Что такое электрический ток? Эл ток это

Что такое электрический ток?

Если внимательно проанализировать жизнь современного общества в техническом плане, то становится понятным, что привычный порядок вещей определяет электрический ток. Устройство общества во многом определяется именно им. Можно отказаться от природного газа, заменив его твердыми и жидкими видами топлива; даже бензин для автомобилей сейчас вполне успешно подменяется аналогами на основе спирта; но вот электрический ток заменить нечем: он или есть, или его нет.

Люди, лишь в общих чертах знакомые с электротехникой, часто думают, что в данной области давно все известно и рассчитано. На самом деле это далеко не так. Многие свойства, которыми обладает электрический ток, являются аксиомами (фундаментальными законами, не требующими доказательств), хотя это не мешает вполне успешно использовать электрические приборы в быту и на производстве.

На вопрос «что же такое электрический ток» литература дает однозначный ответ – это направленное движение заряженных частиц. Из основного курса физики известно, что атом состоит из трех компонентов: нейтрона, протона и отрицательно заряженного электрона (их количество варьируется). Некоторые электроны, находящиеся на удаленных орбитах от притягивающего их ядра, могут покидать структуру атома и пребывать в «условно свободном» состоянии. При их прохождении по специальным средам, образуемым элементами схем, электроны совершают нужную человеку работу. Это может быть повышение температуры спирали нагревательного прибора, генерация магнитного поля в трансформаторах и катушках индуктивности, колебательные возмущения магнитных полей и пр.

Для создания таких свободных частиц служат источники электрического тока. Слово «создание» верно лишь отчасти, так как не все источники непосредственно генерируют ток. Поэтому существует разделение на первичные и вторичные. Первые создают ток, а вторые его накапливают и при необходимости отдают. Генерация тока выполняется на электростанциях (гидро, тепло, атомных и др.). Обмотки генерирующих машин вращаются в магнитном поле, которое «выбивает» электроны с их орбит. Затем поток этих высвободившихся частиц по линиям электропередач направляется к преобразующим устройствам-трансформаторам, в соответствии с законом электромагнитной индукции уменьшающим или увеличивающим действующее значение напряжения. Далее ток идет к потребителям, где и совершает требуемую работу. Электроны не движутся в «никуда»: они направляются обратно к генератору, соединенному с огромной массой Земли, которая может их накапливать (почти как люди – стремятся к покою). В свете вышесказанного необходимо указать условия существования электрического тока:

• наличие замкнутого контура из проводящего материала, служащего для электронов своеобразным мостиком между источником их возникновения (выбивания из атомов) и землей (массой). Именно поэтому до подключения устройства-потребителя в обычной бытовой розетке электрического тока нет, а есть только напряжение;
• источник тока постоянно создает их поток в проводнике. В противном случае никакого движения (тока) не будет. Если мощности источника недостаточно для преодоления сопротивления материала, то такой проводник приравнивается к диэлектрику.

Для лучшего понимания природы электрического тока его часто сравнивают с гидросистемами. Ток – движение жидкости по трубам, напряжение – перепад высот и пр. Хотя такое сравнение не может объяснить магнитные свойства, но для общего представления вполне подходит.

Интересный момент: считается, что постоянный ток направлен от положительного полюса (плюса) к отрицательному (минусу), хотя на самом деле электроны движутся в противоположном направлении.

fb.ru

Что такое электрический ток?

Чтобы понять, что же такое электрический ток, необходимо иметь представление о строении атома. Атом – (с древне греческого - неделимый) – это наименьшая составная часть любого химического элемента, которая является носителем его свойств. Атомы настолько малы, что до недавнего времени их нельзя было увидеть ни в один в микроскоп. Лишь в 2010г. Японские ученые объявили о том, что им удалось осуществить непосредственное наблюдение атомов водорода, с помощью электронного микроскопа ARABF-STEM.

До этого, для описания строения атомов использовалась теоретическая модель. Согласно которой, атом состоит из протонов, нейтронов и электронов. Эти отдельные элементы удерживаются как механическими так и электрическими силами.

Протон – заряжен положительно и имеет массу около 1.67262178 × 10-27 Кг.

Нейтрон – не имеет заряда, масса его равна примерно 1,6749543 × 10–27 Кг.

Электрон – заряжен отрицательно, его масса около 9.10938291 × 10-31 Кг.

 

 

При этом протоны и нейтроны образуют ядро атома, а электроны, в виде облака, с большой скоростью вращаются вокруг него. Так как разноименные заряды притягиваются - отрицательно заряженные электроны, притягиваются к положительно заряженным протонам и лишь высокая скорость вращения мешает электронам упасть на притягивающее их ядро. Можно провести аналогию с нашей солнечной системой, где солнце – это ядро атома, а планеты вращающиеся вокруг нее – электроны.

 

 

Число электронов, которые как мы знаем заряжены отрицательно, равняется числу протонов, заряженных положительно, тем самым они уравновешивают друг друга и атом в целом остается нейтральным.

Количество протонов у различных химических элементов определяется согласно порядковому номеру в таблице Д.И. Менделеева. Так под порядковым номером «1», в таблице находится водород, атом которого содержит соответственно всего один протон.

 

 

Так как в электротехнике мы, чаще всего, имеем дело с металлическими проводниками электрического тока, давайте рассмотрим структуру атома меди, т.к. именно из нее выполнено большая часть проводов, использующихся в электропроводке квартир.

Медь «Cu» – в периодической системе Д.И. Менделеева имеет порядковый номер 29, а значит его ядро состоит из 29 протонов, а на орбите находится 29 электронов, при чем у меди четыре разных орбиты.

 

Структура расположения атомов меди упорядоченная (показана на изображении ниже).

 

Атомы находятся довольно близко друг к другу. Из-за этого, электроны с внешних орбит, довольно слабо связанные со своим ядром, попадая под действие притяжения соседних ядер, перемещаются и двигаются хаотично. Такие электроны еще называются «свободные электроны». На изображении ниже, показана схема взаимодействия атомов лития и появления свободных электронов.

 

 

Все изменяется, когда на металл начинает действовать электрическое поле, которое распространяется внутри проводника со скоростью света.

 

Каждое заряженное тело создает в окружающем пространстве электрическое поле, которое с некоторой силой действует на электрические заряды. Свободные электроны при этом, двигаются, как и прежде, беспорядочно, но уже по направлению действия электрического поля. Вот это движение заряженных частиц (в металлах это электроны) и называется электрическим током.

Нужно отметить, что движение свободных электронов, под действием электрического поля, очень медленное, почему же тогда стоит нам нажать клавишу выключателя и свет практически мгновенно загорается? Об этом и многом другом поговорим в следующей статье «Электроны в электрической цепи».

rozetkaonline.ru

Электрический ток » что это такое и какова его природа.

 

 

 

Тема: что такое электрический ток, как он работает.

 

В статье о статическом электричестве, мы выяснили, что такое электрические заряды. Давайте рассмотрим теперь следующее важное понятие: что такое электрический ток. Обычно, в учебной литературе даётся такое определение: Электрический ток — это упорядоченное движение заряженных частиц. Человеку, который получал хорошие отметки в школе по урокам физики и химии, конечно понятно о чём идёт речь, но многим людям, это ни о чём не говорит.

 

Итак из определения ясно, что происходит ток заряженных частиц, то есть эти самые частицы откуда-то и куда-то текут. Но перед тем как двигается дальше, давайте с Вами уточним одну вещь. Условно принято и считается что в твёрдых телах таких как металл либо графит, носителем таких электрических зарядов является « электрон », а в жидкостях « ионы ». С электроном мы немного знакомы, а вот что же такое ион?

 

Слово Ион, изначально происходит от греческого слова «идущий» и формулируется как электрически заряженная частицы, имеющая одноатомную либо многоатомную структуру и появляющаяся в результате потери или наоборот присоединения одного либо нескольких электронов в себе. Другими словами если атом или молекула утратила или приобрела хотя бы один лишний электрон, то она превращается в это самый ион. Она из нейтрального состояния перешла в состояния потенциала со значением «+» при потери электрона и «-» с добавлением. С этим думаю понятно.

 

 

Другим важным моментом является понятие о свободных электронах. Представите себе пористую губку для мойки посуды, это будет кристаллическая решетка вещества (в нашем случае металла) и, как известно в металлах существуют эти самые свободные электроны, которые блуждают, перепрыгивая с одного атома на другой внутри этой кристаллической решетке в виде губки. Благодаря этому свойству, металлы и проводят электрический ток.

 

Если взять один, какой либо заряженный предмет, в котором существует избыток электронов и другой, в котором будет из недостаток, а так же соединим их металлической проволокой, то в итоге произойдет быстрое перетекания от большего к меньшему, до полного выравнивания общего потенциала.

 

А в результате этого мы получили тот самый электрический ток по проводу, а точнее внутри провода, о котором и шла речь. Сила тока, это количество электронов,  которое проходит в единицу времени. От неё зависит мощность. Единицей измерения тока, является Ампер.

 

Немного себя поправлю - Свободные электроны в металле являются необходимым условием для  электрического тока, поскольку если в веществе они крепко привязаны к атому и у них не хватает силы вырваться со своей орбиты, в результате и перетекания ни будет. Такие вещества уже называются диэлектриками и соответственно используются для изоляции проводов. Ну, это совсем иная тема.

 

Теперь думаю, Вы уловили саму суть и поняли, что такое электрический ток и как он действует на самом деле. Коротко говоря - это и есть перетекание заряженных частиц с одного места в другое. А уж, как и в чём они перетекут, это другой разговор, либо по проводам, либо в жидкости или в небе между воздухом. Главное то, как это явление можно использовать с выгодой для человека, что собственно благополучно и делается нами электриками.

 

P.S. В мире всё течёт и всё меняется, электрический ток не исключение.

electrohobby.ru

Электрические токи - это... Что такое Электрические токи?

Ток - упорядоченное движение заряженных частиц.

Такими частицами могут являться: в твёрдых проводниках — электроны, в жидких проводниках (электролитах) — гидратированные ионы (катионы и анионы), в газах — ионы и электроны, в плазме — ионы (электроны за некоторым исключением), в полупроводниках — электроны и т. н. «дырки» («электронно-дырочная проводимость»).

Электрическое поле, приводящее электроны в движение, распространяется в проводниках с огромной скоростью, приближающейся к скорости света в вакууме (299 792 458 м/с), но сами электроны движутся гораздо медленнее (в проводах их скорость составляет несколько миллиметров в секунду).

Ток характеризуется силой тока, которая в системе СИ измеряется в амперах, и плотностью тока, которая в системе СИ измеряется в амперах на квадратный метр.

Напряжение

Напряжением называется разность потенциалов, существующая между двумя точками проводника, измеряется и выражается в вольтах (В). Вольт — это напряжение, которое, будучи приложено к концам проводника с сопротивлением 1 Ом, создает ток силой 1 ампер. Напряжение — это вид электрического давления, которое толкает электроны от одного конца проводника к другому. Чем больше напряжение, тем больше сила тока. И, наоборот, чем больше сопротивление, тем меньше сила тока.

Закон Ома — ток равен напряжению, деленному на сопротивление.

I = U/R где: I — сила тока — (ампер), U — напряжение между концами проводника — (вольт), R — сопротивление проводника — (Ом).

В зависимости от длины, сечения и материала проводник оказывает прохождению тока большее или меньшее сопротивление. Чем длиннее проводник, тем больше его сопротивление. И чем больше сечение проводника, тем меньше его сопротивление. Сопротивление измеряется в омах(Ом), тысячах ом, или килоомах(кОм) и миллионах ом, или мегаомах (МОм).1 Ом — это приблизительно сопротивление, которое имеет медная проволока длиной 62 м и сечением 1 мм².

Сопротивление

R (в омах) зависит от длины L (в сантиметрах) и сечения S (в квадратных сантиметрах):

R = P(L/S)

В этом выражений P — коэффициент, зависящий от природы проводника и называемый «удельным сопротивлением».

