Підручник Фізика 8 клас - А. М. Сердюченко - Освіта 2016 рік

Розділ 4. Електричний струм

ЧАСТИНА II. ЕЛЕКТРИЧНІ ЯВИЩА

§ 29. Джерела електричного струму

Думки вголос

Я вивчу будову і дію основних джерел електричного струму.

Практично в усіх випадках електричний струм необхідно підтримувати протягом певного часу, наприклад для роботи кімнатного освітлення, телевізора, для неперервної роботи електротранспорту. Тому потрібні джерела електричного струму (схема 4).

Джерело струму — це пристрій, який створює електричне поле і може довгий час його утримувати.

Відомо багато видів джерел електроенергії. їхня будова різна, але у кожному джерелі струму відбувається розділення заряджених частинок на два полюси: позитивний «+» і негативний «-» за рахунок виконання роботи так званими сторонніми силами. Сторонні сили можуть мати хімічну, механічну, теплову природу. Вони спрямовані проти кулонівських сил. Згідно із законом Кулона заряди протилежних знаків притягуються, а щоб з’явилось джерело електричного поля, потрібно ці заряди розвести на два полюси. Цю роботу всередині джерела виконують сторонні сили.

В усіх джерелах струму в результаті роботи сторонніх сил відбувається перетворення інших видів енергії в електричну.

У гальванічних елементах у хімічні розчини опускають дві пластини із різних речовин. У результаті хімічних реакцій ці пластини (електроди) різнойменно заряджаються і можуть створювати струм: відбуваються хімічні реакції і внутрішня енергія, яка при цьому виділяється, перетворюється на електричну.

Для практичних цілей використовують сухі гальванічні елементи (мал. 106). Декілька гальванічних елементів можна з’єднати в батарею, наприклад для кишенькового ліхтаря.

Схема 4

Мал. 106. Сухі гальванічні елементи: а — будова гальванічного елемента; б — гальванічні елементи і батарея

В акумуляторах (мал. 107) в розчин кислоти опускають два однакові електроди (дві свинцеві пластини) і пропускають струм, заряджаючи їх. При цьому на електродах відбуваються різні хімічні реакції, які мають різні властивості, і акумулятор отримує два полюси зарядів. Після зарядки акумулятор можна використовувати як самостійне джерело струму.

Існують свинцеві (кислотні) і залізо-нікелеві, або лужні акумулятори. Вони можуть давати

доволі великий струм, і їх можна використовувати багато разів. Акумулятори мають широке і різноманітне застосування: освітлення в залізничних вагонах, автомобілях, підводних човнах, на штучних супутниках Землі тощо.

Які тобі відомі джерела струму і де їх використовують (мал. 108)?

Термоелементи. Якщо з’єднати два різнорідних провідники і нагрівати один із спаяних кінців, то отримаємо джерело струму. При цьому внутрішня енергія нагрівача переходить в електричну, особливо ефективним є з’єднання металевих провідників і напівпровідників (мат. 109).

Мал. 107. Будова акумулятора: 1 — корпус; 2 — кришка; 3 — клема позитивного полюса « + »; 4 — один із шести акумуляторів; 5 — клема негативного полюса «—»; 6 — пробка; 7 — заливна горловина; 8 — пластини акумулятора

Мал. 108. Джерела струму

Мал. 109. З’єднання металевих провідників і напівпровідників

На електростанціях електричний струм виникає в генераторах (мал. 110). Принцип їх дії можна продемонструвати на прикладі обертання рамки із деякої кількості витків ізольованого проводу в магнітному полі. Буде виконуватися механічна робота, полюси генератора зарядяться різнойменно, лампа, приєднана до приладу, буде світитися.

Мал. 110. Генератор

Електричний струм від генераторів використовують у промисловості, транспорті, сільському господарстві, освітленні будинків, роботі побутових електричних приладів тощо.

Підсумки

• Джерело струму — це пристрій для створення електричного струму в провідниках протягом довгого часу.

• У джерелах струму відбувається перехід різних видів енергії в електричну.

• Джерело струму має два полюси: позитивний «+» і негативний «-».

• Основні види джерел струму: гальванічні елементи, акумулятори, генератори, термоелементи.

• Джерела струму можна з’єднувати в батареї.

Перевір свої знання

1. Яку роль виконують сторонні сили в джерелі струму?

2. Які перетворення енергії відбуваються в джерелі струму?

3. Назви основні види джерел струму і їх застосування.

4. Якщо потрібно зарядити акумулятор, то з якими полюсами джерела енергії з’єднують клеми акумулятора під час заряду?

5. Дві цинкові пластини опущено в посудину з розчином сірчаної кислоти. Чи є такий пристрій гальванічним елементом? Що станеться, якщо одну цинкову пластину замінити мідною?

6. Яким чином, опустивши в склянку з водою два проводи, приєднані до полюсів джерела струму, можна переконатися, чи «працює» джерело струму?

Завдання

*** Розбери стару батарейку із сухих елементів. Назви частини, із яких вона складається. Розріж один елемент, розглянь його будову і розкажи про будову сухого елемента.

Для тих, хто хоче знати більше

В середині джерела струму діють сторонні сили, які переміщують електричні заряди і створюють два полюси в джерелі струму: позитивний «+» і негативний «-». Кулонівські сили завжди спрямовані на притягання електричних зарядів протилежних знаків, а сторонні сили розводять ці заряди до різнойменних полюсів. Види сторонніх сил: хімічні (в гальванічному елементі в акумуляторі), теплові (в термопарі), механічні (в генераторах) тощо. Кількісною характеристикою дії сторонніх сил є фізична величина, яка називається електрорушійна сила. Вона вимірюється в вольтах і позначається на джерелі струму літерою ( = 4,5 В).





Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити