ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК. НАПРАВЛЕНИЕ И СИЛА ТОКА

January 2, 2012 by admin Комментировать »

В некоторых веществах часть электронов очень слабо связана с положительными зарядами, находящимися в ядрах атома. Эти так называемые полусвободные электроны могут передвигаться из одного атома в другой и в межатомном пространстве.

Вещества, обладающие свободными и полусвободными электронами, называются проводниками электрического тока. К таким веществам, прежде всего, относятся металлы, уголь, растворы солей, кислот и щелочей. Другие вещества, в которых мало свободных и полусвободных электронов, называются непроводниками, изоляторами, или диэлектриками. Диэлектриками являются воздух и другие газы, стекло, фарфор, резина, сухое дерево и многие другие вещества. В обычном состоянии свободные электроны в проводниках беспорядочно (хаотически) передвигаются внутри вещества в различных направлениях и с различными скоростями. Они беспрерывно сталкиваются с атомами вещества, выбивают из них новые электроны, сами занимая их место, и т. д.

Возьмем две металлические пластины (рис. 4). Зарядим одну из них положительно (т. е. создадим в ней недостаток электронов), а другую отрицательно (т. е. создадим избыток электронов). Потенциал первой пластины будет положительным, а потенциал второй пластины отрицательным, т. е. между пластинами возникает разность потенциалов. Если соединить эти пластины между собой проводником (металлической проволокой), то свободные электроны, в избытке находящиеся на правой пластине, под действием сил электрического поля пластин устремятся по соединительному проводнику к левой пластине. Электроны всегда движутся от того места, где они находятся в избытке, т. е. от минуса, туда где имеется их недостаток, т. е. к плюсу. Таким образом, появится упорядоченное передвижение свободных электронов в проводнике, которое называется электрическим током.

Электрически разноименно заряженные пластины в данном случае являются источником тока и вместе с соединительным проводом составляют замкнутую электрическую цепь.

В приведенном выше примере движение электронов (т. е. электрический ток) в проводнике, соединяющем две заряженные металлические пластины, не может быть продолжительным. Число электронов на положительной пластине будет возрастать, а на отрицательной убывать. Через некоторое время избыток электронов на правой пластине компенсирует их недостаток на левой пластине и пластины приобретут одинаковый потенциал. В этот момент ток в проводнике прекратится;

Таким образом, необходимым условием для протекания электрического тока по проводнику является наличие разности потенциалов (напряжения) между его концами. Для создания разности потенциалов, поддерживающей в замкнутой цепи продолжительный по времени электрический ток, служат приборы, называемые источниками электрического тока.

Разность потенциалов разомкнутого источника тока (в данном случае пластин, не соединенных между собой проводником) носит название электродвижущей силы (сокращенно э.д.с.).

Электродвижущая сила, так же как и напряжение, в зависимости от ее величины измеряется в вольтах, киловольтах, милливольтах и микровольтах. Свободные электроны в проводнике движутся от низкого потенциала в направлении более высокого (т. е. от минуса к плюсу). Такое направление движения электронов называется истинным или действительным. Однако в электротехнике принято считать, что ток идет от плюса к минусу. Такое направление тока было установлено совершенно произвольно еще до открытия элементарных частиц — электронов. Это условное направление тока принято называть техническим. Следует запомнить, что направление тока принято считать противоположно направленным действительному движению электронов в проводнике (см. рис, 4). Электрический ток, который все время проходит в цепи в одном направлении и имеет неизменную (постоянную) величину, называется постоянным током.

Количество направленно движущихся электронов и их средняя скорость перемещения определяют количество электричества, которое проходит за единицу времени через сечение проводника, т. е. силу тока.

Следовательно, силой электрического тока в проводнике называется количество электричества, проходящего через поперечное сечение проводника в течение одной секунды.

Для измерения силы тока принята единица, называемая ампером (сокращенно а). Одному амперу соответствует прохождение через поперечное сечение проводника 6,3 • 1018 электронов в секунду. Ток силой в один ампер, проходя через раствор азотнокислого серебра, выделяет из него каждую секунду 1,118 мг серебра. "Иногда ток выражают более мелкими величинами—тысячными долями ампера (миллиамперами) и миллионными долями ампера (микроамперами). Миллиампер обозначается буквами ма, а микроампер — буквами мка. 1 а=1000 ма—1000000 мка.

Следует отметить, что скорость перемещения электронов в проводнике весьма мала и измеряется долями сантиметра или миллиметра в секунду. Это объясняется тем, что электроны беспрерывно сталкиваются с частицами проводника. Однако скорость распространения тока в проводе очень велика и достигает скорости света, т. е. 300 000 км/сек. Если на одном конце провода возникает ток, то он почти мгновенно распространяется по всему проводнику, так как все электроны проводника одновременно приходят в движение.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты