Архив метки: направление электричества

Ток

Ток это величина указывающая на то сколько зарядов проходит через поперечное сечение проводника за одну секунду. Но здесь есть одно но сам по себе заряд (отрицательный у электрона положительный у протона) единица для измерения очень маленькая по этому принято измерять количество зарядов в Кулонах где один Кулон равен суммарному заряду в     6 280 000 000 000 000 000 электронов .

Ток измеряется в Амперах он получается так, если через сечение проводника пройдёт заряд в один Кулон за одну секунду, то сила этого потока будет равна одному амперу. То-есть если через сечение пройдет пол кулона за одну секунду то ток будет равен 0.5 ампера, если же через сечение проводника пройдёт 8 кулонов за 2 секунды то ток будет равен 4 ампера.

Ток обозначается латинской буквой I, например I=5 Ампер.

Замер тока на практике

Контрольные вопросы:

1.Что такое кулон?

Ответ

Кулон это суммарный заряд 6 280 000 000 000 000 000 электронов .

[свернуть]

2.В чём измеряется поток зарядов?

Ответ

в Амперах

[свернуть]

3.Если через сечение проводника за одну секунду прошло 3 кулона зарядов какой силы будет ток?

Ответ

I=3 Ампера

[свернуть]

 

Три вида зарядов

Электроны и ионы могут быть в свободном состоянии.

Атом на 99.9% состоит из пустоты, если представить, что ядро атома имеет размер арбуза, то электрон будет размером в горошину вращаться вокруг ядра на расстоянии около одного километра, а вот промежуток между атомами будет измеряться сотнях километров в наших масштабах.(рис 11).А все прочее пустота.

В металлах и других твердых веществах атомы крепко закреплены на своем месте за счет сильной связи атомов между собой, что собственно и делает этот материал твердым (рис12.1).

В жидкостях и газах межатомная связь слабее за счет этого она текучая и «мягкая»  (рис 12.2).Во всех веществах атомы колеблются, при повышении температуры их колебания увеличиваются и за счет этих колебаний атом может потерять электроны которые имеют слабую связь с ядром (опыт с термопарой) и эти свободные электроны отправляются в межатомное пространство в поисках свободного протона.

Вспомним, что если у электрически нейтрального атома, в котором количество электронов равно количеству протонов в ядре отнять некоторое количество электронов, то он станет положительным ионом(рис 6.3) в твердом веществе такой ион будет стоять на месте за счет сильной межатомной связи, а вот в жидкостях и газах где атомы имеют слабую межатомную связь положительно заряженный ион может двигаться в сторону минуса это же относится и к отрицательному иону (атом с лишним электроном на орбите рис. 6.2)так как он имеет отрицательный заряд он будет двигаться к плюсу.(рис 13)

Итак, что мы выясняли:

  • В веществах много свободного пространства.
  • В твердых веществах только один вид зарядов это электрон.
  • В жидкостях и  газах могут быть три вида зарядов.
    • Электроны.
    • Положительные ионы.
    • Отрицательные ионы.
  • Узнали о свободных (негде не закрепленных) зарядах которые бороздят межатомное пространство.

Контрольные вопросы.

  1. Где крепче соединены атомы в металле или воде?
    Ответ

    В металле атомы имеют более крепкую межатомную связь, чем в воде.

    [свернуть]

  2. Какие виды зарядов бывают в жидкостях и газах?
    Ответ

    Электроны, положительные ионы и отрицательные ионы.

    [свернуть]

  3. Что является носителем заряда в металле?
    Ответ

    В металле может быть только один вид носителей зарядов это электрон.

    [свернуть]

  4. Что такое ион?
    Ответ

    Это атом потерявших свой электрон (положительный ион) или наоборот притянувший к себе лишний электрон (отрицательный ион).

    [свернуть]

 

Что такое + и — ?

Помните в первом теоретическом уроке говорилось, что в атоме его количество протонов равно количеству электронов иначе он будет не полноценным атомом (ионом) и это не спроста.

Заряды имеют свойство притягиваться и отталкиваться друг от друга.

Разноименные заряды притягиваются (Рис.7).

Одноименные отталкиваются (Рис.7).

 

Электрон и протон имеют равный по силе электрический потенциал, то есть они уравновешивают друг друга или иными словами они равны по силе  (Рис.8).

Так как в протоне хранится положительный потенциал, а в электроне отрицательный они притягиваются друг к другу и атом всегда старается уравновесить свой электрический потенциал то есть уравнять протоны и электроны один к одному. Атом с равным количеством электронов и протонов называют электрически нейтральным атомом.

Если в атоме недостаток электронов, то есть протонов больше электронов такой атом (ион) называют положительно заряженным. В этом случаи он притягивает к себе электроны до того момента пока электроны и протоны не сравняются по количеству. А вот если в атоме электронов больше протонов, то то такой атом называют отрицательно заряженным. Лишние электроны в нем слабо притягиваются к ядру атома в котором находятся протоны (Рис.9)

за счет этого слабого притяжения к ядру электрон может покинуть атом без больших затрат энергии так как у него нет пары (протона) в  ядре атома к которому он привязан. Такой лишний  электрон может притянуться например к положительно заряженному иону (атому) или отправится в меж атомное пространство в поисках свободного места в атоме.

Вы наверное уже догадались, что на положительных клеммах * источников питания * недостаток электронов , а вот на минусе избыток электронов и эти электроны двигаются по цепи от – к + выполняя при этом работу (испускают свет из светодиода) (Рис.10). То что ток идет от плюса к минуту это его условное направление наверняка это было придумано для упрощения восприятия картины мира, но теперь мы знаем то что электричество на самом деле идет от минуса к плюсу. Да и само слово электричество образовано от слова электрон.

Плюс это то место где в атомах не хватает электронов, а на минусе их в избытке.

На самом деле все обстоит намного сложнее, но этими знаниями можно пренебречь.

О том какую и как они выполняют работу мы узнаем далее как и то откуда берутся заряды на клеммах источников питания, что такое резистор и светодиод вообщем впереди еще много интересного.

Пример имитации притяжения и отталкивания на магнитах.

 

Контрольные вопросы.

  1. Какие заряды притягиваются друг к другу, а какие отталкиваются?
    Ответ

    Притягиваются разноименные заряды, а одноименные отталкиваются.

    [свернуть]

  2. Куда движутся электроны в цепи?
    Ответ

    От минуса к плюсу.

    [свернуть]

  3. Чего не хватает на плюсе источника питания?
    Ответ

    Электронов.

    [свернуть]

  4. Чего избыток на минусе источника питания?
    Ответ

    Электронов

    [свернуть]