Электрический ток в различных средах конспект 10 класс

Содержание

Электрический ток в различных средах

Одним из параметров, характеризующих электрический ток, является его проводимость, которая меняется в зависимости от внешних условий. В каждом конкретном случае степень проводимости может меняться, поэтому, для изучения и более глубокого понимания протекающих процессов используется таблица электрического тока в средах. С ее помощью можно более наглядно узнать и представить себе, какими качествами обладает электрический ток в тех или иных случаях.

Фактически, электрический ток может протекать в пяти разных видах среды:

Металлы.
Вакуум.
Полупроводники.
Жидкости.
Газы.

Электрический ток в металлах

Электрический ток в металлах представляет собой упорядоченное движение электронов, которые перемещаются в указанном направлении под воздействием электрического поля. Многочисленные проведенные опыты показали, что в процессе перетекания токов ионы самого металла остаются на месте и участия в перемещении заряда не принимают. Все металлы, находящиеся в твердом состоянии, обычно имеют кристаллическое строение. Положительные ионы закреплены в узлах кристаллической решетки, а все остальное пространство заполнено свободными электронами.

Электрический ток в газах

Газы в естественном состоянии не проводят электричества (являются диэлектриками), так как состоят из электрически нейтральных атомов и молекул. Проводником может стать ионизированный газ, содержащий электроны, положительные и отрицательные ионы.

Ионизация может возникать под действием высоких температур, различных излучений (ультрафиолетового, рентгеновского, радиоактивного), космических лучей, столкновения частиц между собой.

Ионизированное состояние газа получило название плазмы

. В масштабах Вселенной плазма — наиболее распространенное агрегатное состояние вещества. Из нее состоят Солнце, звезды, верхние слои атмосферы.

Прохождение электрического тока через газ называется газовым разрядом

В «рекламной» неоновой трубке протекает тлеющий разряд

. Светящийся газ представляет собой «живую плазму».

Между электродами сварочного аппарата возникает дуговой разряд .

Дуговой разряд горит в ртутных лампах — очень ярких источниках света.Искровой разряд наблюдаем в молниях. Здесь напряженность электрического поля достигает пробивного значения. Сила тока около 10 МА!

Длякоронного разряда характерно свечение газа, образуя «корону», окружающую электрод. Коронный разряд — основной источник потерь энергии высоковольтных линий электропередачи.

Удельное сопротивление различных материалов

Говорить об удельном сопротивлении можно только при наличии элементов, проводящих ток, так как диэлектрики обладают бесконечным или близким к нему электросопротивлением. В отличие от них, металлы — очень хорошие проводники тока. Измерить электросопротивление металлического проводника можно с помощью прибора миллиомметра, или еще более точного — микроомметра. Значение измеряется между их щупами, приложенными к участку проводника. Они позволяют проверить цепи, проводку, обмотки двигателей и генераторов.

Металлы разнятся между собой по способности проводить ток. Удельное сопротивление различных металлов — параметр, характеризующий это отличие. Данные приведены при температуре материала 20 градусов по шкале Цельсия:

Серебро (ρ = 0,01498 Ом•мм 2 /м);
Алюминий (ρ = 0,027);
Медь (ρ = 0,01721);
Ртуть (ρ = 0,94);
Золото (ρ = 0,023);
Железо (ρ = 0,1);
Вольфрам (ρ = 0,0551);
Латунь (ρ = 0,026…0,109);
Бронза (ρ = 0,095);
Сталь (ρ = 0,103…0,14);
Сплав никеля, марганца, железа и хрома — нихром (ρ = 1,051…1,398).

Параметр ρ показывает, каким сопротивлением будет обладать метровый проводник с сечением 1 мм 2 . Чем больше это значение, тем больше электросопротивление будет у нужного провода определенной длины. Наименьшее ρ, как видно из списка, у серебра, сопротивление одного метра из этого материала будет равно всего 0,015 Ом, но это слишком дорогой металл для использования его в промышленных масштабах. Следующим идет медь, которая в природе встречается гораздо чаще (не драгоценный, а цветной металл). Поэтому медная проводка очень распространена.

Читать также: 2Н135 схема с перечнем элементов

Электрический ток в вакууме

А 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 .

Закон Ома для участка цепи

Определение

Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна его сопротивлению:

I=UR.

Иллюстрация закона Ома.

Сила тока направлена в сторону движения заряженных частиц (электронов). Силе тока противостоит сопротивление: чем оно больше, тем меньше сила тока (тем меньше проходит электронов через проводник в единицу времени). Но росту силы тока способствует напряжение, которое словно толкает заряженные частицы, заставляя их упорядоченно перемещаться.

Закон Ома для участка цепи с учетом формулы для расчета сопротивления:

I=USρl..

Для сравнения и расчета сопротивления часто используют вольтамперную характеристику. Так называют графическое представление зависимости силы тока от напряжения. Пример вольтамперной характеристики:

Чем круче график, тем меньше сопротивление проводника

При расчете сопротивления важно учитывать единицы измерения величин, указанных на осях

Пример №4. На рисунке изображен график зависимости силы тока от напряжения на одной секции телевизора. Каково сопротивление этой секции:

Точке графика, соответствующей 5 кВ, соответствует сила тока, равна 20 мА.

Сначала переведем единицы измерения величин в СИ:

5 кВ = 5000 В

20 мА = 0,02 А

R=UI..=5000,02..=250000(Ом)=250(кОм)

Классификация

Постоянный и переменный ток

Если заряженные частицы движутся внутри макроскопических тел относительно той или иной среды, то такой ток называют электрический »ток проводимости». Если движутся макроскопические заряженные тела (например, заряженные капли дождя), то этот ток называют »конвекционным».

Токи различают на постоянный и переменный. Также существуют всевозможные разновидности переменного тока. При определении видов тока слово «электрический» опускают.

Постоянный ток — ток, направление и величина которого не меняются во времени. Может быть пульсирующий, например выпрямленный переменный, который является однонаправленным.
Переменный ток — электрический ток, изменяющийся во времени. Под переменным током понимают любой ток, не являющийся постоянным.
Периодический ток — электрический ток, мгновенные значения которого повторяются через равные интервалы времени в неизменной последовательности.
Синусоидальный ток — периодический электрический ток, являющийся синусоидальной функцией времени. Среди переменных токов основным является ток, величина которого изменяется по синусоидальному закону. Любой периодический несинусоидальный ток может быть представлен в виде комбинации синусоидальных гармонических составляющих (гармоник), имеющих соответствующие амплитуды, часто́ты и начальные фазы. В этом случае Электростатический потенциал каждого конца проводника изменяется по отношению к потенциалу другого конца проводника попеременно с положительного на отрицательный и наоборот, проходя при этом через все промежуточные потенциалы (включая и нулевой потенциал). В результате возникает ток, непрерывно изменяющий направление: при движении в одном направлении он возрастает, достигая максимума, именуемого амплитудным значением, затем спадает, на какой-то момент становится равным нулю, потом вновь возрастает, но уже в другом направлении и также достигает максимального значения, спадает, чтобы затем вновь пройти через ноль, после чего цикл всех изменений возобновляется.
Квазистационарный ток — относительно медленно изменяющийся переменный ток, для мгновенных значений которого с достаточной точностью выполняются законы постоянных токов. Этими законами являются закон Ома, правила Кирхгофа и другие. Квазистационарный ток, так же как и постоянный ток, имеет одинаковую силу тока во всех сечениях неразветвлённой цепи. При расчёте цепей квазистационарного тока из-за возникающей э. д. с. индукции ёмкости и индуктивности учитываются как сосредоточенные параметры. Квазистационарными являются обычные промышленные токи, кроме токов в линиях дальних передач, в которых условие квазистационарности вдоль линии не выполняется.
Ток высокой частоты — переменный ток, (начиная с частоты приблизительно в десятки кГц), для которого становятся значимыми такие явления, которые являются либо полезными, определяющими его применение, либо вредными, против которых принимаются необходимые меры, как излучение электромагнитных волн и скин-эффект. Кроме того, если длина волны излучения переменного тока становится сравнимой с размерами элементов электрической цепи, то нарушается условие квазистационарности, что требует особых подходов к расчёту и проектированию таких цепей.
Пульсирующий ток — это периодический электрический ток, среднее значение которого за период отлично от нуля.
Однонаправленный ток — это электрический ток, не изменяющий своего направления.

