Как работает электричество, куда оно течет
В электрической цепи, включающей источник тока и потребитель электроэнергии, возникает электрический ток. Но в каком направлении возникает этот самый ток? Традиционно считается, что во внешней цепи ток имеет направление от плюса источника к минусу в то время, как внутри источника питания — от минуса к плюсу.
И действительно, электрический ток — это упорядоченное движение электрически заряженных частиц. В случае, если проводник изготовлен из металла, такими частицами служат электроны — отрицательно заряженные частицы. Однако во внешней цепи электроны движутся именно от минуса (отрицательного полюса) к плюсу (положительному полюсу), а не от плюса к минусу.
Если включить во внешнюю цепь полупроводниковый диод, то станет ясным, что ток возможен лишь тогда, когда диод подключен катодом в сторону минуса. Из этого следует, что за направление электрического тока в цепи принимают направление противоположное реальному движению электронов.
Если проследить историю становления электротехники как самостоятельной науки, можно понять, откуда возник такой парадоксальный подход.
Американский исследователь Бенжамин Франклин выдвинул в свое время унитарную (единую) теорию электричества. По этой теории электрическая материя является невесомой жидкостью, которая может вытекать из одних тел, при этом накапливаться в других.
Русский физик Ленц дал правило: если металлический проводник движется вблизи тока или магнита, то в нем возникает гальванический ток. И направление возникающего тока таково, что неподвижный провод пгва пришел бы от его действия в движение, противоположное исходному перемещению. Просто, облегчающее понимание правило.
Заказать
По Франклину, электрическая жидкость есть во всех телах, но наэлектризованными тела становится лишь тогда, когда в них имеет место избыток или недостаток электрической жидкости (электрического флюида).
Так было положено начало понятиям положительного заряда и отрицательного заряда. В момент соединения тел заряженных положительно с телами, заряженными отрицательно, электрическая жидкость перетекает от тела с большим количеством электрической жидкости к телам с пониженным ее количеством. Это похоже на систему сообщающихся сосудов. В науку вошло устойчивое понятие электрического тока, движения электрических зарядов.
Эта гипотеза Франклина предварила электронную теорию проводимости, однако она оказалась совсем не безупречной. Французский физик Шарль Дюфе обнаружил, что в реальности есть два вида электричества, которые в отдельности подчиняется теории Франклина, однако при соприкосновении взаимно нейтрализуются. Появилась новая дуалистическая (двойственная) теория электричества, выдвинутая естествоиспытателем Робертом Симмером на основании опытов Шарля Дюфе.
При натирании, с целью электризации, электризуемых тел, заряженным становится не только натираемое тело, но и натирающее.
Дуалистическая теория утверждала, что в обычном состоянии в телах содержатся два рода электрического флюида и в разных количествах, которые нейтрализуют друг друга. Объяснялась электризация изменением соотношения отрицательных и положительных электричеств в электризуемых телах.
Как гипотеза Франклина, так и гипотеза Симмера успешно объясняли электростатические явления и даже конкурировали между собой.
Изобретенный в 1799 году вольтов столб и открытие явления электролиза привели к выводам о том, что при электролизе растворов и жидкостей в них наблюдается два противоположных по направлению движения зарядов – отрицательное и положительное. Это было торжество дуалистической теории, ведь при разложении воды теперь можно было наблюдать, как на положительном электроде происходит выделение пузырьков кислорода, в то же время на отрицательном – водорода.
Но здесь не все было гладко. Количество выделяемых газов получалось разным. Водорода выделялось вдвое больше, чем кислорода. Это ставило физиков в тупик.
Тогда химики еще не имели представления о том, что в молекуле воды присутствуют два атома водорода и всего один атом кислорода.
Но в 1820 году Андре-Мари Ампер в работе, представленной членам Парижской академии наук, сперва решает выбрать одно из направлений токов в качестве основного, но затем дает правило, согласно которому можно точно определить воздействие магнитов на электрические токи.
Чтобы все время не говорить о двух противоположных по направлению токах обоих электричеств, во избежание лишних повторений, Ампер решил за направление электрического тока строго принять направление движения именно положительного электричества. Так, впервые Ампером было введено до сих пор общепринятое правило направления электрического тока.
Этого положения придерживался позже и сам Максвелл, придумавший правило «буравчика», определяющее направление магнитного поля катушки. Но вопрос об истинном направлении электрического тока так и оставался открытым. Фарадей писал, что такое положение вещей лишь условно, оно удобно ученым, и помогает им ясно определять направления токов.
Но это лишь удобное средство.
После открытия Фарадеем электромагнитной индукции, появилась необходимость определять направление индуцированного тока.
Даже после открытия электрона, эта условность существует более полутора столетий. С изобретением такого устройства, как электронная лампа, с широким внедрением полупроводников, стали возникать трудности. Но электротехника, как и прежде, оперирует старыми определениями. Порой это вызывает настоящую путаницу. Но внесение коррективов вызовет больше неудобств.
3. За направление электрического тока принято
1. движение электронов; 2. движение любых положительно заряженных частиц; 3. движение отрицательных ионов; 4. Направление движения любых заряженных частиц; 5. Направленное движение или положительных или отрицательных ионов.
4. Величина, характеризующая
интенсивность действий электрического
тока, равная величине заряда, прошедшего
через проводник за 1 секунду это 1.
сила
тока; 2. электрическое напряжение;3. сопротивление данного проводника; 4. заряд данного проводника; 5. тепловое, химическое или магнитное
действие тока.
5. Выберите правильное выражение для определения силы тока
6. Чему равна сила тока на сопротивлении в 20Ом. (рис.1) Ответ запишите в А с точностью до целых.
1.2. 3.4. 5.U=IR
7. Чему равно сопротивление r2? (рис.1) Ответ запишите в Ом с точностью до целых.
8. Чему равно общее сопротивление участка? (рис.1) Ответ запишите в Ом с точностью до целых.
9. Что можно найти
и чему оно равно если известно, что I=
4 А и R=8 Ом ?1.мощность
тока 2 Вт; 2.напряжение = 32 В; 3.мощность
тока 128 Вт; 4.напряжение 2 В; 5.
напряжение =32 В.
А. 1,2 Б.2,3 В.1,5 Г.3,5 Д.3,4
10.Чему равно напряжение на сопротивлении r2? (рис.2) Ответ запишите в вольтах с точностью до целых.
11. Чему равно сопротивление R2? (рис.2) Ответ запишите в Ом с точностью до целых.
12. Чему равно общее сопротивление участка? (рис.2) Ответ запишите в Ом с точностью до целых
13. Показания приборов приведены на рис.3. Что можно ещё найти и чему оно равно? 1. Мощность(2 Вт)2. Сопротивление (18 Ом) 3. Сопротивление (0,5 Ома) 4. Мощность (8 Вт) 5. Сопротивление (2 Ома) А.1,2 Б.2,3 В.4,5 Г.3,5 Д.2,4
14. По графику определите сопротивление первого и примерное значение второго (Выберите правильное высказывание)
1.
3,3 Ом у первого
и примерно 1,1 Ом у второго;
2. 363 Ом у первого и примерно
3. 3 Ом у первого и примерно 9 Ом у второго;
4. 3,3 Ом у первого и примерно 9,9 Ом у второго;
5. 3 Ом у первого и примерно 1 Ом у второго;
15.Чему равно в Омах сопротивление R1-? на рис. 5 100,2
16.Чему равна в амперах сила тока на сопротивлении 50 Ом? на рис. 5
17 . Чему равна в амперах общая сила тока? на рис. 5
18. А общее сопротивление с точностью до десятых равно…
Ответы оформите в виде
№ варианта | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 |
Буква | ||||||||||||||||||
Число | ||||||||||||||||||
Корр | ||||||||||||||||||
корр |
Ответы без аргументов не считаются, Вы проверяете свои знания, а не интуицию!!!
Подготовка Вариант 4.
Электрические явления.
(2) тест
8-3
1. Три сопротивления по 9 Ом включены последовательно. каково общее сопротивление данного участка цепи? Ответ запишите в Ом с точностью до целых.
2. Три сопротивления по 9 Ом включены параллельно. каково общее сопротивление данного участка цепи? Ответ запишите в Ом с точностью до целых.
3. Электрический ток в металлах это: 1.Направленное движение электронов; 2. Направленное движение только положительных ионов; 3. Направленное движение только отрицательных ионов; 4. Направленное движение любых; заряженных частиц; 5. Направленное движение только ионов.
4. Величина, характеризующая
способность проводника препятствовать
прохождению по нему электрического
тока это 1. сила тока; 2. электрическое
напряжение;3. сопротивление данного проводника; 4.
заряд данного проводника; 5. тепловое, химическое или магнитное
действие тока.
Направление электрического тока
Направление электрического тока может быть немного запутанной темой. Здесь мы рассмотрели ваш запрос. Надеюсь, что эта статья поможет вам понять направление тока.
Электрический токКаждая частица в природе, кроме изоляторов*, имеет в себе большое количество свободных электронов. Эти электроны беспорядочно движутся во всех направлениях внутри материала при нормальных условиях. Если к этим материалам приложить определенное напряжение, все эти электроны начнут двигаться из области более высокого потенциала в область более низкого потенциала. Это движение электронов из области более высокого потенциала в область более низкого потенциала под действием электрического поля и составляет электрический ток.
*свободных электронов в изоляторе не будет, если его поддерживать при нормальной или комнатной температуре.
Определение тока Электрический ток обычно называют потоком зарядов через проводник.
Его можно определить как количество заряда , протекающего через площадь поперечного сечения проводника. Другими словами, термин «ток» можно определить как скорость протекания зарядов через проводник. Подробнее об электрическом токе
Электрический ток измеряется количеством электронов, проходящих мимо определенной точки проводника или цепи в единицу времени.
I = Q / t
Где Q — заряд электронов, протекающих через проводник. t — время течения в секундах.
В каком направлении течет электрический ток? Направление электрического тока немного сложно понять тем, кого учили, что ток течет от положительного к отрицательному. За этим явлением стоят две теории. Одна из них — теория обычного тока, а другая — теория фактического течения. Когда Бенджамин Франклин изучал заряды, строение атома и атомных частиц было неизвестно. Поэтому он принял точку накопления заряда за положительную, а точку с дефицитом зарядов за отрицательную.
Поэтому говорят, что заряд течет от положительного к отрицательному. Это называется обычным током.
Но на самом деле электрический ток — это не что иное, как поток электронов. Электроны являются отрицательно заряженными частицами и притягиваются к положительному заряду. Кроме того, многие эксперименты показали, что в проводнике текут свободные электроны. Отрицательно заряженные электроны движутся от отрицательного полюса к положительному. Это направление фактического течения тока.
Направление тока при анализе цепей
При анализе цепей мы обычно рассматриваем направление электрического тока от положительного к отрицательному. Математически отрицательные заряды, текущие в одном направлении, эквивалентны положительным зарядам, текущим в противоположном направлении. Следовательно, это не имеет значения. При анализе цепи можно рассмотреть протекание тока от положительного к отрицательному или наоборот. На самом деле, положительно заряженные ионы могут притягиваться отрицательно заряженными электронами.
Единица силы тока
Единицей силы тока является ампер или А. Один ампер равен одному кулону в секунду, тогда как один кулон равен 6,25 x 10 18 электронов. Говоря, что через цепь протекает ток силой один ампер, подразумевается, что 6,25 x 10 18 электронов пересекают точку цепи в секунду.
Теги Теория цепей Copyright © 2023 Electrical Classroom. Защищено законом о защите авторских прав в цифровую эпоху
Продолжая использовать этот веб-сайт, вы соглашаетесь с нашей политикой в отношении файлов cookie.
Посмотреть Политика конфиденциальности Посмотреть Карта сайта
Электрический ток — Как генерируется электрический ток | Определение
Электроника
приборы и схемы >> Атомные
физика >> Электрический ток
Обычно,
текущий
означает перетекание чего-либо из одного места в другое.
Для
например, вода, падающая с холма, речная вода, текущая с
одного места в другое место, и океанская вода, движущаяся из одного
места в другое место известны как водные потоки. В реке
и океан, молекулы воды движутся из одного места в
другое место будет проводить ток.
В
а
аналогичным образом, носители электрического заряда, движущиеся от одного
точка на другую точку в проводнике или полупроводнике будет
проводит электрический ток.
Электрический текущий определение
течение носителей электрического заряда в проводнике или полупроводнике называется электрический ток.
В
дирижеры
или полупроводники, электрический ток проводится крошечными
частицы. Эти крошечные частицы известны как электрический заряд.
перевозчики.
носителями электрического заряда могут быть электроны, дырки,
протоны, ионы и т. д. Однако электрический ток часто
проводится электронами и дырками.
В
проводники, отверстия незначительны. Итак, электроны проводят
электрический ток.
В полупроводниках присутствуют как электроны, так и дырки. Так
и электроны, и дырки проводят электрический ток.
Электрический ток является важной величиной в электронных схемах. Когда напряжение применяется через проводник или полупроводник, начинает течь электрический ток. Электрический ток часто называется «текущим» для простоты.
Электрический текущий символ
Электрический ток
представлен символом
ɪ.
символ ɪ
был
использовал французский физик Андре-Мари Ампер.
единица электрического тока (ампер) названа в его честь.
Что представляет собой электрический заряд?
Электрический заряд является фундаментальным свойством частиц, таких как электроны и протоны. Электрический заряд не может быть создан ни уничтожены. Это означает, что если есть электрон или протон потом идет зарядка.
Электроны имеют отрицательный заряд, а протоны — положительный. Протоны намного тяжелее электронов. Тем не менее, обвинение протона равен заряду электрона.
Мы известно, что если два противоположных заряда поместить рядом друг с другом другие их привлекают. С другой стороны, если два одинаковых или заряды, расположенные близко друг к другу, отталкиваются.
Когда
протон находится ближе к электрону, они притягиваются.
С другой стороны, когда два протона или два электрона
расположенные близко друг к другу, они отталкиваются.
Электрический заряжать измеряется в кулонах (С). Один кулон – это количество заряд, переносимый током 1 ампер за 1 секунду. Для Например, если заряд 4 Кл проходит за 2 секунды, то ток = 4 ÷ 2 = 2 ампера (А).
Как возникает электрический ток?
атомов являются основными строительными блоками материи. Каждый объект в вселенная состоит из атомов. Атомы самые крошечные частицы. Их размер в нанометрах.
Каждый атом состоит из субатомных частицы, такие как электроны, протоны и нейтроны. Эти субатомные частицы меньше атома.
Электроны отрицательно заряжены
частицы, протоны — положительно заряженные частицы, а
нейтроны — нейтральные частицы (без заряда).
Протоны и нейтроны намного тяжелее чем электроны. Таким образом, протоны и нейтроны всегда находятся на центр атома. сильный ядерная сила между протонами и нейтронами заставляет их всегда держаться вместе.
Протоны имеют положительный заряд и нейтроны не имеют заряда. Таким образом, общий заряд ядра положительный.
Электроны всегда вращаются вокруг ядра из-за электростатической силы притяжения между ними.
Электроны вращаются вокруг ядра на разных орбитах. Каждая орбита имеет энергетический уровень связанные с ним.
Электроны вращаются на близком расстоянии
расстоянии от ядра имеют очень низкую энергию. С другой
стороны, электроны вращаются на большем расстоянии от
ядра обладают очень высокой энергией.
Электроны на самой внешней орбите атом называется валентным электроны. Эти электроны очень слабо связаны с родительский атом. Таким образом, применяя небольшое количество энергии достаточно, чтобы освободить их от родительского атома.
При небольшом количестве энергии в форме тепла, света или электричества поле прикладывается к валентным электронам, они приобретают достаточную энергию, а затем отделяется от родительского атома.
Электроны, отделенные от
родительский атом называется свободным
электроны. Эти электроны свободно перемещаются из одного места в
другое место.
Мы знаем, что электроны имеют отрицательную заряжать. Таким образом, свободные электроны несут отрицательный заряд с одного место в другое место.
Мы знаем, что электрический ток означает
поток заряда.
Так что электроны свободно перемещаются из одного места
в другое место будет проводить электрический ток.
В полупроводниках оба свободных электрона
и дырки есть. Свободные электроны отрицательно
заряженные частицы. Поэтому они несут отрицательный заряд (электрический
текущий). Дырки — это положительно заряженные частицы. Поэтому они
несут положительный заряд (электрический ток).
Таким образом, и свободные электроны, и дырки проводят электрический ток в полупроводниках.
В проводниках отверстия незначительны. Так
свободные электроны проводят электрический ток.
Протоны также обладают способностью
проводить электрический ток. Однако протоны не могут свободно двигаться
из одного места в другое место, как электроны. Они всегда
удерживается в фиксированном положении.
Значит, протоны не проводят
электрический ток.
СИ единица электрического тока
Единицей электрического тока в системе СИ является
ампер, названный в честь французского физика Андре-Мари
Ампер. Электрический ток, протекающий в проводнике или
полупроводник измеряется в амперах. Ампер тоже иногда
называется амперами или А.
Ток, протекающий через электронный компонент (например, диод) в цепи измеряется с помощью прибора под названием амперметр.
Текущий направление
При подаче напряжения на проводник или полупроводник, начинает течь электрический ток.
В проводниках, положительно заряженных
протоны удерживаются в фиксированном положении и отрицательно
заряженные электроны перемещаются из одного места в другое
несущий заряд.
Таким образом, электроны проводят электрический ток
в проводниках.
В полупроводниках оба свободных электрона
а дырки переносят заряд из одного места в другое. Таким образом,
электроны и дырки проводят электрический ток в
полупроводники.
При подаче напряжения электроны (отрицательные заряды) перемещаются от отрицательного полюса батареи к положительный конец батареи. Итак, электроны (отрицательные заряды) направление тока от отрицательного к положительному.
С другой стороны, отверстия (положительные заряды) перемещаются от положительного конца батареи к отрицательному конец батареи. Так что дырки (положительные заряды) тока направление от положительного к отрицательному.
Обычный
текущее направление от положительного к отрицательному (так же, как
текущее направление положительных зарядов).