая:

формирование знаний учащихся об условиях возникновения и существования электрического тока.

Развивающая:

развитие логического мышления, внимания, умений использовать полученные знания на практике.

Воспитательная:

создание условий для проявления самостоятельности, внимательности и самооценки.

Оборудование.

  1. Гальванические элементы, аккумулятор, генератор, компас.
  2. Карточки (прилагаются).
  3. Демонстрационный материал (портреты выдающихся физиков Ампера, Вольта; плакаты “Электричество”, “Электрические заряды”).

Демонстрации:

  1. Действие электрического тока в проводнике на магнитную стрелку.
  2. Источники тока: гальванические элементы, аккумулятор, генератор.

План проведения урока

1. Организационный момент.

2. Вступительное слово преподавателя.

3. Подготовка к восприятию нового материала.

4. Изучение нового материала.

а) источники тока;

б) действия электрического тока;

в) физическая оперетта “Королева Электричество”;

г) заполнение таблицы “Электрический ток”;

д) меры безопасности при работе с электроприборами.

5. Подведение итогов урока.

6. Рефлексия.

7. Домашнее задание:

а) Опираясь на знания, полученные на уроках ОБЖ, спецтехнологии подготовить и записать в тетради памятку “Меры безопасности при работе с электроприборами”

б) Индивидуальное задание: Подготовить сообщение о применении источника тока в быту и технике.

Конспект урока

1. Организационный момент

Отметить наличие учащихся, назвать тему урока, цель.

2. Вступительное слово преподавателя

Со словами электричество, электрический ток мы знакомы с раннего детства. Электрический ток используется в наших домах, на транспорте, на производстве, в осветительной сети.

Но, что такое электрический ток, какова его природа, понять нелегко.

Слово электричество произошло от слова электрон, которое переводится с греческого языка как янтарь. Янтарь — это окаменевшая смола древних хвойных деревьев. Слово ток обозначает течение или движение чего-либо.

3. Подготовка к восприятию нового материала

Вопросы вводной беседы.

— Какие два типа зарядов существуют в природе? Как они взаимодействуют?

Ответ: В природе существуют два вида зарядов: положительные и отрицательные.

Носителями положительного заряда являются протоны, отрицательного электроны. Одноименно заряженные частицы отталкиваются, разноименно заряженные притягиваются

— Существует ли электрическое поле вокруг электрона?

Ответ: Да, электрическое поле вокруг электрона существует.

— Что такое свободные электроны?

Ответ: Это электроны наиболее удаленные от ядра, они могут свободно двигаться между атомами.

4. Изучение нового материала

а) Источники тока.

На столе находятся специальные устройства. Как они называются? Для чего они нужны?

Ответ: Это гальванические элементы, аккумулятор, генератор — общее название источники тока. Они необходимы для подачи электрической энергии, создают электрическое поле в проводнике.

Мы знаем, что существуют заряженные частицы, электроны и протоны, знаем, что существуют устройства, которые называются источниками тока.

Как вы считаете, что такое электрический ток?

Ответ: Электрический ток – это направленное движение заряженных частиц.

б) Действия электрического тока.

Скажите, как мы можем понять, что в цепи существует электрический ток, по каким действиям?

Ответ: Электрический ток оказывает различные виды действия:

  • Тепловое – проводник по которому идет электрический ток нагревается (электроплита, утюг, лампа накаливания, паяльник).
  • Химическое действие тока можно наблюдать при пропускании электрического тока через раствор медного купороса – выделение меди из раствора купороса, хромирование, никелирование.
  • Физиологическое – сокращение мышц человека и животных, по которым прошел электрический ток.
  • Магнитное – при прохождении электрического тока по проводнику, если рядом расположить магнитную стрелку она способна отклонится. Это действие является основным. Демонстрация опыта: аккумулятор, лампа накаливания, соединительные провода, компас.

в) Физическая оперетта “Королева Электричество”. (Приложение № 1)

Теперь девушки старшего курса представят вашему вниманию оперетту “Королева Электричество”. Не забываем русскую народную пословицу “Сказка ложь, да в ней намек, добрым молодцам урок”. То есть, вы не только слушаете и смотрите, но и берете из нее определенную информацию. Ваша задача записать как можно больше физических терминов, которые встречаются в представлении.

г) Заполнение таблицы “Электрический ток”. (Приложение № 2)

Скажите, какое одно понятие объединяет все термины, которые вы записали?

Ответ: Электрический ток.

Приступаем к заполнению таблицы “Электрический ток”.

Заполняя таблицу, давайте, обобщим полученные на уроке знания и получим новую информацию.

В процессе заполнения таблицы делаем вывод о том, какие условия необходимы для создания электрического тока.

  • Первое условие — это наличие свободных заряженных частиц.
  • Второе условие — это наличие электрического поля внутри проводника.

д) Меры безопасности при работе с электроприборами.

Где, на производственной практике, вы сталкиваетесь с применением электрического тока? Ответы учащихся.

Главная наша задача сохранить здоровье в течение всей жизни, скажите, а какие меры безопасности необходимо соблюдать при работе с электроприборами?

Ответ: При работе с электроприборами.

Запрещено.

  • Ходить по земле, держа в руках включенные в сеть электроприборы. Особенно опасно ходить босиком по влажной почве.
  • Входить в электрощитовые и другие электротехнические помещения.
  • Браться за оборванные, оголенные, висящие и лежащие на земле провода.
  • Вбивать гвозди в стену в месте, где может располагаться скрытая проводка. Смертельно опасно в этот момент заземляться на батареи центрального отопления, водопровод.
  • Сверлить стены в местах возможной электропроводки.
  • Красить, белить, мыть стены с наружной или скрытой проводкой, находящейся под напряжением.
  • Работать с включенными электроприборами вблизи батарей или водопровода.
  • Работать с электроприборами, менять лампочки, стоя на ванной.
  • Работать с неисправными электроприборами.
  • Ремонтировать необесточенные электроприборы.

5. Подведение итогов урока

— Следуя законам физики, время неумолимо движется вперед, и наш урок подошел к своему логическому завершению.

Давайте подведем итоги нашего занятия.

Как вы считаете, что такое электрический ток?

Ответ: Электрический ток – это направленное движение заряженных частиц.

Какие условия необходимы для создания электрического тока?

Ответ: Первое условие — это наличие свободных заряженных частиц.

Второе условие — это наличие электрического поля внутри проводника.

6. Рефлексия

Заполнение карточки. (Приложение № 3)

7. Домашнее задание

а) Опираясь на знания, полученные на уроках ОБЖ, спецтехнологии, подготовить и записать в тетради памятку “Меры безопасности при работе с электроприборами”.

б) Индивидуальное задание: Подготовить сообщение о применении источника тока в быту и технике. (Приложение № 2)

Электрический ток. Условия необходимые для возникновения и существования электрического тока.


⇐ ПредыдущаяСтр 8 из 9Следующая ⇒

Если к изолированному проводнику приложить электрическое поле , то на свободные заряды q в проводнике будет действовать сила =q. В результате в проводнике возникает упорядоченное перемещение свободных зарядов, возникает электрический ток.

 

Непрерывное упорядоченное движение свободных носителей электрического заряда называется электрическим током.За направление электрического тока принято направление движения положительных свободных зарядов.

Условия, необходимые для существования электрического тока:

наличие свободных заряженных частиц;

— наличие электрического поля;

– замкнутость цепи.

 

Действие тока, сопровождающие его протекание:

1) Тепловое.Проводник, по которому течет ток, нагревается. Тепловое действие проявляется практически всегда. Исключение составляет явление сверхпроводимости, тепловое действие тока не проявляется также при протекании тока в вакууме.

2) Химическое. Электрический ток изменяет химический состав проводника. Наблюдается при протекании тока в электролитах.

3) Магнитное.Ток оказывает силовое воздействие на соседние токи и на магнитные тела. Магнитное воздействие на соседние точки и на магнитные тела. Магнитное действие в отличие от химического и от теплового явления является основным, так как проявляется у всех без исключения проводников(наблюдается всегда).

4)

Электрический ток всегда в проводниках (металлах) обусловлен наличием свободных электронов.

