Электрический ток и его источники конспект мчс: Электрический ток. Источники электрического тока (Ерюткин Е.С.) – Электрический ток. Источники тока – конспект урока – Корпорация Российский учебник (издательство Дрофа – Вентана)

Электрический ток. Источники тока – конспект урока – Корпорация Российский учебник (издательство Дрофа – Вентана)

Тема урока: Электрический ток. Источники тока.

Учебный предмет: физика.

Класс: 8.

Учебник: «Физика – 8» Пёрышкин А. В.

Тип урока:урок усвоения новых знаний.

Цель урока: познакомить обучающихся с определением электрического тока и условиями его существования в цепи.

Задачи урока:

а) использование знаково-символических средств, в том числе моделей и схем для решения задач; формирование представлений о источниках тока, организация усвоения основных понятий по данной теме, формирование научного мировоззрения учащихся(предметный результат).

б) развитие умения генерировать идеи, выявлять причинно-следственные связи, работать в группе, пользоваться альтернативными источниками информации, формировать умение анализировать факты при наблюдении и объяснении явлений, при работе с текстом учебника

(метапредметный результат).

в) формирование умений управлять своей учебной деятельностью, формирование интереса к физике при анализе физических явлений, формирование мотивации постановкой познавательных вопросов, раскрытием связи теории и опыта, развитие внимания, памяти и творческого мышления (личностный результат).

Методы обучения: проблемный, репродуктивный.

Формы организации познавательной деятельности обучающихся: коллективная, индивидуальная, групповая.

Средства обучения: учебник, лабораторное оборудование, компьютер, проектор.

Технологическая карта урока

Этапы

УУД

Деятельность учителя

Деятельность учащихся

Урока

Технологии

1. Организация начала занятия.

 

Подготовка учащихся к работе на занятии

Психологический настрой на работу.

Слушают и воспринимают информацию.

2. Постановка темы и целей урока.

 

Постановка проблемы и создание проблемной ситуации

формирование мотивации к обучению; учатся высказывать свои предположения (версии)

 

  1. 1) Демонстрация различных предметов (настольная лампа, фен, часы, сотовый телефон)
  2. 2) Вопросы:
  3. Что объединяет все эти предметы?

Что необходимо сделать, чтобы они заработали?

А что в этом случае появляется в этих устройствах?

А что вы знаете об электрическом токе?

3) Учитель наводит на тему занятия

1) Анализируют назначение предметов, их основную функцию, устанавливают физическую составляющую предметов.

2) Предполагаемые ответы:

Электричество

Включить. Вставить батарейки. Зарядить

Электрический ток

3) Обучающиеся формулируют тему занятия.

3. Актуализация знаний.

Продолжи фразу

Актуализация опорных знаний и умений.

  1. Предлагает слова, из которых нужно составить фразу

Составляют и произносят полученные фразы.

4. Первичное усвоение новых знаний.

 

Постановка и обсуждение проблемного вопроса. Коллективная и групповая работа. Демонстрация продукта от группы формулирование вывода.

Установление причинно-следственных связей;

работа с основными компонентами учебника;

организация совместной деятельности

  1. Демонстрация опыта.
  2. Задает вопросы после просмотра опыта.
  3. Предлагает поработать с учебником.
  4. Делит учащихся на группы.
  1. Просмотр опыта.
  2. Отвечают на поставленные вопросы.
  3. Работают с учебником.
  4.  Делятся на группы. Получают задания.

 

4. Первичная проверка понимания.

Подведение итогов работы в группах, создание общего продукта.

слушают и понимают физический смысл речи других учащихся

Отслеживает и консультирует деятельность учащихся.

Представляют результат групповой работы.

5. Первичное закрепление нового материала

Заполни таблицу (коллективная работа)

Тестирование (самоконтроль)

классификация информации; владение различными формами самоконтроля

Предлагает заполнить таблицу, отслеживает правильность заполнения

Предлагает правильные варианты ответов

Работают с таблицей

Выполняют тест

Проводят самоконтроль

6.Информация о домашнем задании

Дифференциация д/з

Работа с информацией

Предлагает д/з в зависимости от результатов выполнения теста.

Получают д/з. Изучают маршрутный лист

7. Рефлексия.

Подведение итогов через прием «Облако»

Формулирование и высказывание своих мыслей, исходя из результатов занятия;

самооценка 

Задает вопросы:

На уроке я работал …

Я выполнял задания…

Я понял, что …

Я научился…

Теперь я могу…

 

 

Отвечают на вопросы.

1. Начало урока. Определение темы.

На столе находятся фен, настольная лампа, часы (без батареек), разряженный телефон.

Задается вопрос классу. Как вы думаете, что объединяет все эти устройства?

(Электричество)

Вопрос: Что необходимо сделать, чтобы они заработали?

(Включить. Вставить батарейки. Зарядить).

Задается вопрос классу. А что в этом случае появляется в этих устройствах?

(В них появляется ток).

А что вы знаете об электрическом токе? (отвечают)

Да, вы имеете определенные знания. Но можно ли сказать, что вы обладаете исчерпывающей информацией по этой теме? (Нет)

Поэтому тема нашего урока …..

Электрический ток.

Что на ваш взгляд вам следует изучить по этой теме: (говорят)

дать понятие электрического тока.

Выяснить условия создания электрического тока.

2. Актуализация знаний

Но прежде чем мы с вами познакомимся с понятием электрического тока, давайте вспомним некоторые понятия.

На доске высвечены слова и фразы:

Вам необходимо составить текст, в который входили вот эти слова:

1) Электризация, заряд, положительный заряд, отрицательный заряд, эбонит, стекло, шерсть, шелк.

Например. В результате электризации тело получает электрический…

2) Заряженное тело, электрическое поле, действует, электрическая сила.

Вокруг любого заряженного тела существует …

Мы не случайно повторили все эти термины, большинство из них нам сегодня встретятся при изучении темы урока.

3. Первичное усвоение новых знаний

А что вы понимаете под словом ток?

Ток это движение чего-либо.

А теперь обратимся к опыту.

Демонстрация опыта « Передача заряда незаряженному электроскопу».

Почему зарядился второй электроскоп?

Перешел заряд с одного электроскопа на другой.

Скажите, это движение было упорядоченным? (Да)

Так что же такое электрический ток?

Электрический ток – это упорядоченное движение заряженных частиц.

А) Работа с учебником.

Мы с вами выяснили, что такое электрический ток. А что же нужно чтобы электрический ток существовал? Ответить на этот вопрос вам поможет учебник. Давайте обратимся к тексту параграфа 32.

1) Найдите в учебнике условия существования электрического тока. (Читают вслух. Высветить на доску).

Надо создать в проводнике электрическое поле.

А чтобы это поле поддерживалось длительное время?

Используются источники тока.

Б) Работа в группах

Для дальнейшей работы нам с вами нужно создать несколько групп.

На столе у меня лежат квадраты, на обратной стороне которых написаны слова: история, химический, механический, природа. Выберите себе квадрат и сгруппируйтесь по этим словам.

У вас получились четыре группы. Каждая группа в течение нескольких минут будет выполнять свое задание, а затем результат этого задания продемонстрирует остальным учащимся.

1 группа. История развития электричества.

2 группа. Устройство и принцип действия электрофорной машины.

3 группа. Источник тока из лимона или соды.

4 группа. Электричество в природе.

1 группа

1) Отто фон Герике придумал первую электрическую машину. Он налил расплавленную серу внутрь полого стеклянного шара, а затем, когда сера затвердела, разбил стекло. Затем Герике укрепил серный шар так, чтобы его можно было вращать рукояткой. Для получения заряда надо было одной рукой вращать шар, а другой — прижимать к нему кусок кожи. Трение поднимало потенциал шара до величины, достаточной, чтобы получать искры длиной в несколько сантиметров.

2) Луиджи Гальвани. Существует легенда, согласно которой начало экспериментов с биоэлектричеством было положено со случая, произошедшего следующим образом.

Луиджи положил мёртвую лягушку на стол, чтобы экспериментировать с её кожей для выработки статического электричества. До этого на столе уже проводились опыты со статическим электричеством, и получилось так, что его ассистент (помощник) прикоснулся металлическим скальпелем, на котором был электрический заряд к открытому седалищному нерву лягушки. Помощник увидел искры и нога мёртвой лягушки сократилась как при жизни. Это наблюдение было первым шагом к тому, чтобы начать исследование биоэлектричества.

3) В 1799 году итальянский физик Алессандро Вольта, опираясь на результаты исследований Луиджи Гальвани, изготовил электрическую батарею, названную вольтовым столбом. Батарея Вольта была составлена из чередующихся медных и цинковых кружков, которые были сложены столбиком и переложены кусочками сукна, смоченного в растворе серной кислоты. Как оказалось впоследствии, эта батарея не была первым химическим источником тока.

4) В начале 20 века при археологических раскопках в Ираке был найден странный предмет. Его нашли среди руин древнего поселения неподалеку от Багдада. Это была глиняная ваза высотой около 15 см. В ней находился цилиндр из меди со вставленным в него железным стержнем. При обследовании находки ученые пришли к выводу: это останки электрической батарейки. В дальнейшем такие сосуды находили в большом количестве. Определили, что заливались они уксусом, а герметизировались смолой. Использовали такие батарейки в древности, по — видимому, для гальванического золочения мелких серебряных украшений.

Задание для группы

  1. Краткий рассказ об открытии Отто фон Герике.
  2. Рассказать об опыте Гальвани.
  3. Устройство А. Вольта.
  4. Результаты раскопок в Ираке.
2 группа

Действие электрофорной машины

До конца XVIII века все технические источники тока были основаны на электризации трением. Наиболее эффективным из этих источников стала электрофорная машина.

Диски машины приводятся во вращение в противоположных направлениях. При вращении происходит трение щеток о диск, что приводит к разделению зарядов. В результате один электрод машины заряжается положительно, а другой отрицательно. Разделение зарядов происходит за счет механической энергии. Если приблизить электроды машины, то возникает кратковременный ток в виде электрического разряда в воздухе.

