8 класс

Слайд 53Упражнение 23, стр.117 Два проводника сопротивлением 10 и 15 Ом соединены

параллельно и подключены к напряжению 12 В. Определите силу тока в каждом проводнике и силу тока до разветвления. Почему бытовые приборы в помещении необходимо соединять параллельно?3. Три потребителя сопротивлением 20, 40, 24 Ом соединены параллельно. Напряжение на концах этого участка цепи 24 В. Определите силу тока в каждом потребителе, общую силу тока в участке цепи и сопротивление участка цепи.4. Два проводника имеют сопротивления — один 5 Ом, другой 500 Ом. Почему при последовательном соединении этих проводников их общее сопротивление будет больше 500 Ом, а при параллельном соединении меньше 5 Ом?5. На рисунке 82 изображена схема смешанного соединения проводников, сопротивления которых такие: R1 = 4 Ом, R2 = 6 Ом, R3 = 12 Ом, R4 = 2 Ом. Амперметр показывает силу тока 1 А. Определите напряжение между точками В и С и силу тока во всех проводниках.

Учебник стр.117, рис. 82

Электрическая цепь

Имея источник тока и провода, можно сделать так, чтобы заряды были исследованы и как-то использованы человеком. Для этого служат потребители, иначе приемники, электрического тока:

• фонари и осветительные лампы;
• электроплиты;
• электродвигатели;
• бытовые электроприборы;
• промышленные электрические устройства.

Источник тока, потребитель, провода и выключатель – вот минимум основных элементов, которые образуют простейшую электрическую цепь.

Установиться ток может только в замкнутой цепи. Если нужно остановить движение зарядов, выключатель размыкают, в цепи возникает разрыв и ток прекращается.

Перед сборкой цепи ее обычно изображают схематически, чтобы было понятно, из каких элементов она состоит, и как они соединены. Такое изображение называется схемой электрической цепи. 

Для каждого элемента цепи придумано свое специальное обозначение

Условные обозначения на схеме просты и понятны. Одновременно они напоминают элементы цепи, например лампочка – кружок с крестиком внутри символизирует расходящиеся от центра светлые лучи. Около значка источника тока подписывают плюс и минус. Плюс пишется рядом с длинной палочкой, минус – около короткой.

На примере карманного фонарика можно увидеть разницу между схематическим изображением устройства и электрической схемой:

• а – фото фонарика;
• б – схематическое изображение фонарика (1 – корпус, 2 – кнопка выключателя, 3 – гальванические элементы, 4 – лампочка);

в – электрическая схема фонарика (содержит источник тока, лампочку (потребитель), выключатель и соединительные провода).

Безопасность

Тело человека является проводником электрического тока. Сопротивление человека при сухой и неповрежденной коже у разных людей колеблется от 3 до 100 кОм, при этом сопротивление внутренних слоев тела менее одного килоома, что характерно при проведении биоимпедансометрии.

Ток, пропущенный через организм человека или животного, приводит к следующим воздействиям:

• термическому (нагрев и ожоги тканей, нагрев и повреждение кровеносных сосудов);
• электролитическому (разложение крови, нарушение её физико-химического состава);
• биологическому (раздражение и возбуждение тканей организма, судороги);
• механическому (разрыв кровеносных сосудов под действием давления пара, вызванного нагревом крови электрическим током).

Основным фактором, обуславливающим исход поражения током, является величина тока, проходящего через тело человека. По технике безопасности электрический ток классифицируется следующим образом:

• безопасным считается сила тока, длительное прохождение которого через организм человека не причиняет ему вреда и не вызывает никаких ощущений. Его величина не превышает 50 мкА (переменный ток 50 Гц) и 100 мкА (постоянный ток);
• сила минимально ощутимого человеком переменного тока составляет около 0,6–1,5 мА (переменный ток 50 Гц) и 5—7 мА (постоянный ток);
• пороговым неотпускающим называется минимальный ток такой силы, при которой человек уже неспособен усилием воли оторвать руки от токоведущей части. Для переменного тока это около 10—15 мА, для постоянного — 50—80 мА;
• фибрилляционным порогом называется сила переменного тока (50 Гц) около 100 мА и постоянного тока 300 мА, воздействие которого дольше 0,5 с уже вызывает фибрилляцию сердечных мышц. Этот порог одновременно считается условно смертельным для человека.

