Как действует ток? Тепловой, химический и магнитный эффекты

Want create site? Find Free WordPress Themes and plugins.

Электрический ток представляет собой движение свободных электронов между двумя точками проводника.

Рисунок 1 — Строение проводника

Схема 1 - строение проводника

  • 1 — связанные электроны, остающиеся в атоме
  • 2 — проводник
  • 3 — атом
  • 4 — свободные электроны, обеспечивающие ток

Электроны представляют собой частицы, которые вращаются вокруг ядра (почти так же, как планеты вокруг Солнца). Ядро и электроны составляют атом. Свободным электроном называют электрон, способный легко отделиться от атома. Различают два вида, которые имеют свободные электроны (они называются проводниками; в быту чаще всего используются металлы), и те, которые их не имеют (диэлектрики, или изоляторы, — стекло, фарфор, пластик и т.д.).

Генератор — установка, которая производит электричество. Генератор имеет два полюса. Он снабжен устройством, которое создает избыток электронов на одном из полюсов и их недостаток на другом. Клемму с избытком электронов обозначают плюсом (+), а недостатком — минусом (-).

Рисунок 2 — Простейшая электрическая цепь

Схема простейшей электрической цепи

  • 1 — генератор
  • 2 — лампочка
  • 3 — генератор

Когда к клеммам подсоединяют прибор-потребитель (например, лампочку), генератор действует как насос для электронов: он втягивает положительные заряды и отталкивает отрицательные; другими словами, электрический ток имеет некое направление. Раньше считали, что ток идет от клеммы «+» к клемме «-«. В действительность все происходит наоборот, однако сохранили эту условность.

Чтобы понять возможности электричества, проделаем следующий опыт. Соберем электрическую цепь, соединяя элементы последовательно, то есть один за другим.

Рисунок 3 — Возможности электрического тока

Схема возможностей электрического тока

  • 1 — лампочка
  • 2 — электроды
  • 3 — медная перемычка
  • 4 — компас
  • 5 — ёмкость с раствором соляной кислоты
  • 6 — генератор
  • 7 — выключатель

Раствор кислоты в данном случае представляет собой источник ионов (одно ли многоатомных электрически зараженных частиц, знак которых зависит от того, присоединили они свободные электроны или отдали).

Что произойдет, если нажать на выключатель?

  • Лампочка зажигается и излучает тепло — это тепловой эффект;
  • Заряженные частицы появляются на электродах — это химический эффект;
  • Стрелка компаса поворачивается — это магнитный эффект.

Рассмотрев эти три явления, можно вкратце изложить возможности, которые предлагает электричество.

Тепловой эффект

Тепловой эффект мы наблюдаем, когда электрический ток проходит через материал, оказывающий сопротивление, — именно тогда электрическая энергия преобразуется в тепловую. Этот эффект используют для освещения, а также для обогрева (в электрических конвекторах). Для освещения используют вольфрамовую нить, доводимую до свечения прохождением через неё электрического тока. Нить помещают в стеклянную колбу, в которой создан вакуум или находится инертный газ (например, криптон).

Химический эффект

Химический эффект происходит во время прохождения электрического тока через раствор — между электродами начинается обмен электронами )заряженными частицами). Такая химическая реакция называется электролизом. Электролиз используется в промышленности для получения некоторых металлов (алюминия, золота, серебра) и гальваностегии (создания металлического осадка на другом веществе, например серебрения или позолоты).

Если прохождение тока способно вызвать химическую реакцию, то возможен и обратный процесс — химическая реакция может генерировать электрический ток. Примером использования этого могут служить давным-давно ставшие привычными аккумуляторные батареи для автомобилей.

Магнитный эффект

Магнитный эффект: в медной перемычке, через которую пропускают ток, возникает магнитное поле, благодаря действию которого отклоняется стрелка компаса. Этот эффект применяется очень широко: он позволил разработать электродвигатель, трансформатор, звонок, электрический замок и большое количество различных автоматов.

Магнитный эффект имеет и обратное действие: в результате механического вращения ротора электродвигателя появляется ток. Этот эффект сделал возможным существование генераторов (например, генератор переменного тока для автомобилей или ветрогенератор); электричество, получаемое потребителями, также выработано генераторами.

И напоследок: если мы поменяем местами провода генератора, то можно увидеть, что в растворе осадок будет откладываться на другом электроде, а стрелка компаса будет реагировать так же, как и раньше. Вывод очевиден: изменение направления движения тока влияет на некоторые его эффекты.

Did you find apk for android? You can find new Free Android Games and apps.
Мы будем рады и вашему мнению

Оставить отзыв