Підручник Фізика 8 клас - М. I. Шут - Перун 2016 рік

ЧАСТИНА II ЕЛЕКТРИЧНІ ЯВИЩА ЕЛЕКТРИЧНИЙ СТРУМ

Розділ 5. ЕЛЕКТРИЧНИЙ СТРУМ. ЗАКОНИ ПОСТІЙНОГО СТРУМУ.

• Які умови існування електричного струму

• Рух яких заряджених частинок приймають за напрям електричного струму

• Які є дії електричного струму

• Яка із дій електричного струму за висловом Майкла Фарадея: «немає дії, яка була б найхарактернішою для електричного струму» завжди незалежна від властивостей провідників

• Якими приладами вимірюються величина струму і напруги в колі

• Від чого залежить опір провідників

• Чому освітлювальні лампи з’єднують паралельно?

• Які закони електричного струму при послідовному і паралельному сполученні?

• Чому металеві провідники при проходженні електричного струму нагріваються?

§ 27. ЕЛЕКТРИЧНИЙ СТРУМ. ДІЇ ЕЛЕКТРИЧНОГО СТРУМУ

Поставимо питання: що таке електричний струм?

У провіднику за звичайних умов заряджені частинки знаходяться в рівновазі і здійснюють безладний, хаотичний рух (тепловий рух). У цьому випадку відсутній напрямлений рух заряджених частинок.

Але коли в якомусь тілі переміщаються електрично заряджені частинки в одному певному напрямі, то кажуть, що в цьому тілі є електричний струм, а електрично заряджені частинки називають носіями заряду.

Електричний струм провідності зв’язаний з рухом заряджених частинок у тілі.

Конвекційний струм зв’язаний з рухом у просторі зарядженого тіла. Наприклад, рух по орбіті Землі, що має надлишковий негативний електричний заряд, можна вважати за конвекційний струм.

Ми будемо вивчати електричний струм провідності, який називають просто електричним струмом.

Під дією електричного поля заряджені частинки починають рухатись у напрямку дії на них електричних сил. Так виникає електричний струм.

Напрям електричного струму.

Виникає питання, рух яких саме заряджених частинок слід взяти за напрям електричного струму?

Історично склалося так, що незалежно від того, рух яких частинок — негативно чи позитивно заряджених — зумовлює

Електричним струмом називають упорядкований ( напрямлений) рух електрично заряджених частинок.

Які ж заряджені частинки можуть переміщуватись і створювати електричний струм?

Ми вже знаємо, що в тілах є електрони. Електрони мають від'ємний електричний заряд. Електричний заряд мають також і йони. Отже, в тілах можуть рухатись різні заряджені частинки — електрони та йони, як додатні, так і від'ємні.

Розрізняють електричний струм провідності та конвекційний струм.

Для існування електричного струму треба здійснення таких двох умов:

електричний струм, за напрям струму беруть умовно той напрям, у якому рухаються (або могли б рухатися) в провіднику позитивно заряджені частинки під дією електричного поля. Це враховано в усіх правилах і законах електричного струму.

Дії електричного струму.

Розрізняють теплову, магнітну, хімічну, світлову, механічну дії струму.

Теплова і світлова дія струму.

Теплову дію струму можна спостерігати, якщо до джерела струму приєднати електричну лампочку (рис. 105). Нитка лампочки нагрівається і починає світитися. Теплова дія струму використовується в усіх побутових електронагрівних приладах, а світлова — в електричних лампах розжарення.

Нагрівання провідників при проходженні через них струму може бути більше або менше залежно від властивостей провідників. У нашому досліді нитка лампочки дуже розжарюється і світиться, а інші провідники, що підводять електричний струм, не нагріваються.

Магнітна дія струму.

Магнітна стрілка відхиляється від початкового положення, коли над нею (або поруч) по провіднику проходить електричний струм (рис. 106, а). Коли струм припиняється магнітна стрілка повертається в попереднє положення. Отже, електричний струм виявляє магнітну дію.

Якщо мідний ізольований провід намотати на залізний цвях і з’єднати з джерелом струму (рис. 106, б), то провідником ітиме струм. При цьому цвях намагнічуватиметься і може притягати до себе невеличкі залізні предмети. Це і є найпростіша модель електромагніту.

Перша - це наявність у тілі вільних заряджених частинок, які могли б у ньому рухатись. Друга — наявність електричного поля.

За напрям струму беруть умовно той напрям, у якому рухаються (або могли о рухатися) в провіднику позитивно заряджені частинки під дією електричного поля.

Рис. 105.

Електронагрівний прилад

Рис. 106, а. Магнітна стрілка відхиляється від початкового положення, коли над нею (або поруч) по провіднику проходить електричний струм

Підкреслимо, що магнітна дія струму проявляється завжди незалежно від властивостей провідника. Тому Майкл Фара- дай розглядаючи магнітну дію струму, підкреслив, що: «Немає дії, яка була б найхарактернішою для електричного струму.» саме магнітну дію струму з усіх його дій розглядають як найхарактерніший прояв струму. Явище взаємодії провідника зі струмом і магніту використовується в електровимірювальних приладах, які називаються гальванометрами. Стрілка гальванометра зв’язана з рухомою рамкою, що знаходиться в магнітному полі.

На рис. 107 показано зовнішній вигляд гальванометра. Отже, за допомогою гальванометра можна виявити наявність струму в колі.

Хімічна дія струму. Під час проходження через деякі водні розчини кислот, лугів і солей електричного струму на електродах, які занурені у розчин, виділяються речовини, що є у розчині. Так, при пропусканні струму через розчин мідного купоросу (CuSО4) на негативно зарядженому електроді виділяється мідь (Cu) (рис. 108).

Механічна дія струму. Є ще одна дія електричного струму, яку можна віднести до механічної дії. Завдяки струму, що живить електродвигун, відбувається рух трамваїв, тролейбусів, електромобілів та працюють інші пристрої.

В основі роботи електродвигуна також лежить явище взаємодії провідника зі струмом і магніту (рис. 109). Явище взаємодії провідника зі струмом і магніту лежить в основі роботи не лише електродвигунів, а і багатьох електровимірювальних приладів.

Рис. 106, б. Мідний ізольований провід намотати на залізний цвях і з’єднати з джерелом струму.

Рис. 107. Гальванометр

Рис. 108. При пропусканні струму через розчин мідного купоросу (CuSО4) на негативно зарядженому електроді виділяється мідь (Cu)

Рис. 109. Явище взаємодії провідника зі струмом і магніту

ПОГЛИБТЕ СВОЇ ЗНАННЯ

Провідники першого та другого роду

Експерименти свідчать, що хімічна дія струму спостерігається не у всіх провідниках. У так званих провідниках першого роду, до яких належать всі метали, а також вугілля, проходження електричного струму не викликає хімічної дії, а в провідниках другого роду (електролітах — розчинах кислот, лугів і солей та багатьох інших) електричний струм спричиняє розкладання цих речовин.

Нагрівання провідників під час проходження через них електричного струму також спостерігається не завжди.

А от магнітна дія струму виявляється завжди, нежалежно від властивостей провідників. Тому Майкл Фарадей, характеризуючи магнітну дію струму, підкреслив, що; «Немає дії, яка б була найхарактернішою для електричного струму»

Подумайте і дайте відповідь

1. Як можна спотерігати на досліді теплову і сівтлову дії струму?

2. Як можна спотерігати на досліді хімічну дію струму?

3. Де використовують теплову і хімічну дії струму?

4. Де використовується магнітна дія струму?

5. Де використовується механічна дія струму?





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