Мощность

Это работа тока, совершаемая в 1 сек. Основной единицей работы тока является ватт-секунда (вт ∙ сек), то есть работа тока мощностью 1вт в течение 1 секунды. Мощность тока, равная одному ватту, есть мощность тока в один ампер при напряжении в один вольт. Чем больше напряжение и чем больше ток, тем больше мощность:

P = UI или P = I²R или P = U²/R где: P — мощность тока — (ватт), U — напряжение между концами проводника — (вольт), I — сила тока — (ампер), R — сопротивление проводника — (Ом)

Различают постоянный (DC) и переменный (AC) ток. Постоянный ток — это ток, создаваемый напряжением, имеющим постоянные величину и направление. Переменный ток создается переменным напряжением. В случае переменного напряжения 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 амплитудой, 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 нуль, после чего цикл всех изменений возобновляется.

Время, за которое происходит один такой цикл (время включающее изменение тока в обе стороны), называется периодом переменного тока. Количество периодов, совершаемое током в одну секунду, носит название частота. Единице частоты присвоили имя Герца, который первый экспериментально получил электромагнитные волны. Таким образом, один Герц соответствует одному периоду в секунду.

Материал, в котором течёт ток, называется проводником. Некоторые материалы при низких температурах переходят в состояние сверхпроводимости. В таком состоянии они не оказывают почти никакого сопротивления току, их сопротивление стремится к нулю. Во всех остальных случаях проводник оказывает сопротивление течению тока и в результате часть энергии электрических частиц превращается в тепло. Силу тока можно рассчитать по закону Ома для участка цепи и закону Ома для полной цепи.

Скорость движения частиц в проводниках зависит от материала проводника, массы и заряда частицы, окружающей температуры, приложенной разности потенциалов и составляет величину, намного меньшую скорости света. Несмотря на это, скорость распространения собственно электрического тока равна скорости света в данной среде, то есть скорости распространения фронта электромагнитной волны.

Также существует «ток смещения», протекание которого обусловлено процессом заряда ёмкости, то есть изменением разности потенциалов между обкладками. Между обкладками никакого движения частиц не происходит, но ток через конденсатор «протекает» (сам электрический ток — ни постояный, ни переменный — через конденсатор не проходит. В цепи, соединяющей источник переменного тока с конденсатором, течёт ток заряда и разряда этого конденсатора. Эта особенность переменного тока чрезвычайно широко используется в радиотехнике). Переменный ток высокой частоты вытесняется на поверхность проводника (см. Скин-эффект).

Различают 3 действия электрического тока:

1. Магнитное (железная или никелевая проволока становится электромагнитом).
2. Химическое (электрический ток в растворах электролитов, выделение новых веществ).
3. Тепловое (лампа накаливания).

Ток, пропущенный через организм человека или животного, может вызвать электрические ожоги (ионизируя кожу человека), фибрилляцию или смерть. С другой стороны, электрический ток используют в реанимации; для лечения психических заболеваний, особенно депрессии; электростимуляцию определённых областей головного мозга применяют для лечения таких заболеваний, как болезнь Паркинсона и эпилепсия; водитель ритма, стимулирующий сердечную мышцу импульсным током, используют при брадикардии. В организме человека и животных ток используется для передачи нервных импульсов.

По технике безопасности, минимально ощутимый человеком ток составляет 1 мА. Опасным для жизни человека ток становится начиная с силы примерно 0,01 А. Смертельным для человека ток становится начиная с силы примерно 0,1 А. Безопасным считается напряжение менее 42 В.

См. также

Wikimedia Foundation. 2010.

dic.academic.ru

Что такое электрический ток?

До сих пор, характеризуя количественное значение электрического тока, многие пользуются такой терминологией, как, например, малый ток, большой ток. Такая оценка тока совершенно непригодна для его характеристики с точки зрения работы, которую он может выполнять. Когда мы говорим о работе тока, подразумеваем, что его энергия преобразуется в какой-либо иной вид энергии: тепло, свет, химическую или механическую энергию. Чем больше поток электронов, тем значительнее ток и его работа.

Схема подключения амперметра.

Слово "ток" имеет два значения. Оно обозначает само явление движения электрических зарядов в проводнике, а также служит оценкой количества электричества, проходящего по проводнику.

Ток (или силу тока) оценивают количеством электронов, проходящих по проводнику в течение 1 с. Число его огромно. Через нить накала горящей лампочки электрического карманного фонарика, например, ежесекундно проходит около 2000000000000000000 электронов. Вполне понятно, что характеризовать ток количеством электронов неудобно, так как пришлось бы иметь дело с очень большими числами. За единицу электрического тока принят ампер (сокращенно пишут А). Так ее назвали в честь французского физика и математика А. Ампера (1775-1836 гг.), изучившего законы механического взаимодействия проводников с током и другие электрические явления. Ток 1 А - это ток такого значения, при котором через поперечное сечение проводника за 1 с проходит 6250000000000000000 электронов. В математических выражениях ток обозначают латинской буквой I или i (читается и). Например, пишут: I 2 А или 0,5 А.

Схема распределения электрического тока в металлах.

Наряду с ампером применяют более мелкие единицы силы тока: миллиампер (пишут мА), равный 0,001 А, и микроампер (пишут мкА), равный 0,000001 А, или 0,001 мА. Следовательно, 1 А = 1000 мА или 1000000 мкА. Приборы, служащие для измерения токов, называют амперметрами, миллиамперметрами, микроамперметрами. Их включают в электрическую цепь последовательно с потребителем тока, т.е. в разрыв внешней цепи. На схемах эти приборы изображают кружками с присвоенным им буквами внутри: А (амперметр), мА (миллиамперметр) и мкА (микроампер), а рядом пишут РА, что означает измеритель тока.

Измерительный прибор рассчитан на ток не больше некоторого предельного для данного прибора. Прибор нельзя включать в цепь, в которой течет ток, превышающий это значение, иначе он может испортиться.

Амперметр (миллиамперметр, микроамперметр) включают в электрическую цепь последовательно с потребителем тока.

http://fazaa.ru/www.youtube.com/watch?v=gzbEHLPjn7A

У вас может возникнуть вопрос: как оценить переменный ток, направление и величина которого непрерывно изменяются? Переменный ток обычно оценивают по его действующему значению. Это такое значение тока, которое соответствует постоянному току, производящему такую же работу. Действующее значение переменного тока составляет примерно 0,7 амплитудного, т. е. максимального значения.

Поделитесь полезной статьей:

Top

fazaa.ru

Электрические токи - это... Что такое Электрические токи?

Ток - упорядоченное движение заряженных частиц.

Такими частицами могут являться: в твёрдых проводниках — электроны, в жидких проводниках (электролитах) — гидратированные ионы (катионы и анионы), в газах — ионы и электроны, в плазме — ионы (электроны за некоторым исключением), в полупроводниках — электроны и т. н. «дырки» («электронно-дырочная проводимость»).

Электрическое поле, приводящее электроны в движение, распространяется в проводниках с огромной скоростью, приближающейся к скорости света в вакууме (299 792 458 м/с), но сами электроны движутся гораздо медленнее (в проводах их скорость составляет несколько миллиметров в секунду).

Ток характеризуется силой тока, которая в системе СИ измеряется в амперах, и плотностью тока, которая в системе СИ измеряется в амперах на квадратный метр.

Напряжение

Напряжением называется разность потенциалов, существующая между двумя точками проводника, измеряется и выражается в вольтах (В). Вольт — это напряжение, которое, будучи приложено к концам проводника с сопротивлением 1 Ом, создает ток силой 1 ампер. Напряжение — это вид электрического давления, которое толкает электроны от одного конца проводника к другому. Чем больше напряжение, тем больше сила тока. И, наоборот, чем больше сопротивление, тем меньше сила тока.

Закон Ома — ток равен напряжению, деленному на сопротивление.

I = U/R где: I — сила тока — (ампер), U — напряжение между концами проводника — (вольт), R — сопротивление проводника — (Ом).

В зависимости от длины, сечения и материала проводник оказывает прохождению тока большее или меньшее сопротивление. Чем длиннее проводник, тем больше его сопротивление. И чем больше сечение проводника, тем меньше его сопротивление. Сопротивление измеряется в омах(Ом), тысячах ом, или килоомах(кОм) и миллионах ом, или мегаомах (МОм).1 Ом — это приблизительно сопротивление, которое имеет медная проволока длиной 62 м и сечением 1 мм².

Сопротивление

R (в омах) зависит от длины L (в сантиметрах) и сечения S (в квадратных сантиметрах):

R = P(L/S)

В этом выражений P — коэффициент, зависящий от природы проводника и называемый «удельным сопротивлением».

