Действия электрического тока

Содержание
  1. Действия электротока: тепловое, химическое, магнитное, световое и механическое
  2. Что такое переменный ток
  3. Рассмотрим работу электровакуумных приборов.
  4. Давайте теперь разберёмся в ключевых характеристиках тока
  5. Опасность электротока и прочие опасные свойства электричества и техника безопасности
  6. Видео по теме: Что такое переменный ток
  7. Действия электротока
  8. Любознательным
  9. Действия электротока
  10. Что такое переменный ток?
  11. Что такое переменный ток?
  12. Характеристики
  13. Виды тока
  14. Направление электротока
  15. Переменный ток в разных средах
  16. Проводники электротока
  17. Электробезопасность

Действия электротока: тепловое, химическое, магнитное, световое и механическое

Содержание:

Переменный ток в цепи всегда вырисовывается каким-нибудь собственным действием. Это бывает как работа в установленной нагрузке, так и сопутствующее действие тока.

Подобным образом, по действию тока можно судить о его наличии или отсутствии в этой цепи: если нагрузка работает — ток есть. Если стереотипное сопутствующее току явление встречается — ток в цепи есть, и т. д.
Вообще, переменный ток может вызвать разные действия: тепловое, химическое, магнитное (электромагнитное), световое или механическое, причем различного рода действия тока очень часто появляются одновременно. Об данных явлениях и действиях тока и пойдёт речь в сегодняшней статье.
Тепловое действие электротока
При прохождении постоянного или переменного электротока по проводнику, проводник нагревается. Такими нагревающимися проводниками в самых различных условиях и приложениях выступают: металлы, электролиты, плазма, расплавы металлов, полупроводники, полуметаллы.

Действия электрического тока

Действия электрического тока

В простейшем случае, если, скажем, через нихромовую проволоку пропустить переменный ток, то она нагреется. Это явление применяется в приборах нагрева: в электрочайниках, в кипятильниках, в обогревательных приборах, электроплитках и т. д. В электродуговой сварке температура электрической дуги вообще доходит до 7000°С, и металл легко плавится, – это тоже тепловое действие тока.

Действия электрического тока

Выделяемое на участке цепи кол-во теплоты зависит от приложенного к этому участку напряжения, значения протекающего тока и от времени его протекания (Закон Джоуля — Ленца).
Преобразовав закон Ома для участка цепи, можно для вычисления количества теплоты применять либо напряжение, либо силу тока, но тогда обязательно следует знать и сопротивление цепи, ведь собственно оно уменьшает ток, и вызывает, по существу, нагрев. Или, зная ток и напряжение в цепи, можно так же не проблема найти кол-во выделяемой теплоты.
Химическое действие электротока
Электролиты, содержащие ионы, под действием постоянного электротока подвержены электролизу — это и есть химическое действие тока. К позитивному электроду (аноду) в процессе электролиза притягиваются негативные ионы (анионы), а к негативному электроду (катоду) — позитивные ионы (катионы).

Другими словами вещества, имеющиеся в электролите, в процессе электролиза выделены на электродах источника тока.

Действия электрического тока

К примеру, в раствор конкретной кислоты, щелочи или соли опускают пару электродов, и при пропускании электротока по цепи на одном электроде создается позитивный заряд, на другом — негативный. Ионы имеющиеся в растворе начинают откладываться на электроде с противоположным зарядом.
Скажем, при электролизе медного купороса (CuSO4), катионы меди Cu2+ с позитивным зарядом двигаются к отрицательно заряженному катоду, где они получают недостающий заряд, и становятся нейтральными атомами меди, оседая на поверхности электрода. Гидроксильная группа -OH отдаст электроны на аноде, и в результате выделится кислород.

Благоприятно заряженные катионы водорода H+ и отрицательно заряженные анионы SO42- останутся в растворе.
Химическое действие электротока применяется в промышленности, допустим, для разложения воды на составляющие ее части (водород и кислород). Также электролиз дает возможность получать некоторые металлы в чистом виде.

При помощи электролиза покрывают тоненьким слоем конкретного металла (никеля, хрома) поверхности — это нанесение гальванических покрытий и т.д.
В первой половине 30-ых годов девятнадцатого века Майкл Фарадей установил, что масса m вещества, выделившегося на электроде, полностью пропорциональна электрическому заряду q, прошедшему через электролит. Если через электролит пропускается в течение времени t постоянный ток I, то справедлив первый закон электролиза Фарадея:

Тут показатель гармоничности k именуется электрохимическим эквивалентом вещества. Он численно равён массе вещества, выделившегося при прохождении через электролит единичного электрического заряда, и зависит от химической природы вещества.
Магнитное действие электротока
Если есть наличие электротока в любом проводнике (в твёрдом, жидком или газообразном) встречается магнитное поле вокруг проводника, другими словами проводник с током приобретает магнитные свойства.
Так, если к проводнику, по которому течет ток, поднести магнит, к примеру в виде магнитной стрелки компаса, то стрелка повернется перпендикулярно проводнику, а если намотать проводник на стальной сердечник, и пропустить по проводнику постоянный ток, то сердечник станет электромагнитом.
В первой половине 20-ых годов девятнадцатого века Эрстед открыл магнитное действие тока на магнитную стрелку, а Ампер установил количественные закономерности магнитного взаимные действия проводников с током.

Действия электрического тока

Магнитное поле всегда порождается током, другими словами двигающимися работающими от электричества зарядами, в особенности – заряженными частичками (электронами, ионами). Противоположно направлены токи обоюдно отталкиваются, однонаправленные токи обоюдно притягиваются.
Такое механическое взаимное действие происходит за счет взаимному действию магнитных полей токов, другими словами это, прежде всего, – магнитное взаимное действие, а уж потом – механическое. Подобным образом, магнитное взаимное действие токов первично.

В первой половине 30-ых годов девятнадцатого века, Фарадей установил, что изменяющееся магнитное поле от одного контура порождает ток в ином контуре: генерируемая ЭДС пропорциональна скорости изменения магнитного потока. Понятно, что именно магнитное действие токов применяется по сей день и во всех трансформаторах, а не только в электромагнитах ( к примеру, в промышленных).
Световое действие электротока
В простейшем виде световое действие электротока можно наблюдать в лампе с нитью накала, спираль которой разогревается проходящим через нее током до белого каления и излучает свет.
Для лампы с нитью накала на световую энергию приходится около 5% от подведенной электрической энергии, другие 95% которой превращается в тепло.
Лампы дневного света намного эффективнее преобразуют энергию тока в свет — до 20% электрической энергии превращается в заметный свет благодаря светонакопительному пигменту светящемуся в темноте, принимающему излучение ультрафиолета от электрического тока в газах в ртутных парах или в благородном газе типа неона.

Действия электрического тока

Намного эффективнее световое действие электротока реализовывается в светоизлучающих диодах. При пропускании электротока через p-n переход в прямом направлении, носители заряда — электроны и отверстия — рекомбинируют с излучением фотонов (из-за перехода электронов с одного энергетического уровня на другой).
Лучшие излучатели света относятся к прямозонным полупроводникам (другими словами к подобным, в которых разрешены прямые оптические переходы зона-зона), к примеру GaAs, InP, ZnSe или CdTe. Изменяя состав полупроводников, можно создавать светоизлучающие диоды для различных длин волн от ультрафиолетовых лучей (GaN) до среднего инфракрасного диапазона (PbS).

КПД светоизлучающего диода как светового источника доходит в среднем до 50%.
Механическое действие электротока
Как было написано выше, каждый проводник, по которому течет переменный ток, образовывает вокруг себя магнитное поле. Магнитные действия превращаются в движение, к примеру, в электрических двигателях, в магнитных подъемных устройствах, в магнитных вентилях, в реле и т. д.

Действия электрического тока

Механическое действие одного тока на другой описывает закон Ампера. Первый раз этот закон был поставлен Андре Мари Ампером в 1820 для постоянного тока.

Из закона Ампера следует, что параллельные проводники с переменными токами, текущими в одном направлении, притягиваются, а в разных — отталкиваются.
Законом Ампера именуется также закон, определяющий силу, с которой магнитное поле действует на небольшой отрезок проводника с током. Сила, с которой магнитное поле действует на компонент проводника с током, находящегося в магнитном поле, полностью пропорциональна току в проводнике и векторному произведению элемента длины проводника на магнитную индукцию.
На этом принципе основана работа электрических двигателей, где ротор играет роль рамки с током, ориентирующейся во внешнем магнитном поле статора вращающим моментом M.

Что такое переменный ток

Что такое переменный ток? В учебнике физики есть обозначение:

Переменный ток — это упорядоченное (направленное) движение заряженных частиц под действием электрического поля. Частичками могут быть: электроны, протоны, ионы, отверстия.

В отвлечённых учебниках обозначение описывается так:
Переменный ток — это скорость изменения электрического заряда во времени.

    • Заряд электронов отрицателен.
    • протоны — частицы с позитивным зарядом;
  • нейтроны — с нейтральным зарядом.

СИЛА ТОКА – это кол-во заряженных частиц (электроны, протоны, ионы, отверстия), протекающих через поперечное сечение проводника.
Все физические вещества, также металлы состоят из молекул, которые состоят из атомов, которые со своей стороны состоят из ядер и крутящихся вокруг них электронов.

Во время хим. реакций электроны переходят от одних атомов к остальным, по этой причине, атомы одного вещества испытывают минус в электронах, а атомы иного вещества имеют их излишек. Это значит, что вещества имеют разноименные заряды. В случае их контакта, электроны будут стремиться перейти из одного вещества в иное.

Собственно это перемещение электронов и есть Переменный ток. Ток, который станет течь, до той поры, пока заряды данных 2-ух веществ не уравняются. Взамен ушедшего электрона приходит другой.

Откуда? От соседнего атома, к нему — от его соседа, так до крайнего, к крайнему — от негативного полюса источника тока (к примеру — батарейки). С другого конца проводника электроны уходят на позитивный полюс источника тока.

Когда все электроны на отрицательном полюсе оконьчатся, ток закончится (батарея «села»).
НАПРЯЖЕНИЕ — это характеристика электрического поля и собой представляет разница потенциалов 2-ух точек в середине электрического поля.
Вроде как то не ясно.

Проводник – это в простейшем случае — проволока, выполненная из металла (чаще применяется медь и алюминий). Масса электрона равна 9,10938215(45)?10 -31 кг. Если электрон имеет массу, то это значит, что он материален.

