Презентация "Постоянный ток" по физике – проект, доклад

Электрический ток

Работа выполнена Ученицей МОУСОШ №63 Матвеевой Татьяной

Электрическим током называется упорядоченное движение заряженных частиц. Чтобы получить электрический ток в проводнике, надо создать в нем электрическое поле . Под действием этого поля заряженные частицы, которые могут свободно перемещаться в этом проводнике ,придут в движение в направлении действия на них электрических сил. Возникает электрический ток. 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.

-

Полюса источника тока

Источники тока бывают различные, но во всяком из них совершается работа по разделению положительно и отрицательно заряженных частиц. Разделенные частицы накапливаются на полюсах источника тока. Так называют места ,к которым с помощью клемм или зажимов подсоединяют проводники. Один полюс источника тока заряжается положительно, а другой –отрицательно.

Источники тока

В источниках тока в процессе работы по разделению заряженных частиц происходит превращение механической работы в электрическую. Так например в электрофорной машине(см. рис.) в электрическую энергию превращается механическая энергия

Электрическая цепь и ее составные части

Для того чтобы использовать энергию электрического тока, нужно прежде всего иметь источник тока. Электродвигатели, лампы, плитки, всевозможные электробытовые приборы называют приемниками или потребителями электрической энергии.

Условные обозначения, применяемые на схемах

Электрическую энергию нужно доставить к приемнику. Для этого приемник соединяют с источником электрической энергии проводами. Чтобы включать и выключать в нужное время приемники, применяют ключи, рубильники, кнопки, выключатели. Источник тока, приемники, замыкающие устройства ,соединенные между собой проводами, составляют простейшую электрическую цепь Чтобы в цепи был ток ,она должна быть замкнутой.Если в каком – нибудь месте провод оборвется ,то ток в цепи прекратится.

Схемы

Чертежи, на которых изображены способы соединения электрических приборов в цепь, называют схемами. На рисунке а) изображен пример электрической цепи.

Электрический ток в металлах

Электрический ток в металлах представляет собой упорядоченное движение свободных электронов. Доказательством того, что ток в металлах обусловлен электронами ,явились опыты физиков из нашей страны Л.И . Мендельштама и Н.Д. Папалекси(см.рис.), а так же американских физиков Б. Стюарта и Роберта Толмена.

Узлы кристаллической решетки металла

В узлах кристаллической решетки металла расположены положительные ионы, а в пространстве межлу ними движутся свободные электроны, т . е . Не связанные с ядрами своих атомов (см. рис.). Отрицательный заряд всех свободных электронов по абсолютному значению равен положительному заряду всех ионов решетки. Поэтому в обычных условиях металл электрически нейтрален.

Движение электронов

Когда в металле создается электрическое поле , оно действует на электроны с некоторой силой и сообщает ускорение в направлении, противоположном направлению вектора напряженности поля. Поэтому в электрическом поле беспорядочно движущиеся электроны смещаются в одном направлении, т.е. движутся упорядоченно.

Движение электронов частично напоминает дрейф льдин во время ледохода…

,когда они ,двигаясь беспорядочно и сталкиваясь друг с другом, дрейфуют по течению реки. Упорядоченное перемещение электронов проводимости и представляет собой электрический ток в металлах.

Действие электрического тока.

О наличии электрического тока в цепи мы можем судить лишь по различным явлениям, которые вызывает электрический ток. Такие явления называют действиями тока. Некоторые из этих действий легко наблюдать на опыте.

Тепловое действие тока…

…можно наблюдать , например, присоеденив к полюсам источника тока железную или никелиновую проволоку. Проволока при этом нагревается и, удлинившись, слегка провисает. Ее даже можно раскалить докрасна. В электрических лампах, например, тонкая вольфрамовая проволочка нагревается током да яркого свечения

Химическое действие тока…

… состоит в том, что в некоторых растворах кислот при прохождении через них электрического тока наблюдается выделение веществ. Вещества ,содержащиеся в растворе ,откладываются на электродах, опущенных в этот раствор. Например ,при пропускании тока через раствор медного купороса на отрицательно заряженном электроде выделится чистая медь. Это используют для получения чистых металлов.