Мощность

Это работа тока, совершаемая в 1 сек. Основной единицей работы тока является ватт-секунда (вт ∙ сек), то есть работа тока мощностью 1вт в течение 1 секунды. Мощность тока, равная одному ватту, есть мощность тока в один ампер при напряжении в один вольт. Чем больше напряжение и чем больше ток, тем больше мощность:

P = UI или P = I²R или P = U²/R где: P — мощность тока — (ватт), U — напряжение между концами проводника — (вольт), I — сила тока — (ампер), R — сопротивление проводника — (Ом)

Различают постоянный (DC) и переменный (AC) ток. Постоянный ток — это ток, создаваемый напряжением, имеющим постоянные величину и направление. Переменный ток создается переменным напряжением. В случае переменного напряжения 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 амплитудой, 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 нуль, после чего цикл всех изменений возобновляется.

Время, за которое происходит один такой цикл (время включающее изменение тока в обе стороны), называется периодом переменного тока. Количество периодов, совершаемое током в одну секунду, носит название частота. Единице частоты присвоили имя Герца, который первый экспериментально получил электромагнитные волны. Таким образом, один Герц соответствует одному периоду в секунду.

Материал, в котором течёт ток, называется проводником. Некоторые материалы при низких температурах переходят в состояние сверхпроводимости. В таком состоянии они не оказывают почти никакого сопротивления току, их сопротивление стремится к нулю. Во всех остальных случаях проводник оказывает сопротивление течению тока и в результате часть энергии электрических частиц превращается в тепло. Силу тока можно рассчитать по закону Ома для участка цепи и закону Ома для полной цепи.

Скорость движения частиц в проводниках зависит от материала проводника, массы и заряда частицы, окружающей температуры, приложенной разности потенциалов и составляет величину, намного меньшую скорости света. Несмотря на это, скорость распространения собственно электрического тока равна скорости света в данной среде, то есть скорости распространения фронта электромагнитной волны.

Также существует «ток смещения», протекание которого обусловлено процессом заряда ёмкости, то есть изменением разности потенциалов между обкладками. Между обкладками никакого движения частиц не происходит, но ток через конденсатор «протекает» (сам электрический ток — ни постояный, ни переменный — через конденсатор не проходит. В цепи, соединяющей источник переменного тока с конденсатором, течёт ток заряда и разряда этого конденсатора. Эта особенность переменного тока чрезвычайно широко используется в радиотехнике). Переменный ток высокой частоты вытесняется на поверхность проводника (см. Скин-эффект).

Различают 3 действия электрического тока:

1. Магнитное (железная или никелевая проволока становится электромагнитом).
2. Химическое (электрический ток в растворах электролитов, выделение новых веществ).
3. Тепловое (лампа накаливания).

Ток, пропущенный через организм человека или животного, может вызвать электрические ожоги (ионизируя кожу человека), фибрилляцию или смерть. С другой стороны, электрический ток используют в реанимации; для лечения психических заболеваний, особенно депрессии; электростимуляцию определённых областей головного мозга применяют для лечения таких заболеваний, как болезнь Паркинсона и эпилепсия; водитель ритма, стимулирующий сердечную мышцу импульсным током, используют при брадикардии. В организме человека и животных ток используется для передачи нервных импульсов.

По технике безопасности, минимально ощутимый человеком ток составляет 1 мА. Опасным для жизни человека ток становится начиная с силы примерно 0,01 А. Смертельным для человека ток становится начиная с силы примерно 0,1 А. Безопасным считается напряжение менее 42 В.

См. также

Wikimedia Foundation. 2010.

biograf.academic.ru

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

---

• 
  Распределительная шина
• 
  Ремонт первичной обмотки трансформатора
• 
  Проверка знаний в ростехнадзоре по электробезопасности
• 
  Подключение по схеме треугольник по схеме звезда
• 
  Как включить газ
• 
  Норматив потребления тепловой энергии на отопление 1 м2
• 
  Что такое гаэс
• 
  Релейно контакторная система управления
• 
  Пуэ повторное заземление на вводе в здание
• 
  Как подключить выключатель и лампочку схема
• 
  Определение конденсатор