Правила электробезопасности регламентируются правовыми и техническими документами, нормативно-технической базой. Знание основ электробезопасности обязательно для персонала, обслуживающего электроустановки и электрооборудование.

Электрический ток

Согласно школьного курса физики – это упорядоченное движение заряженных частиц. Заряженными частицами, в зависимости от среды распространения, считаются электроны или ионы. Для металлов эти частицы – электроны, для некоторых газов или электролитов – ионы. Считается что именно их движение и являются электрическим током.

Как известно, в мире физики, объекты, обладающие разностью зарядов притягиваются, чтобы достигнуть равновесного состояния. Этот факт отлично подтверждает всем известный эксперимент с эбонитовой палочкой. Таким образом, электрический ток — это поток электронов или ионов, стремящихся воссоздать равновесие в мире электрических зарядов.

Не углубляясь в разновидности проводников, рассмотрим обыкновенные электрические провода и электроны, бегущие в них. Электроны заряжены отрицательно, значит их массовое скопление — это отрицательно заряженный объект. В то же время положительно заряженный объект — это место где имеется нехватка этих самых электронов, а значит скопление ионов (атомов с недостающими электронами). Так как природа стремится воссоздать равновесие, образуется поток электронов от минуса к плюсу.

Если природа стремится к равновесию, то отчего же образовались эти недостачи и излишки электронов?

Ответ довольно банален, за исключением некоторых природных явлений вроде молнии или статических разрядов. Люди их создают искусственно, чтобы пользоваться стремлением, или другими словами, силой природы прийти в равновесное состояние, в своих интересах. Как это происходит  подробно рассказано в статье про источники тока.

Маленькая особенность: так как само явление электричества было открыто гораздо раньше его природы (упорядоченного движения электронов в металлах), а раньше люди думали, что движутся положительно заряженные частицы), то принято считать, что электрический ток течет от плюса к минусу, хотя сейчас уже ясно, что всё происходит наоборот. В консервативном мире науки решили ничего не менять и продолжают пользоваться веками укоренившейся схемой.

Поняв, как всё это движется, можно попробовать разобраться, что нам даёт этот самый электрический ток. Прохождение электронов по проводнику сопровождается массой удивительных физических явлений, от простого нагревания проводника, до электромагнитного поля вокруг него, но обо всём по порядку.

Как известно, электроны очень маленькие и понаблюдать за ними даже через самый мощный микроскоп не удастся. Поэтому для понимания и визуализации такого действа как электрический ток, придумали очень удобное сравнение — сравнение с водопроводной трубой.

Итак, представим себе водопроводную трубу, она является проводником или просто проводом, очень близко не так ли? В этой трубе течет вода – капли которой очень похожи на электроны, текущие в проводах. Эту воду что-то толкает и ей что-то мешает.

Поток воды можно описать присущими ему свойствами, такими как давление и скорость, а характеристики трубы можно описать такими понятиями как её пропускная способность и сопротивление потоку воды.

По аналогии поток электронов, то есть электрический ток, можно описать такими характеристиками как электрическое напряжение (давление для воды) и сила тока (объём потока воды). Электрический проводник по аналогии с трубой можно описать таким свойством как сопротивление электрическому току (сопротивление потоку воды).

К примеру, тонкая труба может пропустить лишь небольшой поток воды, точно также, тонкий провод способен пропустить поток электронов только с небольшой силой тока. Тонкая струйка, вылетающая из водного пистолета, имеет большую скорость, но очень маленький объем воды, также искра, вылетающая из пьезоэлемента зажигалки, имеет высокое напряжение, но очень маленькую силу тока.

Представим себе огромную трубу диаметром в целый метр и из неё течет, а лучше сказать «вываливается» огромное количество воды, при этом давление в ней довольно низкое (единицы атмосфер), но поток воды просто огромен (сотни литров в секунду). Та же история с толстым проводом точечной электросварки, напряжение там невысокое (несколько вольт), но сила тока просто огромная (сотни ампер), в месте контакта плавится металл. Предположим, что на краю трубы есть кран и он закрыт, вода внутри есть, но она никуда не течёт. Тоже самое с проводником, если цепь от плюса к минусу разорвана, а воздух для электрического тока настолько же труднопроходимая среда, как кран для воды, то ток тоже никуда не течёт. Но электроны из проводника, как и вода из трубы, никуда не делись и напряжение, как и давление в трубе тоже осталось, нет только потока электронов, а значит сила тока равна нулю.

Что такое электрический ток

Итак, что называется электрическим током? Это направленный поток заряженных частиц. Но что это за частицы, с чего это вдруг они двигаются, и куда? Это все не очень понятно. Поэтому давайте разберемся в этом вопросе подробнее.

Носители электрического заряда в различных материалах

Начнем с вопроса про заряженные частицы, которые, по сути, являются носителями электрического тока. В разных веществах они разные. Например, что представляет собой электрический ток в металлах? Это электроны. В газах — электроны и ионы; в полупроводниках – дырки; а в электролитах — это катионы и анионы.

Строение атома

Эти частицы имеют определенный заряд. Он может быть положительным или отрицательным. Определение положительного и отрицательного заряда дано условно. Частицы, имеющие одинаковый заряд, отталкиваются, а разноименный — притягиваются.

Электрический ток

• Исходя из этого, получается логичным, что движение будет происходить от положительного полюса к отрицательному. И чем большее количество заряженных частиц имеется на одном заряженном полюсе, тем большее их количество будет перемещаться к полюсу с другим знаком.
• Но все это глубокая теория, поэтому давайте возьмем конкретный пример. Допустим, у нас имеется розетка, к которой не подключено ни одного прибора. Есть ли там ток?
• Для ответа на этот вопрос нам необходимо знать, что такое напряжение и ток. Дабы это было понятнее, давайте разберем это на примере трубы с водой. Если говорить упрощенно, то труба — это наш провод. Сечение этой трубы — это напряжение электрической сети, а скорость потока — это и есть наш электрический ток.
• Возвращаемся к нашей розетке. Если проводить аналогию с трубой, то розетка без подключенных к ней электроприборов, это труба, закрытая вентилем. То есть электрического тока там нет.

Электрический ток появится тогда, когда появится нагрузка, а для этого нужно вставить вилку в розетку

• Но зато там есть напряжение. И если в трубе, для того чтоб появился поток, необходимо открыть вентиль, то чтобы создать электрический ток в проводнике, надо подключить нагрузку. Сделать это можно путем включения вилки в розетку.
• Конечно, это весьма упрощенное представление вопроса, и некоторые профессионалы будут меня хаять и указывать на неточности. Но оно дает представление о том, что называют электрическим током.

ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ

Часть 1

1. В катушку, соединённую с гальванометром, вносят магнит. Направление индукционного тока зависит

А. От скорости перемещения магнита.
Б. От того, каким полюсом вносят магнит в катушку.

Правильный ответ

1) только А
2) только Б
3) и А, и Б
4) ни А, ни Б

2. В катушку, соединённую с гальванометром, вносят магнит. Сила индукционного тока зависит

А. от скорости перемещения магнита
Б. от того, каким полюсом вносят магнит в катушку

1) только А
2) только Б
3) и А, и Б
4) ни А, ни Б

3. Постоянный магнит вносят в катушку, замкнутую на гальванометр (см. рисунок).

Если выносить магнит из катушки с большей скоростью, то показания гальванометра будут примерно соответствовать рисунку

4. Две одинаковые катушки замкнуты на гальванометры. В катушку А вносят полосовой магнит, а из катушки Б вынимают такой же полосовой магнит. В какой катушке гальванометр зафиксирует индукционный ток?

