Новости партнёров:


Что такое электрический ток

Что такое электрический ток?

Как известно действие абсолютно всех различных электрических приборов, таких как электромоторы, электроплитки, лампочки и т.п., полностью основано на прохождении в них электрического тока. Такие слова, как включить и выключить ток, известны каждому ещё с детства. Но всё же - что такое электрический ток? Давайте узнаем подробнее.

Не секрет что передача электрического напряжения проходит по металлическим проводам. Точнее, если в них «заглянуть поглубже» и рассмотреть металл на молекулярном уровне, то мы узнаем, что в нём расположены в определённом порядке атомы металлов.

Особенность металла, существенно отличающая его от неких других тел, это наличие внутри металла свободных электронов, которые отклонились от своих атомов и продолжают странствовать по всему объёму, занимаемому металлом. Свободные электроны – это электроны внешней, самой слабо притягиваемой ядром электронной оболочки.

Свободные электроны, прежде беспорядочно блуждавшие, на момент «включения» тока начинают двигаться вдоль проводника. Данное движение свободных электронов становится упорядоченным, что и представляет собой электрический ток в металле.

Постоянное движение электронов в проводнике в одном направлении – постоянный ток. Попеременное движение электронов такое, когда электроны упорядоченно движутся то в одном, то в другом направлении вдоль проводника. Это означает, что ток переменный. Далее будет рассказано более подробно о получении и применении переменного и постоянного тока.

Электрический ток становится сильнее, когда через сечение проводника в секунду проходит больше электронов. Один ампер принят за единицу силы электрического тока. На время электрического тока в один ампер по каждому сечению проводника протекает более 6 миллиардов электронов в секунду. Обыкновенная лампочка, которой мы пользуемся дома, потребляет электрический ток силой в половину ампера, а мотор станка или лифта 30-50 ампер.

Электротехникам в повседневной практике доводится включать ток на линиях электропередачи длиной не в одну сотню километров. При этом совершенно невозможно заметить тот отрезок времени, который минул с момента включения до «возникновения» электрического тока на противоположенном конце линии. Как известно, нам не приходится ждать, до того как начнет светить лампочка. Мы видим, что она моментально загорается после подачи на неё электричества через выключатель.

Дело в том, что поток электронов очень медленно движется по проводу, и это утверждение может показаться не более чем странным. Вот, к примеру, по вольфрамовой нити включенной лампочки за одну секунду электронный поток проходит путь, равносильный практически нескольким миллиметрам.

И как же всё-таки объяснить это кажущееся на первый взгляд несоответствие? Объяснить это можно обратившись к примеру подачи воды в трубах. Представьте себе трубу поршневого насоса продолжительностью в 10 метров и полностью заполненную водой. При этом если нажать на поршень, то некоторое количество воды на этот момент выльется из другого конца трубы. Может ли это означать, что вылились именно те частицы воды, которые находились в трубе непосредственно под поршнем? Нет, конечно.

При давлении нами на поршень к движению привило всю массу воды, которая заполняла трубу. Те частицы воды, которые оказались у противоположенного выходного конца трубы вышли наружу, так как отдельные частицы воды перемещались со скоростью равной движениям поршня. В металлическом проводнике происходит нечто похожее со свободными электронами во время подключения его к электрическому источнику питания.

Под воздействием своеобразного, можно сказать электрического напора, а точнее электрического напряжения, свободные электроны с этого момента начинают своё упорядоченное движение по всем участкам проводника. Вот отчего лампочка при включении даже на удалённой дистанции, а именно на множество десятков километров от станции электропередачи, моментально загорается и не «томится» в ожидании, пока электричество «дойдет» до неё.

И тут появляется вопрос: что же так вынуждает непрерывно следовать вдоль проводника в определённую сторону свободные электроны?

Попробуем увидеть нечто подобное на примере с двумя сосудами. Если взять два идентичных сосуда и соединить их снизу трубкой, в которой наличествует кран, и закрыв кран набрать в сосуды воды, но так чтобы её уровень в сосудах отличался (то есть в один меньше, в другой больше), то когда мы откроем кран, вода начнёт вытекать из сосуда с большим уровнем воды в сосуд, в котором воды было меньше.

Это объясняется тем, что чем больше в сосуде уровень воды, тем выше её давление на дно сосуда. Причина разности давления воды у концов соединительной трубки заключается в разности уровней, тем самым заставляя воду перетекать из сосуда в другой сосуд. На момент выравнивания уровня воды между сосудами, ток воды прекращается.

Данный пример предоставляет нам возможность уяснить причину возникновения электрического тока. Разность «электрических уровней» – напряжение на полюсах источника электрического тока можно уподобить разности уровней воды в сосудах. Замыканию электрической цепи выключателем соответствует открывания крана в соединительной трубке.

Однако необходимо уточнить главное отличие электрического тока от тока жидкости.

Движущая сила, о которой говорилось в первом случае – это разность давлений в жидкости, тогда как электрическая сила (отталкивание от отрицательно заряженного полюса источника тока и притяжения электронов к положительно заряженному полюсу) служит причиной движения свободных электронов по проводнику. Электроны, приходя на положительный полюс источника тока устраняют его положительный заряд.

Известно, что без стабильного возобновления данного заряда ток в тот же момент прекратился бы. В этом и состоит роль абсолютно любого источника тока, чтобы на концах проводника поддерживать разноимённые заряды, «перекачивая» снова и снова на отрицательный полюс те электроны, которые пришли под действием электрических сил из внешней цепи на положительный полюс источника.

Рассмотрим, к примеру, как это достигается в аккумуляторе карманного плеера, при помощи химических процессов, протекающих в нем. Заметим, что и в сообщающихся сосудах для создания постоянного тока жидкости мы тоже должны постоянно перекачивать жидкость из сосуда в сосуд, тем самым искусственно поддерживая разность уровней.

Итак, как стало понятно, разность электрических уровней полюсов источника тока, к которому проводник присоединён, служит причиной электрического тока в проводнике. Выходит, что напряжение в цепи это и есть разность электрических уровней.


electrokiber.ru © Все права защищены. При копировании материалов ссылка на сайт обязательна