Як називається явище виникнення електричного струму. Тест із фізики на тему "електромагнітна індукція". Електричний струм: умови існування електричного струму
Людина може зіткнутися із необхідністю захистити себе або своїх близьких, особливо при раптовому нападі грабіжника, хулігана чи ґвалтівника. Часто злочинці бувають озброєні.У цій ситуації допомагають прийоми самооборони. Навіть володіючи найпростішою технікою, людина почувається впевненіше та безпечніше. Він може блокувати удари, знешкодити супротивника і зберегти цим своє життя.
У статті представлені уроки самозахисту для чоловіків та жінок, дорослих та дітей. Елементарну техніку самооборони мають освоїти всі люди, незалежно від статі та віку.
Самооборона для початківців
Серія роликів «Самооборона для початківців» буде корисна людям, які не мають уявлення про єдиноборства та прийоми захисту.
У курсі лекцій розглядаються методи боротьби в екстремальних ситуаціях. Автори розповідають про способи боротьби проти п'яної людини та її вразливі для ударів місця – печінку та поперек. У роликах наведені прийоми оборони проти людини, озброєної колючим предметом. Дані корисні порадиіз захисту від нападу в ліфті та на сходах.
Прості прийоми самооборони
Швидкий відео-урок із трьома найпростішими прийомами самооборони для всіх. Лекція дасть можливість новачкам ознайомитися з простими та дієвими прийомами та ударами.
Самооборони для жінок. Працюючі прийоми
Якщо на жінку нападає 100-кілограмовий чоловік, стандартні блоки вже не діють, а удари кулаком та долонею майже не завдають болю нападникові. У подібній ситуації може розгубитися навіть дівчина, яка займається спортивною секцією.
У ролику розповідається про «заборонені» прийоми, використання яких виправдане для тендітної дівчини. Автор називає їх «котячими». Точкові болючі прийоми, укуси, захоплення за вуха, дряпання, удари по очах допоможуть жінці захиститися від фізично сильного злочинця.
У ролику наведено розбір прикладних прийомів, не характерних для рингу та татамі, але які допомагають в екстремальних ситуаціях.
Самооборона на вулиці та у бійці
П'ять найпростіших ударів, які можна використовувати при обороні від вуличних хуліганів та у бійці. Комплекс ефективний для самозахисту.
Бойове самбо. Найкращі прийоми
Назва вигаданого у СРСР єдиноборства «самбо» розшифровується як «самооборона без зброї». Комплекс включає набір дієвих прийомів, захоплень і підсічок. Ефективність та прикладний характер самбо зробили даний видєдиноборства обов'язковим елементомнавчання майбутніх міліціонерів та силовиків.
Самбо ділиться на два види: спортивне та бойове. Ролик присвячений другому виду «самооборони без зброї». На відміну від спортивного самбо, в прикладному використовуються удари руками та ногами, больові прийоми та прийоми задушення. Усі прийоми демонструються професійними самбістами, чемпіонами Росії та світу.
Китайська поліція. Прийоми самооборони
В 11-хвилинному ролику перераховано понад шістдесят прийомів зі знешкодження суперника. Демонструються основні удари, блокування, підсікання та способи утримання опонента. Методика успішно застосовується у китайській поліції.
Інформація в ролику подана чітко та лаконічно, без зайвих коментарів.
Самооборона для дітей
Єгор Чудіновський не забуває і про іншу незахищену категорію населення – про дітей. Автор демонструє прийоми для школярів та дошкільнят, які не займаються у секціях і поки що не здатні освоїти складні методики.
Інструктор ділить прийоми на два види: «захист від однолітків» та «захист від дорослих». Дитина не має фізичної можливості зробити підсікання дорослій людині або знешкодити її. Автор розповідає про больові точки, удари по яких допомагають тимчасово зупинити нападника і втекти від нього. Всі прийоми та блоки, перераховані інструктором, пов'язані з ударами долонею. Удари кулаком можуть завдати більшої шкоди дитині, ніж злочинцю.
