Новости партнёров:


Действия электрического тока

Действия электрического тока

Путём многочисленных опытов установлено, что электрический ток проводят далеко не все вещества. Такие вещества называются изоляторами – это резина, пластмасс, дерево, масло, различные смолы, стекло, фарфор, слюда, сухой воздух и т.п. Все эти вещества очень плохие проводники электричества.

Металлы же имеют несравненно лучшую проводимость, такие как алюминий, медь, серебро. Тем не менее, хорошо проводящие электрический ток вещества оказывают им сопротивление. Причина заключается в том, что ход «свободных» в веществе электронов протекает не вполне свободно. Так как электронам на пути всё время встречаются атомы и сталкиваются с ними, затрудняя их движения, тем самым лишая собственной энергии. Появляется сопротивление электрическому току, поток электронов сдерживается атомами. Можно вычислять сопротивление электричества. Ом – это единица сопротивления электрического тока. Чем длиннее и тоньше проводник, тем больше сопротивление.

Например, 50 – 70 Ом составляет сопротивление электроплитки рассчитанной на электрическое напряжение в 120 В., а нить лампы накаливания располагает сопротивлением в 300 – 500 Ом. Атомы вещества от столкновения с электронами начинают энергично колебаться. Электрический проводник начинает нагреваться, так как теплота и есть энергия колебаний атомов. Чем ток сильнее и больше сопротивление в проводнике, тем тепла выделяется больше. Самые различные электротепловые приборы построены основываясь на законы теплового действия тока. Электрические плитки, электрические лампочки накаливания, электросварочные аппараты, инкубаторы, чайники, электросушилки, утюги – это всё аппараты и приборы, использующие тепловое действие электрического тока.

Э. X. Ленц – русский физик установивший законы теплового действия тока. Электрический ток наравне с тепловым действием может оказывать и химические действия. Многочисленные отрасли электрохимического производства также основаны на применении химических действий тока. На момент прохождения электрического тока по металлическому проводнику в самом веществе металла никаких изменений не происходит, но наблюдается совсем иное на момент прохождении тока сквозь растворы кислот, солей, щелочей. Эти жидкие проводники имеют название электролиты. Пластины, погружённые в электролит, называются электродами, по ним проводится ток.

При растворении в воде щелочей, кислот и солей, их молекулы расщепляются на частицы, несущие отрицательные и положительные заряды. Данные частицы имеют название ионы, а расщепление молекул – это электролитическая диссоциация.

На момент присоединения источника тока к электродам, ионы положительного типа начнут движения к отрицательному электроду, а ионы отрицательного типа – к положительному электроду. Положительный электрод называется анод, отрицательный – катод.

Проще говоря, в электролите появляется электрический ток. Однако этот ток несхож с током, проходящим по металлическому проводнику: свободные электроны там двигаются в одном направлении, здесь же мы можем наблюдать сразу два встречных потока ионов – более тяжёлых частиц. Так, например, положительные ионы в растворах – это атомы металла, потерявшие один или же более электронов.

На момент прохождения электричества через соленые растворы положительного типа ионы металла достигают катода. Катод располагает отрицательным избыточным зарядом – это электроны, непрестанно сюда поступающие от отрицательного полюса источника тока. Данными электронами ионы металла нейтрализуются, превращаясь в обычные атомы металла и оседая на катоде. Нередко через электролит протекание тока сопровождается вторичными реакциями – это образование около электродов новых соединений.

При переработке руды добываются электролитическим способом цветные металлы такие как: магний, цинк, свинец, алюминий, медь и другие.

Для получения каустика, хлора и водорода также используется химическое действие тока, из поваренной соли водного раствора, выделения «тяжёлой воды», применяемой в производстве атомной энергии.

Продукты, необходимые в народном хозяйстве, химические удобрения, лечебные препараты и многие другие производятся электролитическим методом. С помощью электролиза совершается хромирование, никелировка, посеребренее металлических предметов.

Якоби Борисом Семёновичем, русским академиком, был найден в 1837 году электролитический способ получения оттисков из металла с предметов - гальванопластика.

Ещё одним важным характерным свойством обладает электрический ток: он воздействует на магнитную стрелку находящуюся вблизи.

Такой опыт показан на изображение ниже. К плюсу электробатареи карманного фонаря плотно подсоединён конец оголённого провода, под которым установлен обыкновенный компас. Если же теперь другим концом этого провода коснутся до минуса, то в туже секунду магнитная стрелка компаса отклонится в сторону. Как же это объяснить?

Путём многочисленных опытов было установлено, что на момент прохождения электрического тока по проводнику начинают действовать в окружающем его пространстве магнитные силы, то есть образовывается магнитное поле тока, которое и заставляет двигаться стрелку компаса – отклоняться в сторону. Простыми словами это объясняется так: магнитное поле создаваемое стальным постоянным магнитом, который установлен на стрелку компаса, взаимодействует с магнитным полем тока. Взаимодействия магнита и тока – это движение компасной стрелки

Так же возможно заставить двигаться и сам проводник. Если между полюсами подковообразного магнита поместить проводник, к которому подключена батарея, но поместить так, чтобы проводник находился в магнитном поле магнита и мог свободно перемещаться.

В зависимости от направления тока проводника он начнет втягиваться в магнит или выталкиваться из него, тем самым приходя в движение.

По такому принципу взаимодействия тока с магнитом сконструированы многочисленные электроизмерительные приборы, а также различные виды электромоторов и двигателей.

Основная заслуга в разработке и теоретическом исследовании более удобных по конструкции электродвигателей переменного тока принадлежит М. О. Доливо-Добровольскому – выдающемуся русскому учёному.

Теперь можно обратиться к явлению, которое получило название электромагнитная индукция. Станем передвигать проводник в магнитном поле. К проводнику установим гальванометр – это прибор, определяющий наличие тока. Стрелка гальванометра укажет своим отклонением на то, что в момент пересечение магнитного поля проводником в нём образуется электрическое напряжение – это и есть ток индукции. Как только проводник перестаёт перемещаться, ток прекращается.

Ранее говорилось о том, что проводник в магнитном поле, по которому протекает ток, начинает двигаться. Электрическая энергия тока при этом переходит в энергию механического движения проводника. На случай образования тока индукция имеет как раз обратное явление. В результате перемещения проводника в магнитном поле в проводнике возникает ток. В энергию тока при этом переходит механическая энергия, то есть, движения проводника. Необходимо заметить, что также индукционный ток возникает и в покоящемся замкнутом проводнике, то есть если в пространстве, ограничивающее проводник, образовать меняющееся – это значит ослабевающее или усиливающееся магнитное поле, например, установить вокруг неподвижного проводника вращение магнита.

Генераторы электрического тока – машины вырабатывающие электроэнергию. Их устройство основано полностью на законах электромагнитной индукции. Особый и немаловажный вклад в их разработку был сделан русским физиком Э. Х. Ленцем.


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