Постоянен електрически ток Концепцията за електрически ток. Презентация по физика "електричен ток в различни среди" Презентация по физика на тема електрически ток
Да се насладите предварителен прегледпрезентации създайте акаунт ( сметка) Google и влезте: https://accounts.google.com
Надписи на слайдове:
Константа електричество
Електрическият ток е подредено (насочено) движение на заредени частици.
Електрическият ток е подредено движение на заредени частици. За съществуването на електрически ток са необходими следните условия: Наличие на свободен електрически зарядив проводника; Наличието на външен електрическо полеза диригента.
Силата на тока е равна на съотношението на електрическия заряд q, преминал през напречното сечение на проводника, към времето на неговото преминаване t. I \u003d I - сила на тока (A) q- електрически заряд (C) t- време (s) g t
Текуща единица -7
Ампер Андре Мари е роден на 22 януари 1775 г. в Полемие близо до Лион в аристократично семейство. Обучава се у дома, изучава връзката между електричеството и магнетизма (Ампер нарича този кръг от явления електродинамика). Впоследствие той развива теорията за магнетизма. Ампер умира в Марсилия на 10 юни 1836 г.
Амперметър Амперметърът е устройство за измерване на силата на тока. Амперметърът е свързан последователно с устройството, в което се измерва токът.
ПРИЛОЖЕНИЕ НА ЕЛЕКТРИЧЕСКИЯ ТОК
Биологичен ефект на тока
Топлинен ефект на тока
Химическият ефект на електрическия ток е открит за първи път през 1800 г.
Химически ефект на тока
Магнитно действие на тока
Магнитно действие на тока
Сравнете експериментите, проведени на фигурите. Какво е общото между преживяванията и как се различават? Източникът на ток е устройство, в което някаква форма на енергия се преобразува в електрическа енергия. Устройства за разделяне на заряда, т.е. които създават електрическо поле се наричат източници на ток.
Първата електрическа батерия се появява през 1799 г. Изобретен е от италианския физик Алесандро Волта (1745 - 1827) - италиански физик, химик и физиолог, изобретател на източник на постоянен електрически ток. Първият му източник на ток - "волтовият стълб" е построен в строго съответствие с неговата теория за "металното" електричество. Волта сложи последователно няколко десетки малки цинкови и сребърни кръгчета един върху друг, като между тях постави хартия, навлажнена с подсолена вода.
Механичен източник на ток - механичната енергия се преобразува в електрическа. До края на 18-ти век всички технически източници на ток са базирани на електрификация чрез триене. Най-ефективният от тези източници се превърна в електрофоретична машина (дисковете на машината се задвижват в противоположни посоки. В резултат на триенето на четките върху дисковете върху проводниците на машината се натрупват заряди с противоположен знак).
Източник на топлинен ток - вътрешната енергия се преобразува в електрическа енергия Термодвойка Термоелемент (термодвойка) - два проводника от различни метали трябва да бъдат запоени от единия ръб, след което кръстовището се нагрява, след което в тях се появява ток. Зарядите се разделят, когато преходът се нагрее. Термоелементите се използват в термични сензори и в геотермални електроцентрали като температурен сензор. термоелемент
Светлинната енергия се преобразува в електрическа с помощта на слънчеви панели. Слънчева батерия Фотоклетка. Когато някои вещества се осветяват със светлина, в тях възниква ток, светлинната енергия се преобразува в електрическа. В това устройство зарядите се разделят под действието на светлината. Слънчевите панели са съставени от фотоволтаични клетки. Използват се в слънчеви батерии, сензори за светлина, калкулатори, видеокамери. Фотоклетка
Електромеханичен генератор. Зарядите се разделят чрез извършване на механична работа. Използва се за производство на промишлена електроенергия. Електромеханичен генератор Генератор (от лат. generator - производител) - устройство, апарат или машина, която произвежда продукт.
Ориз. 1 Фиг. 2 Фиг. 3 Какви източници на ток виждате на снимките?
Устройство за галванични клетки Galvanic елемент - химиченизточник на ток, в който се генерира електрическа енергия в резултат на директно преобразуване на химична енергия чрез окислително-редукционна реакция.
Една батерия може да се състои от няколко галванични клетки.
Батерия (от лат.кумулатор - колектор) - устройство за съхраняване на енергия с цел последващото й използване.
Източник на ток Метод за разделяне на заряда Приложение Фотоклетка Ефект на светлината Слънчеви панелиТермодвойка Нагревателни възли Измерване на температура Електромеханичен генератор Извършване на механична работа Промишлено електрическо производство енергия Галванична клетка Химическа реакция Фенери, радиостанции Акумулатор Химическа реакция Автомобили Класификация на източници на ток
Какво се нарича електрически ток? (Подреденото движение на заредени частици се нарича електрически ток.) 2. Какво може да накара заредените частици да се движат по организиран начин? (Електрическо поле.) 3. Как може да се създаде електрическо поле? (С помощта на наелектризиране.) 4. Може ли искра, възникнала в електрофорна машина, да се нарече електрически ток? (Да, тъй като има краткотрайно подредено движение на заредени частици?) Фиксиране на материала. Въпроси:
5. Какви са положителните и отрицателните полюси на източника на ток? 6. Какви източници на ток познавате? 7. Възниква ли електрически ток при заземяване на заредена метална топка? 8. Движат ли се заредени частици в проводник, когато през него протича ток? 9. Ако вземете картоф или ябълка и залепите в тях медни и цинкови пластини. След това свържете 1,5-V крушка към тези пластини. Какво можеш да направиш? Фиксиране на материала. Въпроси:
Решаваме задача 5.2 в клас Страница 27
За изживяването ще са ви необходими: Здрава хартиена кърпа; хранително фолио; ножици; медни монети; сол; вода; две изолирани Меден проводник; малка електрическа крушка (1,5 V). Вашите действия: Разтворете малко сол във вода; Внимателно нарежете хартиената кърпа и фолиото на квадрати, малко по-големи от монети; Мокри хартиени квадратчета в солена вода; Поставете купчина една върху друга: медна монета, парче фолио, друга монета и така няколко пъти. Трябва да има хартия отгоре на купчината и монета отдолу. Плъзнете защитения край на единия проводник под купчината, прикрепете другия край към електрическата крушка. Поставете единия край на втория проводник върху стека и свържете другия също към електрическата крушка. Какво стана? домашен проект. Направете батерия.
Използвани ресурси и литература: Кабардин О. Ф. Физика 8 клас М.: Образование, 2014. Томилин А.Н. Истории за електричество. http://ru.wikipedia.org http:// www.disel.ru u http:// www.fizika.ru http:// www.edu.doal.ru http:// schools.mari-el.ru http :// www.iro.yar.ru Домашна работа: § 5,6,7 p27, задача № 5.1; домашен проект. Направете батерия (инструкцията се дава на всеки ученик).
Електрически ток Електрическият ток е подредено (насочено) движение на електрически заряди. Токът на проводимост (ток в проводници) е движението на микрозаряди в макротяло. Конвекционният ток е движението на макроскопични заредени тела в пространството. Ток във вакуум - движение на микрозаряди във вакуум.
Електрически ток В проводник под действието на приложено електрическо поле се движат свободни електрически заряди: положителни - покрай полето, отрицателни - срещу полето. Носителите на заряд извършват сложно движение: 1) хаотично със средна скорост v ~ (10 3 ÷ 10 4 m / s), 2) насочено със средна скорост v ~ E (фракции от mm / s).
По този начин средната скорост на насоченото движение на електроните е много по-малка от средната скорост на хаотичното им движение. Незначителната средна скорост на насоченото движение се обяснява с честите им сблъсъци с йони от кристалната решетка. В същото време всяка промяна в електрическото поле се предава по проводниците със скорост, равна на скоростта на разпространение на електромагнитна вълна - (3·10 8 m/s). Следователно движението на електрони под действието на външно поле се извършва по цялата дължина на проводника почти едновременно със сигнала.
Когато зарядите се движат, тяхното равновесно разпределение се нарушава. Следователно повърхността на проводника вече не е еквипотенциална и векторът на напрегнатост на електрическото поле E не е насочен перпендикулярно на повърхността, тъй като за движението на зарядите е необходимо на повърхността E τ 0. Поради тази причина има електрическо поле вътре в проводника, което е равно на нула само в случай на равновесно разпределение на зарядите по повърхността на проводника.
Условия за възникване и съществуване на тока на проводимостта: 1. Наличие на свободни носители на заряд в средата, т.е. заредени частици, които могат да се движат. В метала това са електрони на проводимост; в електролитите - положителни и отрицателни йони; в газовете - положителни, отрицателни йони и електрони.
Условия за възникване и съществуване на тока на проводимостта: 2. Наличие в средата на електрическо поле, чиято енергия би се изразходвала за движение на електрически заряди. За да бъде токът непрекъснат, енергията на електрическото поле трябва да се попълва през цялото време, т.е. необходим е източник на електрическа енергия - устройство, в което всяка енергия се преобразува в енергията на електрическо поле.