Єгор Чудіновський приділяє увагу та психологічним методамзахисту: крик, вереск, прохання про допомогу. Злочинці часто зупиняють атаку на «правильно» дитину, що кричить.
Захист від ножа
Майстер бойових мистецтв Юрій Кормушин розповідає про захист проти швейної машинки- нанесення противником серії колючих ударів. Подібна тактика поширена серед злочинців і дуже небезпечна для тих, хто захищається. Удари «швейної машинки» ефективні, різкі та непомітні.
У подібній ситуації важливий будь-який рух. У ролику перераховані способи швидкого блокування ударів та відскоків у потрібну сторону. Наведено розбір поширених помилок. Правильний захист позбавляє опонента можливості завдати смертельного удару.
Прийоми карате для початківців
Президент української асоціації карате Сергій Лук'янчиков демонструє стандартний урок карате для новачків. Автор показує основні частини заняття: розминка, базові вправи, основні прийоми. У ролику перелічені способи блокування різних типівударів, захисту проти прямого удару ногою. Демонструються прийоми у відповідь.
Усі техніки карате не можна показати в одному ролику. Про решту базових прийомахрозповідається у інших роликах автора. Відео демонструє основи східного єдиноборства. У карате є своя естетика. Ролик продемонструє красу цього виду спорту, зацікавить багатьох глядачів та дасть стимул для більш серйозних занять.
Самооборона для школяра
На відміну від дорослої людини, непідготовлений школяр неспроможна освоїти складні методи самооборони. Відсутність фізичної сформованості та необхідних знаньробить дитину вразливою. Автор відео враховує всі нюанси та демонструє прості прийоми, зрозумілі навіть дитині, яка не займається у секціях єдиноборств.
Викладач показує прийоми захоплення голови та способи змусити суперника впасти. Автор не забуває і про методи виходу із найпоширеніших захоплень. Вивчивши основні прийоми, школяр зможе захиститись навіть від дорослого чоловіка.
Захист від ножа. Просунутий рівень
Ніж – найнебезпечніша зброя у світі. Саме їм наноситься найбільша кількістьпоранень. Через доступність та легальність холодною зброєю може озброїтися будь-який злочинець. Ніж часто використовується під час побутових сварок. На каналі Т24 інструктор розповідає про основні прийоми оборони проти людини, озброєної ножем.
Фахівець розглядає способи приспати пильність суперника, вибити чи відібрати в нього холодну зброю. У передачі розповідається про різних видахножів та особливості оборони проти них, про способи боротьби при атаці ззаду. Засвоєння методики не гарантує порятунку життя у боротьбі проти озброєного ножем людини, але явно збільшує шанси на виживання.
Захист для дівчат від ґвалтівників
Про методи жіночої самооборони розповідає інструктор з карате Єгор Чудіновський. Автор ролика розповідає про боротьбу проти улюбленої тактики ґвалтівників – захоплення за волосся. Тренер демонструє всі варіанти виходу із захоплення. Автор вчить завдавати ударів у пах і по очах.
Єгор Чудіновський упевнений: його методика ефективніше захистуза допомогою газових балончиків. У стані шоку і за нестачі часу дівчата часто не встигають дістати балончик із сумки.
Відомо кілька видів явища електричного струму, що різняться залежно від типу речовини, в якому вона виникає за відповідних умов.
Електропровідність – це здатність речовини проводити електричний струм.
Усі речовини поділяються на три класи: провідники, напівпровідники та діелектрики. Провідники бувають першого та другого роду: у провідниках першого роду (метали) струм створюється електронами та провідність називається електронною, у провідниках другого роду (розчини солей, кислот, лугів) струм створюється іонами.
Явище спрямованого руху вільних носіїв електричного заряду в речовині або вакуумі називається струмом провідності.
Інтенсивність електричного струму оцінюється фізичною величиною, яка називається силою електричного струму. Величина струму провідності визначається електричним зарядом всіх частинок, що проходять через поперечний переріз провідника за одиницю часу:
У практичних розрахунках використовують поняття густини електричного струму (чисельно визначається ставленням сили струму до площі поперечного перерізу провідника):
;
Досвідами встановлено, що інтенсивність електричного струму пропорційна напруженості. електричного поляі залежить від властивостей провідної речовини. Залежність струму властивостей речовини називають провідністю, а величину їй зворотну – опором.
;
G - Провідність;
R= 1\ G - Опір;
Опір залежить від температури: ;
α – температурний коефіцієнт опору.
Напівпровідники займають проміжне положення між провідниками та діелектриками, їх молекули пов'язані ковалентними зв'язками. Ці зв'язки можуть бути зруйновані за певних умов: додаємо або домішка з електронів або домішка з позитивних іонів і виникає можливість отримання електронної або діркової провідності. Щоб забезпечити струм у напівпровіднику, необхідно докласти різницю потенціалів.
Електропровідність діелектриків практично дорівнює нулю через сильні зв'язки між електронами і ядром. Якщо діелектрик помістити до зовнішнього електричне полевідбудеться поляризація атомів за рахунок усунення позитивних зарядів в один бік, негативних - в інший. При дуже сильному зовнішньому електричному полі атоми можуть бути розірвані, виникає струм пробою.
Крім струму провідності існує ще й струм усунення. Струм усунення обумовлений зміною вектора напруженості електричного поля з часом.
Електричний струм може протікати лише у замкнутій системі.
Тема 1.2 Прості та складні електричні ланцюги
Електричний ланцюг є сукупністю пристроїв і об'єктів, що забезпечує протікання електричного струму від джерела до споживача..
Елементом електричного кола є окремий об'єкт або пристрій. Основними елементами електричного колає: джерело електричної енергії, споживачі, пристрої передачі електричної енергії. У джерела електричної енергіївідбувається перетворення різних видів неелектричної енергії на електричну енергію. У споживачахелектрична енергія перетворюється на тепло, світло та інші неелектричні види енергій. Пристроями передачі електричної енергії від джерел до споживачів є лінії електропередачі. Всі основні елементи електричних ланцюгів мають електричний опір і впливають на величину струму в електричному ланцюзі.
Крім основних елементів електричні ланцюги містять допоміжні елементи: запобіжники, рубильники, перемикачі, вимірювальні прилади та інше.
Електричний ланцюг називається простийякщо вона складається з одного замкнутого контуру. Електричний ланцюг називається складною(розгалуженою), якщо вона складається з кількох замкнутих контурів.
Тест 11-1 (електромагнітна індукція)
Варіант 1
1. Хто відкрив явище електромагнітної індукції?
А. X. Ерстед. Б. Ш. Кулон. В. А. Вольта. Г. А. Ампер. Д. М. Фарадей. Е . Д. Максвелл.
2. Висновки котушки з мідного дротуприєднані до чутливого гальванометра. У якому з перерахованих дослідів гальванометр виявить виникнення ЕРС електромагнітної індукції в котушці?
З котушки виймається постійний магніт.
Постійний магніт обертається навколо своєї поздовжньої осі всередині котушки.
А. Тільки у випадку 1. Б. Тільки у випадку 2. В. Тільки у випадку 3. Г. У випадках 1 та 2. Д. У випадках 1, 2 та 3.
3.Як називається фізична величина, що дорівнює добутку модуля В індукції магнітного поля на площу S поверхні, що пронизується магнітним полем, і косинус
кута а між вектором В індукції та нормаллю п до цієї поверхні?
А. Індуктивність. Б. Магнітний потік. В. Магнітна індукція. Г. Самоіндукція. Д. Енергія магнітного поля.
4. Яким із наведених нижче виразів визначається ЕРС індукції у замкнутому контурі?
A. Б. Ст. р. Д.
5. При всуванні смугового магніту в металеве кільце та висуванні з нього в кільці виникає індукційний струм. Цей струм утворює магнітне поле. Яким полюсом звернене магнітне поле струму в кільці до: 1) північному полюсумагніту і 2) північному полюсі магніту, що висувається.
