Електричний струм

1. Електричний струм.

Є такий анекдот:

Wikipedia : Я знаю все

Google : Я знайду все

Соцмережі : Я знаю усіх

Internet : Без мене ви ніхто

Електричний струм : Ну-ну...

Ми з вами досить часто використовуємо елек­тричну енергію і нам досить складно пристосу­ватися до перебоїв з її постачанням, коли струм в мережі зникає всі ми відчуваємо багато дискомфорту в побуті: не можемо дивитись телевізор, слухати магнітофон, не працює холодильник, пральна машина, комп'ютер, зупиняються тролейбуси, трамваї, електропотяги.

     Коли ми вимовляємо слово «струм», то маємо на увазі, що щось тече, струменіє, рухається по проводах. Що ж може текти по проводах? Можна припустити, що там є якісь частинки, які здатні переміщуватися, причому частинки мають бути заряджені.

Проведемо дослід

Поставимо на столі два електрометри (А і Б):

• зарядимо електрометр А;

• з’єднаємо кондуктори електрометрів металевим стрижнем, закріпленим на пластмасовій ручці.

• стрілки електрометрів відхилилися (заряд електрометра А зменшився, а незаряджений електрометр Б отримав заряд).

Це означає, що певна кількість заряджених частинок (у цьому випадку електронів) перейшла стрижнем від одного приладу до іншого. 

01. Електричний струм.wmv (відео досліда)

Кажуть, що стрижнем пройшов електричний струм.

Електричний струм – це напрямлений рух заряджених частинок.

02. Електричний струм.gif

Давайте разом поміркуємо: що потрібно для того, щоб електричний струм з'явився у провіднику?  -  наявність вільних заряджених частинок;

• треба створити в ньому електричне поле;

Під дією цього поля заряджені частинки, які можуть вільно переміщуватися в цьому провіднику, почнуть ру­хатися в напрямі дії на них електричних сил – ви­никне електричний струм.   

• замкнуте електричне коло.

Отже, для виникнення електричного струму необхідні вільні заряджені частинки та електричне поле.

Умови виникнення та існування електричного струму:

1. У середовищі повинні бути вільні заряджені частинки. 03. Умови існування струму (1).gif

2. Необхідна наявність електричного поля. 03. Умови існування струму (2).gif

Пам"ятаємо, що залежно від здатності проводити електричний струм, всі речовини й матеріали поділяють на провідники, діелектрики та напівпровідники.

Провідники – речовини та матеріали, які добре проводять електричний струм.

Провідниками є метали (як у твердому, так і в рідкому станах), графіт, водні розчини солей (наприклад, кухонної солі), кислот і лугів.

Висока електрична провідність провідників пояснюється наявністю в них великої кількості вільних заряджених частинок. Так, у металевому провіднику частина електронів, залишивши атоми, вільно «мандрує» по всьому його об’єму, і кількість таких електронів сягає 10²³ в кубічному сантиметрі.

Волога земля, тіло людини або тварини добре проводять електричний струм, бо містять речовини, що є провідниками.

04. Метали (рух електронів).gif

Діелектрики – речовини та матеріали, які погано проводять електричний струм.

Діелектриками є багато твердих речовин (ебоніт, порцеляна, гума, скло та ін.), рідин (дистильована вода, гас, спирт, бензин та ін.) і газів (кисень, водень, азот, вуглекислий газ та ін.).

У діелектриках майже відсутні вільні заряджені частинки.

Напівпровідники – це речовини, які займають проміжне місце між провідниками та діелектриками. 

Напрямок електричного струму.

    - Який напрямок прийняти за напрямок електричного струму? Здавалося б, логічно прийняти напрямок, у якому рухаються вільні електрони, але історично склалося так, що закони електростатики створювались в часи, коли про електрони вченим просто не було нічого відомо.

За напрямок електричного струму умовно прийняли той напрямок, у якому рухаються (або могли б рухатись) позитивні заряди, тобто напрямок від додатного полюса джерела струму до від'ємного.

Дайте відповіді на запитання

• Чому метали добре проводять електричний струм?

• Чому дистильована вода практично не проводить електричний струм?

• Чому важко зарядити електроскоп у вологій кімнаті?

• Яким вимогам має відповідати матеріал, з якого виготовляють розетки й вимикачі?

• Чи виникає електричний струм при заземленні зарядженої металевої кульки?

• Чи рухаються заряджені частинки в провіднику, коли по ньому не йде електричний струм?

• Чому радіоприймач, що внесли в теплу кімнату з морозу, рекомендується включати не раніше, ніж через 2 години?

Теплова (нагрівання провідника)

Прасуєте, припаюєте деталь електричним паяльником, готуєте на електричній плиті, обігріваєте кімнату електричним нагрівником, промисловість (зварювання, різання, плавлення металів), сільське господарство (обігрів теплиць та інкубаторів, сушіння зерна, сінажу); природа (енергія, що виділяється під час блискавки, може спричинити лісову пожежу)

Світлова (електрична енергія частково перетворюється на енергію світла) (електролампочки) 06. Теплова дія.gif

Хімічна (хімічне розкладання речовини)

Проведемо дослід

Якщо в посудину з водним розчином купрум(ІІ) сульфату (CuSO₄) опустити два вугільні електроди й пропустити через розчин електричний струм, через деякий час один з електродів вкриється тонким шаром чистої міді.

07. Хімічна дія.gif

Дану дію застосовують для очищення деяких металів (мідь, алюній)

Магнітна (набуття магнітних властивостей)

Проведемо дослід

Намотаємо на цвях ізольований провід й пропустимо по проводу електричний струм. Цвях почне притягувати до себе залізні предмети, тобто виявить магнітні властивості.

08. Магнітна дія.gif

09. Магнітна дія.gif

Дана властивість застосовується в електричних двигунах, електровимірювальних приладах.

На організм людини

Електричний струм чинить теплову, хімічну, магнітну дії на живі організми, в тому числі на людину.

Електролікування: теплову дію електричного струму використовують для прогрівання частин тіла, хімічну й магнітну — для стимулювання діяльності органів, поліпшення обміну речовин.

Негативний вплив: струм може викликати опік, судоми й навіть спричинити смерть.