1) только в катушке А
2) только в катушке Б
3) в обеих катушках
4) ни в одной из катушек

5. В первом случае магнит вносят в сплошное эбонитовое кольцо, а во втором случае выносят из сплошного медного кольца (см. рисунок).

Индукционный ток

1) возникает только в эбонитовом кольце
2) возникает только в медном кольце
3) возникает в обоих кольцах
4) не возникает ни в одном из колец

6. Внутри катушки, соединённой с гальванометром, находится малая катушка, подключённая к источнику постоянного тока. В каком из перечисленных опытов гальванометр зафиксирует индукционный ток?

А. В малой катушке выключают электрический ток.
Б. Малую катушку вынимают из большой.

1) только в опыте А
2) только в опыте Б
3) в обоих опытах
4) ни в одном из опытов

7. Внутри катушки, соединённой с гальванометром, находится малая катушка, подключённая к источнику тока. Первую секунду от начала эксперимента малая катушка неподвижна внутри большой катушки. Затем в течение следующей секунды её вынимают из большой катушки. Третью секунду малая катушка находится вне большой катушки. В течение четвертой секунды малую катушку вдвигают в большую. В какой(-ие) промежуток(-ки) времени гальванометр зафиксирует появление индукционного тока?

1) только 0-1 с
2) 1 с-2 с и 3 с-4 с
3) 0-1 с и 2 с-3 с
4) только 1 с-2 с

8. Внутри катушки, соединённой с гальванометром, находится малая катушка, подключённая к источнику тока. Оси катушек совпадают. Первую секунду от начала эксперимента малая катушка неподвижна внутри большой катушки. Затем в течение следующей секунды её вращают относительно вертикальной оси по часовой стрелке. Третью секунду малая катушка вновь остаётся в покое. В течение четвёртой секунды малую катушку вращают против часовой стрелки. В какие промежутки времени гальванометр зафиксирует появление индукционного тока в катушке?

1) индукционный ток может возникнуть в любой промежуток времени
2) индукционный ток возникнет в промежутках времени 1-2 с, 3-4 с
3) индукционный ток не возникнет ни в какой промежуток времени
4) индукционный ток возникнет в промежутках времени 0-1 с, 2-3 с

9. К электромагнитным волнам относятся:

A. Волны на поверхности воды.
Б. Радиоволны.
B. Световые волны.

Укажите правильный ответ.

1) только А
2) только Б
3) только В
4) Б и В

10. Какие из приведённых ниже формул могут быть использованы для определения скорости электромагнитной волны?

A. ​\( v=\lambda\nu \)​
Б. \( v=\frac{\lambda}{\nu} \)
В. \( v=\frac{\lambda}{T} \)
Г. \( v=\lambda T \)

1) только А
2) только Б
3) А и В
4) В и Г

11. Установите соответствие между названием опыта (в левом столбце таблицы) и явлением, которое в этом опыте наблюдается (в правом столбце таблицы). В таблице под номером физической величины левого столбца запишите соответствующий номер выбранного вами элемента правого столбца.

ВЕЛИЧИНА
A) опыты Фарадея
Б) опыт Эрстеда
B) опыт Ампера

ХАРАКТЕР ИЗМЕНЕНИЯ ЗНАЧЕНИЯ ВЕЛИЧИНЫ
1) действие проводника с током на магнитную стрелку
2) электромагнитная индукция
3) взаимодействие проводников с током

12. Установите соответствие между техническими устройствами и физическими явлениями, лежащими в основе их работы.

ТЕХНИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА
A) генератор электрического тока
Б) электрический двигатель
B) электромагнитное реле

ФИЗИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ
1) взаимодействие постоянных магнитов
2) взаимодействие проводников с током
3) возникновение электрического тока в проводнике при его движении в магнитном поле
4) магнитное действие проводника с током
5) действие магнитного поля на проводник с током

Часть 2

13. На какую частоту нужно настроить радиоприёмник, чтобы слушать радиостанцию, которая передает сигналы па длине волны 2,825 м?

1) 106,2 кГц
2) 106,2 МГц
3) 847,5 кГц
4) 847,5 МГц

Электрические токи в природе

Молния

Атмосферное электричество — электричество, которое содержится в воздухе. Впервые показал присутствие электричества в воздухе и объяснил причину грома и молнии Бенджамин Франклин.

В дальнейшем было установлено, что электричество накапливается в сгущении паров в верхних слоях атмосферы, и указаны следующие законы, которым следует атмосферное электричество:

• при ясном небе, так же как и при облачном, электричество атмосферы всегда положительное, если на некотором расстоянии от места наблюдения не идёт дождь, град или снег;
• напряжение электричества облаков становится достаточно сильным для выделения его из окружающей среды лишь тогда, когда облачные пары сгущаются в дождевые капли, доказательством чего может служить то, что разрядов молний не бывает без дождя, снега или града в месте наблюдения, исключая возвратный удар молнии;
• атмосферное электричество увеличивается по мере возрастания влажности и достигает максимума при падении дождя, града и снега;
• место, где идёт дождь, является резервуаром положительного электричества, окружённым поясом отрицательного, который, в свою очередь, заключён в пояс положительного. На границах этих поясов напряжение равно нулю.

Движение ионов под действием сил электрического поля формирует в атмосфере вертикальный ток проводимости со средней плотностью, равной около (2÷3)·10−12 А/м².

Полный ток, текущий на всю поверхность Земли, при этом составляет приблизительно 1800 А.

Молния является естественным искровым электрическим разрядом. Была установлена электрическая природа полярных сияний. Огни святого Эльма — естественный коронный электрический разряд.

Биотоки — движение ионов и электронов играет весьма существенную роль во всех жизненных процессах. Создаваемый при этом биопотенциал существует как на внутриклеточном уровне, так и у отдельных частей тела и органов. Передача нервных импульсов происходит при помощи электрохимических сигналов. Некоторые животные (электрические скаты, электрический угорь) способны накапливать потенциал в несколько сот вольт и используют это для самозащиты.

Электрический ток в металлах, полупроводниках, электролитах

Ток вовсе не означает, что каждая заряженная частица обязательно должна добраться от источника тока до потребителя, особенно, если речь идет о километровых проводах, передающих электрический ток от электростанций к местам потребления. Понять это можно, проведя аналогию с течением воды по трубам при открытии крана. Вода начинает течь везде одновременно, а из крана вытекает ближайшая к нему.

Что же представляет электрический ток в разных веществах?

Основные группы веществ, по которым движутся заряды, это:

• металлы;
• полупроводники;
• электролиты.

Твердые металлы по структуре обладают кристаллической решеткой, в узлах которой может находиться большое количество положительных ионов – атомов, от которых оторвались отрицательные электроны. Оторвавшиеся электроны являются свободными и беспорядочно блуждают по металлу.

При замыкании цепи вокруг металла создается электрическое поле, возникают силы, заставляющие свободные электроны двигаться в определенном направлении. Траектория движения электрона не будет прямой линией, так как на пути его находятся другие электроны и положительные ионы. Но общее направление тока будет соблюдаться

Итак,

Растворы кислот, солей и щелочей содержат положительные и отрицательные ионы. Такие растворы были названы электролитами. Положительные – это атомы, потерявшие электрон, а отрицательные ионы – это атомы, получившие лишний электрон. Попадая в электрическое поле, эти ионы начинают упорядоченно двигаться.

Электрическая цепь с электролитом Источник

Для демонстрации тока в электролитах в раствор опускают две пластины. Одна соединяется с положительным полюсом источника тока, другая – с отрицательным. И движение ионов будет распределяться следующим образом:

Итак,

Существуют вещества, у которых с ростом температуры или увеличением освещенности возникает возможность проводить электрический ток. Это происходит в результате увеличения энергии электронов. Они отрываются от атомов, становятся свободными носителями тока. Такие вещества называются полупроводниками (кремний, селен, германий и др.). В обычных условиях в полупроводниках тока нет.

Электрические токи в природе

Электрические токи могут протекать в проводящих материалах, газах, живых организмах и пр.

Атмосферное электричество

Начало научному изучению атмосферного электричества было положено в XVIII веке американским учёным Б. Франклином, экспериментально установившим электрическую природу молнии, и русским учёным М. В. Ломоносовым — автором первой гипотезы, объясняющей электризацию грозовых облаков. Две основные современные теории атмосферного электричества были созданы английским учёным Ч. Вильсоном и советским учёным Я. И. Френкелем. Согласно теории Вильсона, Земля и ионосфера играют роль обкладок конденсатора, заряжаемого грозовыми облаками. В дальнейшем было установлено, что электричество накапливается в сгущениях паров в верхних слоях атмосферы, и указаны следующие законы, которым следует атмосферное электричество:

• у земной поверхности существует стационарное электрическое поле, при этом атмосфера в целом заряжена положительно. Разность потенциалов между поверхностью земли и ионосферой может достигать величины 200-250 кВ;
• проявления атмосферного электричества растут при возрастании влажности воздуха. По мере укрупнения частиц облака, увеличения его толщины, усиления осадков из него растет его электризация. В грозовых облаках увеличивается плотность объёмных зарядов;
• электрический пробой под действием сил электрического поля воздушного промежутка между заряженным грозовым облаком и поверхностью земли либо между противоположно заряженными облаками формирует в атмосфере мощный естественный искровой разряд — молнию. Средняя вспышка молнии формирует электрический ток силой порядка 40-50 килоампер (кА).

Помимо токов проводимости, в атмосфере протекают значительные электрические диффузионные и конвективные токи. Также, была установлена электрическая природа полярных сияний.

Огни святого Эльма — естественный коронный электрический разряд, когда электрическое поле вызывает ионизацию молекул воздуха, создавая слабое свечение, хорошо заметное в условиях низкой освещенности.

Биоэлектрические потенциалы

Биоэлектрические потенциалы (устар. биотоки) — электрические потенциалы в телах живых организмов, играющие весьма существенную роль во всех жизненных процессах. Биопотенциалы существуют как на внутриклеточном уровне, так и на уровне отдельных частей тела и органов. Передача нервных импульсов происходит посредством электрохимических сигналов. Некоторые животные (электрические скаты, электрический угорь) способны накапливать потенциал в несколько сотен вольт и используют это свойство для самозащиты.

Электрический ток в жидкостях

Как известно, химически чистая (дистиллированная) вода является плохим . Однако при растворении в воде различных веществ (кислот, щелочей, солей и др.) раствор становится проводником, из-за распада молекул вещества на ионы. Это явление называется электролитической диссоциацией, а сам раствор электролитом, способным проводить ток.

В отличие от металлов и газов прохождение тока через электролит сопровождается химическими реакциями на электродах, что приводит к выделению на них химических элементов, входящих в состав электролита.

Первый закон Фарадея: масса вещества, выделяющегося на каком-либо из электродов, прямо пропорциональна заряду, прошедшему через электролит

Электрохимический эквивалент вещества — табличная величина.

Второй закон Фарадея:

Протекание тока в жидкостях сопровождается выделением теплоты. При этом выполняется .

Что такое источник тока

Чтобы поддерживать ток в электрических цепях долгое время необходимо удерживать стабильное значение электрического поля. Именно в этом заключается роль источников электрического тока.

Во всех источниках происходит работа по разделению отрицательно и положительно заряженных частиц. Частицы с зарядами разных знаков скапливаются у полюсов источника тока (“плюса” и “минуса”), которые обозначены специальными клеммами. Между полюсами возникает разность потенциалов и электрическое поле, которое после подключения источника проводниками к электрической цепи, порождает электрический ток.

Первый вариант работающей батареи сконструировал итальянский ученый Алессандро Вольта в 1798 г. А в 1859 г. французский физик Гастон Планте свинцово-кислотные клетки — ключевой элемент аккумулятора для автомобиля. Кстати, автомобиль появился только через 26 лет.