Положительно заряженные ионы металла образуют кристаллическую решетку. “Газ свободных электронов” образуется за счет одного или нескольких электронов, отданных каждым атомом. Свободные электроны способны блуждать по всему объему кристалла.

Силой токаназывается скалярная физическая величина, численно равная электрическому заряду, проходящему через поперечное сечение проводника за единицу времени:

I=.

Если величина силы тока и его направление не меняются с течением времени, то ток называется постоянным и I=const=.

Единица силы тока-1 Ампер. Ампер в системе СИ является основной единицей и определяется из магнитного взаимодействия двух параллельных прямолинейных проводников, по которым в одном направлении течёт ток силой 1 А, расположенных на расстоянии 1 м один от другого в вакууме, вызывает между этими проводниками силу взаимодействия, равную 2*10-7 Н на каждый метр длины.

Сила тока зависит от заряда частицы e, концентрации n, скорости частиц v и площади сечения проводника S:

 

I===, где q=eN; n-концентрация частиц; V=vtS содержится N=nV частиц.

Плотностью тока называется векторная величина, численно равная силе тока, приходящегося на единицу площади, ориентированной перпендикулярно току: .

Вектор j направлен вдоль тока по вектору напряженности электрического поля в проводнике. В системе СИ плотность тока измеряется в А/м2 . Для постоянного тока

Билет 25.1

Первое начало термодинамики — один из трёх основных законов термодинамики, представляет собой закон сохранения энергии для термодинамических систем.

Первое начало термодинамики было сформулировано в середине XIX века в результате работ немецкого учёного Ю. Р. Майера, английского физика Дж. П. Джоуля и немецкого физика Г. Гельмгольца[1]. Согласно первому началу термодинамики, термодинамическая система может совершать работу только за счёт своей внутренней энергии или каких-либо внешних источников энергии. Первое начало термодинамики часто формулируют как невозможность существования вечного двигателя первого рода, который совершал бы работу, не черпая энергию из какого-либо источника.

Первое начало термодинамики

 

В термодинамике широко используются понятия молярной теплоемкости при постоянном объеме CV и молярной теплоемкости при постоянном давлении Cp. В идеальном газе они удовлетворяют уравнению Майера:

Теплоемкость одного моля одноатомного идеального газа при постоянном объеме равна , двухатомного – , многоатомного – 3R.

Внутренняя энергия идеального газа прямо пропорциональна его абсолютной температуре:

Работа ΔA, совершаемая газом, определяется давлением газа и изменением его объема:

 

Рисунок 2.3.1. Если давление газа в процессе совершения работы изменяется, то работа может быть найдена по площади под графиком.

 

Рисунок 2.3.2. Работа газа зависит от пути, по которому газ переходит из состояния 1 в состояние 2.

 

Первое начало термодинамики. Количество теплоты, полученное системой, идет на изменение ее внутренней энергии и на совершение работы над внешними телами:

В изохорном процессе газ работы не совершает, и ΔU = Q. В изобарном процессе A = pΔV = p (V2 – V1). В изотермическом процессе ΔU = 0, и A = Q; вся теплота, переданная телу, идет на работу над внешними телами. Графически работа равна площади под кривой процесса на плоскости p, V.

Рисунок 2.3.3. Первое начало термодинамики для изохорного процесса.

 

Рисунок 2.3.4. Первое начало термодинамики для изобарного процесса.

 

Рисунок 2.3.5. Первое начало термодинамики для изотермического процесса.

 

Рисунок 2.3.6. Первое начало термодинамики для адиабатного процесса.

Адиабатным называется квазистатический процесс, при котором системе не передается тепло из окружающей среды: Q = 0. В адиабатном процессе вся работа совершается за счет внутренней энергии газа.

Теплоёмкость тела (обычно обозначается латинской буквой C) — физическая величина, определяющая отношение бесконечно малого количества теплоты δQ, полученного телом, к соответствующему приращению его температуры δT:

Единица измерения теплоёмкости в системе СИ — Дж/К.

Удельная теплоёмкость

Удельной теплоёмкостью называется теплоёмкость, отнесённая к единичному количеству вещества. Количество вещества может быть измерено в килограммах, кубических метрах и молях. В зависимости от того, к какой количественной единице относится теплоёмкость, различают массовую, объёмную и молярную теплоёмкость.

Массовая теплоёмкость (С) — это количество теплоты, которое необходимо подвести к единице массы вещества, чтобы нагреть его на единицу температуры. В СИ измеряется в джоулях на килограмм на кельвин (Дж·кг−1·К−1).

Объёмная теплоёмкость (С′) — это количество теплоты, которое необходимо подвести к единице объёма вещества, чтобы нагреть его на единицу температуры. В СИ измеряется в джоулях на кубический метр на кельвин (Дж·м−3·К−1).

Молярная теплоёмкость (Сμ) — это количество теплоты, которое необходимо подвести к 1 молю вещества, чтобы нагреть его на единицу температуры. В СИ измеряется в джоулях на моль на кельвин (Дж/(моль·К)).


Рекомендуемые страницы:

каковы условия существования тока в цепи?

Ответ. 1. Замкнутая электрическая цепь, в состав которой входят: источник тока (батарейка, генератор) , потребители электрической энергии (электродвигатели, резисторы) , прерыватели, соединительные провода (являющиеся проводниками тока)

Наличие разности потенциалов

Жуткие условия. Хочешь проверить? Сунь два пальца в розетку.

условия существования электрического тока таковы: наличие свободных зарядов, источника тока, потребителя и замкнутой электрической цепи.

Закон Ома Ток прямо пропорционален напряжению и обратно пропорционален сопротивлению, то есть если в сети (допустим 220 в) , то ток будет зависить только от сопротивления нагрузки, чем меньше сопротивление, тем больше ток и наоборот

Электрический ток, возникновение его в цепи

    Известно, что возникновение вольта-потенциала между двумя металлами в вакууме связано с образованием ионов при электронной эмиссии из металлов. Более того, явление электронной эмиссии обусловливает экспериментальную возможность определения величины вольта-потенциалов. В 1916 г. И. Лангмюр обратил внимание на соответствие между рядом металлов по работам выхода электронов, т. е. рядом Вольта, и электрохимическим рядом напряжения. Действительно, наиболее отрицательные потенциалы наблюдаются у щелочных металлов, имеющих наименьшую работу выхода электронов. Однако это совпадение только качественное, так как при этом не учитывается зависимость потенциалов электродов от концентрации ионов. Следует подчеркнуть, что нельзя измерить разность электрических потенциалов точек, расположенных в различных фазах. Можно измерить только разность потенциалов точек, лежащих в одной фазе, так как переход заряженной частицы через границу фаз сопровождается работой, равной разности химических потенциалов веществ в двух фазах. Разность электрических потенциалов может быть измерена только между точками, лежащими в одной фазе, потому что при этом разность химических потенциалов равна нулю. Так, разность потенциалов цепи всегда измеряют у двух одинаковых металлических проводников. [c.382]
    Эффектом Зеебека называется возникновение термоЭДС в замкнутой электрической цепи при использовании в цепи разных металлов и поддержании спаев этих металлов при разной температуре. Этот эффект широко используют, например, для измерения температуры с помощью термопары. Возникновение термоЭДС при этом обусловлено перераспределением носителей тока по проводникам вследствие наличия фадиента температуры. [c.334]

    Для возникновения э. д. с. необходимо два электрода из различных металлов (гальваническая пара) погрузить в растворы солей тех же металлов и обеспечить контакт между электродами и растворами. Такая система и будет называться гальваническим элементом. Надо заметить, что лучше брать один металл неблагородный (типа цинка), а второй — благородный (типа меди). При этом на границе каждого из электродов с раствором возникает двойной электрический слой, появляются значительные различия в величинах электродных потенциалов и при замыкании цепи довольно большая -величина э. д. с. [c.279]

    Источником электрической энергии в электрохимической цепи, содержащей два различных металла, служит свободная энергия химической реакции. Однако знание источника энергии еще не означает, что известен механизм возникновения разности потенциалов в такой цепи. При выяснении вопроса о механизме образования э. д. с. в электрохимии возникли две проблемы проблема Вольта и проблема абсолютного скачка потенциала. [c.158]

    Возникновение тока в гальванических цепях. Скачки потенциалов возникают и принимают равновесные значения через очень короткий промежуток времени после соприкосновения различных проводников до замыкания цепи. При замыкании цепи электроны от более отрицательного электрода потекут по соединительному проводу к электроду, обладающему более положительным потенциалом. Как только количество электронов на первом электроде начнет уменьшаться, нарушится равновесие в двойном электрическом слое и катионы с первого электрода станут переходить в раствор. Электроны, подойдя ко второму электроду, образуют с его катионами нейтральные атомы. Это нарушит равновесие двойного электрического слоя у второго электрода и катионы из раствора сейчас же начнут переходить на второй электрод. Таким образом, происходит непрерывное растворение одного электрода и выделение металла на другом электроде одновременно во внешней цепи текут электроны и гальванический элемент непрерывно дает ток. [c.289]


    При возникновении неисправностей в электрических машинах, цепях и аппаратах машинист должен произвести наружный осмотр машин или аппаратов, проверить цепи контрольной лампы и секвенцию из обеих кабин, определить степень и характер повреждения и принять меры к быстрейшему его устранению. [c.142]

    Все электроустановки оборудуют устройствами релейной защиты, которая автоматически отключает поврежденный элемент или всю электроустановку. Кроме того, релейная защита служит для сигнализации о нарущении нормального режима работы защищаемого элемента, а также о возникновении повреждений в электроустановках. Время действия релейной защиты обеспечивает надежную работу всей электрической системы. Релейную защиту элементов напряжением выше 35 кВ, получающую питание от трансформаторов напряжения, снабжают устройствами, автоматически выключающими ее и сигнализирующими об этом при неисправностях во вторичных цепях напряжения. Это необходимо для того, чтобы избежать неправильного срабатывания защиты при нормальном режиме. Кроме того, релейную защиту снабжают устройствами, сигнализирующими появление неисправностей в цепях напряжения. Действие релейной защиты фиксируется встроенными в реле указателями срабатывания или отдельными указательными реле, счетчиками числа срабатываний и другими устройствами. [c.309]

    Вследствие возникновения между электродами разности потенциалов при замыкании элемента через внешнюю цепь в направлении от катода к аноду начинает протекать электрический ток. При этом активные вещества на электродах вступают в реакции окисления на аноде и восстановления на катоде. [c.15]

    В этих условиях дезориентация диполей и рассеяние объемного электрического заряда затруднены, вследствие чего в полимере устанавливается постоянная внутренняя поляризация электретного типа. У твердых полимеров она характеризуется большим временем релаксации т (порядка нескольких лет при комнатной температуре). Приготовленные образцы помещают в специальную термокамеру в которой их нагревают с постоянной скоростью 3 К/мин. Это приводит к термической деполяризации и возникновению тока / в измерительной цепи, к которой подключены электроды поляризованных образцов. [c.195]

    С усилением коррозии в присутствии солей часто сталкиваются автомобилисты в тех местностях, г.де в зимнее время для борьбы с гололедицей дороги обильно посыпают солью. Влияние солей объясняется тем, что образуемые ими ионы создают электролит, необходимый для возникновения замкнутой электрической цепи. [c.231]

    Непременным условием возникновения электрического тока является то, что он может протекать только в замкнутой цепи. Поэтому используют так называемый электролитический ключ 5. В один полуэлемент наливается раствор одного из реагентов, в другой — другого . После этого между ними устанавливают трубку с закрытым краником, содержащую раствор инертного по отношению к обоим реагентам электролита, обеспечивающий ионную проводимость (см. рис. 8.1). Иногда трубка с раствором заменяется мембраной. [c.163]

    Термоэлектрические пирометры. Если спаять концы двух различных металлических проволок и один из спаев нагревать, оставляя другой холодным, то в замкнутой цепи появится электрический ток. Наличие этого тока объясняется возникновением в месте спая проволок электродвижущей силы, 5 Схема уравновешенно-(э. д. с.), которая вследстви

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.