Вихревые токи

Вихревые токи Фуко

Вихревые токи ( или токи Фуко) — замкнутые электрические токи в массивном проводнике, которые возникают при изменении пронизывающего его магнитный поток, поэтому вихревые токи являются индукционными токами. Чем быстрее изменяется магнитный поток, тем сильнее вихревые токи. Вихревые токи не текут по определённым путям в проводах, а замыкаясь в проводнике образуют вихреобразные контуры.

Существование вихревых токов приводит к скин-эффекту, то есть к тому, что переменный электрический ток и магнитный поток распространяются в основном в поверхностном слое проводника. Нагрев вихревыми токами проводников приводит к потерям энергии, особенно в сердечниках катушек переменного тока. Для уменьшения потерь энергии на вихревые токи применяют деление магнитопроводов переменного тока на отдельные пластины, изолированные друг от друга и расположенные перпендикулярно направлению вихревых токов, что ограничивает возможные контуры их путей и сильно уменьшает величину этих токов. При очень высоких частотах вместо ферромагнетиков для магнитопроводов применяют магнитодиэлектрики, в которых из-за очень большого сопротивления вихревые токи практически не возникают.

Основные формулы по физике — ЭЛЕКТРИЧЕСТВО И МАГНЕТИЗМ

Формулы электричества и магнетизма. Изучение основ электродинамики традиционно начинается с электрического поля в вакууме. Для вычисления силы взаимодействия между двумя точными зарядами и вычисления напряженности электрического поля, созданного точечным зарядом, нужно уметь применять закон Кулона. Для вычисления напряженностей полей, созданных протяженными зарядами (заряженной нитью, плоскостью и т.д.), применяется теорема Гаусса. Для системы электрических зарядов необходимо применять принцип

При изучении темы «Постоянный ток» необходимо рассмотреть во всех формах законы Ома и Джоуля-Ленца При изучении «Магнетизма» необходимо иметь в виду, что магнитное поле порождается движущимися зарядами и действует на движущиеся заряды

Здесь следует обратить внимание на закон Био-Савара-Лапласа. Особое внимание следует обратить на силу Лоренца и рассмотреть движение заряженной частицы в магнитном поле

Электрические и магнитные явления связаны особой формой существования материи — электромагнитным полем. Основой теории электромагнитного поля является теория Максвелла.

Электрический ток в газах

Ионизированное состояние газа получило название плазмы. В масштабах Вселенной плазма — наиболее распространенное агрегатное состояние вещества. Из нее состоят Солнце, звезды, верхние слои атмосферы.

Прохождение электрического тока через газ называется газовым разрядом.

В «рекламной» неоновой трубке протекает тлеющий разряд. Светящийся газ представляет собой «живую плазму».Между электродами сварочного аппарата возникает дуговой разряд. Дуговой разряд горит в ртутных лампах — очень ярких источниках света.Искровой разряд наблюдаем в молниях. Здесь напряженность электрического поля достигает пробивного значения. Сила тока около 10 МА!Для коронного разряда характерно свечение газа, образуя «корону», окружающую электрод. Коронный разряд — основной источник потерь энергии высоковольтных линий электропередачи.

Опорный конспект по физике. Электрический ток в различных средах. (10 класс)

Опорный конспект к уроку физики в 10 классе. Электрический ток в различных средах.

Электрический ток в металлах.

Электрический ток в металлах – это упорядоченное движение электронов.