Таким образом, внутри источника тока совершается работа по разделению электрических зарядов, без использования силового действия электрического поля. Силы, совершающие работу по сортировке (разделению) зарядов, по определению называются сторонними силами. Перечислим некоторые примеры сторонних сил:

Механические силы

Простейший пример — это электрофорная машина, диски которой приводятся во вращение рукой. Современные генераторы электрического тока преобразуют механическую энергию вращения вала от двигателей внутреннего сгорания или от паровых и гидротурбин;

Рис. 1. Электрофорная машина:.

Тепловое воздействие

Такие источники называют термоэлементами. Примером может служить так называемая термопара, то есть когда берутся две проволоки из разных металлов, делаются два спая, один из которых нагревают, а другой охлаждают. В результате появляется напряжение. Величина напряжения таких источников мала, но в они используются в качестве термодатчиков. Геотермальные станции, работающие в местах, где имеются природные источники горячей воды, также относятся к этому виду источников. ;

Фотоэффект

Энергия фотонов света переходит в электрическую энергию, когда твердое тело обладает свойствами полупроводника. К таким веществам относятся, например, кремний, германий, арсенид галлия. Солнечные батареи, которые были в первую очередь разработаны для космических кораблей, сейчас используются повсеместно;

Химические реакции

Набор определенных химических веществ может вступать в реакции, в результате которых внутренняя энергия переходит в электрическую. Такие источники тока называются гальваническими элементами в честь итальянского ученого Луиджи Гальвани. Батарейки для современных гаджетов, телевизионных пультов, все это — гальванические элементы. Батарейки используются один раз, так как после окончания химического процесса электроды теряют способность к накоплению зарядов;

Рис. 2. Гальванический элемент:.

Аккумуляторы

Данные источники тока выделены в отдельный класс, хотя механизм получения электрической энергии у них тоже основан на химических реакциях. В этих источниках электроды не расходуются. После подзарядки от электрической сети, источники снова возобновляют механизм химического воспроизводства электрической энергии.

Рис. 3. Примеры аккумуляторов:.

Электрический ток в вакууме

Возможно ли распространение электрического тока в вакууме (от лат. vacuum — пустота)? Поскольку в вакууме нет свободных носителей зарядов, то он является идеальным диэлектриком. Появление ионов привело бы к исчезновению вакуума и получению ионизированного газа. Но вот появление свободных электронов обеспечит протекание тока через вакуум. Как получить в вакууме свободные электроны? С помощью явления термоэлектронной эмиссии — испускания веществом электронов при нагревании.

Вакуумный диод, триод, электронно-лучевая трубка (в старых телевизорах) — приборы, работа которых основана на явлении термоэлектронной эмиссии. Основной принцип действия: наличие тугоплавкого материала, через который протекает ток — катод, холодный электрод, собирающий термоэлектроны — анод.

• https://bb.edu.gov.kg/index.php/%D0%A4%D0%B0%D0%B9%D0%BB:%D0%AD%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D1%82%D0%BE%D0%BA_%D0%B2_%D0%B2%D0%B0%D0%BA%D1%83%D1%83%D0%BC%D0%B5._%D0%A4%D0%B8%D0%B7%D0%B8%D0%BA%D0%B0_10_%D0%BA%D0%BB%D0%B0%D1%81%D1%81.mp4
• https://bb.edu.gov.kg/index.php/%D0%A4%D0%B0%D0%B9%D0%BB:%D0%A2%D0%BE%D0%BA_%D0%B2_%D0%B2%D0%B0%D0%BA%D1%83%D1%83%D0%BC%D0%B5.mp4

Слайд 66Вольта был и первым испытателем своего прибора. Ученый опускал руку в

чашу с водой, к которой подсоединял один из контактов «столба», а к другому контакту прикреплял проволоку, свободным концом которой он прикасался ко лбу, к носу, к веку. Он чувствовал или укол, или резкий удар — и все это аккуратно записывал. Иногда боль становилась невыносимой — и тогда Вольта размыкал свою цепь. Он понял, что его «столб» — это источник постоянного тока.
В 1800 году в журнале Лондонского королевского общества появилось письмо Вольты с описанием «вольтова столб». Так была изобретена первая в мире электрическая батарея. Хотя силы Вольтова столба хватило бы только на то, чтоб зажечь всего лишь одну слабую лампу.

Электрическое взаимодействие и электрический заряд

В нашей жизни мы постоянно сталкиваемся с электричеством: свет от лампочек, работа телевизора и компьютера, зарядка телефона — все это связано с электрическими явлениями. Одним из ключевых понятий в этой области физики является электрический заряд. Электрический заряд — это свойство частиц, которое обусловлено наличием в них электронов и протонов. Протоны имеют положительный заряд, а электроны — отрицательный. Нейтральный атом содержит равное количество электронов и протонов, и его общий заряд равен нулю. Как мы можем определить заряд частицы?

Электроскоп

Заряд можно измерить с помощью электрометра. Электрометр — это прибор, который измеряет разность потенциалов между двумя точками. Когда на электрометр подается заряженная частица, он показывает изменение потенциала, которое позволяет определить заряд. Как частицы взаимодействуют друг с другом? Сила взаимодействия между заряженными частицами определяется законом Кулона.

Электроскоп и электрометр

Закон Кулона гласит, что сила взаимодействия между двумя заряженными частицами пропорциональна их зарядам и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними:

\displaystyle F = k\frac{q_1 q_2}{r^2}

где \displaystyle F — сила взаимодействия, \displaystyle q_1 и \displaystyle q_2 — заряды частиц, \displaystyle r — расстояние между ними, а \displaystyle k — постоянная Кулона, в системе Международных единиц (СИ) ее значение равно примерно 9×10^9 Н·м^2/Кл^2. Эта константа определяет силу электростатического взаимодействия между двумя точечными зарядами, которые находятся на расстоянии 1 метра друг от друга и имеют заряд в 1 Кулон.

Закон Кулона позволяет объяснить многие электрические явления. Например, почему одни материалы притягиваются к другим, а другие — отталкиваются. Если два объекта имеют заряды одного знака, то они отталкиваются, а если заряды разных знаков — они притягиваются друг к другу.

Этот принцип лежит в основе работы электростатических машин и генераторов, а также используется в электромагнитных моторах и трансформаторах. Заряды могут также влиять на движение электронов в проводниках. Проводник — это материал, в котором электроны могут свободно перемещаться. Когда на проводник подается электрический заряд, он создает электрическое поле, которое воздействует на электроны.

Электроны, находящиеся в проводнике, начинают двигаться под действием этого поля, и это движение создает электрический ток. Одним из практических применений электрических зарядов является электрическое освещение.

Лампочка работает благодаря тому, что в ней протекает электрический ток, который приводит к нагреванию нити. Этот процесс основан на том, что нить лампочки имеет высокое сопротивление электрическому току, что приводит к ее нагреванию и свечению.

Электрическое взаимодействие и электрический заряд — это ключевые понятия в физике, которые позволяют объяснить многие электрические явления в нашей жизни. Закон Кулона позволяет вычислить силу взаимодействия между заряженными частицами, а электрометр помогает измерить заряды.

Проводники и лампочки работают благодаря движению электронов под действием электрического поля. Эти знания помогают нам лучше понимать мир вокруг нас и сделать жизнь более комфортной и удобной.

Заключение

Мы познали суть электричества, выяснили как это работает, по крайней мере, в общих чертах. Для людей с творческим мышлением, далеким от физики, можно мысленно представить, как очень маленькие частички очень быстро перетекают с одного места на другое по своей электрической цепи. Основой любого вещества является ядро. Если есть разница потенциалов (в одном месте возникло скопление одного вида зарядов, а в другом, противоположного вида), то при появлении пути (соединение цепи) начинается процесс выравнивания этих самых потенциалов. Таким образом вырабатывается электрический ток.