6. Як називається одиниця виміру магнітного потоку?
7. Одиницею виміру який фізичної величиниє 1 Генрі?
А. Індукції магнітного нуля. Б. Електроємності. В. Самоіндукції. Г. Магнітного потоку. Д. Індуктивності.
8. Яким виразом визначається зв'язок магнітного струму через контур з індуктивністю L контуру та силою струму Iу контурі?
A. LI . Б. Ст. LI ‘ . р. LI 2 . Д. .
9. Яким виразом визначається зв'язок ЕРС самоіндукції із силою струму в котушці?
А. Б . У . LI . Г . . Д. LI ‘ .
10. Нижче наведено властивості різних полів. Якими з них має електростатичне поле?
Лінії напруги не пов'язані з електричними зарядами.
Поле має енергію.
Поле не має енергії.
А. 1, 4, 6. Б. 1, 3, 5. Ст. 1, 3, 6. р. 2, 3, 5. Д. 2, 3, 6. е. 2, 4, 6.
11. Контур площею 1000 см 2 знаходиться в однорідному магнітному полі з індукцією 0,5 Тл, кут між вектором У
А. 250Вб. Б. 1000 Вб. Ст. 0,1 Вб. р. 2,5 · 10-2 Вб. Д. 2,5 Вб.
12. Яка сила струму контурі індуктивністю 5 мГн створює магнітний потік 2· 10 -2 Вб?
А. 4 мА. Б. 4 А. Ст 250 А. Р. 250 мА. Д. 0,1 А. Е. 0,1 мА.
13. Магнітний потік через контур за 5 · 10 -2 з поступово зменшився від 10 до 0 мВб. Яке значення ЕРС у контурі в цей час?
А. 5 · 10 -4 Ст Б. 0,1 Ст Ст 0,2 Ст Р. 0,4 Ст Д. 1 Ст Є. 2 Ст.
14. Яким є значення енергії магнітного поля котушки індуктивністю 5 Гн при силі струму в ній 400 мА?
А. 2 Дж. Б. 1 Дж. Ст 0,8 Дж. Р. 0,4 Дж. Д. 1000 Дж. Е. 4 · 10 5 Дж.
15. Котушка, що містить n витків дроту, підключена до джерела постійного струму з напругою U на виході. Яке максимальне значення ЕРС самоіндукції в котушці зі збільшенням напруги її кінцях від 0 до UУ?
A , U У, Б. nU В. В. U /п U ,
16. Дві однакові лампи включені до ланцюга джерела постійного струму, перша послідовно з резистором, друга послідовно з котушкою. У якій із ламп (рис. 1) сила струму при замиканні ключа До досягне максимального значення пізніше за іншу?
А. У першій. Б. У другій. В. У першій та другій одночасно. Г. У першій, якщо опір резистора більший за опір котушки. Д. У другій, якщо опір котушки більший за опір резистора.
17. Котушка індуктивністю 2 Гн включена паралельно з резистором електричним опором 900 Ом, сила струму в котушці 0,5 А, електричний опіркотушки 100 Ом. Який електричний заряд протікає в ланцюзі котушки та резистора при відключенні їх від джерела струму (рис. 2)?
А. 4000 Кл. Б. 1000 Кл. Ст 250 Кл. Р. 1 10-2 Кл. Д. 1,1 10-3 Кл. Е. 1 10-3 Кл.
18. Літак летить із швидкістю 900 км/год, модуль вертикальної складової вектора індукції магнітного поля Землі 4 10 5 Тл. Яка різниця потенціалів між кінцями крил літака, якщо розмах крил дорівнює 50 м?
А. 1,8 Ст Б. 0,9 Ст Ст 0,5 Ст Р. 0,25 Ст.
19. Якою має бути сила струму в обмотці якоря електромотора для того, щоб на ділянку обмотки з 20 витків завдовжки 10 см, розташовану перпендикулярно до вектора індукції в магнітному полі з індукцією 1,5 Тл, діяла сила 120 Н?
А. 90 А. Б. 40 А. В. 0,9 А. Р. 0,4 А.
20. Яку силу потрібно докласти до металевої перемички для рівномірного її переміщення зі швидкістю 8 м/с двома паралельними провідниками, розташованими на відстані 25 см один від одного в однорідному магнітному полі з індукцією 2 Тл? Вектор індукції перпендикулярний до площини, в якій розташовані рейки. Провідники замкнуті резистором із електричним опором 2 Ом.
А. 10000 Н. Б. 400 Н. В. 200 Н. Г. 4 Н. Д. 2 Н. Є. 1 Н.
Тест 11-1 (електромагнітна індукція)
Варіант 2
1. Як називається явище виникнення електричного струму в замкнутому контурі за зміни магнітного потоку через контур?
А. Електростатична індукція. Б. Явище намагнічування. В. Сила Ампера. Г. Сила Лоренца. Д. Електроліз. Е. Електромагнітна індукція.
2. Виводи котушки з мідного дроту приєднані до чутливого гальванометра. У якому з перерахованих дослідів гальванометр виявить виникнення ЕРС електромагнітної індукції в котушці?
У котушку вставляється магніт постійний.
Котушка одягається на магніт.
3) Котушка обертається навколо магніту, що знаходиться
усередині неї.
А.У випадках 1, 2 і 3. Б. У випадках 1 і 2. В. Тільки у разі 1. Г. Тільки у випадку 2. Д. Тільки у випадку 3.
3. Яким із наведених нижче виразів визначається магнітний потік?
A. BScosα. Б. Ст. qvBsinα. р. qvBI.Д. IBlsina .
4. Що виражає таке твердження: ЕРС індукції у замкнутому контурі пропорційна швидкості зміни магнітного потоку через поверхню, обмежену контуром?
А. Закон електромагнітної індукції. Б. Правило Ленца. В. Закон Ома для повного кола. Г. Явище самоіндукції. Д. Закон електролізу.
5. При всуванні смугового магніту в металеве кільце та висуванні з нього в кільці виникає індукційний струм. Цей струм утворює магнітне поле. Яким полюсом звернене магнітне поле струму в кільці до: 1) південного полюса магніту, що всувається, і 2) південного полюса магніту, що висувається.
A. 1 – північним, 2 – північним. Б. 1 – південним, 2 – південним.
B. 1 – південним, 2 – північним. Р. 1 – північним, 2 – південним.
6. Одиницею виміру якої фізичної величини є 1 Вебер?
А. Індукції магнітного поля. Б. Електроємності. В. Самоіндукції. Г. Магнітного потоку. Д. Індуктивності.
7. Як називається одиниця виміру індуктивності?
А. Тесла. Б. Вебер. Ст Гаусс. Г. Фарад. Д. Генрі.
8. Яким виразом визначається зв'язок енергії магнітного потоку в контурі з індуктивністю L контуру та силою струму Iу контурі?
А . . Б . . У . LI 2 , Г . LI ‘ . Д . LI.
9.Яка фізична величина х визначається виразом х= для котушки з п витків .
А. ЕРС індукції. Б. Магнітний потік. В. Індуктивність. Г. ЕРС самоіндукції. Д. Енергія магнітного поля. Е. Магнітна індукція.
10. Нижче наведено властивості різних полів. Якими з них має вихрове індукційне електричне поле?
Лінії напруги обов'язково пов'язані з електричними зарядами.
Лінії напруженості пов'язані з електричними зарядами.
Поле має енергію.
Поле не має енергії.
Робота сил з переміщення електричного заряду замкнутим шляхом може бути не дорівнює нулю.
Робота сил з переміщення електричного заряду по будь-якому замкнутому шляху дорівнює нулю.
А. 1, 4, 6. Би. 1, 3, 5. Ст 1, 3, ст. Р. 2, 3, 5. Д. 2, 3, 6. Е. 2, 4, 6.
11. Контур площею 200 см 2 знаходиться в однорідному магнітному полі з індукцією 0,5 Тл, кут між вектором Уіндукції та нормаллю до поверхні контуру 60°. Який магнітний потік через контур?
