Джерелом електричного струму називають пристрій, що розділює додатні та від’ємні заряди та перетворює різні види енергії на електричну

Електричний струм. Джерела електричного струму.

Сьогодні важко уявити наше життя без електричного струму. Так нам допомагають в домашній роботі пральна машина, ми використовуємо на кухні електром’ясорубку, електроміксер, мікрохвильову пічку, електрочайник, електричні лампи створюють світло в наших оселях. Без телевізора, комп’ютера важко уявити сучасне життя.

А що таке електричний струм, які умови потрібні для його існування? Ці питання ми прояснимо в наступному параграфі.

Коли ми з’єднуємо заряджене та незаряджене тіла, то відбувається перехід частини електронів з одного тіла до іншого. Ми кажемо, що між цими двома тілами існував електричний струм від одного тіла до іншого.

Електричним струмом називають упорядкований рух заряджених частинок.

Які частинки створюють цей струм? Як утворюються ці частинки? Чому одні речовини проводять електричний струм добре, інші – погано?

Для існування електричного струму потрібно виконання наступних умов:

· Наявність вільних носіїв зарядів;

· Наявність електричного поля

· Наявність замкненого електричного кола.

Всі речовини розділяються на провідники – речовини, що добре проводять електричний струм; діелектрики або ізолятори – речовини, які практично не проводять електричний струм та напівпровідники – речовини, що проводять струм гірше за провідники, але краще діелектриків.

Найкращими провідниками електричного струму є метали. У металів електрони зовнішніх оболонок внаслідок віддалення від ядра слабо зв’язані з ядром. Ці електрони легко відриваються від своїх атомів, стаючи вільними і утворюючи на місці розриву додатній іон. Ці іони розташовані у вузлах кристалічних ґраток, а електрони хаотично рухаються у міжвузольному просторі ( так названий електронний газ). Загальний заряд всіх електронів за модулем дорівнює загальному заряду всіх іонів у вузлах кристалічних ґраток. Шматок металу є електрично нейтральним. Така структура називається металевою кристалічною граткою.

Поганими провідниками є гума, пластмаси тощо. В молекулах цих хімічних з’єднань електрони міцно зв’язані зі своїми ядрами в атомах. Вони внаслідок сильного зв’язку з ядром не можуть легко вивільнитися. В цих речовинах кількість вільних електронів вкрай мізерний.

Коли до шматка металу прикладають електричне поле, то електрони починають рухатися в одному напрямку до додатньої пластини, оминаючи вузли кристалічних ґраток. Тобто при прикладанні поля електрони (заряджені частинки) починають рухатися у одному напрямку, це означає, що існує електричний струм.

Але описаний вище спосіб створення електричного струму є неефективним. Потрібно, щоб струм підтримувався автоматично. Тому джерела електричного поля (їх називають джерелами електричного струму) за допомогою дротів з’єднують у замкнене електричне коло.

Джерелом електричного струму називають пристрій, що розділює додатні та від’ємні заряди та перетворює різні види енергії на електричну.

Джерела електричного струму розділяються на:

· Механічні. В основі роботи такого джерела струму лежить перетворення механічної енергії на електричну. За допомогою тертя за рахунок виконання роботи електрони на зовнішніх оболонках отримують додаткову енергію, внаслідок якої вивільняються.

На одному тілі під час тертя накопичується надлишок електронів і тіло має від’ємний заряд. Інший об’єкт віддає електрони, і воно набуває додатнього заряду. Між різнойменно зарядженими об’єктами створюється електричне поле, що діє на провідник і під дією якого в провіднику існує електричний струм. Прикладом механічного джерела струму є електрофорна машина, турбіна, де за рахунок обертання відбувається розділення зарядів.

· Термоелектронні. Під час нагрівання електрони отримують «зайву» енергію, вивільняються. Легко переходять з одного тіла на інше. Між зарядженими тілами створюється електричне поле. В цих пристроях теплова енергію перетворюється на електричну.

· Фотоелектричні. Енергію падаючого світла провокує вивільнення електронів та створення електричного поля. Світлова енергію в цих пристроях перетворюється на електричну. Такими джерелами світла є фотоелементи та сонячні батареї.

· Хімічні. В основі роботи даних джерел струму лежить енергія, що виділяється під час хімічних реакцій. Тобто енергія хімічних реакцій перетворюється на електричну енергію. Один з електродів – анод набуває додатнього заряду, інший – катод набуває негативного заряду. Між ними створюється електричне поле. Прикладами таких джерел є акумулятори та батарейки.

Коли почали вивчати електричний струм (18 століття), чітко не знали які саме частинки створюють електричний струм. Тому за технічний напрям струму обрали рух додатніх зарядів – від додатнього полюсу до від’ємного полюсу. Такий вибір напряму струму дозволив пояснювати закономірності проходження струму, а пізніше при виявленні справжніх носіїв зарядів цей напрям змінювати не стали.

Електричний струм ми широко використовуємо в нашому житті. При проходженні електричного струму можна помітити наступні дії електричного струму на провідник зі струмом:

· Теплова дія. Коли по провіднику проходить електричний струм, він нагрівається. У деяких наших приладах цю дію збільшують і використовують щодня: електрочайник нам нагріває воду для кави та чаю; електропраска нагрівається і під гарячою праскою наші речі набувають привабливого вигляду. Електрокамін створює тепло при відсутності водяного опалення.

Поиск по сайту: