Действия электрического тока.

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 7Следующая ⇒

Открытие Алесандро Вольты и создание вольтового столба привело учёных к целому ряду открытий, которые дали возможность использовать их для практических нужд человечества. Одним из важнейших открытий являлось то, что учёные доказали: для протекания электрического тока по цепи цепь должна быть замкнутой. Какими же были другие открытия? Твои предложения __________________________________________________.

Ты знаешь, что электрическим током называется упорядоченное движение заряженных частиц. Однако человек привык верить своим органам чувств, а не определениям учёных. Вместе с тем, реально ли увидеть носителей электрического заряда? В 7-ом классе вычисляя размеры молекул, мы выяснили, что диаметр молекулы приблизительно равен 3 . Размеры электронов в металлах и ионов в электролитах намного меньше, т.е. увидеть их перемещение невозможно. Поэтому о наличии электрического тока в цепи мы судим по работе электрических приборов, свечении лампочек в люстре или засветившемуся экрану монитора. Учёные 19 века не имели такой возможности, вместе с тем именно они в 1800 году открыли два действия электрического тока.

Опыт: собери цепи, как показано на электрической схеме

D MAyG70i8Q2QkLtOWrmKlKk0nNIkLHIDBA6St11YkTmmyLnt7jDiwo/1/+v253EZrxIyTHxwpWK8S EEiNawfqFHx+PC1zED5oarVxhArO6GFbXV+Vumjdid5x3odOcAn5QivoQxgLKX3To9V+5UYkzg5u sjrwOHWynfSJy62RaZJk0uqB+EKvR9z12Hztj1bB8+vb4pzGbPF9v6l3cc5NfPFGqdub+PgAImAM /zD86rM6VOxUuyO1XhgFaZ7fMcpBtgHBwN+iVpAla5BVKS8/qH4AAAD//wMAUEsBAi0AFAAGAAgA AAAhALaDOJL+AAAA4QEAABMAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAFtDb250ZW50X1R5cGVzXS54bWxQSwEC LQAUAAYACAAAACEAOP0h/9YAAACUAQAACwAAAAAAAAAAAAAAAAAvAQAAX3JlbHMvLnJlbHNQSwEC LQAUAAYACAAAACEAwwuuDOgBAADiAwAADgAAAAAAAAAAAAAAAAAuAgAAZHJzL2Uyb0RvYy54bWxQ SwECLQAUAAYACAAAACEAwqNPL90AAAAJAQAADwAAAAAAAAAAAAAAAABCBAAAZHJzL2Rvd25yZXYu eG1sUEsFBgAAAAAEAAQA8wAAAEwFAAAAAA== " strokecolor="black [3040]"/> Замкни цепь, через некоторое время дотроньтесь

до нагревательного элемента и лампочки. Что ты

чувствуешь? _____________________________.

Данное действие электрического тока называют

т епловым.

Приведи примеры применения теплового действия

/B TsMwDIbvSLxDZCQu05auYqUqTSc0iQscgMEDpK3XViROabIue3uMOLCj/X/6/bncRmvEjJMfHClY rxIQSI1rB+oUfH48LXMQPmhqtXGECs7oYVtdX5W6aN2J3nHeh05wCflCK+hDGAspfdOj1X7lRiTO Dm6yOvA4dbKd9InLrZFpkmTS6oH4Qq9H3PXYfO2PVsHz69vinMZs8X2/qXdxzk188Uap25v4+AAi YAz/MPzqszpU7FS7I7VeGAVpnt8xykG2AcHA36JWkCVrkFUpLz+ofgAAAP//AwBQSwECLQAUAAYA CAAAACEAtoM4kv4AAADhAQAAEwAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAW0NvbnRlbnRfVHlwZXNdLnhtbFBL AQItABQABgAIAAAAIQA4/SH/1gAAAJQBAAALAAAAAAAAAAAAAAAAAC8BAABfcmVscy8ucmVsc1BL AQItABQABgAIAAAAIQAPjA8H6gEAAOQDAAAOAAAAAAAAAAAAAAAAAC4CAABkcnMvZTJvRG9jLnht bFBLAQItABQABgAIAAAAIQDCo08v3QAAAAkBAAAPAAAAAAAAAAAAAAAAAEQEAABkcnMvZG93bnJl di54bWxQSwUGAAAAAAQABADzAAAATgUAAAAA " strokecolor="black [3040]"/> электрического тока в быту _________________

________________________________________

_________________________________________.

Приведи примеры использования электрического

тока в промышленности, сельском хозяйстве ________________________________________________________________________________________________________________________________.

Проявление теплового действия тока можно наблюдать и в природе, очень часто причинами лесных пожаров становиться молния.

Ещё одно действие электрического тока в том же 1800 году было открыто английскими учёными Никольсоном и Карлейлем. В своём опыте они налили в стеклянную трубку воду, закрыли её с обоих концов пробками, в которые поместили платиновые проволочки. Свободные концы проволочек присоединили к полюсам вольтового столба. Через некоторое время у обоих концов проволочек, находящихся в воде, выходил газ. Учёные сделали вывод, что им удалось разложить воду на кислород и водород. Позже это предположение было доказано экспериментально. Таким образом, было открыто химическое действие электрического тока.

Химическое действие тока проявляется только в растворах или расплавах сложных веществ.

Химическое действие электрического тока применяют для получения чистых металлов (например, алюминия из бокситов), для нанесения тонких металлических покрытий (например, тонкий слой золота наносится на железный корпус часов).

Опыт: возьми железный гвоздь и обмотай его медной проволокой, свободные концы прикрепи к источнику тока. Поднеси полученное устройство к мелким металлическим предметам. Запиши свои наблюдение __________________

______________________________________________________________.

Ты наблюдал магнитное действие электрического тока. Это открытие было сделано в 1820 году датским учёным Гансом Христианом Эрстедом. Используя это действие электрического тока, учёные создали электрические двигатели, электромагниты, точные электроизмерительные приборы.

Рассматривая действия электрического тока необходимо отметить, что, как правило, несколько действий одновременно.

Электрический ток оказывает воздействие на живые организмы, в том числе и на человека. Проходя через организм, электрический ток вызывает термическое (тепловое), электролитическое(химическое) и биологическое действие. С помощью теплового действия электрического тока в кабинетах физиотерапии мы прогреваем части тела, лечим бронхит и пневмонию, или получаем значительные ожоги отдельных участков тела, перегрев кровеносных сосудов и нервных волокон. Химические и магнитное действие электрического тока используется для стимулирования деятельности внутренних органов, улучшения обмена веществ и т.д Однако, электролитическое (химическое) действие может привести к разложению крови и других органических жидкостей, вызывая значительные нарушения их физико-химических составов. Биологическое действие проявляется в раздражении и возбуждении живых тканей организма, что может сопровождаться непроизвольным судорожным сокращением мышц, в том числе мышц сердца и легких. В результате могут возникнуть различные нарушения в организме, в том числе нарушение и даже полное прекращение деятельности органов дыхания и кровообращения.

Зная о негативном воздействии электрического тока прежде чем воспользоваться каким либо электрическим прибором ты будешь внимательно изучать инструкцию по эксплуатации и строго ей следовать.

Домашнее задание:

1. При разложении воды на водород и кислород с помощью электрического тока в воду добавляют немного сульфатной кислоты. Для чего? _________________________________________________

____________________________________________________________.

2. Подготовь информацию о действии электрического тока на живые организмы.

3. Установи соответствие

Молния тепловое действие тока

Эрстед

Утюг магнитное действие тока

Электродвигатель

Никольсон и Карлейл химическое действие тока

Компьютер

4. Запиши правила техники безопасности при работе с электрическими приборами.

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.

4.Сила тока. Единицы силы тока. Амперметр.

Как ты уже знаешь электрический ток, действуя на живые организмы, в том числе и на человека, может принести как пользу, так и вред. Давай выясним, от чего зависит результат действия электрического тока.

Проведём мысленный эксперимент: представь себе нагревательный элемент, с помощью которого мы доказывали существование теплового действия электрического тока, в разрезе.

Рис. А рис. Б

До тех пор, пока цепь будет разомкнута свободные электроны будут двигаться хаотически (рис. А) и электрический ток будет отсутствовать, но при замыкании цепи движение электронов станет упорядоченным (рис. Б), т.е возникнет электрический ток. На опыте мы убедились, что при прохождении тока по проводнику он нагревается. Как ты думаешь, при каких условиях нагревание проводника будет происходить сильнее? Почему?

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.

Действительно, чем больше электронов пройдёт через проводник, и чем быстрее они будут двигаться, тем сильнее проводник нагреется.

Физическая величина, показывающая какой заряд проходит через поперечное сечение проводника за единицу времени называется силой тока.

Если сила тока со временем не изменяется, то такой ток называют постоянным.

Сила тока – скалярная величина, она может быть как положительной, так и отрицательной.

Зная, что за направление электрического тока принимают направление движения положительно заряженных частиц, запиши, в каких случаях будет положительной, а в каких отрицательной? ____________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.

Ранее мы предполагали, что действия электрического тока зависят от скорости движения заряженных частиц. Докажем это:

Рассмотрим небольшой участок проводника, ограниченного сечениями 1 и 2. В проводнике протекает электрический ток, носителями которого являются электроны. Ты знаешь, что каждый электрон имеет элементарный заряд q₀. Общий заряд, протекающий за определённый промежуток времени по проводнику - q₀N. Зная среднее число электронов в выделенном на рисунке объёме (концентрацию зарядов) можно найти N.

Зная, что объём данного участка проводника можно вычислить по формуле

Тогда количество зарядов в этом объёме вычисляется

Тогда суммарный заряд, проходящий через поперечное сечение проводника

Подставим данные в формулу для вычисления силы тока, учитывая формулу по которой вычисляется средняя скорость движения зарядов в цепи получим ещё одну формулу для вычисления силы тока в проводнике.

I = q₀nSυ

Так как в данную формулу входит значение средней скорости движения зарядов можно сделать вывод, что наша гипотеза была правильной.

Сила тока, как и любая физическая величина имеет единицу измерения. В 1948 году на Международной конференции по мерам и весам было определена единица силы тока ампер. Она названа в честь французского учёного А.М.Ампера, который впервые обосновал магнитное взаимодействие между проводниками, по которым протекает электрический ток.

[I] =

Теперь ты можешь ответить на вопрос, который был задан вначале параграфа. Положительное или отрицательное действие тока на организм человека будет зависит от силы электрического тока.

Оказывается, что для человеческого организма безопасным является сила тока не превышающая 1 миллиампер, а сила тока в 100 миллиампер приводит к нарушению сердечного ритма.

Во многих электрических приборах сила тока значительно превышает безопасную для человеческого организма силу тока. Например, в электрической сети нашего дома сила тока достигает 6 А, в пылесосе – 4, 2 А, автоматической стиральной машине – 5А. Именно поэтому при работе с бытовыми электрическими приборами необходимо соблюдать правила техники безопасности. Некоторые из этих правил ты предложил при выполнении домашнего задания. Всем необходимо соблюдать основные моменты:

1. Нельзя прикасаться к оголённому проводу, особенно стоя на земле, влажном полу и т. д.

2. Нельзя пользоваться неисправными электрическими приборами.

3. Нельзя выполнять будь какие действия с электротехническими устройствами не отключив их от источника тока.

Используя формулу силы тока мы можем вывести формулу для вычисления электрического заряда:

q =

1Кл = 1А·1с

Проанализируй это выражение и сформулируй определение единиц измерения заряда 1 Кулон – это заряд ________________________________________________________________________________________________________________________________.

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. На схемах его изображают кружком с буквой А

При включении в цепь амперметр, как всякий измерительный прибор, не должен влиять на измеряемую величину. Поэтому он устроен так, что при включении его в цепь сила тока в ней почти не изменяется.

На рисунках изображены амперметры, которые используются для проведения демонстрационных опытов, лабораторных работ, измерения силы тока в источниках и т.д. В технике используются амперметры с разной ценой деления, в зависимости от назначения. По шкале амперметра видно, на какую наибольшую силу тока он рассчитан; превышать эту силу тока нельзя, так как прибор может испортиться.

При измерении силы тока амперметром необходимо соблюдать определённые правила:

1. Амперметр включают в цепь последовательно с тем прибором, силу тока в котором измеряют.

2. Включают амперметр в цепь с помощью двух клемм, или зажимов, имеющихся на приборе. У одной из клемм амперметра стоит знак " плюс" (" + " ), У другой - " минус". Клемму со знаком " + " нужно обязательно соединять с проводом, идущим от положительного полюса источника тока.

3. Нельзя подключать амперметр в цепь, в которой отсутствует потребитель тока.

- +

s TI/BTsMwEETvSPyDtUhcKupQaBuFOBWqxAUOlMIHOPGSRNjrELup+/dsucBxZp9mZ8pNclZMOIbe k4LbeQYCqfGmp1bBx/vTTQ4iRE1GW0+o4IQBNtXlRakL44/0htM+toJDKBRaQRfjUEgZmg6dDnM/ IPHt049OR5ZjK82ojxzurFxk2Uo63RN/6PSA2w6br/3BKXh+3c1Oi7Safa+X9TZNuU0vwSp1fZUe H0BETPEPhnN9rg4Vd6r9gUwQlnWW3zOq4C7jCWfg16gV5Ms1yKqU/xdUPwAAAP//AwBQSwECLQAU AAYACAAAACEAtoM4kv4AAADhAQAAEwAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAW0NvbnRlbnRfVHlwZXNdLnht bFBLAQItABQABgAIAAAAIQA4/SH/1gAAAJQBAAALAAAAAAAAAAAAAAAAAC8BAABfcmVscy8ucmVs c1BLAQItABQABgAIAAAAIQDf9xZ87QEAAOYDAAAOAAAAAAAAAAAAAAAAAC4CAABkcnMvZTJvRG9j LnhtbFBLAQItABQABgAIAAAAIQAY56z63QAAAAkBAAAPAAAAAAAAAAAAAAAAAEcEAABkcnMvZG93 bnJldi54bWxQSwUGAAAAAAQABADzAAAAUQUAAAAA " strokecolor="black [3040]"/>

Целый ряд опытов позволили сделать интересный вывод, что в цепи, состоящей из источника тока и ряда проводников, соединенных последовательно (друг за другом), сила тока на всех участках одинакова. Это следует из того, что заряд, проходящий через любое поперечное сечение проводников цепи за 1 с, одинаков. Когда в цепи существует ток, то заряд в цепи нигде не накапливается, подобно тому, как нигде в отдельных частях трубы не собирается вода, когда она течет по трубе. Именно поэтому при измерении силы тока амперметр можно включать в любое место цепи, состоящей из ряда последовательно соединенных проводников, так как сила тока во всех точках цепи одинакова. Если включить один амперметр в цепь до лампы, другой после, то оба они покажут одинаковую силу тока.

Примеры решения задач:

Через поперечное сечение проводника площадью 10^-6м² протекает электрический ток с силой тока 1 А. Вычислить скорость упорядоченного движения электронов в металлическом проводнике, если их концентрация составляет 8, 5·10²⁸ м^-3.

S = 10^-6м²

q₀= 1, 6·10^-19Кл I = q₀nSυ υ = 10^-5м/с

n = 8, 5·10²⁸м^-3

υ -?

Ответ: средняя скорость электронов в

проводнике 7·10^-5 м/с

Сколько электронов пройдёт через поперечное сечение проводника за 2 с, если сила тока в цепи равна 6 А?

I = 1, 6А N = N = = 2·10¹⁹

t = 2с q = It

q₀= 1, 6·10^-19Кл N =

N -? Ответ: пройдёт 2·10¹⁹ электронов

Решить задачи:

1. Сколько электронов проходит через поперечное сечение проводника за 1 нс при силе тока 32 мкА?

2. Найти скорость упорядоченного движения электронов в проводе сечением 25 мм² при силе тока 10А, если концентрация электронов проводимости 5·10²⁸ м^-3.

3. Сила тока в проводнике 400 мА. За какое время через поперечное сечение проводника пройдёт заряд 48 Кл?

4. Является ли опасной сила тока в проводнике, если за 2 мкс через его поперечное сечение проходит заряд 9 нКл.

Домашнее задание:

1. Начерти схему электрической цепи, состоящей из лампочки, звонка, источника тока, амперметра, с помощью которого измеряют силу тока, проходящего по спирали лампочки.

2. Определи цену деления шкалы амперметров. Запиши максимальное и минимальное значение силы тока, которую можно измерить с их помощью.

3. Определи какой заряд проходит через нагревательный элемент утюга, если в электрической сети сила тока составляет 6А, а время нагревания утюга засеки самостоятельно (обязательно вместе с родителями).

⇐ Предыдущая 1 234 5 6 7 Следующая ⇒