Но проводник создан из металла, а металл то, твёрдый, как по нему текут какие то, электроны?
Число электронов в веществе, равное числу протонов лишь обеспечивает его нейтральность, а сам элемент химии определяется количеством протонов и нейтронов исходя из периодического закона Менделеева. Если чисто в теории отнять от массы любого элемента химии все его электроны, он почти не приблизится к массе близлежащего элемента химии.

Слишком существенная разница между массами электрона и ядра (масса только 1-го протона приблизительно в 1836 больше массы электрона). А уменьшение или увеличение числа электронов должно приводить лишь к изменению общего заряда атома.

Число электронов у взятого отдельно атома всегда переменно. Они, то покидают его, вследствие теплового движения, то возвращаются обратно, потеряв энергию.

Если электроны двигаются направленно, значит, они «покидают» собственный атом, а не будет теряться атомарная масса и как последствие, меняться и состав проводника? Нет. Элемент химии определяется не атомарной массой, а количеством ПРОТОНОВ в ядре атома, и ничем иным.

При этом наличие или отсутствие электронов или нейтронов у атома не играет роли. Добавим — убавим электроны — получаем ион, добавим — убавим нейтроны — получаем изотоп. При этом элемент химии остается тем же.

С протонами иная история: один протон — это водород, два протона — это гелий, три протона — литий и.т.д (см. таблицу Менделеева). По этой причине, сколько ни пропускай ток через проводник, состав его не поменяется.
Иное дело электролиты.

Тут как раз Состав МЕНЯЕТСЯ. Из раствора под действием тока выделяются детали электролита.

Когда все выделятся, ток закончится. Все благодаря тому, что носители заряда в электролитах — ионы.

Бывают элементы химии без электронов:
1. Атомарный космический водород.

2. Газы в верхних слоях атмосферы Земли и прочих планет с атмосферой.
2. Все вещества в состоянии плазмы.
3. В ускорителях, коллайдерах.

Под действием электротока химические вещества (проводники) могут «рассыпаться». К примеру, низковольтный предохранитель.

Двигающиеся электроны у себя на пути расталкивают атомы, если ток крепкий — кристаллическая решётка проводника рушиться и проводник расплавляется.

Рассмотрим работу электровакуумных приборов.

Напомню, что во время действия электротока в традиционном проводнике, электрон, покидая собственное место, оставляет там «дырку», которая после заполняется электроном от иного атома, где со своей стороны также образуется дырка, в последствии заполняемая иным электроном. Общий процесс движения электронов происходит в одну сторону, а движение «дыр», в противоположную.

Другими словами дырка – явление временное, она заполняется все равно. Заполнение нужно для сохранения равновесия заряда в атоме.

А теперь рассмотрим работу электровакуумного прибора. Например возьмём самый простой диод – кенотрон.

Электроны в диоде во время действия электротока испускаются катодом по направлению анода. Катод покрыт специализированными окислами металлов, которые упрощают выход электронов из катода в вакуум (небольшая работа выхода). Никакого запаса электронов в данной тонкой пленке нет.

Для обеспечения выхода электронов катод сильно подогревают нитью накала. В течении определенного времени раскаленная пленка выветривается, садится на стенках колбы, и эмиссионная способность катода уменьшается.

И такой электронно-вакуумный прибор просто выкидывают. А если прибор дорогой, его возрождают.

Для его восстановления колбу распаивают, заменяют катод на новый, после этого колбу обратно запаивают.
Электроны в проводнике двигаются «перенося на себе» переменный ток, а катод пополняется электронами от проводника, подключенного к катоду.

На замену электронам, покинувшим катод, приходят электроны от источника тока.
Понятие «скорость движения электротока» нет.

Со скоростью, близкой к скорости света (300 000 км/с), по проводнику распространяется электрическое поле, под действием которого все электроны начинают движение с небольшой скоростью, которая примерно равна 0,007 мм/с, помня ещё и хаотически метаться в тепловом движении.

Давайте теперь разберёмся в ключевых характеристиках тока

Представим картину: У вас есть типовая коробка из картона с горячительным напитком на 12 бутылок. А вы пытаетесь вложить туда ещё бутылку. Предположим вам это получилось, но коробка едва выдержала.

Вы засовываете туда ещё одну, и вдруг коробка рвётся и бутылки вываливаются.
Коробку с бутылками вполне уместно сравнить с поперечным сечением проводника:
Чем шире коробка (толще кабель), тем приличное количество бутылок (СИЛУ ТОКА), она может в себя поместить (обеспечить).
В коробке (в проводнике) можно поместить от одной до 12 бутылок – она не развалится (проводник не сгорит), а большее число бутылок (большую силу тока) она не вмещает (представляет сопротивление).
Если сверху на коробку, мы поставим ещё одну коробку, то на одной единице площади (сечении проводника) мы разместим не 12, а 24 бутылки, ещё одну сверху — 36 бутылок. Одну из коробок (один этаж) можно принять за единицу подобную НАПРЯЖЕНИЮ электротока.
Чем шире коробка (меньше сопротивление), тем приличное количество бутылок (СИЛУ ТОКА) она может обеспечить.
Увеличив высоту коробок (напряжение), мы можем расширить общее кол-во бутылок (МОЩНОСТЬ) без разрушения коробок (проводника).
По нашей аналогичности вышло:
Общее кол-во бутылок это — МОЩНОСТЬ
Кол-во бутылок в одной коробке (слое) это — СИЛА ТОКА
Кол-во ящиков в высоту (этажей) это — НАПРЯЖЕНИЕ
Ширина коробки (вместительность) это — СОПРОТИВЛЕНИЕ участка электрической цепи
Путём указанных аналогий, мы пришли к «ЗАКОНУ ОМА«, который ещё именуется Законом Ома для участка цепи. Изобразим его в виде формулы:
где I – сила тока, U – напряжение (разница потенциалов), R – сопротивление.
По-простому, это звучит так: Сила тока полностью пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению.
Более того, мы пришли и к «ЗАКОНУ ВАТТА«. Также изобразим его в виде формулы:
где I – сила тока, U – напряжение (разница потенциалов), Р – мощность.
По-простому, это звучит так: Мощность равна произведению силы тока на напряжение.
Сила электротока измеряется прибором называемым Амперметром. Как вы угадали, величина тока (кол-во переносимого заряда) измеряется в амперах. С целью увеличения диапазона обозначений единицы изменения есть такие приставки кратности как микро — микроампер (мкА), мили – миллиампер (мА).

Иные приставки в ежедневном обиходе не применяются. К примеру: Говорят и пишут «десять тысяч ампер», но никогда не говорят и не пишут 10 килоампер.

Такие значения в повседневной жизни не реальны. То же самое можно сказать про наноампер.

В большинстве случаев говорят и пишут 1?10 -9 Ампер.
Электрическое напряжение (электрический потенциал) измеряется прибором называемым Вольтметром, как вы угадали, напряжение, т. е. разница потенциалов, которая заставляет течь ток, измеряется в Вольтах (В). Также, как для тока, с целью увеличения диапазона обозначений, есть кратные приставки: (микро — микровольт (мкВ), мили – милливольт (мВ), кило – киловольт (кВ), мега – мегавольт (МВ).

Напряжение ещё именуют ЭДС – электродвижущей силой.
Электрическое сопротивление измеряется прибором называемым Прибором для измерения электрического (омического) сопротивления, как вы угадали, мерная единица сопротивления – Ом (Ом). Также, как для тока и напряжения, есть приставки кратности: кило – килоом (кОм), мега – мегаом (МОм).

Иные значения в повседневной жизни не реальны.
Прежде, Вы выяснили, что сопротивление проводника сильно зависит от диаметра проводника. Сюда можно прибавить, что если к тонкому проводнику приложить большой переменный ток, то он будет не способен его пропустить, благодаря чему будет перегреваться и, в конце концов, может расплавиться.

На этом принципе основана работа низковольтных предохранителей.
Атомы любого вещества размещаются на определенном расстоянии один от одного. В металлах расстояния между атомами настолько малы, что электронные оболочки фактически контактируют. Это позволяет электронам свободно плутать от ядра к ядру, создавая при этом переменный ток, по этой причине металлы, а еще некоторые прочие вещества являются ПРОВОДНИКАМИ электричества.

Иные вещества – наоборот, имеют далеко расставленные атомы, электроны, прочно связанные с ядром, которые не могут свободно передвигаться. Подобные вещества не считаются проводниками и их называют ДИЭЛЕКТРИКАМИ, наиболее известным из которых считается резина.

Это и есть ответ на вопрос, почему электропровода выполняют из металла.
О наличии электротока говорят следующие действия или явления, которые его сопровождают:
;1. Проводник, по которому течет ток, может разогреваться;
2. Переменный ток может менять состав проводника;
3. Ток оказывает силовое влияние на соседние токи и намагниченные тела.
При отделении электронов от ядер избавляется определенное количество энергии, которое нагревает проводник. «Нагревательную» способность тока называют рассеиваемой мощностью и мерить в ваттах. Аналогичный единицей измеряют и энергию механического типа, преобразованную из электроэнергии.

Опасность электротока и прочие опасные свойства электричества и техника безопасности

Переменный ток нагревает проводник, по которому течёт. По этой причине:

1. Если домашняя электросеть чувствует перегрузку, изоляция понемногу обугливается и сыпется.

Появляется возможность короткого замыкания, которое слишком опасно.
2. Переменный ток, протекая по проводам и домашним приборам, встречает сопротивление, по этой причине «подбирает» путь с самым меньшим сопротивлением.

3. Если происходит короткое замыкание, сила тока резко увеличивается.

При этом выделяется немалое число тепла, способное расплавить металл.
4. Короткое замыкание может случиться и из-за влаги.

Если в случае с коротким замыканием происходит пожар, то в случае с воздействием влаги на электрические приборы первым делом страдает человек.
5.

Удар электротоком очень опасен, вероятен летальный исход. При протечке электротока через человеческий организм, сопротивление тканей резко уменьшается.

В организме выполняются процессы нагревания тканей, разрушения клеток, отмирания окончаний нервов.

Как уберечь себя от удара электричеством

Чтобы уберечь себя от воздействия электротока, применяют средства защиты от удара электричеством: работают в перчатках из резины, применяют коврик из резины, разрядные штанги, устройства заземления аппаратуры, мест для работы. Автовыключатели с тепловой защитой и защитой по току, также являются хорошим защитным средством от удара током, способным сберечь человеческая жизнь. Когда я не уверен в отсутствии опасности удара электричеством, при выполнении не непростых операций в электрощитовых, блоках аппаратуры, я в основном работаю с помощью одной руки, а иную руку ложу в карман.

Таким образом отпадает возможность удара током по пути рука-рука, в случае нечаянного прикосновения к корпусу щита, или остальным тяжелым заземлённым предметам.
Для тушения огня, возникшего на электрооборудовании применяют только порошковые или углекислотные огнетушители.

Порошковые тушат лучше, впрочем после засыпания аппаратуры пылью из огнетушителя, эту аппаратуру не всегда возможно возобновить.

Видео по теме: Что такое переменный ток


Тимеркаев Борис — 68-летний врач физико-математических наук, профессор из России.

Он считается заведующим кафедрой общей физики в Казанском национальном исследовательском техническом университете имени А. Н. ТУПОЛЕВА — КАИ

Действия электротока

Действия электротока – это те явления, которые вызывает переменный ток.
По этим явлениям можно судить есть либо нет переменный ток в цепи.
– переменный ток вызывает разогревание металлических проводников аж до свечения.
– при прохождении электротока через электролит возможно выделение веществ, находящихся в растворе, на электродах.
– встречается в жидких проводниках.
– проводник с током приобретает магнитные свойства.
– встречается если есть наличие электротока в самых разных проводниках (твёрдых, жидких, газообразных).
А СМОЖЕШЬ ЛИ ТЫ СООБРАЗИТЬ
Открытие физика Араго в 1820 г. заключалось в следующем: когда тонкая проволока из меди, совмещенная с источником тока, погружалась в металлические опилки, то они приставали к ней.
Объясните явление это.
В коробке перемешаны медные винты и металлические саморезы.
Как можно быстро отссортировать их, имея аккумулятор, очень длинный медный отделенный кабель и стальной стержень?
Действие Электротока На Человеческий организм.
Физиологическое действие тока на ранней стадии развития науки об электричестве было единственным, о котором известно было ученым, и было основано на своих чувствах исследователей.
Одним из первых, кто ощутил на себе действие тока, был голландский физик П.Мушенбрук, живший в восемнадцатом веке. Получив удар током он объявил, что “не согласился бы подвергнуться ещё один раз такому испытанию даже за королевский трон Франции.”

Действия электрического тока

Переменный ток вызывает изменения в нервной системе, выражающиеся в ее раздражении или параличе. При влиянии электротока появляются судорожные спазмы мышц.
Принято говорить, что переменный ток человека “держит”: потерпевший не в состоянии
выпустить из рук предмет – источник электричества.
___
При поражении более сильным электротоком происходит судорожный спазм диафрагмы – главной дыхательной мышцы в организме – и сердца.
Это вызывает моментальную остановку дыхания и сердечной деятельности. Действие электротока на мозг вызывает потерю сознания.

Соприкасаясь с телом человека, переменный ток оказывает также тепловое действие, причем в месте контакта появляются ожоги III степени.
___
Постоянный ток безопасен, чем переменный в питающей сети, который даже под напряжением 220В может вызвать очень поражение организма. Действие электротока на человека увеличивается если есть наличие промокшей обуви, мокрых рук, которым свойственна очень высокая проводимость электричества.
___
При поражении молнией на теле потерпевшего появляется древовидный рисунок синюшного цвета. Принято говорить, что молния оставила собственное изображение.
На самом деле при поражении молнией происходит паралич подкожных сосудов.
Электрошок – электрическое раздражение мозга , благодаря которому лечат некоторые психические болезни.
Дефибрилляторы – электрические медицинские приборы, применяемые при восстановлении нарушений ритма сердечной деятельности при помощи воздействия на организм непродолжительными высоковольтными электрическими токами в газах.
Гальванизация – пропускание через организм слабого постоянного тока, оказывающего болеутоляющий эффект и улучшающий кровообращение.
Работая с электрическими приборами, будь осторожен!

Любознательным

Иногда вас может «ударить током», если вы просто пройдетесь по ковру или поерзаете на сиденьи автомобиля. Понятно, при этом каким-нибудь образом скапливается заряд.

Можете ли вы более детально объяснить, что собственно происходит? Почему, к примеру, вас «бьет током», когда вы идете по ковру, однако ничего не бывает, если вы стоите на нем?

Почему эти эффекты зависят от времени года?
Оказывается.
Когда два материала (скажем, подошвы туфель и ковер) контактируют, электроны из одного из них туннелируют через поверхностный энергетический барьер в другой. Так как ни тот, ни другой из данных материалов не считается очень хорошим проводником, электроны могут переходить с одной поверхности на иную лишь в тех точках, где материалы плотно контактируют. Подобным образом, чем больше поверхность контакта между материалами, тем будет больше переходить электронов.

При трении одной поверхности о остальную площадь контакта существенно увеличивается, поэтому достигается переход огромного числа электронов. Материал, который теряет электроны, заряжается благоприятно, материал, который принимает их, заряжается отрицательно.

Если воздух влажный, лишний заряд быстро переходит с материала на взвешенные в воздухе капельки воды. Уменьшению заряда могут помогать также частицы дыма.