- силата на тока е числено равна на заряда, преминаващ през напречното сечение на проводника за единица време. В SI:. Движението на носители на заряд с един и същи знак е еквивалентно на движението на носители с противоположен знак в обратна посока. Ако токът се създава от два вида носители:
Сили на трети страни. Електродвижеща сила. Напрежение Ако върху токоносителите във веригата действа само силата на електростатичното поле, то носителите се движат, което води до изравняване на потенциалите във всички точки на веригата и до изчезване на електрическото поле. Следователно, за съществуването на постоянен ток е необходимо да има устройство във веригата, което създава и поддържа потенциална разлика φ поради работата на сили от неелектрически произход. Такива устройства се наричат източници на ток (генератори - преобразува се механична енергия; батерии - енергията на химическа реакция между електродите и електролита).
Сили на трети страни. Електродвижеща сила. Силите на трети страни са сили от неелектрически произход, действащи върху заряди от източници на ток. Поради полето на външните сили, електрическите заряди се движат вътре в източника на ток срещу силите на електростатичното поле. Следователно в краищата на външната верига се поддържа потенциална разлика и във веригата протича постоянен ток.
Сили на трети страни. Електродвижеща сила. Външните сили работят за преместване на електрически заряди. Електродвижеща сила (emf - E) - физическа величина, определена от работата, извършена от външни сили при преместване на единица положителен заряд
Закон на Ом за хомогенен участък от верига. Хомогенен е участък от верига, който не съдържа източник на ЕДС. Законът на Ом в интегрална форма: силата на тока е право пропорционална на спада на напрежението в хомогенна секция на веригата и обратно пропорционална на съпротивлението на тази секция.
Законът на Ом не е универсална връзка между тока и напрежението. а) Токът в газове и полупроводници се подчинява на закона на Ом само при малки U. б) Токът във вакуум не се подчинява на закона на Ом. Закон на Богуславски-Лангмюр (закон 3/2): I ~ U 3/2. в) при дъгов разряд - с увеличаване на тока напрежението пада. Неподчинението на закона на Ом се дължи на зависимостта на съпротивлението от тока.
Закон на Ом В SI съпротивлението R се измерва в омове. Стойността на R зависи от формата и размерите на проводника, както и от свойствата на материала, от който е направен. За цилиндричен проводник: където ρ е специфичната електрическо съпротивление[Ohm m], за металите стойността му е около 10 –8 Ohm m.
Съпротивлението на проводника зависи от неговата температура: α е температурният коефициент на съпротивление за чисти метали (при не много ниски температури α 1 / 273 K -1, ρ 0, R 0 - съответно съпротивлението и съпротивлението на проводника при t \u003d 0 o C. Такава зависимост ρ(t) се обяснява с факта, че с повишаване на температурата интензивността на хаотичното движение на положителните йони на кристалната решетка се увеличава и насоченото движение на електроните се забавя.
Закон на Ом за нееднороден участък от верига Нехомогенен - участък от верига, съдържащ източник на е.д.с. затворена веригасъдържа източник на ЕДС, който в посока 1–2 допринася за движението на положителни заряди. E - напрегнатост на полето на силите на Кулон, E st - напрегнатост на полето на външни сили.
Закон на Ом за нехомогенен участък от верига Работата, извършена от Кулон и външни сили за преместване на единица положителен заряд q 0+, е спад на напрежението (напрежение). Тъй като точки 1, 2 са избрани произволно, получените отношения са валидни за всеки две точки електрическа верига:
Работата и мощността на електрическия ток Закон на Джаул-Ленц Когато свободните електрони се сблъскат с йоните на кристалната решетка, те предават на йоните излишък от кинетична енергия, която придобиват при ускорено движение в електрическо поле. В резултат на тези сблъсъци амплитудата на йонните колебания около възлите на кристалната решетка се увеличава (топлинното движение на йоните става по-интензивно). Следователно проводникът се нагрява: температурата е мярка за интензивността на хаотичното движение на атомите и молекулите. Отделената топлина Q е равна на работата на тока A.
Законите на Кирхоф Използват се за изчисляване на разклонени постояннотокови вериги. Неразклонена електрическа верига е верига, в която всички елементи на веригата са свързани последователно. Елемент на електрическа верига е всяко устройство, включено в електрическа верига. Възел на електрическа верига е точка в разклонена верига, в която се събират повече от два проводника. Клон на разклонена електрическа верига е участък от верига между два възела.
Вторият закон на Кирхоф (обобщен закон на Ом): във всяка затворена верига, произволно избрана в разклонена електрическа верига, алгебричната сума на продуктите на силата на тока I i и съпротивлението на съответните секции R i на тази верига е равна на алгебрична сума на емф. в контур.
Вторият закон на Кирхоф Токът се счита за положителен, ако посоката му съвпада с условно избраната посока на байпаса на веригата. емф се счита за положителен, ако посоката на байпаса е от - към + източник на ток, т.е. емф генерира ток в същата посока като байпаса.
Процедурата за изчисляване на разклонена верига: 1. Произволно изберете и означете на чертежа посоката на тока във всички секции на веригата. 2. Пребройте броя на възлите във веригата (m). Напишете първия закон на Кирхоф за всеки от (m-1) възли. 3. Изберете произволно затворени контури във веригата, произволно изберете посоката на заобикаляне на контурите. 4. Запишете втория закон на Кирхоф за контурите. Ако веригата се състои от p-клонове и m-възли, тогава броят на независимите уравнения на 2-рия закон на Кирхоф е равен на (p-m+1).
слайд 1
учител по физика, SBEE SPO "Nevinnomyssk Power Engineering College" Пак Олга Бен-Сер
"Електрически ток в газове"
слайд 2
Процесът на протичане на ток през газове се нарича електрически разряд в газовете. Разпадането на газовите молекули на електрони и положителни йони се нарича газова йонизация
При стайна температура газовете са диелектрици. Нагряването на газ или облъчването му с ултравиолетови, рентгенови и други лъчи предизвиква йонизация на атоми или молекули на газа. Газът става проводник.
слайд 3
Носителите на заряд възникват само по време на йонизация. Носители на заряд в газовете - електрони и йони
Ако йони и свободни електрони попаднат във външно електрическо поле, тогава те влизат в насочено движение и създават електрически ток в газовете.
Механизъм на електропроводимостта на газовете
слайд 4
Несаморазреждане
Явлението на протичане на електрически ток през газ, наблюдавано само при условие на външно въздействие върху газа, се нарича несамостоятелен електрически разряд. При липса на напрежение върху електродите галванометърът, включен във веригата, ще покаже нула. При малка потенциална разлика между електродите на тръбата, заредените частици ще започнат да се движат, възниква газов разряд. Но не всички образувани йони достигат до електродите. Тъй като потенциалната разлика между електродите на тръбата се увеличава, токът във веригата също се увеличава.
слайд 5
Несаморазреждане
При някакво специфично напрежение, когато всички заредени частици, образувани в газа от йонизатора за секунда, достигат до електродите през това време. Токът достига насищане. Волт-амперна характеристика на несамостоятелен разряд
слайд 6
Феноменът на преминаване през газ на електрически ток, който не зависи от външни йонизатори, се нарича независим газов разряд в газ. Електрон, ускорен от електрическо поле, се сблъсква с йони и неутрални молекули по пътя си към анода. Неговата енергия е пропорционална на напрегнатостта на полето и свободния път на електрона. Ако кинетичната енергия на електрона надвишава работата, която трябва да се извърши за йонизиране на атом, тогава, когато електрон се сблъска с атом, той се йонизира, наречено йонизация с електронен удар.
Под въздействието на силно електрическо поле може да започне лавинообразно нарастване на броя на заредените частици в газа. В този случай йонизаторът вече не е необходим.
саморазреждане
Слайд 7
Слайд 8
Коронен разряд се наблюдава при атмосферно наляганев газ в силно нехомогенно електрическо поле (близо до върховете, жици на линии високо напрежениеи т.н.), чиято светеща област често прилича на корона (затова се нарича корона)
Видове саморазряд
Слайд 9
Искров разряд - периодичен разряд в газ, който възниква при висока напрегнатост на електрическото поле (около 3 MV / m) във въздуха при атмосферно налягане. Искровият разряд, за разлика от коронния разряд, води до разрушаване на въздушната междина. приложение: светкавица, за запалване на горима смес в двигатели с вътрешно горене, електроискрова обработка на метали
Видове саморазряд
Слайд 10
Дъгов разряд - (електрическа дъга) разряд в газ, който възниква при атмосферно налягане и малка потенциална разлика между близко разположени електроди, но токът в електрическата дъга достига десетки ампери. Приложение: прожектор, електрозаваряване, рязане на огнеупорни метали.
Видове саморазряд