А. 50 Вб. Б. 2 · 10-2 Вб. В. 5 · 10-3 Вб. Р. 200 Вб. Д. 5 Вб.
12. Струм 4 А створює в контурі магнітний потік 20 мВб. Яка індуктивність контуру?
А. 5 Гн. Б. 5 мГн. Ст 80 Гн. Р. 80 мГн. Д. 0,2 Гн. Е. 200 Гн.
13. Магнітний потік через контур за 0,5 з поступово зменшився від 10 до 0 мВб. Яке значення ЕРС у контурі в цей час?
А. 5 · 10 -3 Ст Б. 5 Ст Ст 10 Ст Р. 20 Ст Д. 0,02 Ст Є. 0,01 Ст.
14. Яке значення енергії магнітного поля котушки індуктивністю 500 мГн за сили струму в ній 4 А?
А. 2 Дж. Б. 1 Дж. Ст 8 Дж. Р. 4 Дж. Д. 1000 Дж. Є. 4000 Дж.
15. Котушка, що містить пвитків дроту, підключена до джерела постійного струму з напругою U на виході. Яке максимальне значення ЕРС самоіндукції в котушці при зменшенні напруги на її кінцях U До 0 В?
A. U Ст Б. nU В. В. U / n В. Г. Може бути в багато разів більше U , залежить від швидкості зміни сили струму та від індуктивності котушки.
16. В електричному ланцюзі, представленому на малюнку 1, чотири ключі 1, 2, 3 і 4 замкнуті. Розмикання якого з чотирьох дасть найкращу можливістьвиявити явище самоіндукції?
А. 1. Б. 2. В. 3. Г. 4. Д. Будь-якого із чотирьох.
17. Котушка індуктивністю 2 Гн включена паралельно з резистором електричним опором 100 Ом, сила струму в котушці 0,5 А електричний опір котушки 900 Ом. Який електричний заряд протікає в ланцюзі котушки та резистора при відключенні їх від джерела струму (рис. 2)?
А. 4000 Кл. Б. 1000 Кл. Ст 250 Кл. Р. 1 10-2 Кл. Д. 1,1 10-3 Кл. Е. 1 10-3 Кл.
18. Літак летить зі швидкістю 1800 км/год модуль вертикальної складової вектора індукції магнітного поля Землі 4 10 -5 Тл. Яка різниця потенціалів між кінцями крил літака, якщо розмах крил дорівнює 25 м?
А. 1,8 Ст Ст 0,5 Ст Ст 0,9 Ст Р. 0,25 Ст.
19. Прямокутна рамка площеюSз струмомI вміщена вмагнітному поле з індукцієюУ . Чому дорівнює момент сили, що діє на рамку, якщо кут між векторомУ і нормаллю до рамки дорівнює а?
A. IBS sin а. Б. IBS.Ст. IBS cos а. р. I 2 BS sin а. Д. I 2 BS cos а.
Варіант 2
. Заряд у русі. Він може набувати форми раптового розрядустатичної електрики
, Такого як, наприклад, блискавка. Або це може бути контрольований процес у генераторах, батареях, сонячних або паливних елементах. Сьогодні ми розглянемо саме поняття "електричний струм" та умови існування електричного струму.
Електрична енергіяБільша частина електроенергії, яку ми використовуємо, надходить у виглядізмінного струму
з електромережі. Він створюється генераторами, що працюють за законом індукції Фарадея, завдяки якому магнітне поле, що змінюється, може індукувати електричний струм у провіднику. Генератори мають котушки проводи, що обертаються, які проходять через магнітні поля в міру їх обертання. Коли обертаються котушки, вони відкриваються і закриваються щодо магнітного поля і створюють електричний струм, що змінює напрямок на кожному повороті. Струм проходить черезповний цикл
вперед і назад 60 разів на секунду. Генератори можуть харчуватися від парових турбін, нагрітих вугіллям,природним газом
, нафта або ядерний реактор. З генератора струм проходить через ряд трансформаторів, де зростає його напруга. Діаметр проводів визначає величину та силу струму, яку вони можуть переносити без перегріву та втрати енергії, а напруга обмежена лише тим, наскільки добре лінії ізольовані від землі. Цікаво відзначити, що струм переноситься лише одним дротом, а не двома. Дві його сторони позначаються як позитивна та негативна. Однак, оскільки полярність змінного струму змінюється 60 разів на секунду, вони мають інші назви - гарячі (електропередач) та заземлені (що проходять під землею для замикання ланцюга).
