Юридическая
консультация:
+7 499 9384202 - МСК
+7 812 4674402 - СПб
+8 800 3508413 - доб.560
 <<
>>

§2.1. ЧТО ТАКОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК?


Дадим строгое определение тому, что называют электрическим током. Выясним, какие действия вызывает электрический ток.
Упорядоченное движение заряженных частиц
В предыдущей главе мы рассматривали разнообразные явления, связанные с электрически заряженными телами, находящимися в равновесии (в покое).
Однако наибольший практический интерес имеет движение заряженных частиц.
Упорядоченное (направленное) движение заряженных частиц называют электрическим током.
Электрический ток существует лишь тогда, когда происхо-дит перенос электрических зарядов с одного места в другое. Если заряженные частицы совершают беспорядочное тепловое движение, как, например, свободные электроны в куске металла, то переноса заряда не происходит (рис. 2.1). Электрический заряд перемещается через поперечное сечение проводника в определенную сторону лишь в том случае, если наряду с беспорядочным движением электроны участвуют в упо-рядоченном движении заряженных частиц (рис. 2.2). В этом случае говорят, что в проводнике устанавливается электрический ток.
Электрический ток возникает не только при упорядоченном движении свободных электронов в металле, но и при упорядоченном движении положительных и отрицательных ионов в водных растворах и расплавах электролитов (солей, кислот, щелочей), ионов и электронов в газах, при падении за-ряженных капель дождя, при движении заряженного эбонитового стержня и т. д.
Однако если перемещать нейтральное в целом тело, то, несмотря на упорядоченное движение огромного числа электронов и атЪмных ядер, электрический ток не возникнет, так как полный (суммарный) заряд, переносимый через любое сечение, будет равен нулю. Электрический ток существует лишь в том случае, когда имеет место движение нескомпенсированно- го (избыточного) положительного или отрицательного заряда.


Следует ясно себе представлять, что такое упорядоченное движение заряженных частиц. При упорядоченном движении заряженные частицы могут участвовать и в тепловом движении, т. е. двигаться хаотически. На беспорядочные смещения частиц накладываются перемещения в каком-либо определенном направлении. Грубо упорядоченное движение заряженных частиц можно уподобить облаку беспорядочно толкущейся мошкары, которое перемещается в определенном направлении под действием ветра.? Направление электрического тока
Электрическому току приписывают определенное направление. За направление тока принимают направление движения положительно заряженных частиц. Поэтому если ток образован движением отрицательно заряженных частиц, то направление тока считают противоположным направлению движения частиц. Такой выбор направления тока не очень удачен, так как в большинстве случаев ток представляет собой движение электронов — отрицательно заряженных частиц. Выбор направления тока был сделан в то время, когда о свободных электронах в металлах еще ничего не знали.
Действия тока
Движение заряженных частиц в проводнике мы не видим. Однако о наличии электрического тока можно судить по различным явлениям, которые вызывает электрический ток. Такие явления называются действиями электрического тока.
Во-первых, проводник, по которому течет ток, нагревается. Это тепловое действие тока. Именно благодаря теплово-му действию тока происходит нагрев спирали в электроплитке, утюге, раскаляется добела вольфрамовая нить в электрической лампочке. Однако соединительные провода в электрических цепях почти не нагреваются током. Причина этого будет объяснена в § 2.9.
Во-вторых, электрический ток может изменять химический состав проводника. Это химическое действие тока. Например, при прохождении тока через раствор медного ку-пороса из раствора выделяется медь, а при прохождении тока через подкисленную воду она разлагается на водород и кислород.
В-третьих, ток оказывает магнитное действие. Расположенная вдоль проводника с током магнитная стрелка поворачивается перпендикулярно проводнику (рис. 2.3) (это впервые было обнаружено датским физиком X. Эрстедом в 1820 г.). Если изолированную проволоку намотать на железный гвоздь, то он становится магнитом и притягивает железные опилки (рис. 2.4). Магнитное действие тока лежит в основе работы электрических двигателей, генераторов, трансформа-торов, электрических измерительных приборов и т. д.
Железный сердечник

^Железные опилки
Рис. 2.4

Рис. 2.3
Магнитное действие тока в отличие от теплового и химического действия является основным, так как оно сопровождает ток всегда, без каких-либо исключений. Химическое действие имеет место лишь при прохождении тока через растворы или расплавы электролитов, а нагревание током отсутствует при прохождении его через сверхпроводники (см. § 2.6).
Упорядоченное движение заряженных частиц мы непосредственно не наблюдаем. О наличии электрического токагсудят по его действиям: тепловому, химическому и магнитному.
<< | >>
Источник: Г. Я. Мя кишев, А. 3. Синяков, Б.А.Слободсков. ФИЗИКАЭЛЕКТРОДИНАМИКА 10. 2010

Еще по теме §2.1. ЧТО ТАКОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК?:

  1. Воздействия электрического тока на человека
  2. 1.7. Направленное движение электрических зарядов
  3. Основные законы постоянного тока
  4. Эффективность источников тока
  5. 2.2 Постоянный электрический ток. Законы Ома и Джоуля-Ленца
  6. 2.3 Электромагнитные взаимодействия движущихся зарядов и токов
  7. 2.5 Переменный электрический ток.
  8. 2.6 Трехфазный ток. Генерация, передача, распределение и потребление электрической энергии
  9. § 2.9. ЗАКОН ОМА ДЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
  10. § 3.1. ГЕНЕРИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИПреимущества переменного тока