На катушку наматывают проволоку, концы которой припаивают к изолированным друг от друга дискам. К концам дисков при помощи скользящих контактов присоединяют гальванометр и приводят катушку в быстрое движение, а затем резко останавливают. После остановки свободные заряженные частицы некоторое время движутся относительно проводника по инерции, в катушке возникает ток. Ток существует незначительное время, т.к. движению частиц препятствует сопротивление проводника.

Переносимый при этом заряд пропорционален отношению заряда частиц к их массе.

Различные вещества имеют различное удельное сопротивление. С изменением температуры сопротивление проводника меняется.

Сопротивление увеличивается, температура увеличивается, Сила тока уменьшается.

Сопротивление проводника с учетом его температуры:

Подчиняется закону Ома для участка цепи.

Электрический ток в полупроводниках.

Полупроводник – это вещество, у которого удельное сопротивление с увеличением температуры резко уменьшается.

При температурах близких к нулю, удельное сопротивление очень велико. С повышением температуры удельное сопротивление уменьшается и ведет себя как диэлектрик

При нагревании кремния кинетическая энергия частиц повышается и наступает разрыв отдельных связей. Некоторые электроны освобождаются и образуются «дырки».

Примесная проводимость в полупроводниках.

Проводимость проводников при наличии примесей называется примесной проводимостью. Различают два типа примесной проводимости – электронную и дырочную.

Если примесь имеет валентность большую чем чистый проводник, то появляются свободные электроны.

Проводимость электронная, примесь в этом случае донорная, полупроводник является полупроводником n — типа.

Если примесь имеет валентность меньшую чем чистый полупроводник, то появляются разрывы связей – дырки.

Проводимость дырочная, примесь акцепторная, полупроводник является полупроводником р- типа.

В большинстве полупроводниковых приборов используются полупроводники р- и n — типов.

Свойство р и n – перехода используют для выпрямления переменного электрического тока в полупроводниковых диодах.

Электрический ток в электролитах.

При растворении электролитов под влиянием электрического поля полярных молекул воды происходит распад молекул электролита на ионы.

Если сосуд с раствором электролита включить в электрическую цепь, то отрицательные ионы начнут двигаться в положительному электроду – аноду, а положительные ионы к отрицательному катоду.

Электрический ток в электролитах – это упорядоченное движение положительных и отрицательных ионов, которые образуются в результате электролитической диссоциации.

Электролиз – процесс выделения чистого вещества на электроде в результате окислительной реакции.

Масса выделившегося вещества определяется по закону Фарадея:

Электрический ток в вакууме.

Ток в вакууме не может существовать самостоятельно, т.к. вакуум является диэлектриком. В этом случае ток можно создать с помощью термоэлектронной эмиссии.

Термоэлектронная эмиссия – явление при котором, электроны выходят из металлов при нагревании. Такие электроны называют термоэлектронами.

Электрический ток в газах.

Электрический ток в газах – это упорядоченное движение положительных и отрицательных ионов и электронов, которые образуются в результате действия ионизатора.

Процесс протекания электрического тока через газ называют газовым разрядом.

Источник

Электрический ток в вакууме

— испускания веществом электронов при нагревании.

, холодный электрод, собирающий термоэлектроны —анод .

Источник

Электробезопасность

Предупреждение по электробезопасности

Включает в себя правовые, социально-экономические, организационно-технические, санитарно-гигиенические, лечебно-профилактические, реабилитационные и иные мероприятия. Правила электробезопасности регламентируются правовыми и техническими документами, нормативно-технической базой. Знание основ электробезопасности обязательно для персонала, обслуживающего электроустановки и электрооборудование. Тело человека является проводником электрического тока. Сопротивление человека при сухой и неповрежденной коже колеблется от 3 до 100 кОм.

Ток, пропущенный через организм человека или животного, производит следующие действия:

термическое (ожоги, нагрев и повреждение кровеносных сосудов);
электролитическое (разложение крови, нарушение физико-химического состава);
биологическое (раздражение и возбуждение тканей организма, судороги)
механическое (разрыв кровеносных сосудов под действием давления пара, полученного нагревом током крови)

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

»безопасным» считается ток, 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 постоянного тока;
»минимально ощутимый» человеком переменный ток составляет около 0,6—1,5 мА (переменный ток 50 Гц) и 5—7 мА постоянного тока;
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 300 мА постоянного тока, воздействие которого дольше 0,5 с с большой вероятностью вызывает фибрилляцию сердечных мышц. Этот порог одновременно считается условно смертельным для человека.

