Электрический ток – это?

Электрический ток – это?

Когда человек учится создавать и использовать электричество, качество его жизни резко улучшается. В настоящее время значение электричества возрастает с каждым годом. Чтобы разобраться в более сложных проблемах, связанных с электричеством, необходимо сначала понять, что такое электрический ток.

Что представляет собой ток

Электрический ток определяется как его выражение как направленный поток положительно или отрицательно заряженных движущихся частиц-носителей. Носителями заряда могут быть:

• В металлах движутся электроны с отрицательными знаками;
• Ионы в жидкости или газе;
• Положительно заряженные дырки, создаваемые движущимися электронами в полупроводниках.

ток в проводнике

Величина тока зависит также от наличия электрического поля. Без него не возник бы направленный поток заряженных частиц.

Понятие об электрическом токе было бы неполным без перечисления его проявлений:

1. Любой электрический ток сопровождается магнитным полем;
2. Проводники нагреваются при прохождении через них;
3. Электролиты меняют химический состав.

Проводники и полупроводники

Электрический ток может существовать только в проводящих средах, но природа его течения иная:

1. Металлические проводники содержат свободные электроны, которые начинают двигаться под действием электрического поля. С повышением температуры сопротивление проводника также увеличивается, поскольку тепло увеличивает беспорядочное движение атомов, тем самым нарушая свободные электроны;
2. В жидкой среде, образованной электролитом, возникающее электрическое поле вызывает процесс диссоциации — образование катионов и анионов, которые движутся к положительному и отрицательному полюсам (электродам) в зависимости от знака заряда. Нагрев электролита вызывает снижение сопротивления за счет более активного молекулярного распада;

ток в электролите

Важно! Электролит может быть твердым, но свойства электрического тока в нем такие же, как и в жидкости.

1. Газообразные среды также характеризуются наличием движущихся ионов. Образуется плазма. Радиация также производит свободные электроны, которые участвуют в направленном движении;
2. Когда в вакууме генерируется ток, электроны, высвобождаемые из отрицательного электрода, движутся к положительному электроду;
3. В полупроводниках есть свободные электроны, которые при нагревании разрывают связи. На их месте остаются дырочки с «плюсовым» зарядом. Дырки и электроны могут производить направленное движение.

Непроводящие среды называются диэлектриками.

Важно! Направление тока соответствует направлению движения частиц носителей заряда со знаком плюс».

Род тока

1. Непрерывный. Характеризуется постоянными количественными значениями тока и направления;
2. Сменный. Его свойства периодически меняются с течением времени. Делится на несколько разновидностей в зависимости от изменяемых параметров. Преимущественно величина и направление тока изменяются по синусоидальной кривой;
3. вихрь. Возникает при изменении магнитного потока. Замкнутая цепь образуется без перемещения между полюсами. Вихревые токи выделяют сильное тепло, что приводит к увеличению потерь. В сердечнике электромагнитной катушки они ограничены конструкцией с использованием отдельных изолирующих пластин, а не сплошных изолирующих пластин.

Читайте также статью: Как выглядит виктория

Вихревые токи в железном сердечнике

Характеристики электроцепи

1. Сила тока. Это количественное измерение заряда, проходящего по сечению проводника в единицу времени. Заряд измеряется в кулонах (Кл), а время измеряется в секундах. Сила тока C/s. Полученное соотношение называется ампером (А) и используется для измерения количественной величины электрического тока. Измерительный прибор представляет собой амперметр, включенный последовательно в цепь электрического соединения;
2. Сила. Ток в проводнике должен преодолевать сопротивление среды. Работа, необходимая для преодоления этого в течение определенного периода времени, и будет силой. При этом электрическая энергия преобразуется в другие виды энергии – совершается работа. Мощность зависит от тока и напряжения. Их продукция будет определять активную мощность. Умножьте это на время, и вы получите потребление энергии — то, что показывает счетчик. Мощность может измеряться в вольт-амперах (ВА, кВА, мВА) или ваттах (Вт, кВт, мВт);
3. Напряжение. Одна из трёх важнейших характеристик. Чтобы ток протекал, между двумя точками электрически связанной замкнутой цепи должна быть создана разность потенциалов. Напряжение характеризуется работой, совершаемой электрическим полем при движении отдельных носителей заряда. Согласно формуле, единицей напряжения является Дж/Кл, что соответствует вольтам (В). Измерительный прибор — вольтметр, включенный параллельно;
4. Сопротивляться. Характеризует способность проводника пропускать электрический ток. Определяется материалом проводника, длиной и площадью поперечного сечения. Единица измерения – Ом).

Важно! Электрический ток всегда течет от более высокого потенциала к более низкому потенциалу.

Законы для электротока

В электрических цепях для расчетов используются три основных закона:

1. Закон Ома. Он был исследован и сформулирован немецкими физиками в начале 19 века для постоянного тока, а позже был применен и для переменного тока. Он устанавливает связь между током, напряжением и сопротивлением. Практически все схемы рассчитаны на основе закона Ома. Основная формула: I=U/R, то есть ток прямо пропорционален напряжению и обратно пропорционален сопротивлению;

Закон Ома для частей схемы

1. Закон Фарадея. Относится к электромагнитной индукции. Возникновение индуцированного тока в проводнике вызвано действием изменяющегося во времени магнитного потока, обусловленного индуцированной электродвижущей силой (ЭДС) в замкнутом контуре. Величина индуцированной электродвижущей силы (измеряется в вольтах) прямо пропорциональна скорости изменения магнитного потока. Благодаря закону индукции генератор может генерировать электричество;
2. Закон Джоуля-Ленца. Расчет нагрева проводников важен при проектировании и изготовлении отопительных, осветительных приборов и другого электрооборудования. Этот закон позволяет определить тепло, выделяющееся при прохождении электрического тока:

Видео: Что такое электрический ток?

Где I — сила протекающего тока, R — сопротивление, а t — время.

Электричество в атмосфере

В атмосфере могут существовать электрические поля и происходить процессы ионизации. Хотя природа их возникновения не совсем ясна, существуют различные объяснительные гипотезы. Самым популярным является конденсатор, аналог электричества в атмосфере. Его пластины можно использовать для изображения поверхности Земли и ионосферы, между которыми циркулирует диэлектрик (воздух.

Виды атмосферного электричества:

1. Молниеносный разряд. Молния с видимым блеском и громом. Ток составляет 500 000 ампер, а напряжение молнии может достигать сотен миллионов вольт;

1. Огонь Святого Эльма. Вокруг проводов и мачт образовался коронный разряд;
2. Шаровая молния. Сферический разряд, движущийся по воздуху;
3. полярное сияние. Под воздействием заряженных частиц, проникающих из космоса, ионосфера Земли излучает разноцветный свет.

Применение электричества

Человек использует полезные свойства электрического тока во всех сферах жизни:

• свет;
• Передача сигналов: телефон, радио, телевидение, телеграф;
• Электротранспорт: поезда, электромобили, трамваи, троллейбусы;
• Создание комфортного микроклимата: отопление и кондиционирование;
• медицинское оборудование;
• Бытовое использование: электроприборы;
• компьютеры и мобильные устройства;
• Промышленность: машины и оборудование;
• Электролиз: производит алюминий, цинк, магний и другие вещества.

Опасность электрического тока

Прямой контакт с электрическим током без защитных средств может быть смертельным для человека. Возможны несколько видов воздействия:

• Термические ожоги;
• Электролитический распад крови и лимфатической жидкости, изменение их состава;
• Спазматические сокращения мышц могут привести к полной остановке сердца и нарушению функции дыхательной системы.

важный! Ток, ощущаемый человеком, начинается с 1 мА, если значение тока составляет 25 мА, в организме могут произойти серьезные негативные изменения.

Важнейшее свойство электрического тока состоит в том, что он может выполнять полезную работу для людей: освещение дома, стирку, сушку белья, приготовление пищи, отопление. Сегодня его использование в передаче информации занимает важное место, хотя это и не требует больших затрат энергии.

Читайте также статью: Как подключить ноутбук к телевизору без проводов: обзор способов и сравнение

Видео: Электрическое поле. Откуда берется ток.

Видео: Что такое электрический ток