Магнитное действие тока …

… также можно наблюдать на опыте. Для этого медный провод , покрытый изоляционными материалом, нужно намотать на железный гвоздь, а концы провода соединить с источником тока. Когда цепь замкнута ,гвоздь становится магнитом и притягивает небольшие железные предметы: гвозди, железные стружки, опилки. С исчезновением тока в обмотке гвоздь размагничивается.

Рассмотрим теперь взаимодействие между проводником с током и магнитом.

На рисунке изображена висящая на нитях небольшая рамочка, на которую навито несколько витков тонкой медной проволоки. Концы обмотки присоединены к полюсам источника тока. Следовательно , в обмотке существует электрический ток, но рамка висит неподвижно. Если рамку поместить теперь между полюсами магнита , то она станет поворачиваться.

Направление электрического тока.

Так как в большинстве случаев мы имеем дело с электрическим током в металлах, то за направление тока в цепи разумно было бы принять направление движения электронов в электрическом поле, т.е. считать, что ток направлен от отрицательного полюса источника к положительному. За направление тока условно приняли то направление , по которому движутся в проводнике положительные заряды, т.е. направление от положительного полюса источника тока к отрицательному. Это учтено во всех правилах и законах электрического тока.

Сила тока .Единицы силы тока.

Электрический заряд ,проходящий через поперечное сечение проводника в 1с, определяет силу тока в цепи. Значит, сила тока равна отношению электрического заряда q, прошедшего через поперечное сечение проводника, ко времени его прохождения t. Где I –сила тока.

Опыт по взаимодействию двух проводников с током.

На Международной конференции по мерам и весам в 1948 году было решено в основу определения единицы силы тока положить явление взаимодействия двух проводников с током. Ознакомимся сначала с этим явлением на опыте…

Опыт

На рисунке изображены два гибких прямых проводника, расположенных параллельно друг другу. Оба проводника подсоединены к источнику тока. При замыкании цепи по проводникам протекает ток, вследствие чего они взаимодействуют –притягиваются или отталкиваются ,в зависимости от направления токов в них. Силу взаимодействия проводников с током можно измерить, она зависит от длины проводника, расстояния между ними, среды, в которой находятся проводники, от силы тока в проводниках.

Единицы силы тока.

За единицу силы тока принимают силу тока, при которой отрезки таких параллельных проводников длиной 1м взаимодействуют с силой 0,0000002 Н. Эту единицу силы тока называют ампером(А) .Так как она названа в честь французского ученого Андре Ампера.

Применяют так же дольные и кратные единицы силы тока…:

Миллиампер(мА) Микроампер(мкА) Килоампер (кА) 1мА=0,001 А 1мкА=0,000001А 1кА=1000 А В осветительных лампах ,используемых в наших квартирах, сила тока составляет от 7 до 400мА. Т.к.q=It , полагая что I=1А,t=1с,получим единицу электрического заряда: 1 Кл = 1 А * 1 с

Амперметр. Измерение силы тока.

Силу тока в цепи измеряют прибором ,называемым амперметром. Амперметр- это тот же гальванометр, только приспособленный для измерения силы тока, его шкала проградуирована в амперах. На шкале амперметра обычно ставят букву А.

Включение амперметра в электрическую цепь.

При измерении силы тока амперметр включают в цепь последовательно с тем прибором , силу тока в котором измеряют. В цепи ,состоящей из источника тока и ряда проводников ,соединенных так, что конец одного проводника соединяется с началом другого ,сила тока во всех участках одинакова.

Сила тока- очень важная характеристика электрической цепи. Работающим с электрическими цепями надо знать, что для человеческого организма безопасной считается сила тока до1 Ма. Сила тока бльше100 Ма приводит к серьезным поражениям организма.