В России в соответствии c Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей (Приказ Минэнерго РФ от 13.01.2003 № 6 «Об утверждении Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей») и Правилами по охране труда при эксплуатации электроустановок (Приказ Минэнерго РФ от 27.12.2000 N 163 «Об утверждении Межотраслевых правил по охране труда (правил безопасности) при эксплуатации электроустановок»), установлено 5 квалификационных групп по электробезопасности в зависимости от квалификации и стажа работника и напряжения электроустановок.

Электрический ток в газах

Ионизированное состояние газа получило название плазмы

Прохождение электрического тока через газ называется газовым разрядом

В «рекламной» неоновой трубке протекает тлеющий разряд

. Светящийся газ представляет собой «живую плазму».

Между электродами сварочного аппарата возникает дуговой разряд .

Электрический ток в вакууме

— испускания веществом электронов при нагревании.

, холодный электрод, собирающий термоэлектроны —анод .

Направление электрического тока в металлах

По металлическим проводам перемещаются отрицательно заряженные электроны, т.е. ток идет от «–» к «+» источника. Направление движения электронов называют действительным. Но исторически в науке принято условное направление тока от «+» источника к «–».

Действия электрического тока (преобразования энергии)

Электрический ток способен вызывать различные действия:

Тепловое — электрическая энергия преобразуется в тепло. Такое преобразование обеспечивает электроплита, электрический камин, утюг.
Химическое — электролиты под действием постоянного электрического тока подвергаются электролизу. К положительному электроду (аноду) в процессе электролиза притягиваются отрицательные ионы (анионы), а к отрицательному электроду (катоду) — положительные ионы (катионы).
Магнитное (электромагнитное) — при наличии электрического тока в любом проводнике вокруг него наблюдается магнитное поле, т.е. проводник с током приобретает магнитные свойства.
Световое — электрический ток разогревает металлы до белого каления, и они начинают светиться подобно вольфрамовой спирали внутри лампы накаливания. Другой пример — светодиоды, в которых свет обусловлен излучением фотонов при переходе электрона с одного энергетического уровня на другой.
Механическое — параллельные проводники с электрическими токами, текущими в одном направлении, притягиваются, а в противоположных — отталкиваются.

Направление электрического тока в металлах

Действия электрического тока (преобразования энергии)

Электрический ток способен вызывать различные действия:

Тепловое — электрическая энергия преобразуется в тепло. Такое преобразование обеспечивает электроплита, электрический камин, утюг.
Химическое — электролиты под действием постоянного электрического тока подвергаются электролизу. К положительному электроду (аноду) в процессе электролиза притягиваются отрицательные ионы (анионы), а к отрицательному электроду (катоду) — положительные ионы (катионы).
Магнитное (электромагнитное) — при наличии электрического тока в любом проводнике вокруг него наблюдается магнитное поле, т.е. проводник с током приобретает магнитные свойства.
Световое — электрический ток разогревает металлы до белого каления, и они начинают светиться подобно вольфрамовой спирали внутри лампы накаливания. Другой пример — светодиоды, в которых свет обусловлен излучением фотонов при переходе электрона с одного энергетического уровня на другой.
Механическое — параллельные проводники с электрическими токами, текущими в одном направлении, притягиваются, а в противоположных — отталкиваются.

Проводимость нержавеющей стали

Классическая теория электропроводности металлов зародилась в начале ХХ века. ЕЕ основоположником стал немецкий физик Карл Рикке.

Он опытным путем установил, что прохождение заряда через металл не сопряжено с переносом атомов проводника, в отличие от жидких электролитов.

Однако это открытие не объяснило, что именно является носителем электрических импульсов в структуре металла.

Ответить на это вопрос позволили опыты ученых Стюарта и Толмена, проведенные в 1916 году.

Им удалось установить, что за перенос электричества в металлах отвечают мельчайшие заряженные частицы — электроны.

Это открытие легло в основу классической электронной теории электропроводности металлов. С этого момента началась новая эпоха исследований металлических проводников.

Благодаря полученным результатам мы сегодня имеем возможность пользоваться бытовыми приборами, производственным оборудованием, станками и многими другими устройствами.

Как отличается электропроводность разных металлов?

Электронная теория электропроводности металлов получила развитие в исследованиях Паулю Друде.

Он сумел открыть такое свойство как сопротивление, которое наблюдается при прохождении электрического тока через проводник.

В дальнейшем это позволит классифицировать разные вещества по уровню проводимости. Из полученных результатов легко понять, какой металл подойдет для изготовления того или иного кабеля.

Наибольшей электропроводностью обладает металл серебро. При температуре +20 градусов по Цельсию она составляет 63,3*104 сантиметров-1.

Но изготавливать проводку из серебра очень дорого, так как это довольно редкий металл, который используется в основном для производства ювелирных и декоративных украшений или инвестиционных монет.

Металл, обладающий самой высокой электропроводностью среди всех элементов неблагородной группы — медь.

Ее показатель составляет 57*104 сантиметров-1 при температуре +20 градусов по Цельсию.

Медь является одним из наиболее распространенных проводников, которые используются в бытовых и производственных целях.

Она хорошо выдерживает постоянные электрические нагрузки, отличается долговечностью и надежностью. Высокая температура плавления позволяет без проблем работать долгое время в нагретом состоянии.

По распространенности с медью может конкурировать только алюминий, который занимает четвертое место по электропроводности после золота.

Он используется в сетях с невысоким напряжением, так как имеет почти вдвое меньшую температуру плавления, чем медь, и не способен выдерживать предельные нагрузки.

С дальнейшим распределением мест можно ознакомиться, взглянув на таблицу электропроводности металлов.

Стоит отметить, что любой сплав обладает гораздо меньшей проводимостью, чем чистое вещество.

Это связано со слиянием структурной сетки и как следствие нарушением нормального функционирования электронов.

Все приведенные показатели являются удельной электропроводностью металлов, которая рассчитывается как отношение между плотностью тока и величиной электрического поля в проводнике.

Классическая теория электропроводности металлов

Основные положения теории электропроводности металлов содержат шесть пунктов.

Первый: высокий уровень электропроводности связан с наличием большого числа свободных электронов.

Второй: электрический ток возникает путем внешнего воздействия на металл, при котором электроны из беспорядочного движения переходят в упорядоченное.

Третий: сила тока, проходящего через металлический проводник, рассчитывается по закону Ома.

Пятый: электрический ток в цепи возникает мгновенно после начала воздействия на электроны. Шестой: с увеличением внутренней температуры металла растет и уровень его сопротивления.

Основные формулы по физике — ЭЛЕКТРИЧЕСТВО И МАГНЕТИЗМ

Электрический ток в различных средах

Одно из важнейших определений физики гласит, что электрический ток — это любое упорядоченное движение частиц, имеющих какой-либо заряд. Из этого можно сделать вывод, что для того, чтобы электрический ток появился, необходимо наличие в металле, жидкости или каком-либо другом материале свободных электронов или ионов, которые и будут двигаться под воздействием электромагнитного поля. В то же время электрический ток в различных средах будет обладать определенными особенностями, из-за чего его протекание в каждой из них будет отличаться.

Если рассматривать особенности формирования и протекания электрического тока в металлах, то прежде всего стоит обратить внимание на само строение металлов, которое представляет собой кристаллическую решетку. При этом в узлах этой решетки располагаются ионы с положительным зарядом, а в пространстве между этими узлами в хаотическом порядке двигаются электроны с отрицательным зарядом

Если создать вокруг металла электрическое поле, то движение электронов примет более упорядоченный характер. Можно сделать вывод, что по отношению к металлам электрический ток — это направленное движение именно электронов.

Основной характеристикой протекания электротока в металлах является вольт-амперное выражение, известное как закон Ома. Согласно этому закону, сила тока находится в прямой зависимости от напряжения и в обратной зависимости от сопротивления

Анализируя электрический ток в различных средах, стоит особое внимание уделить его формированию и протеканию в жидкой среде

Электрический ток в электролитах возникает вследствие реакции, получившей название электролитической диссоциации. Суть ее состоит в распаде молекул щелочей, солей или кислот на положительные и отрицательные заряженные ионы, которые и становятся носителями электрического заряда в жидкостях. Все дело в том, что, когда на раствор начинает действовать электромагнитное поле, хаотическое движение ионов превращается в упорядоченное. При этом положительные ионы начинают двигаться к электроду, имеющему отрицательный заряд, а отрицательные – к имеющему положительный заряд. Таким образом, в отличие от тех же металлов, электрический ток в электролитах является упорядоченным движением ионов. Кроме того, стоит отметить, что во время прохождения этих ионов через раствор на электродах всегда происходит образование веществ, которые являются структурными компонентами этого раствора, будь то щелочь, кислота или соль. Это явление, называемое электролизом, активно используется на промышленных предприятиях для получения чистых металлов, а также для покрытия и полировки тех или иных изделий.

Рассматривая электрический ток в различных средах, в частности, в металлах и в жидкостях, мы указывали на то, что в этих веществах уже имеются свободные ионы или электроны. А что происходит с газом, который, как известно, состоит из нейтральных молекул? Электрический ток без свободных частиц с отрицательным или положительным зарядом невозможен, поэтому для начала газ необходимо ионизировать, то есть создать в нем заряженные частицы. Затраченная для этого энергия будет являться энергией ионизации, которая достигает максимальных значений у инертных газов, а минимальных – у атомов щелочных металлов. Ионизация газа приводит к тому, что в нем образуется три различных вида заряженных частиц – имеющие отрицательный заряд электроны, а также положительные и отрицательные ионы. Все эти частицы под воздействием внешнего поля начинают упорядоченно двигаться, соблюдая тот же принцип, что и при движении ионов в жидкостях. Таким образом, электроток в газах представляет собой направленное движение как ионов (положительных и отрицательных), так и электронов.

Делая вывод, можно отметить следующее: электрический ток в различных средах имеет свои особенности, которые широко используются в различных сферах народного хозяйства, а также в научно-исследовательских экспериментах.

Общие выводы

Таким образом, рассматривая тему как распространяется электрический ток в разных средах, можно отметить: в газах упорядоченное движение начинается под воздействием электрического поля.

Электрический ток в различных средах – растворы и расплавы электролитов. Многие электролиты в обычном своем состоянии являются диэлектриками. Но после растворения их в воде, эти вещества становятся проводниками. Данный процесс получил название электролитической диссоциации. Электрический ток в разных средах раствором протекает под воздействием внешнего электрополя. При этом одни ионы движутся к катоду, а другие – к аноду.

Разработка урока «электрический ток в различных средах»

Электрический ток в различных средах

Электрический ток в металлах

Электрический ток в газах

Удельное сопротивление различных материалов

Электрический ток в вакууме

Закон Ома для участка цепи

Классификация

Вихревые токи

Основные формулы по физике — ЭЛЕКТРИЧЕСТВО И МАГНЕТИЗМ

Электрический ток в газах

Опорный конспект по физике. Электрический ток в различных средах. (10 класс)

Электрический ток в вакууме

Электробезопасность

Электрический ток в газах

Электрический ток в вакууме

Направление электрического тока в металлах

Действия электрического тока (преобразования энергии)

Направление электрического тока в металлах

Действия электрического тока (преобразования энергии)

Проводимость нержавеющей стали

Как отличается электропроводность разных металлов?

Классическая теория электропроводности металлов

Основные формулы по физике — ЭЛЕКТРИЧЕСТВО И МАГНЕТИЗМ

Электрический ток в различных средах

Общие выводы

Похожие записи: