Електричний струм. Електрична провідність металів. Дії електричного струму.
Електричний струм
Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Електричний струм за напрямом протікає від позитивного полюса джерела живлення до негативного
Електри́чний струм (англ. electric current) — упорядкований, спрямований рух електрично заряджених частинок упросторі.
Зверніть увагу на дуже важливе слово в цьому визначенні: упорядкований. Інакше кажучи, не всякий рух заряджених частинок е електричним струмом.
Рух вільних електронів за відсутності електричного поля:
- а - в кристалічній гратці
- б - траєкторія руху електрона
Рух вільних електронів за наявності електричного поля:
- а - в кристалічній гратці
- б - траєкторія руху електрона
За напрям струму беруть умовно той напрям, у якому рухаються в провіднику позитивно зарядженні частинки під дією електричного поля.
Цей напрям не залежить від того, рух яких частинок – негативно чи позитивно заряджених зумовлює електричний струм.
Загальна характеристика
Рухомі заряди, які створюють електричний струм, називають носіями струму: у металах це електрони, у напівпровідниках — електрони та дірки, велектролітах — позитивно та негативно заряджені йони, в іонізованих газах — йони й електрони.
За напрямок струму вибирають рух позитивно заряджених частинок.
Таким чином, напрямок струму в металевих провідниках є протилежним до напрямку руху електронів.
Чим зумовлений струм
Електричний струм в речовині виникає під дією електричного поля. Електричне поле змушує рухатися вільні носії заряду.
Електропровідність — здатність речовини проводити електричний струм.
Електропровідність виникає в електричному полі. Електропровідність властива усім речовинам, але для того, щоб вона була значною, необхідно, щоб в речовині були вільні заряди.
Природа електропровідності
Електропровідність зумовлена переважним рухом заряджених часток, носіїв заряду в напрямку електричного поля. Носіями заряду можуть бути електрони, дірки або йони. Для забезпечення провідності носії заряду повинні бути вільними.
Умови для виникнення електричного струму
Наявність у тілі вільних заряджених частинок, які могли б у ньому рухатись.
Наявність електричного поля.
Під дією електричного поля заряджені частинки починають рухатись у напрямку дії на них електричних сил. Так виникає електричний струм.
Електрична провідність металів
У металах носіями електричного струму є вільні електрони. Їх концентрація приблизно дорівнює концентрації атомів (n 10 28 м - 3), оскільки кожний атом одновалентного металу вже при кімнатній температурі віддає один електрон провідності. Ці електрони між собою не взаємодіють, а отже, ведуть себе подібно до атомів одноатомного ідеального газу.
Якщо немає зовнішнього електричного поля, електрони провідності здійснюють хаотичний тепловий рух із середньою квадратичною швидкістю, що залежить від температури металу. Якщо до металу прикладено зовнішнє електричне поле, електрони провідності починають рухатися впорядковано (здійснюють дрейф), тобто в металевому провіднику виникає електричний струм.
Швидкість упорядкованого руху електронів під дією поля набагато менша від середньоквадратичної швидкості їх хаотичного теплового руху.
Провідність металів зумовлена рухом вільних електронів.
Дії електричного струму
Механічна
Електродвигун – електрична машина, що перетворює електричну енергію в механічну. Складається з обертової частини та нерухомої. Розрізняють електродвигуни постійного та змінного струму. Електродвигун – основний вид двигуна в промисловості, на транспорті і в побуті. Електродвигун є частиною електропривода транспортних засобів, зокрема конвеєрів, шахтних підіймальних установок тощо. Завдяки струму, що живить електродвигун, відбувається рух трамваїв, тролейбусів, електромобілів тощо.
Хімічна
Коли через розчин солей, кислот і лугів проходить електричний струм, на електродах, занурених й цей розчин, відбуваються хімічні реакції. Слід зазначити, що хімічна дія струму виявляється не завжди. Пропустивши струм, наприклад, через метали, ми не виявимо жодних хімічних змін. Хімічну дію струму використовують для добування деяких чистих металів таких як мідь, алюміній. Також використовують для покриття одних металів іншими.
Теплова
Теплова дія електричного струму використовується в усіх побутових електронагрівних прикладах. Наприклад: в електропрасці, електричному чайнику, тостері, електрогрілці.
Світлова
Світлова та теплова дії електричного струму спостерігаються в електричній лампі розжарювання. Температура спіралі лампи настільки висока, що вона розжарюється до яскравого свічення
Магнітна
Провідник зі струмом набуває магнітних властивостей. Спостерігається при наявності електричного струму в будь-яких провідниках (твердих, рідких,газоподібних). Магнітна дія використовується в гальванометрах, гучномовцях.
Тест