Для того чтобы ток протекал постоянно, необходимо непрерывно вращать ручку электрофорной машины. Конечно, таким образом создавать электрический ток длительное время невозможно. Это пример механического источника тока.

Рисунок

Задание для группы

  1. Рассказать и показать устройство электрофорной машины.
  2. Объяснить за счет чего происходит разделение зарядов на этом источнике тока.
3 группа

Химический источник тока

Лимонная батарейка.

Вам понадобятся: лимон, две пластины (медная и железная), мультиметр, нож.

Сделайте в лимоне два надреза и поместите туда пластины. Включите мультметр, для этого поверните рукоятку прибора из положения OFF в положение 20 V. Свободные клеммы мультиметра поместите в отверстия с пластинами. Красную клемму поместите к медной пластине, а черную — к железной.

В результате химической реакции между лимонной кислотой и металлами происходит разделение и накапливание зарядов на этих пластинах.

Задание для группы

  1. Сконструировать простейший химический источник тока.
  2. Продемонстрировать его своим одноклассникам.
4 группа

Электричество в природе

Каждый из нас неоднократно наблюдал грозу, видел молнию и слышал гром. Что такое молния? Рождается молния обычно в грозовом облаке, высоко над землей. Грозовые облака появляются, когда воздух начинает сильно нагреваться. Вот почему после сильной жары бывают потрясающие грозы.

Грозовая туча – это просто огромное количество пара, верхняя часть которого находится на высоте 6-7 км, а нижняя не превышает 0,5-1 км над землей. Но на высоте более 3 км от поверхности температура воздуха всегда ниже нуля, поэтому пар внутри тучи превращается в небольшие льдинки. И эти льдинки находятся в постоянном движении из-за воздушных потоков внутри облака. Чем меньше льдинки, тем они легче, и, попадая в восходящие потоки нагретого воздуха, поднимающегося от поверхности земли, они тоже перемещаются в верхние слои облака.

 На своем пути вверх эти маленькие льдинки сталкиваются с более крупными, и каждое такое столкновение вызывает электризацию. При этом мелкие льдинки заряжаются положительно, а крупные – отрицательно. В результате подобных перемещений в верхней части грозового облака скапливается большое количество положительно заряженных льдинок, а большие, тяжелые и отрицательно заряженные льдинки остаются в нижнем слое. Иначе говоря, верхний край грозовой тучи оказывается заряженным положительно, а нижний – отрицательно.

 И когда крупные противоположно заряженные области оказываются довольно близко друг к другу, между ними возникает светящийся плазменный канал, по которому устремляются заряженные частицы. В результате происходит молниевый разряд, который можно наблюдать виде яркого светового зигзага. Надо знать, что молния ищет кратчайший путь к поверхности Земли. Поэтому молния чаще ударяет в отдельные высокие предметы, а из двух предметов одинаковой высоты чаще в тот, который является лучшим проводником. Наиболее вероятен удар молнии в одиноко стоящую металлическую мачту, деревянный столб или дерево. Поэтому, находясь в поле, нельзя скрываться от дождя под одиноко стоящим деревом или в копне сена. В лесу надо уйти от очень высоких деревьев. В горах лучше всего спрятаться в пещеру или под глубокий уступ.

Задание для группы.

  1. Рассказать, как образуется молния.
  2. Способы защиты от молнии.

Первичная проверка понимания.

Рассказ групп.

Первичное закрепление нового материала

Работа всего класса

Участники второй и третьей групп продемонстрировали нам два источника тока.

Давайте попробуем сравнить их между собой и результаты сравнения записать в таблицу, которая у вас находится перед глазами

Признаки

Механический источник тока

(электрофорная машина)

Химический источник тока

(лимонная батарейка)

Превращение энергии

Механическая в электрическую

Внутренняя в электрическую

Места накапливания зарядов

Лейденская банка

На медной и железной пластинах

Недостатки

Постоянно вращать ручку

Разрядка элемента

Вывод: внутри источника тока происходит разделение зарядов и превращение любой энергии в электрическую.

Самоконтроль

А теперь посмотрим как каждый из вас усвоил материал урока.

У вас на столах лежат листы с тестами.

Возьмите листочки с вопросами теста. Ответьте на вопросы теста. Напоминаю правила работы.  Номер ответа, который вы считаете правильным, обведите кружочком.

Вариант 1.

1. Какие заряженные частицы могут упорядоченно перемещаться в проводнике?

  1. Только электроны
  2. Электроны, ионы и другие заряженные частицы
  3. Только ионы

2. Внутри источника тока происходит

  1. Химическая реакция
  2. Работа по разделению электрических зарядов
  3. Работа по нагреванию проводников

3. Сколько полюсов имеет любой источник тока?

  1. Один
  2. Два
  3. Больше двух

4. Электрическим током называется

  1. Направленное движение заряженного тела
  2. Упорядоченное движение заряженных частиц
  3. Любое движение заряженных частиц в проводнике

Вариант 2.

1. Что заставляет свободные заряженные частицы в проводнике двигаться упорядоченно?

  1. Тепловое движение ионов кристаллической решётки
  2. Электрическое поле внутри проводника
  3. Магнитное поле Земли

2. Роль источника тока -

  1. Нагревать проводник
  2. Создавать и поддерживать в проводнике электрическое поле
  3. Являться источником электрических зарядов

3. Как называются полюса источника тока?

  1. Левый и правый
  2. Положительный и отрицательный
  3. Красный и синий

4. Чтобы создать ток в проводнике, надо

  1. Создать в нём электрические заряды
  2. Создать в нём электрическое поле
  3. Разделить в нём электрические заряды.

На экране находятся правильные ответы.

Информация о домашнем задании

Поднимите руку у кого получились все четыре буквы б?Вы молодцы, значит материал вами усвоен хорошо и поэтому у вас будет свой индивидуальный лист с домашним заданием.

У кого получились три буквы б и меньше? Вам необходимо доработать материал параграфа 32 и выполнить свои индивидуальные задания.

Учащиеся, которые выполнили тест без ошибок

Учащиеся, которые допустили ошибки в тесте

Используя материал п. 32 и дополнительную литературу, заполнить таблицу

«Классификация источников тока»

Источник тока

Способ разделения зарядов

Применение

 

 

 

 

 

 

  1. Изучить п. 32.
  2. Ответить на вопросы после параграфа.
  3. Выполнить рисунок устройства гальванического элемента в тетрадь.

Рефлексия

Сегодня мы с вами работали совместно. И чтобы закончить наше занятие я попрошу вас продолжить следующие фразы:

На уроке я работал …

Я выполнял задания…

Я понял, что …

Я научился…

Теперь я могу…


Электрический ток. Источники электрического тока

Выражение «электрический ток» довольно часто используется в повседневной жизни. Например, когда зажигается лампочка, то говорят, что по её спирали проходит электрический ток…

При нагревании воды в электрическом чайнике или нагревании электроплиты говорят, что по их нагревательным элементам также проходит электрический ток.

Так что же такое электрический ток? И что необходимо для его возникновения и существования?

На эти и другие вопросы мы и попытаемся с вами ответить.

Прежде всего, разберёмся, что такое ток. Слово «ток» означает течение или движение чего-либо. Всем нам понятно, когда говорят о течении в определённом направлении воды или другой жидкости в трубах, о потоке воды в русле реки и так далее. Но что же может перемещаться в электрических проводах?

Вспомните, что слово «электричество» связано с понятием «электрический заряд». Следовательно, электрический ток связан с движением (течением) электрических зарядов.

Таким образом, электрическим током называют упорядоченное движение заряженных частиц.

Обратите внимание на очень важное слово в этом определении: «упорядоченное». Иначе говоря, не всякое движение заряженных частиц есть электрический ток. Так, например, в металлах при нормальных условиях свободные электроны движутся хаотически, то есть во всевозможных направлениях. А вот для того чтобы в этом кусочке металла возник электрический ток, электроны должны начать движение в каком-то одном определённом направлении.

Как же можно создать такие условия, при которых все заряженные частицы начали бы двигаться в одном направлении?

С самым простым случаем возникновения электрического тока в проводнике мы уже встречались. Вспомните опыт с заряженным и незаряженным электроскопами. Достаточно соединить их проводником, и заряды начнут перетекать с заряженного тела на незаряженное, то есть начнётся упорядоченное движение заряженных частиц. А как только заряды на обоих шарах станут равными, ток прекратится.

В общем случае, чтобы в проводнике возник электрический ток, в нём необходимо создать электрическое поле. Тогда заряженные частицы под действием поля придут в движение в направлении действия на них электрических сил, и, следовательно, в проводнике возникнет электрический ток. При этом он будет существовать так долго, как долго будет действовать электрическое поле на заряженные частицы.

Таким образом, для того чтобы в теле существовал электрический ток, необходимо, во-первых, наличие свободных носителей зарядов, и во-вторых, наличие электрического поля, под действием которого заряды приходят в упорядоченное движение.

Так, например, электрический ток в металлах представляет собой направленное движение электронов, а в растворах солей и кислот — это направленное движение ионов.

Рассмотрим механизм протекания электрического тока в жидкостях. Вы уже знаете, что не все они являются проводниками электрического тока. Так, например, дистиллированная вода не содержит свободных зарядов, поэтому в ней электрический ток возникнуть не может.

Чтобы убедиться в этом, проделаем следующий опыт. В сосуд с дистиллированной водой опустим два электрода (две пластинки) и подсоединим их к цепи, состоящей из источника тока, лампочки и ключа.

При замкнутом ключе между электродами возникнет электрическое поле, но лампочка гореть не будет. Значит, тока в цепи нет.

Теперь добавим в воду обыкновенную поваренную соль.Размешаем раствор — и лампочка загорится.