Если же такого разряда не происходит, то при простом контакте 2-ух материалов может появиться очень существенная разница потенциалов.
Если, к примеру, прежде чем выйти из автомобиля, вы поерзаете на сиденье, то потенциал вашего тела оказаться может на 15 кВ выше потенциала земли.

Действия электротока

Максимальная коммутационная способность циклического действия электрического реле — 117. Максимальная коммутационная способность циклического действия электрического реле D. Schaltvermogen bei Schaltspielen E. Limiting cyclic capacity F. Pouvoir limite de manoeuvre Самое большее значение тока, которое выходная цепь электрического… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

ГОСТ 19350-74: Электрическое оборудование электрического вагонов. Термины и определения — Терминология ГОСТ 19350 74: Электрическое оборудование электрического вагонов.

Термины и определения оригинал документа: 48. Активное статическое нажатие токоприемника Нажатие токоприемника на контактный кабель при медленном увеличении его… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Химический источник тока — (аббр.

Бестселлер) источник ЭДС, в котором энергия протекающих в нём хим. реакций конкретно преобразуется в электроэнергию. Содержание 1 История разработки 2 Рабочий принцип … Википедия

ГОСТ Р 52726-2007: Разъединители и заземлители электрического тока на напряжение более 1 кВ и приводы к ним. Общие техусловия — Терминология ГОСТ Р 52726 2007: Разъединители и заземлители электрического тока на напряжение более 1 кВ и приводы к ним.

Общие техусловия оригинал документа: 3.1 IP код: Система кодирования, характеризующая степени защиты, обеспечиваемые… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Генератор электрического тока — Эта страница просит значительной переработки.

Возможно, её нужно викифицировать, дополнить или переписать. Объяснение причин и рассмотрение на странице Википедия:К улучшению/23 октября 2012. Дата постановки к улучшению 23 октября 2012 … Википедия

Источники тока — устройства, которые преобразуют разные варианты энергии в электрическую. По виду преобразуемой энергии И. т. условно можно поделить на химические и физические.

Сведения о первых химических И. т. (гальванических элементах и аккумуляторных батареях)… … Большая советская энциклопедия
Потенциал действия (action potential) — П. д. это самораспространяющаяся волна изменения мембранного потенциала, к рая постепенно проходит но аксону нейрона, перенося информ. от клеточного тела нейрона до самого конца его аксона.

При нормальной передаче информ. в нервных сетях П … Психологическая энциклопедия
ПОДВИЖНОСТЬ НОСИТЕЛЕЙ ТОКА — величина, характеризующая электрические свойства (см.) и полупроводников (см.), равная отношению средней установившейся скорости движения носителей тока (электронов, уст ионов, дырок) по направлению действия электрического поля к напряжённости Е… … Большая политехническая энциклопедия

Аэротермические электростанции циклонного действия — Открытие аэротермических электростанций связано с наблюдениями за тепловыми потоками воздуха, поднимающимися в атмосфере. Замечательно видеть их ламинарными, однако это тяжело выполнимая задача, они всегда буду предрасположены турбулентности, причем… … Википедия

Что такое переменный ток?

Открытия, которые связаны с электротоком, радикально изменили нашу жизнь. Применяя переменный ток как энергетический источник, человечество сделало прорыв в технологиях, которые облегчили наше существование. Сегодня электричество приводит в движение токарные станки, машины, управляет роботизированной техникой, обеспечивает связь.

Данный список можно продолжить слишком долго. Даже тяжело назвать отрасль, где можно обойтись без электрической энергии.
В чём секрет такого массового применения электричества?

Потому что в природе есть и иные источники энергии, недорогие, чем электричество. Оказывается дело все в перевозке.

Электроэнергию можно доставить фактически везде:

  • к производственному цеху;
  • квартире;
  • на поле;
  • в шахту, под воду и т. д.

Электрическую энергию, накопившуюся аккумулятором, можно носить с собой. Мы пользуемся этим повседневно, беря с собой мобильный телефон. Ни один другой вид энергии не обладает такими многофункциональными качествами как электричество.

Неужели это не считается достаточной основой для того, чтобы глубже выучить природу и свойства электричества?

Что такое переменный ток?

Электрические явления наблюдались давно, но объяснить их природу человек смог практически недавно. Удар молнии казался чем-то неестественным, необъяснимым.

Странным казалось потрескивание отдельных предметов при их трении. Искрящаяся в темноте расчёска, после расчёсывания шерсти зверей (к примеру, кошки) вызвала сомнение, но подогревала интерес к этому явлению.

Как все начиналось

Ещё древним грекам известно было свойство янтаря, потёртого о шерсть, притягивать некоторые очень маленькие предметы. Кстати, от греческого названия янтаря –«электрон» появилось название «электричество».

Когда физики очень плотно занялись исследованием электризации тел, они начали понимать природу таких явлений. А первый короткий переменный ток, созданный человеком, возник при соединении проводником 2-ух наэлектризованных предметов (см. рис. 1).

Во второй половине 20-ых годов XVIII века британцы Грей и Уиллер открыли проводимость зарядов некоторыми материалами. Но определения электротока они не смогли дать, хотя и понимали, что заряды перемещаются от одного тела к иному по проводнику.

Действия электрического тока

Рис.

1. Навык с заряженными телами
О переменном токе, как о физическом явлении заговорили только после того, как житель Италии Вольта дал разъяснение опытам Гальвани, а в первой половине 90-ых годов XVIII века изобрёл первый в мире источник электричества – гальванический компонент (столб Вольта).

Он обосновал упорядоченное перемещение заряженных частиц по замкнутой цепи.

Обозначение

В сегодняшней интерпретации электротоком именуют направленное перемещение силами электрического поля заряженных частиц, Носителями зарядов металлических проводников являются электроны, а растворов кислот и солей — негативные и позитивные ионы. Полупроводниковыми носителями зарядов являются электроны и «отверстия».
Для того чтобы переменный ток существовал, нужно все время поддерживать электрическое поле.

Должна существовать разница потенциалов, поддерживающая наличие первых 2-ух условий. До той поры, пока данные условия исполнены, заряды будут упорядоченно передвигаться по участкам замкнутой электрической цепи.

Задачу эту выполняют источники электричества.
Подобные условия можно сделать, к примеру, при помощи электрофорной машины (рис. 2).

Если два диска вращать в разных направлениях, то они будут заряжаться разноимёнными зарядами. На щётках, прилегающих к дискам, возникнет разница потенциалов. Объединив контакты проводником, мы заставим заряженные частицы двигаться упорядоченно.

Другими словами электрофорная машина считается источником электричества.

Действия электрического тока

Рисунок 2. Электрофорная машина

Источники тока

Первыми источниками электроэнергии, нашедшими использование на практике, были вышеупомянутые гальванические детали. Улучшенные гальванические детали (этническое наименование – батарейки) повсеместно используются по сей день.

Они применяются для питания пультов управления, электронных часов, игрушек для ребенка и множества иных гаджетов.
С изобретением генераторов электрических токов электричество приобрело второе дыхание.

Возникла эпоха электрификации мегаполисов, а позднее и всех населённых пунктов. Электроэнергия стала доступной для абсолютно всех граждан развитых стран.
Сегодня человечество ищет возобновляемые источники электрической энергии.

Фотоэлектрические батареи, ветроэлектростанции уже занимают собственные ниши в энергосистемах многих стран, включая Россию.

Характеристики

Переменный ток отличается величинами, которые описывают его свойства.

Сила и плотность тока

Для описания характеристики электричества почасту применяют термин «сила тока». Наименование не очень прекрасное, так как оно определяет только интенсивность движения электрозарядов, а не какую-то силу в прямом смысле.

Все таки, данным термином пользуются, и он значит кол-во электричества (зарядов) проходящего через поверхность поперечного сечения проводника. Единицей измерения силы тока в системе СИ считается ампер (А).
1 А значит то, что за одну секунду через поперечное сечение проводника проходит электрический заряд 1 Кл. (1А = 1 Кл/с).

Плотность тока – векторная величина. Вектор направлен в сторону движения позитивных зарядов. Модуль этого вектора равён отношению силы тока на определенном перпендикулярном к направлению движения зарядов сечении проводника к площади этого сечения.

В системе СИ измеряется в А/м 2 . Плотность более ёмко определяет электричество, однако на самом деле чаще применяется величина «сила тока».

Разница потенциалов (напряжение) на участке цепи выражается соотношением: U = I?R, где U – напряжение, I – сила тока, а R – сопротивление.

Это всем известный закон Ома.

Мощность

Работающими от электричества силами происходит работа против активного и реактивного сопротивления. На пассивных сопротивлениях работа превращается в энергию тепла. Мощностью именуют работу, выполненную за единицу времени.

В отношении к электрике используют термин «мощность потерь тепла». Физики Джоуль и Ленц подтвердили, что мощность потерь тепла проводника равна силе тока помноженной на напряжение: P = I? U.

Мерная единица мощности – ватт (Вт).

Частота

Электрический ток отличается также частотой. Эта характеристика показывает, как за единицу времени меняется кол-во периодов (колебаний).

Единицей измерения частоты считается герц. 1 Гц = 1 периоду за секунду.

Типовая частота промышленного тока составляет 50 Гц.

Ток смещения

Понятие «ток смещения» ввели для комфорта, хотя в традиционном понимании его сложно назвать током, так как отсутствует перенос заряда. С другой стороны, интенсивность магнитного поля пребывает в зависимости от токов проводимости и смещения.

Токи смещения можно наблюдать в конденсаторах. Не обращая внимания на то, что при зарядке и разрядке между обкладками конденсатора не происходит перемещения заряда, ток смещения течет через конденсатор и замыкает электрическую цепь.

Виды тока

По методу генерации и особенностям электроток бывает постоянным и переменным. Постоянный – это такой, что не меняет собственного направления.

Он течёт всегда в одну сторону. Электрический ток иногда меняет направление. Под переменным знают любой ток, не считая постоянного.

Если мгновенные значения повторяются в неизменной очередности через равные временные промежутки, то такой электроток именуют периодическим.

Классификация электрического тока

Обозначать изменяющиеся во времени токи можно так:

  1. Синусоидальный, подчиняющийся синусоидальной функции во времени.
  2. квазистационарный – переменный, не быстро изменяющийся во времени. Обыкновенные промышленные токи являются квазистационарными.
  3. Высокочастотный – частота которого превосходит десятки кГц.
  4. Пульсирующий – импульс которого иногда меняется.

Отличают также вихревые токи, которые появляются в проводнике при изменении магнитного потока. Блуждающие токи Фуко, как их ещё именуют, не текут по проводам, а образовывают вихревые контуры.

Индукционный ток имеет ту же природу что и вихревой.

Дрейфовая скорость электронов

Электричество по металическому проводнику распространяется со скоростью света. Но это не значит, что заряженные частицы несутся от полюса к полюсу с аналогичный скоростью. Электроны в железных проводниках встречают на собственном пути сопротивление атомов, по этой причине их реальное перемещение составляет всего 0,1 мм за секунду.

Реальная, упорядоченная скорость перемещения электронов в проводнике именуется дрейфовой.
Если замкнуть проводником полюсы источника питания, то вокруг проводника мгновенно образуется электрическое поле. Чем больше ЭДС источников, тем сильнее вырисовывается напряжённость электрического поля.

Реагируя на напряжённость, заряженные частицы вмиг принимают упорядоченное движение и начинают дрейфовать.

Направление электротока

Классически полагают, что вектор электротока направлен к негативному полюсу источника. Но в действительности электроны двигаются к позитивному полюсу.

Традиция появилась благодаря тому, что за направление вектора было подобрано движение позитивных ионов в электролитах, которые на самом деле стремятся к отрицательному полюсу.
Электроны проводимости с негативным зарядом в металлах были открыты позднее, но физики не стали менять первоначальные убеждения.

Так укрепилось заявление, что ток направлен от плюса к минусу.

Переменный ток в разных средах

В металлах

Носителями тока в железных проводниках являются свободные электроны, которые из-за слабых электрических связей беспорядочно блуждают в середине кристаллических решёток (рис. 3).

Как только в проводнике возникает ЭДС, электроны начинают упорядочено дрейфовать в сторону положительного полюса источника питания.

Действия электрического тока

Рис. 3. Переменный ток в металлах

Во время прохождения тока появляется сопротивление проводников, которое препятствует потоку электронов и приводит процесса нагрева. При коротком замыкании тепловыделение настолько сильное, разрушает проводник.

В полупроводниках

В нормальном состоянии у полупроводника нет свободных носителей зарядов. Однако если объединить два различных типа полупроводников, то при прямом подключении они превращаются в проводник. Происходит это благодаря тому, что у однотипны есть благоприятно заряженные ионы (отверстия), а у иного – негативные ионы (атомы с лишним электроном).

Под напряжением электроны из одного полупроводника устремляются для замещения (рекомбинации) дырок в ином. Появляется упорядоченное движение свободных зарядов.

Такую проводимость именуют электронно-дырочной.

В вакууме и газе

Переменный ток возможен и в ионизированном газе. Заряд переносится позитивными и негативными ионами. Ионизация газов возможна под действием излучения или вследствие сильного нагревания.

Под действием данных моментов возбуждаются атомы, которые превращаются в ионы (рис. 4).

Действия электрического тока

Рис 4. Газовый разряд

В вакууме электрические заряды не встречают сопротивления, по этой причине. заряженные частицы двигаются с околосветовыми скоростями. Носителями зарядов являются электроны.

Для появления тока в вакууме нужно создать источник электронов и очень большой позитивный потенциал на электроде.
Примером послужит работа вакуумной лампы или электронно-лучевая трубка.

В жидкостях

Нужно сразу сказать – не все жидкости являются проводниками. Переменный ток возможен в кислотных, щёлочных и соляных растворах. Говоря по другому – в средах, где имеются заряженные ионы.

Если опустить в раствор два электрода и подключить их к полюсам источника, то между ними станет протекать переменный ток (рис. 5).

Под действием ЭДС катионы устремятся к катоду (минусу), а анионы к аноду. При этом произойдет влияние химии на электроды – на них будут оседать атомы растворённых веществ.

Подобное явление именуют электролизом.
Для лучшего понимания параметров электротока в самых различных средах, предлагаю рассмотреть картинку на рисунке 6. Внимание свое обратите на вольтамперные характеристики (4 столбец).

Действия электрического тока

Рис.

6. Переменный ток в средах

Проводники электротока

Среди большинства веществ, только некоторые являются проводниками. К хорошим проводникам относятся металлы.

Важной характеристикой проводника считается его удельное сопротивление.
Незначительное сопротивление имеют:

На самом деле очень часто применяют металлические и проводники из меди, так как они не очень дорогие.

Электробезопасность

Не обращая внимания на то что электричество твердо вошло в нашу жизнь, нужно всегда помнить об электрической безопасности. Большие напряжения опасны для жизни, а короткие замыкания становятся основой пожаров.

При выполнении работ по ремонту нужно неукоснительно выполнять правила безопасности: не работать под большим напряжением, применять защитную одежду и сложные инструменты, использовать ножи заземления и т.п.
В бытовых условиях применяйте только такую электрическую технику, которая рассчитана на работу в подобающей сети.

Никогда не нужно ставить «жучки» взамен предохранителей.
Не забывайте, что мощные электролитические конденсаторы имеют большую электрическую емкость.

Накопленная в них энергия может вызвать поражение даже через пару минут после выключения от сети.

Как изготовить брусчатку
Вопросы о ремонте
0 0
Как выбрать межкомнатную дверь
Вопросы о ремонте
0 0
Как класть кладку
Вопросы о ремонте
0 0
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

10 + шестнадцать =