Навіщо потрібний електричний струм?
Існує маса можливостей застосування електроструму: він може висвітлити ваш будинок, вимити та висушити одяг, підняти двері вашого гаража, змусити закипіти воду в чайнику та дати можливість працювати іншим побутовим предметам, які значно полегшують нам життя. Проте дедалі важливішим стає здатність струму передавати інформацію.
При підключенні до Інтернету комп'ютером використовується лише невелика частина електричного струму, але це те, без чого сучасна людинане уявляє свого життя.
Поняття про електричний струм
Подібно до річкової течії, потоку молекул води, електричний струм - це потік заряджених частинок. Що це таке, що його викликає і чому він не завжди йде в одному напрямку? Коли ви чуєте слово тече, про що ви думаєте? Можливо це буде річка. Це хороша асоціація, тому що саме через це електричний струм отримав свою назву. Він дуже схожий на потік води, тільки замість молекул води, що рухаються руслом, заряджені частинки рухаються провідником.
Серед умов, необхідних існування електричного струму, є пункт, що передбачає наявність електронів. Атоми у провідному матеріалі мають багато цих вільних заряджених частинок, які плавають навколо та між атомами. Їх рух є випадковим, тому потік у якомусь заданому напрямку відсутня. Що потрібно, щоб існував електричний струм?
Умови існування електричного струму включають наявність напруги. Коли воно застосовується до провідника, всі вільні електрони рухатимуться в одному напрямку, створюючи струм.
Цікаво про електричний струм
Цікаво, що коли електрична енергія передається через провідник зі швидкістю світла, самі електрони рухаються набагато повільніше. Насправді, якби ви не поспішаючи пройшли поряд із струмопровідним дротом, ваша швидкість була б у 100 разів швидше, ніж рухаються електрони. Це зумовлено тим, що їм не потрібно долати величезних відстаней, щоб передавати енергію один одному.
Прямий та змінний струм
Сьогодні широко використовуються два різних типівструму - постійний та змінний. У першому електрони рухаються в одному напрямку, з «негативної» сторони на «позитивну». Змінний струм штовхає електрони назад і вперед, змінюючи напрямок потоку кілька разів на секунду.
Генератори, що використовуються на електростанціях для електроенергії, призначені для виробництва змінного струму. Ви, напевно, ніколи не звертали уваги на те, що світло у вашому будинку насправді мерехтить, оскільки поточний напрямок змінюється, але це відбувається занадто швидко, щоб очі змогли це розпізнати.
Якими є умови існування постійного електричного струму? Навіщо нам потрібні обидва типи і який із них кращий? Це добрі питання. Той факт, що ми все ще використовуємо обидва типи струму, говорить про те, що вони служать певним цілям. Ще в XIX столітті було зрозуміло, що ефективна передача потужності на великі відстані між електростанцією та будинком була можлива лише за дуже високої напруги. Але проблема полягала в тому, що відправлення справді високої напругибула надзвичайно небезпечною для людей.
Вирішення цієї проблеми полягало в тому, щоб зменшити напругу поза домом, перш ніж відправляти її всередину. І до цього дня постійний електричний струм використовується для передачі на великі відстані, в основному через його здатність легко перетворюватися на інші напруги.
Як працює електричний струм
Умови існування електричного струму включають наявність заряджених частинок, провідника і напруги. Багато вчених вивчали електрику та виявили, що існує два його типи: статичне та поточне.
Саме друге відіграє величезну роль у повсякденному життібудь-якої людини, оскільки є електричний струм, який проходить через ланцюг. Ми щодня використовуємо його для харчування наших будинків та багато іншого.
Що таке електричний струм?
Коли ланцюги циркулюють електричні заряди з місця в інше, виникає електричний струм. Умови існування електричного струму включають, крім заряджених частинок, наявність провідника. Найчастіше це провід. Схема його є замкнутий контур, у якому струм проходить від джерела живлення. Коли ж ланцюг розімкнуто, він не може закінчити шлях. Наприклад, коли світло у вашій кімнаті вимкнене, ланцюг розімкнений, але коли ланцюг замкнутий, світло горить.
Потужність струму
На умови існування електричного струму у провіднику великий вплив має така характеристика напруги, як потужність. Це показник того, скільки енергії використовується протягом певного періоду часу.
Існує багато різних одиниць, які можуть бути використані для вираження даної характеристики. Проте електрична потужністьмайже вимірюється у ватах. Один ват дорівнює одному джоулю в секунду.
Електричний заряд у русі
Якими є умови існування електричного струму? Він може набувати форми раптового розряду статичної електрики, такого як блискавка або іскра від тертя з вовняною тканиною. Однак частіше, коли ми говоримо про електричний струм, ми маємо на увазі більш контрольовану форму електрики, завдяки якій світиться світло і працюють прилади. Більшість електричного заряду переноситься негативними електронами та позитивними протонами всередині атома. Однак другі переважно іммобілізовані всередині атомних ядер, тому робота з перенесення заряду з одного місця в інше проходить електронами.
Електрони у провідному матеріалі, такому як метал, значною мірою вільні для переходу від одного атома до іншого вздовж їх зон провідності, які є вищими електронними орбітами. Достатня електрорушійна сила або напруга створює дисбаланс заряду, який може спричинити рух електронів через провідник у вигляді електричного струму.
Якщо провести аналогію з водою, візьмемо, наприклад, трубу. Коли ми відкриваємо клапан на одному кінці, щоб вода потрапила в трубу, то нам не потрібно чекати, поки ця вода прокладе весь шлях до кінця. Ми отримуємо воду на іншому кінці майже миттєво, тому що вода, що входить, штовхає воду, яка вже знаходиться в трубі. Це те, що відбувається у разі електричного струму у дроті.
Електричний струм: умови існування електричного струму
Електричний струм зазвичай сприймається як потік електронів. Коли два кінці батареї з'єднані один з одним за допомогою металевого дроту, ця заряджена маса через провід потрапляє з одного кінця (електрода або полюса) на протилежний батареї. Отже, назвемо умови існування електричного струму:
- Заряджені частинки.
- Провідник.
- Джерело напруги.
Однак не все так просто. Які умови потрібні для існування електричного струму? На це питання можна відповісти докладніше, розглянувши такі характеристики:
- Різниця потенціалів (напруга).Це одне з обов'язкових умов. Між двома точками має бути різниця потенціалів, що означає, що відштовхувальна сила, яка створюється зарядженими частинками в одному місці, повинна бути більшою, ніж їхня сила в іншій точці. Джерела напруги, як правило, не зустрічаються в природі, і електрони розподіляються в навколишньому середовищідосить рівномірно. Все ж таки вченим вдалося винайти певні типи приладів, де ці заряджені частинки можуть накопичуватися, тим самим створюючи ту необхідну напругу (наприклад, в батарейках).
- Електричний опір (провідник).Це друге важлива умова, що необхідне існування електроструму. Це шлях, яким переміщаються заряджені частки. Як провідники виступають тільки ті матеріали, які дають можливість електронам вільно переміщатися. Ті ж, які не мають цієї здібності, називаються ізоляторами. Наприклад, дріт з металу буде чудовим провідником, тоді як його гумова оболонка буде чудовим ізолятором.
Ретельно вивчивши умови виникнення та існування електричного струму, люди змогли приручити цю потужну та небезпечну стихію та спрямувати її на благо людства.