Очевидно, что в соляном растворе появились свободные заряды. Причина их образования — явление электролитической диссоциации, вследствие которой молекулы поваренной соли, взаимодействуя с молекулами воды, распадаются на ионы: положительный ион натрия и отрицательный ион хлора.

Так же мы с вами говорили о том, что газы в обычных условиях являются хорошими изоляторами. В них, как и в дистиллированной воде, нет свободных электрических зарядов. Но вы знаете, что при определённых условиях газы могут стать проводниками тока.

Поскольку молекулы газа электрически нейтральны, то для того, чтобы газ стал проводником электрического тока, необходимо каким-либо способом получить некоторое число свободных электрических зарядов: электронов и положительных ионов.

Создать свободные электрические заряды в газе можно разными способами. Достаточно, например, в промежуток между металлическими дисками внести пламя спиртовки, как стрелка гальванометра, которая до этого стояла на нулевом делении, отклонится, что свидетельствует о прохождении электрического тока по цепи.

Чтобы электрический ток не прекращался, нужно поддерживать электрическое поле, для чего служат источники тока, или генераторы. Они могут быть различны, но во всех них совершается работа по разделению положительно и отрицательно заряженных частиц. Эти разделённые частицы накапливаются на полюсах источника тока. Соответственно, один полюс заряжается положительно, а другой — отрицательно.

Между полюсами источника образуется электрическое поле, и если соединить их проводником, то поле возникнет и в проводнике. Под действием этого поля свободные электроны, находящиеся в проводнике, начнут направленно двигаться под действием этого поля, и в проводнике возникнет электрический ток.

Таким образом, в любом источнике тока в процессе работы по разделению зарядов совершается работа. При этом различные виды энергии (а это может быть, например, механическая, химическая или внутренняя энергия) превращаются в электрическую.

Например, превращение механической энергии в электрическую происходит в электрофорной машине. При вращении рукоятки машины приходят в движение её пластмассовые диски, находящиеся на небольшом расстоянии друг от друга.Вращаясь в противоположные стороны, диски электризуют друг друга. Пластинки из фольги, нанесённые на диски, соприкасаются с металлическими щётками электрофорной машины, которые и передают заряд на шары. Происходит непрерывное разделение зарядов, в результате которого один из шаров электрофорной машины заряжается положительно, другой — отрицательно.

Чтобы в этом убедиться, достаточно сблизить шары и между ними проскочит искра, то есть потечёт электрический ток.

Превращение внутренней энергии в электрическую можно наблюдать на следующем опыте. Если нагреть место соединения двух проволок, изготовленных из различных металлов, то прибор зафиксирует электрический ток.

Такой источник тока называют термоэлементом или термопарой.

В гальваническом элементе (в батарейке) заряды разделяются при химических реакциях. Выделяющаяся при этих реакциях внутренняя энергия превращается в электрическую.

Рассмотрим более подробно устройство гальванического элемента и аккумулятора, которые явились одними из первых источников тока и используются в настоящее время.

Своё название эти источники тока получили в честь итальянского медика, профессора анатомии Луиджи Гальвани.

История физики знает немало открытий, возникших по воле случая. Ярким образцом подобного открытия является опыт ГальвАни. Учёный исследовал нервную систему лягушки при работающей рядом электрофорной машине. Совершенно случайно коснувшись остриём скальпеля нервов препарированной лягушки, он обнаружил сокращение мышц её лапки тогда, когда в электрофорной машине проскакивала искра.

Явление было столь необычным и неожиданным, а причины — столь непонятными, что, как писал Гальвани, он «зажёгся невероятным усердием и страстным желанием исследовать это явление и вынести на свет то, что было в нём скрытого».

Учёный провёл огромное число различных экспериментов, выдвигал самые разнообразные гипотезы. В частности, Гальвани установил, что для наблюдения этого необычного явления нужны металлы, и показал, что разные металлы дают разную степень эффекта.

Однако, будучи физиологом, а не физиком, Гальвани решил, что в теле лягушки существует особое «животное электричество».

Итальянский физик А. Вольта, изучая опыты Гальвани, пришёл к другому выводу. Он показал, что причиной сокращения мышц является не «животное электричество», а электрический ток, возникающий вследствие прикосновения металла к влажному телу лягушки, лежащей на металлической поверхности. Именно контакт двух разнородных металлов стал своеобразным источником тока.

Один из простейших гальванических элементов — элемент Вольта — состоит из соединённых между собой колец цинка, меди и сукна, пропитанного кислотой.

В результате взаимодействия металлов с кислотой медная пластина становится положительно заряженной, а цинковая — отрицательно заряженной. Между этими заряженными пластинами, которые называют электродами, возникает электрическое поле. Если соединить электроды проводником, то в нём возникнет электрический ток.

Вольтов столб

Отличительной особенностью всех гальванических элементов является то, что при их работе расходуются электроды и раствор. Поэтому через некоторое время они приходят в негодность и их необходимо заменять новыми. С этой особенностью электрических батареек вы наверняка сталкивались в своей практике.

Аккумуляторы — другой тип источника тока. Одним из достоинств аккумулятора является то, что в них не расходуются электроды, благодаря обратимости внутренних химических процессов.

Для того чтобы аккумулятор стал источником тока, его сначала заряжают, пропуская через него ток от какого-нибудь другого источника тока. После того как аккумулятор зарядится, его используют уже в качестве самостоятельного источника.

Также в настоящее время в качестве источников тока всё чаще используют солнечные батареи, в которых энергия излучения Солнца преобразуется в электрическую энергию.

В основе этого процесса лежит явление фотоэффекта. Его суть заключается в том, что при освещении некоторых веществ светом, в них наблюдается потеря отрицательного электрического заряда.

Иными словами, под действием света в веществе возникает электрический ток, который затем и аккумулируется в солнечных батареях.

Электрический ток. Источники электрического тока

В современном мире электричество используется повсеместно: почти все помещения освещаются с помощью электричества, подавляющее большинство техники и приборов тоже работают, используя электроэнергию.

Электрический ток — это упорядоченное движение заряженных частиц. На прошлом уроке мы узнали, что есть класс тел, называемых проводниками — это тела, проводящие ток. Однако, если тело является проводником, это ещё не значит, что в нем постоянно присутствует электрический ток. Рассмотрим в деталях, каким способом можно использовать проводники.

Во-первых, чтобы получить ток, нужно заставить заряженные частицы двигаться в конкретном направлении. Как мы помним, на заряженные частицы влияет электрическое поле. Значит, для получения электрического тока в проводнике, необходимо создать в нём электрическое поле.

Поскольку поле будет одинаково влиять на одинаковые частицы, возникнет упорядоченное движение этих частиц. Это поле должно поддерживаться неким источником, в котором положительные и отрицательные частицы разделены и сосредоточены на разных полюсах. Полюсами называют места, к которым присоединяют проводники.

Поскольку заряды разного рода притягиваются, в проводнике возникнет электрический ток. Источники тока совершают работу, а, значит, потребляют какого-либо рода энергию для преобразования её в электрическую энергию. Например, гидроэлектростанция превращает механическую энергию течения воды в электроэнергию.

Сооружается плотина и водохранилище, из которого вода под действием силы притяжения течет вниз, вращая гидротурбину. К гидротурбине присоединён электрогенератор, который и вырабатывает электроэнергию. После, эта энергия передаётся на трансформаторную подстанцию с распределительным устройством, откуда энергия поступает к потребителям.

Однако, источники тока могут использовать внутреннюю энергию тел для получения электрической. Мы уже знаем, что такое ионы: это атомы, в которых число электронов не равно числу протонов. Такие атомы могут появляться в результате химических реакций. На этом основан принцип действия простейших аккумуляторов.

В аккумуляторе есть две свинцовые пластины, соединённые проводником и помещённые в кислотный раствор. Через аккумулятор пропускают электрический ток, и в результате химических реакций, одна пластина становится положительно заряженной, а другая — отрицательно заряженной. Теперь аккумулятор сам стал источником тока и будет им являться, пока не разрядится. Самый очевидный пример использования аккумулятора — это использование его в автомобиле.

Аккумуляторы используются для мобильных устройств, которые не имеют возможности постоянного подключения к сети. Это может быть мобильный телефон, ноутбук, фонарик, электронная книга, плеер, радиопередатчик, искусственный спутник Земли и т.д.

Электрический ток. Источники электрического тока

Урок в 8 классе

Тема урока « Электрический ток. Источники электрического тока»

Составитель: Богоякова И.А. – учитель физики МБОУ Кызласовская средняя общеобразовательная школа им. Р. А. Кызласова

Цели урока:

Образовательная

Дать понятие электрического тока;

Выяснить условия длительного существования электрического тока в проводнике;

Рассмотреть принципы действия источника тока

Проверить усвоение изученного материала.

Развивающая:

Развивать интеллектуальные умения учащихся (наблюдать, сравнивать, применять ранее усвоенные знания в новой ситуации, размышлять, анализировать, делать выводы)

Воспитательная:

Способствовать формированию ответственности, самостоятельности;

Формировать познавательный интерес к физике и учебе в целом.

Воспитывать позитивное отношение к интеллектуальным достижениям одноклассников.

Планируемые результаты

Предметные: Знать/понимать смысл понятий: электрический ток, источники тока; уметь применять полученные знания при решении задач

Личностные: критичность мышления, выстраивать аргументацию, приводить примеры, способность к самооценке на основе критерия успешности

Познавательные: осуществлять выбор наиболее эффективных способов решения задач в зависимости от конкретных условий

Коммуникативные: учитывать разные мнения и стремиться к координации различных позиций в сотрудничестве

Регулятивные: самостоятельно ставить новые учебные цели и задачи

Обеспечение урока: мультимедиапроектор, компьютер, презентация к уроку, карточки.

Тип урока: Урок изучения нового материала с первичным закреплением новых знаний.

Методы урока: словесные, наглядные, практические.

Технологии, применяемые при организации учебной деятельности: индивидуальная, коллективная, групповая, технология дифференцированного обучения, технология компьютерного урока, здоровьесберегающие технологии.

Виды учебной деятельности: творческий, исследовательский, частично — поисковый, эвристический, репродуктивный.

Оборудование: металлическая трубка, эбонитовая палочка, легкий шарик, электрофорная машина, термоэлемент, спиртовка, два гальванометра, фотоэлемент, лампа на подставке, гальванический элемент, батарея гальванических элементов, аккумулятор (таблица).

Организационный момент

Настрой обучающихся на учебную деятельность

Поздороваться с обучающимися и настроить их на рабочий лад.

«Человек стремится только к тому, что не знает,

знания побеждают всякий страх».

Представить ученикам в краткой форме задачи урока.

Сегодня мы продолжим изучение раздела « Электрические явления»

Слово «электричество», «электрический ток» прочно вошли в нашу жизнь. Мы настолько привыкли к тому, что нас окружают электроприборы и электрические явления, что порой не замечаем, какую огромную роль они играют в нашей жизни.

Отгадайте ребус (ответ – ток)

hello_html_m2763036a.jpg

Фронтальная

Слушают, читают, отвечают на вопрос.

1 мин.

1 мин.

2.

Проверка домашнего задания

№ 1218(устно), 1219(устно) , 1220 (на доске), 1224(устно)

(Сборник задач по физике. 7 – 9 кл.Лукашик В.И., Е.В. Иванова)

фронтальная и индивидуальная

проверяют задачи.

поисковый.

3 мин.

3.

Самостоятельная работа

1-й вариант.

Заполните пропуски в тексте:

1. В центре атома находится … .

2. Вокруг ядра движутся ……..… ,они имеют ………… заряд.

3. Ядро состоит из ………… и …………….. .

4. Протоны имеют ……….……… заряд, а нейтроны

5. У электрически нейтрального атома заряд ядра ………….. заряду электронов.

6. Известно, что в состав атома лития входят 3 протона. Сколько всего частиц в атоме лития? Назовите их.

2-й вариант

1. Чем отличается наэлектризованное тело от не наэлектризованного с точки зрения его внутреннего строения?

2. Определите заряд тел (рис. 1).

hello_html_m2bc6789e.gif

3.Атомы различных химических элементов отличаются друг от друга числом ……

4. Атомы, потерявшие один или несколько электронов называются…..

5.Главной характеристикой химического элемента является число … в ядре.

6.В ядре атома натрия 23 частицы, из низ 12 нейтронов и …. протонов.

индивидуальная

репродуктивный,

частично — поисковый

выполняют самостоятельную работу .

4 мин.

4.

Актуализация опорных знаний (устно)

Ответьте на вопросы:

1.Что такое электризация тел?

2.Как можно наэлектризовать тело?

3.Назовите два рода зарядов. Как взаимодействуют тела, имеющие электрические заряды?

4.Что такое проводники и непроводники электричества?

5.Какие металлы проводят электричество?

6.Под действием чего движутся свободные электроны в металлах?

7.Какие заряженные частицы вы знаете?

8.Что такое энергия?

9.Какие виды энергии вы знаете?

10.Какой энергией обладает движущийся автомобиль? Летящий самолет? Нагретая батарея?

фронтальная

репродуктивный

5 мин.

5.

Минута расслабления

https://xmusik.me/q/l_i8z7Xt5cmR-Yrttv_n06vcc6Datvu9w7f8pd2I6mKfuZ39tIqq2Oj-m8eFxr_zpOm45w/

фронтальная

2 мин.

6.

Изучение нового материала

а) Постановка проблемы

б) Осмысление

Демонстрация видео «Молния». https://www.youtube.com/watch?v=vNuHllbmtCU

Молния — это величественное и грозное явление природы, невольно вызывающее у нас чувство страха. А откуда берётся страх?

Ответ: от не знания.

Представьте себе на минуту, что отключили электричество в наших домах. Что было бы? Каковы последствия этого события?

 Если отключат электричество, то погаснет свет, не сможем посмотреть телевизор, не будут работать компьютеры, холодильники, все электроприборы, останемся без воды и тепла, так как насосы, качающие воду, работают на электричестве, не смогли бы подзарядить сотовые телефоны.

 Делаем вывод: электричество играет огромную роль в нашей жизни, поэтому важно знать, что это такое. Цель сегодняшнего урока: выяснить, что такое электрический ток и какие условия необходимы для его существования.

Тема сегодняшнего урока: «Электрический ток. Источники электрического тока».

фронтальная

эвристический

Записывают тему урока в тетради.

6 мин.

7.

в) Получение теоретических знаний

в) Электрический ток в природе

1. http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/669ba06a-e921-11dc-95ff-0800200c9a66/3_8.swf

Заряженные частицы движутся под действием электрического поля.

Итак, электрический ток – это упорядоченное (направленное) движение заряженных частиц, под действием электрического поля.

Условия существования тока. Для того, чтобы ток в цепи существовал долго, необходимо создать электрическое поле и постоянно поддерживать его. Для этого используются специальные устройства, называемые источниками тока.

Изобразим все в виде схемы:

1. Условия существования тока = свободные заряженные частицы + электрическое поле + замкнутая электрическая цепь.

Электрическое поле Источник тока

2. Демонстрация опытов по рисункам учебника. В каждом случае решаем вопрос о превращении энергии.

а) Действие электрофорной машины.

Разделение зарядов происходит за счет механической энергии. При вращении дисков происходит трение щеток о диск, что приводит к разделению зарядов. В результате один электрод машины заряжается положительно, а другой отрицательно. Если приблизить электроды машины, то возникает кратковременный ток в виде электрического разряда в воздухе.

Для того, чтобы ток протекал постоянно, необходимо непрерывно вращать ручку электрофорной машины. Конечно, таким образом создавать электрический ток длительное время невозможно.

б) Действие термоэлемента.

Если две проволоки, изготовленные из разных металлов, спаять, затем нагреть место спая, то по цепи потечет электрический ток. Разделение зарядов происходит за счет изменения внутренней энергии веществ.

в) Действие фотоэлемента.

Если такие вещества, как кремний, селен, оксид меди осветить, то в цепи возникает электрический ток. Это явление называется фотоэффектом. Световая энергия превращается в электрическую.

г) Гальванический элемент

Внутри гальванического элемента непрерывно идет химическая реакция, в результате которой происходит разделение зарядов. В результате один электрод становится положительно заряженным, а другой отрицательно заряженным. Электроды находятся в электролите, с которым они взаимодействуют в ходе химической реакции. Сверху все это герметизируется.

Выделим основные части любого гальванического элемента:

  1. Положительный электрод.

  2. Отрицательный электрод.

  3. Электролит.

  4. Герметик.

В гальваническом элементе Вольта положительный электрод – медная пластина, отрицательный электрод – цинковая пластина, электролит – раствор серной кислоты, герметик – смола. В древней батарейке из Ирака положительный электрод – железный стержень, отрицательный электрод – медный цилиндр, электролит – уксус, герметик – смола. Как видим в обоих элементах электролит жидкий. Это очень неудобно: представьте себе, что мы в наручных часах или в мобильном телефоне носим банку с серной кислотой, которая при неудачном ударе может разбиться. Поэтому в современных элементах электролит не жидкий, а в виде пасты или густого клейстера. Такие батарейки называют сухими.

2 Работа с учебником

Ответьте на вопросы:

  1. Существуют ли химические источники тока многоразового действия? (Да. Это аккумуляторы, от латинского слова аккумуляторе — накоплять).

  2. Что представляет простейший аккумулятор? (Простейший аккумулятор – это две свинцовые пластины, помещенные в раствор серной кислоты. Чтобы аккумулятор был источником тока, надо зарядить от какого – то другого источника постоянного тока. При прохождении тока между пластинами и кислотой происходит химическая реакция. При этом один электрод становится положительно заряженным, а второй — отрицательно заряженным).

  3. Какие виды аккумуляторов бывают? (Аккумуляторы бывают двух видов:

  1. Кислотные (свинцовые) — свинцовая пластина в растворе серной кислоты:

  2. Щелочные (железно — никелевые) – одна пластина из спрессованного железного порошка, вторая – из пероксида никеля. Помещены в раствор щелочи.)

.

Приготовить доклады к следующему уроку.

Фронтальная

Фронтальная

Слушают, делают записи в тетрадях

5 мин.

6 мин.

5 мин

8.

Закрепление.

1. Что такое электрический ток?

А. Движение частиц.

Б. Движение ионов.

В. Упорядоченное (направленное) движение ионов.

Г. Упорядоченное движение электронов.

Д. Упорядоченное движение частиц.

2.Что может заставить заряженные частицы упорядоченно двигаться? (Электрическое поле)

3. Каким устройством может создаваться и длительное время поддерживаться электрическое поле в проводнике?

А. Электроном.

Б. Источником электричества.

В. Источником тока.

Г. Такого устройства не существует.

Д. Среди ответов А-Г нет правильного.

4. Какие из перечисленных устройств являются источником электрического тока?

1. Гальванический элемент. 2. Батарея конденсаторов. 3. Фотоэлемент.

А. Только 1.

Б. Только 2.

В. Только 3.

Г. 1 и 2.

Индивидуальная с последующей проверкой.

4 мин.

9.

Подведение итогов урока.

— Оценивание. Вывести оценки на интерактивной доске.

— Рефлексия (вопросы на доске).

За что ты можешь себя похвалить

Что тебе удалось на уроке?

фронтальная

2 мин.

10.

Домашнее задание

Приготовить доклады на тему «Электрический ток в природе»

П.32 , Задание 6

Частично – поисковый,

творческий

1мин.

Ресурсы:

1.http://fiz.do.am/index/rebusy_po_fizike_1/0-262

2. https://www.youtube.com/watch?v=vNuHllbmtCU

3. http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/669ba06a-e921-11dc-95ff-0800200c9a66/3_8.swf

4. http://dist-tutor.info/mod/resource/view.php?id=40665

5.http://easyen.ru/load/nachalnykh/fizminutki_na_urokakh/relaksacija_4_stikhii/319-1-0-13558

6. А.В. Пёрышкин. Физика 8, Москва. Издательство « Дрофа» 2015 г.

История изобретения гальванического элемента

Важнейшим шагом вперед в развитии учения об электрических и магнитных явлениях было изобретение первого источника постоянного тока — гальванического элемента. История этого изобретения начинается с работ итальянского врача Луиджи Гальвани (1737-1798), относящихся к концу xviii в.

Гальвани интересовался физиологическим действием электрического разряда. Начиная с 80-х гг. xviii столетия, он предпринял ряд опытов для выяснения действия электрического разряда на мускулы препарированной лягушки. Однажды он обнаружил, что при проскакивании искры в электрической машине или при разряде лейденской банки мускулы лягушки сокращались, если к ним в это время прикасались металлическим скальпелем.
hello_html_m4155802e.jpg3аинтересовавшись наблюдаемым эффектом, Гальвани решил проверить, не будет ли оказывать такое же действие на лапки лягушки атмосферное электричество. Действительно, соединив один конец нерва лапки лягушки проводником с изолированным шестом, выставленным на крыше, а другой конец нерва с землей, он заметил, что во время грозы время от времени происходило сокращение мускулов лягушки.

Для подтверждения этого вывода Гальвани проделал подобный опыт в комнате. Он взял лягушку, у которой спинной нерв был соединен с медным крюком, и положил ее на железную дощечку. Оказалось, что когда медный крючок касался железа, то происходило сокращение мускулов лягушки.

Гальвани решил, что открыл «животное электричество», т. е. электричество, которое вырабатывается в организме лягушки. При замыкании нерва лягушки посредством медного крюка и железной дощечки образуется замкнутая цепь, по которой пробегает электрический заряд (электрическая жидкость или материя), что и вызывает сокращение мускулов.

Открытием Гальвани заинтересовались и физики и врачи. Среди физиков был соотечественник Гальвани Алессандро Вольта. (1745 — 1827). Вольта повторил опыты Гальвани, а затем решил проверить, как будут себя вести мускулы лягушки, если через них пропустить не («животное электричество»), а электричество, полученное каким-либо из известных способов. При этом он обнаружил, что мускулы лягушки так же сокращались, как и в опыте Гальвани.

Проделав такого рода исследования, Вольта пришел к выводу, что лягушка является только («прибором»), регистрирующим протекание электричества, что никакого особого «животного электричества» не существует.

Почему же все-таки в опыте Гальвани мускулы лягушки регистрируютпротекание электрического разряда? Что является в данном случае источником электричества? Вольта предположил, что причиной электричества является контакт двух различных металлов.

hello_html_49213f8c.pngАлессандро Вольта, познакомившись с работами Луиджи Гальвани и повторив их, заметил, что лапка лягушки начинала двигаться лишь тогда, когда к ней прикасались двумя разными металлами.
Тогда Вольта решил проверить подобное действие на себе. Он взял две монеты, сделанные из разных металлов, и положил их в рот: одну монету на язык, другую — под него. Соединив монеты тонкой проволокой, Вольта почувствовал кисловатый вкус, т. е. в монетах возникал электрический ток. Вольта продолжил опыт. Он положил друг на друга попеременно цинковые и серебряные кружочки, проложив между ними бумагу,

смоченную солёной водой,  и заметил, что если соединить верхнюю и нижнюю часть этого устройства проволокой, то по ней будет протекать электрический ток.
hello_html_7910fe5f.jpg

Тема № 4. Общие вопросы электротехники

ОПРЕДЕЛЕНИЕ И ЗНАЧЕНИЕ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ.

Электротехника — это область науки и техники, изучающая электрические и магнитные явления и их использование в практических целях.

Электротехника является одной из важнейших общепрофессиональных дисциплин, формирующих у слушателей практические умения использования законов теории электрических цепей при решении конкретных технических задач, и знакомит слушателей с конкретными примерами широкого использования различных приёмов идеализации изучаемых явлений и процессов, неизбежных при расчёте и анализе сложных систем передачи информации, измерения, контроля и автоматического управления.

Для успешного изучения электротехники необходимы знания современных физических представлений об электромагнитных явлениях и электрическом токе в различных средах. Основы методов расчета электрических цепей базируются на знаниях соответствующих разделов высшей математики при широком использовании вычислительной техники.

Цели и задачи дисциплины:

— формирование чётких представлений о фундаментальных положениях электротехники, основанных на законах электричества и магнетизма и определяющих важнейшие свойства и методы анализа и расчёта линейных и нелинейных электрических цепей;

— обучение основам аналитических и численных методов расчёта и анализа схем замещения линейных электрических цепей с источниками постоянного, синусоидального и импульсного токов и напряжений в установившихся и переходных режимах;

— ознакомление с особенностями и методами анализа и расчёта схем замещения электрических цепей, содержащих линейные элементы;

— обучение основам аналитических и численных методов расчёта и анализа схем замещения линейных электрических цепей с источниками постоянного, синусоидального и импульсного токов и напряжений в установившихся и переходных режимах;

— ознакомление с особенностями и методами анализа и расчёта схем замещения электрических цепей, содержащих линейные элементы;

— оптимизация условий достижения целей преподавания дисциплины, основанная на учёте кадрового потенциала, материального обеспечения, опыта и традиций обеспечивающей кафедры и уровня математической и физической подготовки студентов.

— выявление важнейших свойств и характеристик электрических цепей и электромагнитных устройств, развитие навыков измерения электрических величин, обработки экспериментальных результатов и их анализа.

Задачами являются:

— изучение общих основ электротехники, формирование чётких представлений о фундаментальных положениях электротехники, основанных на законах электричества и магнетизма и определяющих важнейшие свойства и методы анализа и расчёта линейных и нелинейных электрических цепей.

Впервые явления, ныне называемые электрическими, были замечены в древнем Китае, Индии, а позднее в древней Греции. Сохранившиеся предания гласят, что древнегреческому философу Фалесу Милетскому (640-550 гг. до н. э.) было уже известно свойство янтаря, натертого мехом или шерстью, притягивать обрывки бумаги, пушинки и другие легкие тела. От греческого названия янтаря — «электрон» — явление это позднее получило наименование электризации.

На протяжении многих столетий, электрические явления считались проявлениями божественной силы, пока в 17в. ученые не подошли вплотную к изучению электричества. Кулон, Гильберт, Отто фон Герике, Мушенбрек, Франклин, Эрстед, Араго, Ломоносов, Луиджи Гальвани, Алессандро Вольта – вот далеко не полный список ученых занимавшихся проблемами электричества.

Открытия Эрстеда, Араго, Ампера заинтересовали гениального английского физика Майкла Фарадея и побудили его заняться всем кругом вопросов о превращении электрической и магнитной энергии в механическую. Другой английский физик Джеймс Клерк (Кларк) Максвелл 1873 году издал капитальный двухтомный труд «Трактат об электричестве и магнетизме», который объединил понятия электричество, магнетизм и электромагнитное поле. С этого момента началась эра активного использования электрической энергии в повседневной жизни.

Возникновению электротехники предшествовал длительный период накопления знаний об электричестве и магнетизме, в течение которого были сделаны лишь отдельные попытки применения электричества в медицине, а также для передачи сигналов. В XVII-XVIII вв. исследованию природы электрических явлений были посвящены труды М. В. Ломоносова, Г. В. Рихмана, Б. Франклина, Ш. О. Кулона, и др.

Для становления электротехники решающее значение имело появление первого источника непрерывного тока — вольтова столба(А. Вольта, 1800), а затем более совершенных гальванических элементов, что позволило в 1-й трети XIX в. провести многочисленные исследования химических, тепловых, световых и магнитных явлений, вызываемых электрическим током(труды В. В. Петрова, X. К. Эрстеда, Д. Ф. Араго, М. Фарадея, Дж. Генри, А. М. Ампера, Г. С. Ома и др.). В этот период были заложены основы электродинамики, открыт важнейший закон электрической цепи — Ома закон.

Среди попыток практического использования результатов этих достижений наиболее значительными были работы в телеграфии (электромагнитный телеграф П. Л. Шиллинга,1832), в военном деле (гальваноударные морские мины Б. С. Якоби, 1840-е гг.). Открытие электромагнитной индукции (1831-32) предопределило появление электрических машин — двигателей и генераторов.

Поскольку все первые потребители электроэнергии использовали постоянный ток (как наиболее изученный), первые электрические машины были постоянного тока машинами. Исторически электродвигатели стали создаваться раньше электромашинных генераторов, т. к. в 1-й трети XIX в. гальванические элементы как источники тока к большей или меньшей мере удовлетворяли требованиям практики.

Период совершенствования конструкции электродвигателя — от лабораторных приборов, демонстрировавших возможность превращения электрической энергии в механическую (установка Фарадея, 1821), до машин промышленного типа — охватывает приблизительно 50 лет. В первых электродвигателях подвижная часть совершала возвратно-поступательное или качательное движение, а момент на валу двигателя был пульсирующим (например, в двигателе Генри). Начиная с середины 30-х гг. XIX в. стали строиться двигатели с вращающимся якорем.

Таким электродвигателем, получившим практическое применение, был двигатель, разработанный Якоби (1834—38). Испытание этого двигателя, приводившего в движение «электрический бот», показало, с одной стороны, принципиальную возможность его практического применения, а с другой — необходимость создания более экономичного по сравнению с гальваническими элементами источника электроэнергии. Таким источником стал электромашинный генератор, прообразом которого была униполярная машина Фарадея (1831).

Первыми практически пригодными электромашинными генераторами были магнитоэлектрические генераторы, в которых магнитное поле создавалось постоянными магнитами, а якорями служили массивные индуктивные катушки (Якоби, 1842). В 1851 немецкий учёный В. Зинстеден предложил заменить постоянные магниты электромагнитами, катушки которых питались от самостоятельных магнитоэлектрических генераторов.

Дальнейшее совершенствование конструкции электромашинного генератора связано с использованием для возбуждения обмотки электромагнита тока самого генератора. Промышленное производство генераторов было начато в 1870 в Париже после того, как З. Т. Грамм впервые применил в генераторе с самовозбуждением кольцевой шихтованный якорь, принципиальная конструкция которого была предложена для электродвигателя в 1860 А. Пачинотти. Генератор Грамма работал не только в генераторном, но и в двигательном режиме, что положило начало практическому внедрению принципа обратимости электрических машин (открытому Э. X. Ленцем, 1832-38) и позволило значительно расширить область использования электрических машин.

Последующее совершенствование машин постоянного тока шло по пути улучшения их конструктивных элементов — замена кольцевого якоря барабанным (Ф. Хёфнер-Альтенек, 1873), усовершенствование шихтованных якорей (американский изобретатель Х. Максим, 1880), введение компенсационной обмотки (1884), дополнительных полюсов (1885) и др. К 80-м гг. XIX в. электрические машины постоянного тока приобрели основные конструктивные черты современных машин. Их совершенствованию способствовало открытие закона о направлении индукционных токов, обнаружение и исследование противоэдс (Якоби, 1840) и реакции якоря (Ленц, 1847), разработка методов расчёта электрических цепей (Г. Р. Кирхгоф, 1847) и магнитных цепей ( английский учёный Дж. Гопкинсон, нач. 80-х гг.), изучение магнитных свойств железа (А. Г. Столетов, 1871) и др. К концу 70-х гг. относятся работы Дж. К. Максвелла, сформулировавшего уравнения , являющиеся основой современного учения об электромагнитном поле.

Создание надёжных источников тока сделало возможным удовлетворение возросших потребностей в электрической энергии для практических целей. Дальнейшее развитие электротехники связано с возникновением электротехнической промышленности и массовым распространением электрического освещения, которое в 50-70-х гг. XIX в. заменило газовое. Идея применения электрической энергии для освещения была высказана Петровым в 1802 после открытия дуги электрической. Первыми электрическими источниками света были разнообразные дуговые угольные лампы, среди которых наиболее дешёвой и простой была «свеча Яблочкова» (П. Н. Яблочков, 1876). В 1870-75 А. Н. Лодыгин разработал несколько типов ламп накаливания, усовершенствованных позднее Т. А. Эдисоном и получивших преимущественное распространение к 90 м гг. XIX в. Достижения в создании и применении электрических источников света оказали существенное влияние на становление и развитие светотехники. С распространением электрического освещения связано создание электроэнергетических систем. Уже в первых осветительных устройствах Яблочкова имелись все основные элементы энергосистем: первичный двигатель,

генератор, линия электропередачи, трансформатор, приёмник энергии. Начало применению электроэнергии для технологических целей положили ещё работы Якоби (1838), предложившего использовать электрический ток для получения металлических копий и для нанесения металлических покрытий.

Но расширение области практического использования электрической энергии стало возможно лишь в 70-80-е гг. XIX в. с решением проблемы передачи электроэнергии на расстояние. В 1874 Ф. А. Пироцкий пришёл к выводу об экономической целесообразности производства электроэнергии в местах, где имеются дешёвые топливные или гидроэнергетические ресурсы, с последующей передачей её к потребителю. В 1880-81 Д. А. Лачинов и М. Депре независимо друг от друга предложили для уменьшения потерь электроэнергии в линии электропередачи (ЛЭП) использовать ток высокого напряжения. Первая линия электропередачи на постоянном токе была построена Депре в 1882 между городами Мисбахом и Мюнхеном (длина линии 57 км, напряжение в ней 1.5-2 кв). Однако попытки осуществить электропередачу на постоянном токе оказались неэффективными, т. к., с одной стороны, технические возможности получения постоянного тока высокого напряжения были ограничены, а с другой — было затруднено его потребление.

Поэтому наряду с использованием для передачи электроэнергии постоянного тока велись работы по применению в тех же целях однофазного переменного тока, напряжение которого можно было изменять (повышать и понижать) с помощью однофазного трансформатора. Создание промышленного типа такого трансформатора ( О. Блати, М. Дери, К. Циперновский, 1885, и др.) по существу решило проблему передачи электроэнергии. Однако широкое распространение однофазного переменного тока в промышленности было невозможно из-за того, что однофазные электродвигатели не удовлетворяли требованиям промышленного электропривода, и поэтому применение однофазного переменного тока ограничивалось лишь установками электрического освещения.

В 70-80-е гг. XIXв. электроэнергию начали использовать в технологических процессах: при получении алюминия, меди, цинка, высококачественных сталей: для резки и сварки металлов; упрочнения деталей при термической обработке и т. д. В 1878 Сименс создал промышленную конструкцию электроплавильной печи. Методы дуговой электросварки были предложены Н. Н. Бенардосом (1885) и Н. Г. Славяновым (1891).

К концу 70-х гг. относятся также первые попытки использования электроэнергии на транспорте, когда Пироцкий провёл испытания вагона, на котором был установлен электрический тяговый двигатель. В 1879 Сименс построил опытную электрическую дорогу в Берлине. В 80-е гг. трамвайные линии были открыты во многих городах Западной Европы, а затем в Америке (США). В России первый трамвай был пущен в Киеве в 1892. В 90-е гг. электрическая тяга была применена и на подземных железных дорогах (в 1890 в Лондонском метрополитене, в 1896 — в Будапештском), а затем на магистральных железных дорогах.

В конце XIX в. промышленное использование электроэнергии превратилось в важнейшую комплексную технико-экономическую проблему — наряду с экономичной электропередачей необходимо было иметь электродвигатель, удовлетворяющий требованиям электропривода. Решение этой проблемы стало возможным после создания многофазных, в частности трёхфазных, систем переменного тока. Над этой проблемой работали многие инженеры и учёные , но комплексное решение предложил в конце 80-х гг. М. О. Доливо-Добровольский, который разработал ряд промышленных конструкций трёхфазных асинхронных двигателей, трёхфазных трансформаторов, и в 1891 построил трёхфазную линию электропередачи Лауфен — Франкфурт (длина линии 170 км).

Электричество — понятие, выражающее свойства и явления, обусловленные структурой физических тел и процессов, сущностью которой является движение и взаимодействие микроскопических заряженных частиц вещества (электронов, ионов, молекул, их комплексов и т. п.).

Гильберт впервые обнаружил, что свойства электризации присущи не только янтарю, но и алмазу, сере, смоле. Он заметил также, что некоторые тела,

например металлы, камни, кость, не электризуются, и разделил все тела, встречающиеся в природе, электризуемые и неэлектризуемые. Обратив особое внимание на первые, он производил опыты по изучению их свойств.

В 1650 году известный немецкий ученый, бургомистр города Магдебурга, изобретатель воздушного насоса Отто фон Герике построил специальную «электрическую машину», представлявшую шар из серы величиной с детскую голову, насаженный на ось.

Если при вращении шара его натирали ладонями рук, он вскоре приобретал свойство притягивать и отталкивать легкие тела. На протяжении нескольких столетий машину Герике значительно усовершенствовали англичанин Хоксби, немецкие ученые Бозе, Винклер и другие. Опыты с этими машинами привели к ряду важных открытий:

в 1707 году французский физик дю Фей обнаружил различие между электричеством, получаемым от трения стеклянного шара и получаемым от трения крута из древесной смолы;

в 1729 году англичане Грей и Уилер обнаружили способность некоторых тел проводить электричество и впервые указали на то, что все тела можно разделить на проводники и непроводники электричества.

Но значительно более важное открытие было описано в 1729 году Мушенбреком — профессором математики и философии в городе Лейдене. Он обнаружил, что стеклянная банка, оклеенная с обеих сторон оловянной фольгой (листочками станиоля), способна накапливать электричество. Заряженное до определенного потенциала (понятие о котором появилось значительно позднее), это устройство могло быть разряжено со значительным эффектом — большой искрой, производившей сильный треск, подобный разряду молнии, и оказывавшей физиологические действия при прикосновении рук к обкладкам банки. От названия города, где производились опыты, прибор, созданный Мушенбреком, был назван лейденской банкой.

Исследования ее свойств производились в различных странах и вызвали появление множества теорий, пытавшихся объяснить обнаруженное явление конденсации заряда. Одна из теорий этого явления была дана, выдающимся американским ученым и общественным деятелем Бенджамином Франклином, который указал на существование положительного и отрицательного электричества. С точки зрения этой теории Франклин объяснил процесс заряда и разряда лейденской банки и доказал, что ее обкладки можно произвольно электризовать разными по знаку электрическими зарядами.

Франклин, как и русские ученые М. В. Ломоносов и Г. Рихман, уделил немало внимания изучению атмосферного электричества, грозового разряда (молнии). Как известно, Рихман погиб, производя опыт по изучению молнии. В 1752 году Бенджамином Франклином изобретен молниеотвод. Молниеотвод (в быту также употребляется более благозвучное «громоотвод») — устройство, устанавливаемое на зданиях и сооружениях и служащее для защиты от удара молнии. Состоит из трёх связанных между собой частей:

молниеприёмник — служит для приёма разряда молнии и располагается в зоне возможного контакта с каналом молнии; в зависимости от защищаемого объекта может представлять собой металлический штырь, сеть из проводящего материала или металлический трос, натянутый над защищаемым объектом заземляющий проводник или токоотвод — проводник, служащий для отвода заряда от молниеприёмника к заземлителю; обычно представляет собой провод достаточно большого сечения заземлитель — проводник или несколько соединённых между собой проводников, находящихся в соприкосновении с грунтом; обычно представляет собой металлическую плиту, заглублённую в грунт.

В 1785 году Ш. Кулоном открыт основной закон электростатики. На основании многочисленных опытов Кулон установил следующий закон:

Сила взаимодействия неподвижных зарядов, находящихся в вакууме, прямо пропорциональна произведению модулей зарядов и обратно пропорциональны квадрату расстояния между ними.

В 1799 год Создан первый источник электрического тока — гальванический элемент и батарея элементов. Гальванический элемент (химический источник тока) – устройство, которое позволяет превращать энергию химической реакции в электрическую работу. По принципу работы различают первичные (разовые), вторичные (аккумуляторы) и топливные элементы. Гальванический элемент состоит из ионпроводящего электролита и двух разнородных электродов (полуэлементов), процессы окисления и восстановления в гальваническом элементе пространственно разделены. Положительный полюс гальванического элемента называется катодом, отрицательный — анодом. Электроны выходят из элемента через анод и движутся во внешней цепи к катоду.

Работы русских академиков Эпинуса, Крафта и других выявили целый ряд весьма важных свойств электрического заряда, но все они изучали электричество в состоянии неподвижном или мгновенный раз ряд его, то есть свойства статического электричества. Движение его проявлялось лишь в форме разряда. Об электрическом токе, то есть о непрерывном движении электричества, еще ничего не было известно.

Одним из первых глубоко исследовал свойства электрического тока в 1801 -1802 годах петербургский академик В. В. Петров. Работы этого выдающегося ученого, построившего самую крупную в мире в те годы батарею из 4200 медных и цинковых кружков, установили возможность практического использования электрического тока для нагрева проводников. Кроме того, Петров наблюдал явление электрического разряда между концами слегка разведенных углей как в воздухе, так и в других газах и вакууме, получившее название электрической дуги. В. В. Петров не только описал открытое им явление, но и указал на возможность его использования для освещения или плавки металлов и тем самым впервые высказал мысль о практическом применении электрического тока. С этого момента и должно начинать историю электротехники как самостоятельной отрасли техники.

Опыты с электрическим током привлекали внимание многих ученых разных стран. В 1802 году итальянский ученый Романьози обнаружил отклонение магнитной стрелки под влиянием электрического тока, протекавшего по расположенному вблизи проводнику. В конце 1819 года это явление было вновь наблюдаемо датским физиком Эрстедом, который в марте 1820 года опубликовал на латинском языке брошюру под заглавием «Опыты, касающиеся действия электрического конфликта на магнитную стрелку». В этом сочинении «электрическим конфликтом» был назван электрический ток.

Едва лишь Араго продемонстрировал на заседании Парижской Академии наук опыт Эрстеда, как Ампер, повторив его, 18 сентября 1820 года, ровно через неделю, представил в академию сообщение о своих исследованиях. На следующем заседании, 25 сентября, Ампер докончил чтение доклада, в котором он изложил законы взаимодействия двух токов, протекающих по параллельно расположенным проводникам. С этого момента академия еженедельно слушала новые сообщения Ампера о его опытах, завершивших открытие и формулирование основных законов электродинамики. Одной из важнейших заслуг Ампера было то, что он впервые объединил два разобщенных ранее явления — электричество и магнетизм — одной теорией электромагнетизма и предложил рассматривать их как результат единого процесса природы.

Эта теория, встреченная современниками Ампера с большим недоверием, была весьма прогрессивной и сыграла огромную роль в правильном понимании открытых позднее явлений.

В 1827 году немецкий ученый Георг Ом открыл один из фундаментальных законов электричества, устанавливающий основные зависимости между силой тока, напряжением и сопротивлением цепи, по которой протекает электрический ток.

Вывод по вопросу: Электротехника является одной из важнейших общепрофессиональных дисциплин, формирующих у слушателей практические умения использования законов теории электрических цепей при решении конкретных технических задач.

НОРМАТИВНЫЕ ДОКУМЕНТЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ ПО УСТРОЙСТВУ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК.

Электроустановки должны монтироваться и эксплуатироваться в соответствии с Правилами устройства электроустановок (ПУЭ), Правилами эксплуатации электроустановок потребителей (ПЭЭП), Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей (ПТБ) и другими нормативными документами, под которым понимаются стандарты, строительные нормы и правила, нормы технологического проектирования, отраслевые и региональные правила пожарной безопасности и другие утверждённые в установленном порядке нормативные документы, регламентирующие требования пожарной безопасности электроустановок. При этом отраслевые и региональные правила пожарной безопасности, а так же другие утверждённые в установленном порядке нормативные документы, не должны снижать требований ПУЭ, ПЭЭП и ПТБ при эксплуатации электроустановок

Правила устройства электроустановок:

Требования Правил устройства электроустановок обязательны для всех организаций независимо от форм собственности и организационно-правовых форм, а также для физических лиц, занятых предпринимательской деятельностью без образования юридического лица. Правила устройства электроустановок (ПУЭ) распространяются на вновь сооружаемые и реконструируемые электроустановки постоянного и переменного тока напряжением до 750 кВ, в том числе на специальные электроустановки. Применяемые в электроустановках электрооборудование, электротехнические изделия и материалы должны соответствовать требованиям государственных стандартов или технических условий, утвержденных в установленном порядке. Конструкция, исполнение, способ установки, класс и характеристики изоляции применяемых машин, аппаратов, приборов и прочего электрооборудования, а также кабелей и проводов должны соответствовать параметрам сети или электроустановки, режимам работы, условиям окружающей среды и требованиям соответствующих глав ПУЭ.

Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей

Правила имеют целью обеспечить надежную, безопасную и рациональную эксплуатацию электроустановок и содержание их в исправном состоянии.

Правила распространяются на организации, независимо от форм собственности и организационно-правовых форм, индивидуальных предпринимателей и граждан — владельцев электроустановок напряжением выше 1000 В (далее — Потребители). Они включают в себя требования к Потребителям, эксплуатирующим действующие электроустановки напряжением до 220 кВ включительно. Правила не распространяются на электроустановки электрических станций, блок-станций, предприятий электрических и тепловых сетей, эксплуатируемых в соответствии с правилами технической эксплуатации электрических станций и сетей.

Межотраслевые правила по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок распространяются на работников организаций независимо от форм собственности и организационно-правовых форм и других физических лиц, занятых техническим обслуживанием электроустановок, проводящих в них оперативные переключения, организующих и выполняющих строительные, монтажные, наладочные, ремонтные работы, испытания и измерения.

Работодатель в зависимости от местных условий может предусматривать дополнительные меры безопасности труда, не противоречащие настоящим Правилам. Эти меры безопасности должны быть внесены в соответствующие инструкции по охране труда, доведены до персонала в виде распоряжений, указаний, инструктажа.

Электроустановки должны находиться в технически исправном состоянии, обеспечивающем безопасные условия труда.

Электроустановки должны быть укомплектованы испытанными, готовыми к использованию защитными средствами, а также средствами оказания первой медицинской помощи в соответствии с действующими правилами и нормами.

В организациях должен осуществляться контроль за соблюдением настоящих Правил, требований инструкций по охране труда, контроль за проведением инструктажей. Ответственность за состояние охраны труда в организации несет работодатель, который имеет право передать свои права и функции по этому вопросу руководящему работнику организации распорядительным документом

Не допускается выполнение распоряжений и заданий, противоречащих требованиям настоящих Правил.

Работники, виновные в нарушении требований настоящих Правил, привлекаются к ответственности в установленном порядке.

Вывод по вопросу: Электроустановки должны находиться в технически исправном состоянии, обеспечивающем безопасные условия труда, в соответствии всех нормативных документов.

ОСНОВНЫЕ ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ.

Каждая наука имеет свою терминологию. Запомним термины, понятия электротехники.

Электрическая цепь — это совокупность устройств, предназначенных для производства, передачи, преобразования и использования электрического тока.

Все электротехнические устройства по назначению, принципу действия и конструктивному оформлению можно разделить на три большие группы.

Источники энергии, т.е. устройства, вырабатывающие электрический ток (генераторы, термоэлементы, фотоэлементы, химические элементы).

Приемники, или нагрузка, т.е. устройства, потребляющие электрический ток (электродвигатели, электролампы, электромеханизмы и т.д.).

Проводники, а также различная коммутационная аппаратура (выключатели, реле, контакторы и т.д.).

Направленное движение электрических зарядов называют электрическим током. Электрический ток может возникать в замкнутой электрической цепи. Электрический ток, направление и величина которого неизменны, называют постоянным током и обозначают прописной буквой I.

Электрический ток, величина и направление которого не остаются постоянными, называется переменным током. Значение переменного тока в рассматриваемый момент времени называют мгновенным и обозначают строчной буквой i.

Для работы электрической цепи необходимо наличие источников энергии. В любом источнике за счет сторонних сил неэлектрического происхождения создается электродвижущая сила. На зажимах источника возникает разность потенциалов или напряжение, под воздействием которого во внешней, присоединенной к источнику части цепи, возникает электрический ток.

Различают активные и пассивные цепи, участки и элементы цепей. Активными называют электрические цепи, содержащие источники энергии, пассивными — электрические цепи, не содержащие источников энергии.

Электроустановками называется совокупность машин, аппаратов, линий и вспомогательного оборудования (вместе с сооружениями и помещениями, в которых они установлены), предназначаемых для производства, преобразования, трансформации, передачи, распределения электрической энергии и преобразования ее в другой вид энергии.

Промышленные электроустановки по функциональному назначению подразделяются на следующие виды:

генераторы – вырабатывающие электрическую энергию;

преобразователи напряжения (трансформаторы), преобразователи частоты – преобразующие электрическую энергию;

провода, кабели – передающие электрическую энергию от пунктов выработки и преобразования до электроприемников;

распределительные подстанции, узлы, щиты, устройства – распределяющие электрическую энергию;

электродвигатели, электротермические, электросварочные, электроосветительные и другие – потребляющие электрическую энергию электроприемники.

Все перечисленные электроустановки, согласно

Правилам устройства электроустановок (ПУЭ), нормируются на напряжение до 1000 В и напряжение выше 1000 В.

Открытые или наружные электроустановки — электроустановки, не защищенные зданием от атмосферных воздействий.

Электроустановки, защищенные только навесами, сетчатыми ограждениями и т.п., рассматриваются как наружные.

Закрытые или внутренние электроустановки — электроустановки, размещенные внутри здания, защищающего их от атмосферных воздействий.

Электропомещения — помещения или отгороженные (например, сетками) части помещения, в которых расположено электрооборудование, доступное только для квалифицированного обслуживающего персонала.

Вывод по вопросу: Каждая наука имеет свою терминологию.

ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ПОЛУЧЕНИЯ, РАСПРЕДЕЛЕНИЯ, ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ.

Особенностью процесса производства, передачи и потребления электроэнергии является его непрерывность. Процесс производства электроэнергии совпадает по времени с процессом ее потребления, поэтому электростанции, электрические сети и электроприемники потребителей связаны общностью режима. Общность режима вызывает необходимость организации энергетических систем.

Энергетическая система (энергосистема) представляет со

Конспект урока Тема: Электрический ток. Источники тока

Тема: Электрический ток. Источники тока

Цели урока:

Учебные:

  1. Сформировать понятие «электрический ток»

  2. Выяснить условия существования электрического тока и назначение источника тока

  3. Рассмотреть принципы действия источника тока

  4. Ознакомить учащихся с различными видами источников тока

Развивающие:

  1. Развивать абстрактное и логическое мышление учащихся

  2. Формировать умения самостоятельной исследовательской работы

Воспитательные:

  1. Формировать мировоззрение учащихся

  2. Формировать познавательный интерес к физике

Тип урока: Урок изучения нового материала

Ход урока:

Ӏ. Проверка знаний

С целью проверки знаний по изученной теме в течении первых 5 минут урока проводится физический диктант ( приложение )

ӀӀ. Изучение нового материала

Тема сегодняшнего урока: « Электрический ток. Источники электрического тока».

Цель сегодняшнего урока: выяснить природу электрического тока; закрепить знания учащихся об условиях возникновения и существования электрического тока.

План изложения нового материала:

  1. Электрический ток.

  2. Условия существования электрического тока.

  3. Источники электрического тока.

1. Согласно электронной теории, в телах имеются свободные электроны, движением которых объясняются различные электрические явления. Эти электроны совершают хаотическое движение, подобное движению молекул газа.

Слово «электричество» , «электрический ток» прочно вошли в нашу жизнь. Мы настолько привыкли к тому, что нас окружают электроприборы и электрические явления, что порой не замечаем, какую огромную роль они играют в нашей жизни.

Представьте себе на минутку, что отключили электричество в наших домах. Что было бы? Каковы последствия этого события?

( Ответы учащихся )

Делаем вывод: электричество играет огромную роль в нашей жизни, поэтому важно знать, что это такое. ( видео ).

Под действием электрического поля электроны проводимости перемещаются по проводнику.

Движение направленных электронов проводимости в металлических проводниках под действием поля называют электрическим током.

В других проводниках под действием поля могут двигаться любые заряженные частицы ионы, электроны.

2. Для существования электрического тока необходимы следующие условия:

а) наличие свободных электронов в проводнике;

б) наличие внешнего электрического поля для проводника.

Электрический ток прекращается, если электрическое поле, создающее движение зарядов, исчезает.

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.

3.Источники тока бывают различными, но во всяком случае из них совершается работа по разделению положительно и отрицательно заряженных частиц. В источниках тока в процессе работы по разделению заряженных частиц происходит превращение механической, внутренней или какой-нибудь другой энергии в электрическую.

Из истории изобретения источников тока ( приложение 1 )

Источники тока, у которых разделение зарядов происходит за счет энергии химических процессов, получили название гальванических.

( приложение 2 )

В электрофорной машине в электрическую энергию превращается механическая энергия.

При освещении некоторых веществ световая энергия превращается в электрическую энергию – это явление фотоэффекта. На нем основано устройство и действие фотоэлементов.

В источниках тока за счет сил неэлектрического происхождения происходит разделение заряженных частиц, в результате чего полюса источника оказываются заряженными разноименно.

Рассмотрим принцип действия аккумулятора. ( приложение 3 )

Аккумулятор нужно зарядить, т.е. пропустить через него ток. При прохождении тока между пластинами и кислотой происходит химическая реакция. Его «заряжают» , пропуская через него ток. Только после этой процедуры он становится источником тока.

ӀӀӀ. Закрепление изученного.

С целью закрепления материала проводится опрос-беседа по изученной теме:

— Что называется электрическим током?

— Что может заставить заряженные частицы упорядоченно двигаться?

— Как можно создать электрическое поле?

— Можно ли искру, возникшую в электрофорной машине, назвать электрическим током?

Ӏ˅. Рефлексия:

  1. Что мне дал урок?

  2. Чему я научился?

  3. Пригодятся ли знания, полученные на уроке, для дальнейшей жизни?

˅. Домашнее задание:

  1. § 32 учебника; вопросы и задания к параграфу.

  2. Домашний проект « Сделай батарейку».

Электрический ток. Источники электрического тока

Конспект по физике для 8 класса «Электрический ток. Источники электрического тока». Что такое электрический ток. Каковы условия существования электрического тока. Что такое источники тока. Какие преобразования энергии происходят в источниках тока.

Конспекты по физике    Учебник физики    Тесты по физике


Электрический ток.
Источники электрического тока

Наибольший практический интерес представляют явления, связанные с упорядоченным движением носителей электрических зарядов — электронов и ионов.

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК

Мы говорим, что электрический ток течёт от электростанций по проводам к нашим домам, благодаря ему зажигаются электрические лампочки, работает телевизор и другие электроприборы. Что означает термин «электрический ток» в физике?

Зарядим один из двух одинаковых электрометров и соединим их металлическим стержнем, в который впаяна лампочка. При соединении можно заметить кратковременную вспышку лампочки. Отклонение стрелки первого электрометра уменьшится, и стрелка второго электрометра отклонится на тот же угол, т. е. часть заряда с первого электрометра перейдёт на второй электрометр. Это означает, что по металлическому стержню прошёл электрический заряд. Говорят, что в металлическом стержне возник электрический ток.

Слово «ток» обозначает течение, а электрический ток — это течение заряда. Вы уже знаете, какие частицы обладают зарядом. В металлах имеются свободные электроны, а в растворах солей, кислот или щелочей — положительно и отрицательно заряженные ионы. Все эти частицы могут участвовать в создании электрического тока. Но сами по себе заряженные частицы не создают электрический ток. Если металлическим стержнем соединить два одинаково заряженных электрометра, то электрический ток в проводнике не возникнет и лампочка не загорится.

Чтобы в проводнике возник электрический ток, движение заряженных частиц должно быть упорядоченным. В соединительном проводнике свободные электроны перемещаются под действием электрического поля. Направленное перемещение электронов и создаёт электрический ток в проводнике.

Итак, электрическим током называется упорядоченное (направленное) движение заряженных частиц под действием электрического поля.

Скорость упорядоченного движения электронов в проводнике под действием электрического поля мала — всего несколько миллиметров в секунду. Она в сотни миллионов раз меньше средней скорости теплового движения электронов. При такой скорости для перемещения электрона всего на 5 м понадобилось бы примерно 2 ч. Если мы повернём выключатель, лампа, находящаяся в нескольких десятках метров от него, сразу загорится. Отсюда следует, что скорость распространения тока и скорость упорядоченного движения электронов — это не одно и то же.

ИСТОЧНИКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА

Чтобы получить электрический ток в проводнике, необходимо привести заряженные частицы в направленное движение. Но как получить ток, который существовал бы длительное время?

Возьмём два заряженных тела А и В, заряды которых равны по модулю, но противоположны по знаку, и соединим их проводником. На отрицательно заряженном теле находится избыток электронов, на положительно заряженном теле — недостаток электронов.

Электроны с отрицательно заряженного тела будут двигаться по проводнику, притягиваясь к положительно заряженному телу. В проводнике на короткое время возникнет электрический ток. Он будет существовать до тех пор, пока не исчезнет электрическое поле в проводнике, т. е. пока не исчезнет заряд на телах А и В.

Для поддержания тока в проводнике необходимо, чтобы на одном конце проводника был недостаток электронов, а на другом — их избыток. Процесс разделения зарядов осуществляют источники электрического тока.

В источнике тока благодаря химическим или иным процессам (в зависимости от принципа его действия) происходит разделение положительно и отрицательно заряженных частиц. Эти разделённые частицы накапливаются на так называемых полюсах источника тока. При этом один из полюсов заряжается положительно, а другой — отрицательно.

Если полюсы источника тока соединить проводником, то свободные электроны будут перемещаться от отрицательного полюса к положительному. В проводнике возникнет электрический ток.

Уместно провести аналогию между действием источника тока и кровеносной системой нашего организма. Наше сердце не создаёт кровь, а лишь заставляет её двигаться по артериям и венам. Оно действует так же, как и источник тока. Источники тока не создают электрических зарядов, а лишь приводят уже имеющиеся свободные заряды в направленное движение.

ЭЛЕКТРОФОРНАЯ МАШИНА

Электрофорная машина была создана в 1865 г. немецким физиком Августом Тёплером и независимо от него другим немецким физиком Вильгельмом Гольцем.

Машина Гольца позволяла накапливать большой заряд и могла использоваться в качестве источника тока.

Работа электрофорной машины основана на явлении электризации, позволяющей накапливать большой электрический заряд на её полюсах.

 


Вы смотрели Конспект по физике для 8 класса «Электрический ток. Источники электрического тока».

Вернуться к Списку конспектов по физике (Оглавление).

Электрический ток. Источники электрического тока

5 (100%) 1 vote[s]

Просмотров: 752

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *