Действия электрического тока

Тема:
Электрический ток
в металлах.
Действия
электрического тока.
Направление
электрического тока.

Электрический ток
в металлах

Все металлы состоят из ионов. Это объясняется тем, что несколько электронов от каждого атома металла отделяются и свободно движутся внутри металла, образуя так называемый "электронный газ". Именно из-за потери электронов (то есть отрицательных частиц) атомы металла и становятся положительными ионами.

Электрический ток в металлах

В твердом состоянии все металлы имеют кристаллическое строение. Ионы металла расположены упорядоченно, образуя кристаллическую решетку. Внутри нее и находится "электронный газ". В жидких металлах упорядоченное расположение ионов отсутствует. Однако это никак не сказывается на поведении электронов.
Образование ионов из нейтральных молекул может происходить по нескольким причинам. Например, при повышении температуры увеличивается размах колебаний как самих молекул, так и атомов, входящих в их состав. Если температура превысит некоторое значение, то молекула распадется, и образуются ионы.

Направление ветра

Электрический ток в металлах

Электрический ток в металлах – это упорядоченное движение электронов под действием электрического поля.

Л.И. Мандельштам

Чтобы исключить влияние магнитного поля Земли (оно вызывает появление ЭДС во вращающейся катушке), вся установка помещалась в систему так называемых колец Гельмгольца - витков с током, своим магнитным полем компенсирующих поле земное.

Катушка с большим числом витков медной тонкой проволоки приводилась в быстрое вращение вокруг своей оси. Концы катушки с помощью гибких проводов были присоединены к чувствительному гальванометру. Раскрученную катушку резко тормозили. Свободные электроны металла продолжали двигаться по инерции, образуя слабый электрический ток, регистрируемый гальванометром.

Н. Д. Папалекси

Электрический ток в металлах

В качестве экспериментального доказательства существования носителей электрического тока в металлах служат опыты Мандельштама - Папалекси и Стюарта - Толмена, проведенные в начале 20-го века.

Мы не можем видеть движущиеся в металлическом проводнике электроны. О наличии электрического тока в цепи мы можем судить лишь по различным явлениям, которые вызывает элеутрический ток. Такие явления называют действиями тока. Некоторые из этих действий легко наблюдать на опыте.

Действия
электрического тока

Тепловое действие тока

Тепловое действие тока заключается в нагревании проводников при протекании по ним электрического тока.

Электрический ток нагревает проводник.

Применение теплового действия тока

Химическое действие тока

CuSO4

Cu

Химическое действие тока

Электрический ток в жидкостях

Применение химического действия тока

Гальванопластика

Гальваностегия

Магнитное действие тока

Магнитное действие тока также можно наблюдать на опыте. Для этого медный провод, покрытый изоляционным материалом, нужно намотать на железный гвоздь, а концы провода соединить с источником тока. Когда цепь замкнута, гвоздь становится магнитом (намагничивается) и притягивает небольшие железные предметы: гвоздики, железные стружки, опилки. С исчезновением тока в обмотке (при размыкании цепи) гвоздь размагничивается.

Рассмотрим теперь взаимодействие между проводником с током и магнитом. На рисунке изображена висящая на нитях небольшая рамочка, на которую навито несколько витков тонкой медной проволоки. Концы обмотки присоединены к полюсам источника тока. Следовательно, в обмотке существует электрический ток, но рамка висит неподвижно.

Если эту рамку поместить между полюсами магнита, то она станет поворачиваться.

Магнитное действие тока

Условное обозначение на схемах

Изобретен 1820 Эрстедом и Ампером.

Гальвано́метр (гальвано — от фамилии учёного Луиджи Гальвани и древнегреческого metréo — измеряю) — высокочувствительный прибор для измерения малых электрических токов.

  Явление взаимодействия катушки с током и магнита используют в устройстве приборов, измеряющих электрические величины, например, в гальванометре. Стрелка прибора связана с подвижной катушкой, находящейся в магнитном поле. Когда в катушке существует электрический ток, стрелка отклоняется. Таким образом можно судить о наличии тока в цепи.

Магнитное действие тока

трансформатор

генератор

электродвигатель

Направление
электрического тока

За направление электрического тока следовало бы считать направление движения свободных электронов по металлическому проводнику, однако за направление электрического тока условно принято считать направление движения положительных зарядов в проводнике. Эта условность сложилась исторически и в настоящее время сохранила свою силу.

+

+

+

-

-

-

Направление тока

Направление тока «принято по соглашению»

Атом (ион) металла

Свободные электроны

Металлическая проволока (проводник)

Направление движения электронов

Электрический ток в металлах – это упорядоченное движение свободных электронов.

Металлический проводник имеет металлическую кристаллическую решетку: в узлах решетки находятся положительные ионы металла , а вокруг хаотически двигаются свободные электроны – “электронный газ”.

На свободные электроны действует электрическом поле, электроны  направлено  двигаются к положительному полюсу источника тока.

Д.З.

§ 34 - 36 (ответить на вопросы – устно).
Стр 184 задача №34,33,30,31( письменно)