Постоянен електрически ток Концепцията за електрически ток. Презентация по физика "Електрически ток в различни среди" Светлинна презентация на тема електрически ток

Слайд 1

План на лекцията 1. Понятието за проводящ ток. Вектор на тока и сила на тока. 2. Диференциална форма на закона на Ом. 3. Серийно и паралелно свързване на проводници. 4. Причината за появата на електрическо поле в проводник, физическият смисъл на понятието външни сили. 5. Извеждане на закона на Ом за цялата верига. 6. Първото и второто правило на Кирхоф. 7. Контактна потенциална разлика. Термоелектрични явления. 8. Електрически ток в различни среди. 9. Ток в течности. Електролиза. Законите на Фарадей.

Слайд 2

Електрическият ток е подреденото движение на електрически заряди. Носителите на тока могат да бъдат електрони, йони, заредени частици. Ако в проводник се създаде електрическо поле, тогава в него ще започнат да се движат свободни електрически заряди - възниква ток, наречен ток на проводимост. Ако заредено тяло се движи в пространството, тогава токът се нарича конвекция. 1. Концепцията за тока на проводимост. Вектор на тока и сила на тока

Слайд 3

За посоката на тока е обичайно да се приема посоката на движение на положителните заряди. За възникване и съществуване на тока е необходимо: 1. наличие на свободни заредени частици; 2. наличие на електрическо поле в проводника. Основната характеристика на тока е силата на тока, която е равна на количеството заряд, който е преминал през напречното сечение на проводника за 1 секунда. Където q е размерът на таксата; t е времето на преминаване на заряда; Токът е скаларна стойност.

Слайд 4

Електрическият ток върху повърхността на проводник може да бъде неравномерно разпределен, поради което в някои случаи се използва концепцията за плътност на тока j. Средната плътност на тока е равна на съотношението на силата на тока към площта на напречното сечение на проводника. Където j е промяната в тока; S - промяна на площта.

Слайд 5

Плътност на тока

Слайд 6

През 1826 г. немският физик Ом експериментално установява, че силата на тока J в проводника е право пропорционална на напрежението U между неговите краища, където k е коефициентът на пропорционалност, наречен електропроводимост или проводимост; [k] = [cm] (сименс). Величината се нарича електрическо съпротивление на проводника. Закон на Ом за участък от електрическа верига, който не съдържа източник на ток 2. Диференциална форма на закона на Ом

Слайд 7

Изразяваме от тази формула R Електрическото съпротивление зависи от формата, размера и веществото на проводника. Съпротивлението на проводника е право пропорционално на неговата дължина l и обратно пропорционално на площта на напречното сечение S Където - характеризира материала, от който е направен проводникът и се нарича съпротивление на проводника.

Слайд 8

Нека изразим : Съпротивлението на проводника зависи от температурата. С повишаване на температурата съпротивлението нараства Където R0 е съпротивлението на проводника при 0С; t - температура;  - температурен коефициент на съпротивление (за метал  0,04 градуса-1). Формулата е валидна и за специфичното съпротивление, където 0 е специфичното съпротивление на проводника при 0С.

Слайд 9

При ниски температури (

Слайд 10

Нека пренаредим членовете на израза Където I / S = j– плътност на тока; 1 /  =  е специфичната проводимост на проводящото вещество; U / l = E е силата на електрическото поле в проводника. Законът на Ом в диференциална форма.

Слайд 11

Закон на Ом за хомогенен участък от верига. Диференциална форма на закона на Ом.

Слайд 12

3. Последователно и паралелно свързване на проводници

Последователно свързване на проводници I = const (съгласно закона за запазване на заряда); U = U1 + U2 Rtot = R1 + R2 + R3 Rtot = Ri R = N * R1 (За N идентични проводници) R1 R2 R3

Слайд 13

Паралелно свързване на проводници U = const I = I1 + I2 + I3 U1 = U2 = U R1 R2 R3 За N идентични проводници

Слайд 14

4. Причината за появата на електрически ток в проводника. Физическият смисъл на концепцията за външни сили За да се поддържа постоянен ток във веригата, е необходимо да се разделят положителни и отрицателни заряди в източника на ток; за това силите от неелектричен произход, наречени външни сили, трябва да действат върху свободни такси. Поради полето, създадено от външни сили, електрическите заряди се движат вътре в източника на ток срещу силите на електростатичното поле.

Слайд 15

Поради това в краищата на външната верига се поддържа потенциална разлика и във веригата протича постоянен електрически ток. Външните сили причиняват разделяне на различни заряди и поддържат потенциалната разлика в краищата на проводника. Допълнително електрическо поле на външни сили в проводника се създава от източници на ток (галванични елементи, батерии, електрически генератори).

Слайд 16

ЕДС на източник на ток Физическата величина, равна на работата на външни сили за преместване на единичен положителен заряд между полюсите на източника, се нарича електродвижеща сила на източника на ток (EMF).

Слайд 17

Законът на Ом за нехомогенен участък от верига

Слайд 18

5. Извеждане на закона на Ом за затворена електрическа верига

Нека затворена електрическа верига се състои от източник на ток с , с вътрешно съпротивление r и външна част със съпротивление R. R е външно съпротивление; r - вътрешно съпротивление. където е напрежението на външното съпротивление; А - работа за преместване на заряда q вътре в източника на ток, тоест работа върху вътрешното съпротивление.

Слайд 19

След това, тъй като ще пренапишем израза за : Тъй като според закона на Ом за затворена електрическа верига ( = IR), IR и Ir са падът на напрежението във външните и вътрешните секции на веригата,

Слайд 20

To е законът на Ом за затворена електрическа верига В затворена електрическа верига електродвижещата сила на източника на ток е равна на сумата от спадовете на напрежението във всички участъци на веригата.

Слайд 21

6. Първото и второто правило на Кирхоф Първото правило на Кирхоф е условието за постоянство на тока във веригата. Алгебричната сума на токовете в точката на разклонение е нула, където n е броят на проводниците; Ii - токове в проводници. Токовете, отиващи към възела, се считат за положителни, а напускащи възела - за отрицателни. За възел А първото правило на Кирхоф ще бъде написано:

Слайд 22

Първото правило на Кирхоф Възелът на електрическата верига е точка, в която се събират поне три проводника. Сумата от токовете, сближаващи се във възела, е равна на нула - първото правило на Кирхоф. Първото правило на Кирхоф е следствие от закона за запазване на заряда - електрически заряд не може да се натрупва във възел.

Слайд 23

Второто правило на Кирхоф Второто правило на Кирхоф е следствие от закона за запазване на енергията. Във всеки затворен контур на разклонена електрическа верига алгебричната сума Ii на съпротивленията Ri на съответните участъци на този контур е равна на сумата от приложената в нея ЕМП i

Слайд 24

Второто правило на Кирхоф

Слайд 25

За да съставите уравнението, трябва да изберете посоката на разходката (по или обратно на часовниковата стрелка). Всички токове, които съвпадат по посока с байпаса на контура, се считат за положителни. ЕМП на източниците на ток се счита за положително, ако създават ток, насочен към байпаса на веригата. Така например, правилото на Кирхоф за I, II, III степен I I1r1 + I1R1 + I2r2 + I2R2 = - 1 –2 II – I2r2 - I2R2 + I3r3 + I3R3 = 2 + 3 IIII1r1 + I1R1 + I I3R3 = - 1 + 3 Веригите се изчисляват въз основа на тези уравнения.

Слайд 26

7. Контактна потенциална разлика. Термоелектрични явления Електроните с най-висока кинетична енергия могат да излитат от метала в околното пространство. В резултат на излъчването на електрони се образува „електронен облак“. Съществува динамично равновесие между електронния газ в метала и „електронния облак“. Работната функция на електрона е работата, която трябва да се извърши, за да се отстрани електрон от метал в безвъздушно пространство. Повърхността на метала е електрически двоен слой, подобен на много тънък кондензатор.

Слайд 27

Потенциалната разлика между плочите на кондензатора зависи от работната функция на електрона. Къде е зарядът на електрона;  - контактна потенциална разлика между метала и околната среда; A - работна функция (електрон-волт - E-B). Работната функция зависи от химическата природа на метала и състоянието на неговата повърхност (замърсяване, влага).

Слайд 28

Законите на Волта: 1. При свързване на два проводника от различни метали между тях възниква контактна потенциална разлика, която зависи само от химичния състав и температурата. 2. Потенциалната разлика между краищата на верига, състояща се от последователно свързани метални проводници при една и съща температура, не зависи от химичния състав на междинните проводници. Тя е равна на контактната потенциална разлика, произтичаща от директното свързване на крайните проводници.

Слайд 29

Да разгледаме затворена верига, състояща се от два метални проводника 1 и 2. ЕМП, приложено към тази верига, е равно на алгебричната сума от всички потенциални скокове. Ако температурите на слоевете са равни, тогава  = 0. Ако температурите на слоевете са различни, например, тогава Where  е константа, характеризираща свойствата на контакт между два метала. В този случай в затворена верига се появява термоелектродвижеща сила, която е право пропорционална на температурната разлика на двата слоя.

Слайд 30

Термоелектричните явления в металите се използват широко за измерване на температурата. За това се използват термодвойки или термодвойки, които са два проводника, изработени от различни метали и сплави. Краищата на тези проводници са запоени. Единият възел се поставя в среда, чиято температура T1 трябва да бъде измерена, а вторият - в среда с постоянна известна температура. Термодвойките имат редица предимства пред конвенционалните термометри: те могат да измерват температури в широк диапазон от десетки до хиляди градуса по абсолютна скала.

Слайд 31

Газовете при нормални условия са диелектрици R => ∞, те се състоят от електрически неутрални атоми и молекули. Когато газовете се йонизират, се появяват носители на електрически ток (положителни заряди). Електрическият ток в газовете се нарича газов разряд. За извършване на газов разряд трябва да има електрическо или магнитно поле към тръбата за йонизиран газ.

Слайд 32

Газова йонизация е разпадането на неутрален атом в положителен йон и електрон под действието на йонизатор (външно въздействие - силно нагряване, ултравиолетови и рентгенови лъчи, радиоактивно излъчване, когато атомите (молекулите) на газовете се бомбардират с бързи електрони или йони). Йон електрон атом неутрален

Слайд 33

Мярка за процеса на йонизация е интензивността на йонизацията, измерена чрез броя на двойките противоположно заредени частици, които се появяват в единица обем газ за единица време. Ударната йонизация е отделянето на един или повече електрони от атом (молекула), причинено от сблъсък на електрони или йони с атомите или молекулите на газа, ускорен от електрическото поле в разряда.

Слайд 34

Рекомбинацията е комбинацията на електрон с йон в неутрален атом. Ако йонизаторът спре да работи, газът отново става диалектичен. електронен йон

Слайд 35

1. Несамоподдържащ се газов разряд е разряд, който съществува само под действието на външни йонизатори. Токово-волтова характеристика на газов разряд: с увеличаване на U броят на заредените частици, достигащи до електрода, се увеличава и токът нараства до I = Ik, при което всички заредени частици достигат до електродите. В този случай U = Uk ток на насищане Където e - елементарен заряд; N0 е максималният брой двойки едновалентни йони, образувани в обема на газа за 1 s.

Слайд 36

2. Самоподдържащ се газов разряд - разряд в газ, който остава след прекратяване на действието на външния йонизатор. Поддържан и разработен чрез ударна йонизация. Несамоподдържащ се газов разряд се превръща в независим при Uz - напрежението на запалване. Процесът на такъв преход се нарича електрически пробив на газ. разграничаване:

Слайд 37

Коронен разряд - възниква при високо налягане и в рязко нехомогенно поле с голяма кривина на повърхността; използва се за дезинфекция на земеделски семена. Светещ разряд - възниква при ниско налягане, използва се в газосветлинни тръби, газови лазери. Искров разряд - при P = Ratm и при големи електрически полета - мълния (токове до няколко хиляди ампера, дължина - няколко километра). Дъгов разряд - възниква между близко разположени електроди, (T = 3000°C - при атмосферно налягане. Използва се като източник на светлина в мощни проектори, в прожекционно оборудване.

Слайд 38

Плазмата е специално агрегатно състояние на материята, характеризиращо се с висока степен на йонизация на нейните частици. Плазмата се подразделя на: - слабо йонизирана ( - части от процента - горна атмосфера, йоносфера); - частично йонизирани (няколко%); - напълно йонизирани (слънце, горещи звезди, някои междузвездни облаци). Изкуствено създадената плазма се използва в газоразрядни лампи, плазмени източници на електрическа енергия, магнитодинамични генератори.

Слайд 39

Емисионни явления: 1. Фотоелектронна емисия – извличането на електрони от повърхността на металите във вакуум под действието на светлината. 2. Термионна емисия – излъчване на електрони от твърди или течни тела при нагряване. 3. Вторична електронна емисия - обратен поток от електрони от повърхност, бомбардирана от електрони във вакуум. Устройствата, базирани на явлението термионна емисия, се наричат вакуумни тръби.

Слайд 40

В твърдите тела електронът взаимодейства не само със своя атом, но и с други атоми от кристалната решетка; енергийните нива на атомите се разделят с образуването на енергийна лента. Енергията на тези електрони може да бъде в рамките на сенчестите зони, наречени разрешени енергийни ленти. Дискретните нива са разделени от зони със забранени енергийни стойности - забранени зони (ширината им е съизмерима с ширината на забранените зони). Разликите в електрическите свойства на различните видове твърди вещества се обясняват със: 1) ширината на забранените енергийни зони; 2) различно запълване на разрешените енергийни ленти с електрони

Слайд 41

Много течности провеждат много лошо електричество (дестилирана вода, глицерин, керосин и др.). Водните разтвори на соли, киселини и основи провеждат добре електрическия ток. Електролиза - преминаването на ток през течност, което води до освобождаване на вещества върху електродите, които съставляват електролита. Електролитите са вещества с йонна проводимост. Йонната проводимост е подреденото движение на йони под въздействието на електрическо поле. Йоните са атоми или молекули, които са загубили или добавили един или повече електрони към себе си. Положителните йони са катиони, отрицателните йони са аниони.

Слайд 42

Електрическо поле се създава в течност от електроди ("+" - анод, "-" - катод). Положителните йони (катиони) се движат към катода, отрицателните йони към анода. Появата на йони в електролитите се обяснява с електрическа дисоциация - разпадането на молекулите на разтворимо вещество на положителни и отрицателни йони в резултат на взаимодействие с разтворител (Na + Cl-; H + Cl-; K + I-…) . Степента на дисоциация α е броят на молекулите n0, дисоциирани на йони, към общия брой на молекулите n0. При термичното движение на йоните възниква и обратният процес на повторно обединение на йони, наречен рекомбинация.

Слайд 43

Законите на М. Фарадей (1834). 1. Масата на веществото, освободено от електрода, е право пропорционална на електрическия заряд q, пропуснат през електролита, или където k е електрохимичният еквивалент на веществото; е равна на масата на веществото, освободено при преминаване на единица електричество през електролита. Където I е постоянният ток, преминаващ през електролита.

Слайд 46

БЛАГОДАРЯ ЗА ВНИМАНИЕТО

Вижте всички слайдове

КАКВО Е ЕЛЕКТРИЧЕСКИ ТОК В МЕТАЛИТЕ?

Електрически ток в метали -това е подреденото движение на електрони под въздействието на електрическо поле. Експериментите показват, че когато ток протича през метален проводник, не се пренася никаква материя, следователно металните йони не участват в пренасянето на електрически заряд.

СЪЩНОСТ НА ЕЛЕКТРИЧЕСКИ ТОК В МЕТАЛИТЕ

Електрическият ток в металните проводници не предизвиква никакви промени в тези проводници, с изключение на тяхното нагряване.

Концентрацията на електрони на проводимост в метала е много висока: по порядък на величината тя е равна на броя на атомите на единица обем на метала. Електроните в металите са в непрекъснато движение. Неравномерното им движение наподобява движението на идеалните газови молекули. Това даде основание да се смята, че електроните в металите образуват един вид електронен газ. Но скоростта на произволното движение на електрони в метал е много по-висока от скоростта на молекулите в газ.

ОПИТ НА ERIKKE

Германският физик Карл Рике провежда експеримент, при който електрически ток е пропускан в продължение на една година през три притиснати един към друг, полирани цилиндъра - меден, алуминиев и отново меден. След края е установено, че има само незначителни следи от взаимно проникване на метали, които не надвишават резултатите от обичайната дифузия на атоми в твърди тела. Извършените измервания с висока степен на точност показаха, че масата на всеки от цилиндрите остава непроменена. Тъй като масите на атомите на медта и алуминия се различават значително една от друга, масата на цилиндрите би трябвало да се промени значително, ако носителите на заряда са йони. Следователно свободните носители на заряд в металите не са йони. Огромният заряд, който премина през цилиндрите, очевидно се транспортира от такива частици, които са еднакви в медта и алуминия. Естествено е да се предположи, че свободните електрони носят тока в металите.

Карл Виктор Едуард Рике

ОПИТ L.I. МАНДЕЛЩАМ И Н.Д. ПАПАЛЕКСИ

Руските учени Л. И. Манделщам и Н. Д. Папалекси през 1913 г. поставят оригинален експеримент. Бобината с жицата започна да се усуква в различни посоки. Ще го завъртят по посока на часовниковата стрелка, след което рязко ще спрат и - обратно. Те разсъждават по следния начин: ако електроните наистина имат маса, тогава когато намотката внезапно спре, електроните трябва да се движат по инерция известно време. И така се случи. Свързахме телефон към краищата на проводника и чухме звук, което означаваше, че през него тече ток.

Манделщам Леонид Исаакович

Николай Дмитриевич Папалекси (1880-1947)

ОПИТ НА Т. СТЮАРТ И Р. ТОЛМЕН

Опитът на Манделщам и Папалекси през 1916 г. е повторен от американските учени Толман и Стюарт.

Намотка с голям брой завои от тънък проводник беше доведена до бързо въртене около оста си. Краищата на намотката бяха свързани с гъвкави проводници към чувствителен балистичен галванометър. Неусуканата намотка беше рязко забавена, във веригата се появи краткотраен ток поради инерцията на носителите на заряд. Общият заряд, протичащ през веригата, се измерва чрез отхвърляне на иглата на галванометъра.

Бътлър Стюарт Томас

Ричард Чейс Толман

КЛАСИЧЕСКА ЕЛЕКТРОННА ТЕОРИЯ

Предположението, че електроните са отговорни за електрическия ток в металите, е съществувало още преди експеримента на Стюарт и Толман. През 1900 г. немският учен П. Друде, въз основа на хипотезата за съществуването на свободни електрони в металите, създава своя собствена електронна теория за проводимостта на металите, на име класическа електронна теория ... Според тази теория електроните в металите се държат като електронен газ, подобно на идеален газ. Той запълва пространството между йоните, които образуват кристалната решетка на метала

Фигурата показва траекторията на един от свободните електрони в кристалната решетка на метала

ОСНОВНИ ПОЛОЖЕНИЯ НА ТЕОРИЯТА:

Наличието на голям брой електрони в металите допринася за добрата им проводимост.
Под действието на външно електрическо поле подредено движение се наслагва върху произволното движение на електрони, т.е. има ток.
Силата на електрическия ток, преминаващ през металния проводник, е равна на:
Тъй като вътрешната структура на различните вещества е различна, тогава и съпротивлението ще бъде различно.
С увеличаване на хаотичното движение на частиците на материята тялото се нагрява, т.е. генериране на топлина. Тук се спазва законът на Джоул-Ленц:

l = e * n * S * Ū d

СВЪРХПРВОМОДНОСТ НА МЕТАЛИ И СПЛАВИ

Някои метали и сплави имат свръхпроводимост, свойството да имат строго нулево електрическо съпротивление, когато достигнат температура под определена стойност (критична температура).

Феноменът свръхпроводимост е открит от холандския физик Х. Камерлинг - Онес през 1911 г. в живак (T cr = 4,2 o K).

ПРИЛОЖЕНИЕ НА ЕЛЕКТРИЧЕСКИ ТОК:

получаване на силни магнитни полета
пренос на електроенергия от източник към потребител
мощни електромагнити със свръхпроводящи намотки в генератори, електродвигатели и ускорители, в нагревателни устройства

В момента има голям проблем в енергетиката, свързан с големи загуби при пренос на електроенергия по проводници.

Възможно решение на проблема:

Изграждане на допълнителни електропроводи - подмяна на проводници с голямо напречно сечение - повишаване на напрежението - разделяне на фазите

За да използвате визуализацията на презентации, създайте си акаунт в Google (акаунт) и влезте в него: https://accounts.google.com

Надписи на слайдове:

Постоянен електрически ток

Подреденото (насочено) движение на заредените частици се нарича електрически ток.

Електрическият ток е подреденото движение на заредени частици. За съществуването на електрически ток са необходими следните условия: Наличие на свободни електрически заряди в проводник; Наличието на външно електрическо поле за проводника.

Силата на тока е равна на отношението на електрическия заряд q, преминал през напречното сечение на проводника, към времената на преминаването му t. I = I -ток (A) q- електрически заряд (C) t- време (s) g t

Текуща единица -7

Ампер Андре Мари е роден на 22 януари 1775 г. в Полемьо близо до Лион в аристократично семейство. Получава домашно образование .. Той се занимава с изследване на връзката между електричеството и магнетизма (този диапазон от явления Ампер нарича електродинамика). Впоследствие той развива теорията на магнетизма. Ампер умира в Марсилия на 10 юни 1836 г.

Амперметър Амперметърът е устройство за измерване на силата на тока. Амперметърът е включен във веригата последователно с устройството, в което се измерва токът.

ПРИЛОЖЕНИЕ НА ЕЛЕКТРИЧЕСКИ ТОК

Биологично действие на тока

Топлинен ефект на тока

Химическо действие на електрическия ток За първи път е открит през 1800 г.

Химическо действие на тока

Магнитно действие на тока

Сравнете извършените експерименти на фигурите. Какво е общото между експериментите и как се различават? Източникът на ток е устройство, в което някаква форма на енергия се преобразува в електрическа енергия. Устройства за разделяне на заряда, т.е. създаване на електрическо поле се наричат източници на ток.

Първата електрическа батерия се появява през 1799 г. Изобретен е от италианския физик Алесандро Волта (1745 - 1827) - италианският физик, химик и физиолог, изобретател на източника на постоянен ток. Първият му източник на ток, "волтовият стълб", е построен в строго съответствие с неговата теория за "металното" електричество. Волта последователно постави няколко десетки малки кръгчета от цинк и сребро един върху друг, като между тях постави хартия, потопена в подсолена вода.

Механичен източник на енергия - Механичната енергия се преобразува в електрическа енергия. До края на 18-ти век всички технически източници на енергия се основават на електрифицирана с триене. Най-ефективният от тези източници е електрофоретичната машина (дисковете на машината се въртят в противоположни посоки. В резултат на триенето на четките в дисковете върху проводниците на машината се натрупват заряди с противоположен знак).

Източник на топлинен ток - вътрешната енергия се преобразува в електрическа. Термодвойка Термодвойка (термодвойка) - два проводника от различни метали трябва да бъдат запоени от един ръб, след това кръстовището се нагрява, след което в тях възниква ток. Зарядите се разделят, когато кръстовището се нагрява. Термодвойки се използват в термични сензори и в геотермални електроцентрали като температурен сензор. Термоелемент

Енергията на светлината се превръща в електрическа енергия с помощта на слънчеви панели. Слънчева батерия Фотоклетка. Когато някои вещества са осветени със светлина, в тях се появява ток, светлинната енергия се превръща в електрическа енергия. В това устройство зарядите се разделят от действието на светлината. Слънчевите клетки са съставени от фотоклетки. Използват се в слънчеви батерии, светлинни сензори, калкулатори, видеокамери. Фотоклетка

Електромеханичен генератор. Зарядите се разделят чрез механична работа. Използва се за производство на промишлена електроенергия. Електромеханичен генератор Генератор (от лат. Generator – производител) – устройство, апарат или машина, която произвежда какъвто и да е продукт.

Ориз. Фиг. 1 Фиг. 2 3 Какви източници на енергия виждате на фигурите?

Устройство на галванична клетка Галваничната клетка е химичен източник на ток, в който се генерира електрическа енергия в резултат на директно преобразуване на химическа енергия чрез редокс реакция.

Една батерия може да бъде съставена от няколко галванични клетки.

Акумулатор (от лат. Accumulator - колектор) е устройство за съхраняване на енергия с цел последващото й използване.

Източник на захранване Метод на разделяне на заряда Приложение Фотоклетка Светлинно действие Слънчеви батерии Термодвойка Отопление на кръстовища Измерване на температурата Електромеханичен генератор Извършване на механична работа Производство на промишлени електрически. енергия. Галванична клетка Химическа реакция Фенерчета, радиостанции Батерия Химическа реакция Автомобили Класификация на източника на захранване

Какво се нарича токов удар? (Електрическият ток е подреденото движение на заредените частици.) 2. Какво може да накара заредените частици да се движат по подреден начин? (Електрическо поле.) 3. Как можете да създадете електрическо поле? (С помощта на електрификация.) 4. Може ли искрата, генерирана в електрофорна машина, да се нарече електрически ток? (Да, тъй като има краткотрайно подредено движение на заредени частици?) Консолидиране на материала. въпроси:

5. Кои са положителните и отрицателните полюси на източника на ток? 6. Какви източници на ток познавате? 7. Протича ли електрически ток, когато заредена метална топка е заземена? 8. Движат ли се заредени частици в проводник, когато през него протича ток? 9. Ако вземете картоф или ябълка и залепите в тях медни и цинкови плочи. След това свържете 1,5 V крушка към тези плочи. Какво можеш да направиш? Осигуряване на материала. въпроси:

Решаваме в класната стая Page 27 Задача 5.2

За преживяването ще ви трябва: Здрава хартиена кърпа; хранително фолио; ножици; медни монети; сол; вода; два изолирани медни проводника; малка крушка (1,5 V). Какво правите: Разтворете малко сол във вода; Внимателно нарежете хартиена кърпа и фолио на квадрати, малко по-големи от монетите; Накиснете хартиени квадрати в солена вода; Поставете купчина един върху друг: медна монета, парче фолио, друга монета и така нататък няколко пъти. В горната част на купчината трябва да има хартия, а отдолу монета. Плъзнете защитения край на единия проводник под купчината и прикрепете другия край към крушката. Поставете единия край на втория проводник върху купчината, а другия прикрепете към крушката. Какво стана? Проект за дома. Направете батерия.

Използвани ресурси и литература: Kabardin O.F. физика 8 клас М.: Образование, 2014. Томилин A.N. Истории за електричеството. http://ru.wikipedia.org http: // www.disel.ru http: // www.fizika.ru http: // www.edu.doal.ru http: // schools.mari-el.ru http : // www.iro.yar.ru Домашна работа: § 5,6,7 стр. 27, задача № 5.1; Проект за дома. Направете батерия (инструкции са дадени на всеки ученик).

Електрически ток Електрическият ток е подредено (насочено) движение на електрически заряди. Токът на проводимост (ток в проводниците) е движението на микрозаряди в макрообект. Конвективният ток е движението на макроскопични заредени тела в пространството. Токът във вакуум е движението на микрозаряди във вакуум.

Електрически ток В проводник под действието на приложено електрическо поле се движат свободни електрически заряди: положителни - по протежение на полето, отрицателни - срещу полето. Носителите на заряд извършват сложно движение: 1) хаотично със средна скорост v ~ (10 3 ÷ 10 4 m / s), 2) насочено със средна скорост v ~ E (фракции от mm / s).

По този начин средната скорост на насоченото движение на електроните е много по-малка от средната скорост на тяхното хаотично движение. Незначителната средна скорост на насоченото движение се обяснява с честите им сблъсъци с йоните на кристалната решетка. В същото време всяка промяна в електрическото поле се предава по проводниците със скорост, равна на скоростта на разпространение на електромагнитна вълна - (3 · 10 8 m / s). Следователно движението на електрони под действието на външно поле се случва по цялата дължина на проводника почти едновременно с подаването на сигнал.

Когато зарядите се движат, тяхното равновесно разпределение се нарушава. Следователно повърхността на проводника вече не е еквипотенциална и векторът на електрическото поле E не е насочен перпендикулярно на повърхността, тъй като за движението на зарядите е необходимо на повърхността E τ 0. Поради тази причина електрическото поле вътре в проводника съществува поле, което е нула само в случай на равновесно разпределение на зарядите по повърхността на проводника.

Условия за поява и съществуване на тока на проводимост: 1. Наличието на свободни носители на заряд в средата, т.е. заредени частици, способни да се движат. В метал това са електрони на проводимост; в електролити - положителни и отрицателни йони; в газове - положителни, отрицателни йони и електрони.

Условия за възникване и съществуване на проводящ ток: 2. Наличие на електрическо поле в средата, чиято енергия би се изразходвала за движението на електрически заряди. За да бъде токът дълготраен, енергията на електрическото поле трябва да се попълва през цялото време, т.е. необходим е източник на електрическа енергия - устройство, в което част от енергията се преобразува в енергията на електрическо поле.

- силата на тока е числено равна на заряда, преминаващ през напречното сечение на проводника за единица време. В SI:. Движението на носители на заряд от същия знак е еквивалентно на движението на носители с противоположния знак в обратна посока. Ако токът се генерира от два вида носители:

Външни сили. Електродвижеща сила. Напрежение Ако във веригата само силата на електростатичното поле действа върху носителите на тока, тогава носителите се движат, което води до изравняване на потенциалите във всички точки на веригата и до изчезване на електрическото поле. Следователно, за съществуването на постоянен ток във веригата трябва да присъства устройство, което създава и поддържа потенциална разлика φ поради работата на сили от неелектричен произход. Такива устройства се наричат източници на ток (генератори - преобразува се механична енергия; батерии - енергията на химическа реакция между електроди и електролит).

Външни сили. Електродвижеща сила. Сили на трети страни с неелектрически произход, действащи върху заряди от страната на източниците на ток. Поради полето на външни сили, електрическите заряди се движат вътре в източника на ток срещу силите на електростатичното поле. Следователно в краищата на външната верига се поддържа потенциална разлика и по веригата протича постоянен ток.

Външни сили. Електродвижеща сила. Външните сили извършват работата по преместване на електрически заряди. Електродвижещата сила (emf - E) е физическа величина, определена от работата, извършена от външни сили, когато единичен положителен заряд се движи

Законът на Ом за хомогенен участък от верига Участък от верига, който не съдържа източник на ЕДС, се нарича хомогенен участък. Законът на Ом в интегрална форма: токът е право пропорционален на спада на напрежението в хомогенна секция от веригата и е обратно пропорционален на съпротивлението на тази секция.

Законът на Ом не е универсална връзка между тока и напрежението. а) Токът в газове и полупроводници се подчинява на закона на Ом само при малки U. б) Токът във вакуум не се подчинява на закона на Ом. Закон Богуславски-Лангмюр (закон 3/2): I ~ U 3/2. в) при дъгов разряд - при увеличаване на тока напрежението спада. Неподчинението на закона на Ом се дължи на зависимостта на съпротивлението от тока.

Законът на Ом В SI съпротивлението R се измерва в ома. Стойността на R зависи от формата и размера на проводника, както и от свойствата на материала, от който е направен. За цилиндричен проводник: където ρ е електрическото съпротивление [Ohm · m], за метали неговата стойност е от порядъка на 10 –8 Ohm · m.

Съпротивлението на проводника зависи от неговата температура: α е температурният коефициент на съпротивление за чисти метали (при не много ниски температури α 1/273 K -1, ρ 0, R 0 са съответно специфичното съпротивление и съпротивление на проводника при t = 0 o C. Такава зависимост ρ (t) се обяснява с факта, че с повишаване на температурата интензитетът на хаотичното движение на положителните йони на кристалната решетка се увеличава, насоченото движение на електроните се забавя.

Законът на Ом за нехомогенен участък от верига Нехомогенен - участък от верига, съдържащ източник на emf Затворената верига съдържа източник на emf, който в посока 1–2 насърчава движението на положителни заряди. E е силата на полето на кулоновите сили, E артикулът е силата на полето на външните сили.

Законът на Ом за нехомогенен участък от верига Работата, извършена от Кулон и външни сили за преместване на единичен положителен заряд q 0+ е спад на напрежението (напрежение). Тъй като точки 1, 2 са избрани произволно, получените отношения са валидни за всякакви две точки от електрическата верига:

Работа и мощност на електрическия ток Закон на Джаул-Ленц Когато свободните електрони се сблъскат с йони от кристалната решетка, те предават на йоните излишък от кинетична енергия, която придобиват при ускореното си движение в електрическо поле. В резултат на тези сблъсъци амплитудата на йонните трептения в близост до възлите на кристалната решетка се увеличава (термичното движение на йони става по-интензивно). Следователно проводникът се нагрява: температурата е мярка за интензивността на хаотичното движение на атоми и молекули. Отделената топлина Q е равна на работата на тока A.

Законите на Кирхоф Използват се за изчисляване на разклонени DC вериги. Неразклонена електрическа верига е верига, в която всички елементи на веригата са свързани последователно. Елемент на електрическа верига - всяко устройство, включено в електрическа верига. Електрически възел е точка от разклонена верига, където повече от два проводника се събират. Клон на разклонена електрическа верига е участък от верига между два възела.

Вторият закон на Кирхоф (обобщен закон на Ом): във всеки затворен контур, произволно избран в разклонена електрическа верига, алгебричната сума от произведенията на силите на тока I i и съпротивлението на съответните участъци R i на този контур е равна на алгебрична сума на емф. в контура.

Вторият закон на Кирхоф Токът се счита за положителен, ако неговата посока съвпада с конвенционално избраната посока на преминаване на контура. E.m.s се счита за положителен, ако посоката на байпас идва от - до + на източника на ток, т.е. емф създава ток, който съответства на посоката на байпаса.

Процедурата за изчисляване на разклонена верига: 1. Произволно изберете и посочете на чертежа посоката на тока във всички участъци на веригата. 2. Пребройте броя на възлите във веригата (m). Запишете първия закон на Кирхоф за всеки от (m-1) възлите. 3. Изберете произволно затворени контури във веригата, произволно изберете посоката на преминаване на контурите. 4. Запишете втория закон на Кирхоф за контурите. Ако веригата се състои от p-клони и m-възли, тогава броят на независимите уравнения на 2-ия закон на Кирхоф е (p-m + 1).