Билет № 10

Электрический ток и его действие. Объяснение электрического тока в металлах на основе представлений об их строении. Применение электрического тока.

Электрический ток – это направленное либо упорядоченное движение частиц.

Чтобы получить электрический ток в проводнике, надо создать в нем электрическое поле. под действием которого, свободно заряженные частицы ( могут свободно перемещаться в этом проводнике), придут в движение в направлении действия на них электрических сил.

Чтобы электрический ток в проводнике существовал длительное время, необходимо все это время поддерживать в нем электрическое поле. Электрическое поле в проводниках создается и может длительное время поддерживаться источниками электрического тока.

*В электролитах, свободными зарядами являются ионы (положительные, отрицательные)

*В полупроводниках свободными зарядами являются электроны.

*Ионизированный газ имеет свободные электроны и ионы.

Электрическое поле создаётся в источнике тока, где совершается работа по разделению зарядов, которые скапливаются на положительном и отрицательном электродах-полюсах. Если их соединить проводником, то под действием электрического поля свободные заряженные частицы в проводнике начнут двигаться в определенном направлении, возникнет электрический ток.

Чтобы совершить работу нужно потратить энергию, которую можно получить в:

1. Электрофорная (динамо) машина. Она пропитана электролитом.

2. Термоэлемент – нагревание.

3. Фотоэффект – свет.

4. Гальванический элемент – химические реакции.

5. Аккумулятор.

Металлы в твердом состоянии, как известно, имеют кристаллическое строение. Частицы в кристаллах расположены в определенном порядке, образуя кристаллическую решетку. В её узлах расположены положительные ионы, а в пространстве между ними движутся свободные электроны. Свободные электроны не связаны с ядрами своих атомов.

Отрицательный заряд всех свободных электронов по абсолютному значению равен положительному заряду всех ионов решетки. Поэтому в обычных условиях металл электрически нейтрален. Свободные электроны в нем движутся беспорядочно. Но если в металле создать электрическое поле, то свободные электроны начнут двигаться направленно под действием электрических сил. Возникнет электрический ток.

Электрический ток в металлах представляет собой упорядоченное движение свободных электронов.

Билет № 11

Сила тока. Единицы тока. Амперметр и его включение в цепь. Шунтирование.

Сила тока – это физическая величина, показывающая, какой заряд проходит через поперечное сечение проводника за единицу времени.

*Сила тока измеряется амперметром.

*Под действием электрического поля, которое создаётся источником электрического тока, свободные электроны движутся по металлическому проводнику, и совершается работа.

*Чем больше заряд, проходящий по проводнику, тем больше сила тока.

*В качестве энергетической характеристики электрического тока, вводится величина – потенциал (физическая величина, равная отношению потенциальной энергии к величине заряда).

Потенциал измеряется в ФИ.

*Электрический ток будет проходить только в том случае, если потенциалы не равны. Заряд потечёт от тока с большим потенциалом к меньшему.

Когда свободная заряженная частица – электрон в металле или ион в растворе кислот, солей или щелочей – движется по электрической цепи, то вместе с ней происходит и перемещение заряда. Чем больше частиц переместится от одного полюса источника тока к другому или просто от одного конца участка цепи к другому, тем больше общий заряд q. перенесенный частицами.

Электрический заряд, проходимый через поперечное сечение проводника в 1 с, определяет силу тока в цепи.

З начит, сила тока равна отношению электрического заряда q, прошедшего через поперечное сечение проводника, ко времени его прохождения t, т.е. I = q/t, где I – сила тока.

За единицу силы тока принимают силу тока, при которой отрезки таких параллельных проводников длиной 1 м взаимодействуют с силой 2  10^-7 Н (0,0000002 Н)

Эту единицу силы тока называют ампером (А). Так она названа в честь французского ученого Андре Ампера.

Применяют также дольные и кратные единицы силы тока: миллиампер (мА), микроампер (мкА), килоампер (кА).

1 мА = 0,001 А; 1 мкА = 0,000001 А; 1 кА = 1000 А.

Чтобы представить себе, что такое ампер, приведем примеры: сила тока в спирали лампы карманного фонаря 0,25 А = 250 мА. В осветительных лампах, используемых в наших квартирах, сила тока составляет от 7 до 400 мА (в зависимости от мощности лампы).

Через единицу силы тока – 1 А определяется единица электрического заряда – 1 Кл.

Так как I = q/t, то q = It.

Полагая I = 1 А, t = 1с, получим единицу электрического заряда – 1 Кл.

1 кулон = 1 ампер  1 секунду

1 Кл = 1 А  1 с = 1 А  с.

Силу тока в цепи измеряют прибором, называемым амперметров. Амперметр – это тот же гальванометр, только приспособленный для измерения силы тока, его шкала проградуирована в амперах. На шкале амперметра обычно ставят букву (А). На схемах его изображают кружком с буквой А.

При измерении силы тока амперметр включают в цепь последовательно с тем прибором, силу тока в котором измеряют.

*Чтобы амперметр не изменял силу тока в цепи, он должен обладать очень маленьким сопротивлением. У идеального амперметра сопротивление равно 0.

*Для изменения показания амперметра, параллельно прибору соединяют шунт – резистор малого сопротивления.