Διαφάνεια 1

Καθηγήτρια Φυσικής στο Nevinnomyssk Energy Technical School Pak Olga Ben-Ser
"Ηλεκτρικό ρεύμα στα αέρια"

Διαφάνεια 2

Η διαδικασία του ρεύματος που διαρρέει τα αέρια ονομάζεται ηλεκτρική εκκένωση στα αέρια. Η διάσπαση των μορίων αερίου σε ηλεκτρόνια και θετικά ιόντα ονομάζεται ιονισμός αερίου
Σε θερμοκρασία δωματίου, τα αέρια είναι διηλεκτρικά. Η θέρμανση ενός αερίου ή η ακτινοβολία του με υπεριώδεις, ακτίνες Χ και άλλες ακτίνες προκαλεί τον ιονισμό των ατόμων ή των μορίων του αερίου. Το αέριο γίνεται αγωγός.

Διαφάνεια 3

Οι φορείς φορτίου προκύπτουν μόνο κατά τον ιονισμό. Φορείς φορτίου στα αέρια – ηλεκτρόνια και ιόντα
Εάν τα ιόντα και τα ελεύθερα ηλεκτρόνια βρεθούν σε ένα εξωτερικό ηλεκτρικό πεδίο, τότε έρχονται σε κατευθυνόμενη κίνηση και δημιουργούν ηλεκτρικό ρεύμασε αέρια.
Μηχανισμός ηλεκτρικής αγωγιμότητας αερίων

Διαφάνεια 4

Μη αυτοσυντηρούμενη έκκριση
Το φαινόμενο του ηλεκτρικού ρεύματος που διαρρέει ένα αέριο, που παρατηρείται μόνο υπό την προϋπόθεση κάποιας εξωτερικής επίδρασης στο αέριο, ονομάζεται μη αυτοσυντηρούμενη ηλεκτρική εκκένωση. Εάν δεν υπάρχει τάση στα ηλεκτρόδια, το γαλβανόμετρο που είναι συνδεδεμένο στο κύκλωμα θα δείχνει μηδέν. Με μια μικρή διαφορά δυναμικού μεταξύ των ηλεκτροδίων του σωλήνα, τα φορτισμένα σωματίδια αρχίζουν να κινούνται και εμφανίζεται μια εκκένωση αερίου. Αλλά δεν φτάνουν όλα τα ιόντα που προκύπτουν στα ηλεκτρόδια. Καθώς η διαφορά δυναμικού μεταξύ των ηλεκτροδίων του σωλήνα αυξάνεται, το ρεύμα στο κύκλωμα αυξάνεται επίσης.

Διαφάνεια 5

Μη αυτοσυντηρούμενη έκκριση
Σε μια ορισμένη τάση, όταν όλα τα φορτισμένα σωματίδια που σχηματίζονται στο αέριο από τον ιονιστή ανά δευτερόλεπτο φτάνουν στα ηλεκτρόδια κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου. Το ρεύμα φτάνει σε κορεσμό. Χαρακτηριστικά ρεύματος-τάσης μιας μη αυτοσυντηρούμενης εκφόρτισης

Διαφάνεια 6

Το φαινόμενο του ηλεκτρικού ρεύματος που διέρχεται από ένα αέριο, ανεξάρτητο από εξωτερικούς ιονιστές, ονομάζεται ανεξάρτητη εκκένωση αερίου σε ένα αέριο. Το ηλεκτρόνιο, επιταχυνόμενο από το ηλεκτρικό πεδίο, συγκρούεται με ιόντα και ουδέτερα μόρια στο δρόμο του προς την άνοδο. Η ενέργειά του είναι ανάλογη με την ένταση του πεδίου και τη μέση ελεύθερη διαδρομή του ηλεκτρονίου. Εάν η κινητική ενέργεια του ηλεκτρονίου υπερβαίνει το έργο που πρέπει να γίνει για να ιονιστεί το άτομο, τότε όταν το ηλεκτρόνιο συγκρούεται με το άτομο, ιονίζεται, που ονομάζεται ιονισμός κρούσης ηλεκτρονίων.
Μια αύξηση που μοιάζει με χιονοστιβάδα στον αριθμό των φορτισμένων σωματιδίων σε ένα αέριο μπορεί να ξεκινήσει υπό την επίδραση ενός ισχυρού ηλεκτρικού πεδίου. Σε αυτή την περίπτωση, ο ιονιστής δεν χρειάζεται πλέον.
Αυτοεκφόρτιση

Διαφάνεια 7

Διαφάνεια 8

Παρατηρείται εκκένωση κορώνας σε ατμοσφαιρική πίεση σε ένα αέριο που βρίσκεται σε ένα εξαιρετικά ανομοιογενές ηλεκτρικό πεδίο (κοντά σε άκρες, καλώδια γραμμής υψηλής τάσης κ.λπ.), η φωτεινή περιοχή του οποίου συχνά μοιάζει με κορώνα (γι' αυτό ονομάστηκε κορώνα).
Τύποι αυτοεκφόρτισης

Διαφάνεια 9

Εκκένωση σπινθήρα - Μια διακοπτόμενη εκκένωση σε ένα αέριο που εμφανίζεται σε υψηλή ένταση ηλεκτρικού πεδίου (περίπου 3 MV/m) στον αέρα σε ατμοσφαιρική πίεση.
Τύποι αυτοεκφόρτισης

Μια εκκένωση σπινθήρα, σε αντίθεση με την εκκένωση κορώνας, οδηγεί σε διάσπαση του διακένου αέρα.

εφαρμογή: κεραυνός, για ανάφλεξη εύφλεκτου μείγματος σε κινητήρα εσωτερικής καύσης, επεξεργασία μετάλλων με ηλεκτρικό σπινθήρα
Τύποι αυτοεκφόρτισης

Διαφάνεια 10 Εκκένωση τόξου - (ηλεκτρικό τόξο) μια εκκένωση σε ένα αέριο που συμβαίνει σε ατμοσφαιρική πίεση και μια μικρή διαφορά δυναμικού μεταξύ ηλεκτροδίων σε κοντινή απόσταση, αλλά η ισχύς του ρεύματος στο ηλεκτρικό τόξο φτάνει τα δεκάδες αμπέρ.Εφαρμογή: προβολείς, ηλεκτρική συγκόλληση, κοπή πυρίμαχων μετάλλων.

Για να χρησιμοποιήσετε προεπισκοπήσεις παρουσίασης, δημιουργήστε έναν λογαριασμό για τον εαυτό σας (

λογαριασμός

) Google και συνδεθείτε: https://accounts.google.com

Λεζάντες διαφάνειας:

Συνεχές ηλεκτρικό ρεύμα

Ηλεκτρικό ρεύμα είναι η διατεταγμένη (κατευθυνόμενη) κίνηση των φορτισμένων σωματιδίων.

Ηλεκτρικό ρεύμα είναι η διατεταγμένη κίνηση των φορτισμένων σωματιδίων. Για την ύπαρξη ηλεκτρικού ρεύματος απαιτούνται οι ακόλουθες προϋποθέσεις: Η παρουσία ελεύθερων ηλεκτρικών φορτίων στον αγωγό. Η παρουσία εξωτερικού ηλεκτρικού πεδίου για τον αγωγό.

Η ένταση του ρεύματος είναι ίση με την αναλογία του ηλεκτρικού φορτίου q που διέρχεται από τη διατομή του αγωγού προς το χρόνο διέλευσης του t. I= I - ένταση ρεύματος (A) q- ηλεκτρικό φορτίο (C) t- χρόνος (s) g t

Τρέχουσα μονάδα -7

Ampere Andre Marie Γεννήθηκε στις 22 Ιανουαρίου 1775 στο Polemiers κοντά στη Λυών σε μια αριστοκρατική οικογένεια. Έλαβε εκπαίδευση στο σπίτι Ασχολήθηκε με την έρευνα για τη σύνδεση μεταξύ του ηλεκτρισμού και του μαγνητισμού (ο Αμπέρ ονόμασε αυτό το φάσμα φαινομένων ηλεκτροδυναμική). Στη συνέχεια ανέπτυξε τη θεωρία του μαγνητισμού. Ο Αμπέρ πέθανε στη Μασσαλία στις 10 Ιουνίου 1836.

Αμπερόμετρο Αμπερόμετρο είναι μια συσκευή για τη μέτρηση του ρεύματος. Το αμπερόμετρο συνδέεται σε σειρά με τη συσκευή στην οποία μετράται το ρεύμα.

ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟΥ ΡΕΥΜΑΤΟΣ

Βιολογική επίδραση του ρεύματος

Μαγνητική επίδραση του ρεύματος

Μαγνητική επίδραση του ρεύματος

Συγκρίνετε τα πειράματα που έγιναν στα σχήματα. Ποιες είναι οι ομοιότητες και οι διαφορές μεταξύ των εμπειριών; Μια πηγή ρεύματος είναι μια συσκευή στην οποία κάποιο είδος ενέργειας μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια. Συσκευές που διαχωρίζουν τις χρεώσεις, π.χ. η δημιουργία ηλεκτρικού πεδίου ονομάζονται πηγές ρεύματος.

Η πρώτη ηλεκτρική μπαταρία εμφανίστηκε το 1799. Εφευρέθηκε από τον Ιταλό φυσικό Alessandro Volta (1745 - 1827) - Ιταλός φυσικός, χημικός και φυσιολόγος, εφευρέτης μιας πηγής συνεχούς ηλεκτρικού ρεύματος. Η πρώτη του πηγή ρεύματος, η «βολταϊκή στήλη», χτίστηκε αυστηρά σύμφωνα με τη θεωρία του «μεταλλικού» ηλεκτρισμού. Ο Βόλτα τοποθέτησε εναλλάξ αρκετές δεκάδες μικρούς κύκλους ψευδαργύρου και ασημιού τον ένα πάνω στον άλλο, τοποθετώντας ανάμεσά τους χαρτί βρεγμένο με αλατισμένο νερό.

Μηχανική πηγή ρεύματος - η μηχανική ενέργεια μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια. Μέχρι το τέλος του 18ου αιώνα, όλες οι τεχνικές πηγές ρεύματος βασίζονταν στον ηλεκτρισμό με τριβή. Η πιο αποτελεσματική από αυτές τις πηγές έγινε η ηλεκτροφορική μηχανή (οι δίσκοι της μηχανής οδηγούνται σε αντίθετες κατευθύνσεις. Ως αποτέλεσμα της τριβής των βουρτσών στους δίσκους, συσσωρεύονται φορτία του αντίθετου σήματος στους αγωγούς της μηχανής) Ηλεκτρικό μηχανή

Πηγή θερμικού ρεύματος - η εσωτερική ενέργεια μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια Θερμοστοιχείο Θερμοστοιχείο (θερμοστοιχείο) - δύο σύρματα από διαφορετικά μέταλλα πρέπει να συγκολληθούν στο ένα άκρο, μετά το σημείο διασταύρωσης θερμαίνεται και στη συνέχεια δημιουργείται ρεύμα σε αυτά. Οι χρεώσεις διαχωρίζονται όταν θερμαίνεται ο κόμβος. Τα θερμικά στοιχεία χρησιμοποιούνται σε αισθητήρες θερμοκρασίας και σε γεωθερμικές μονάδες παραγωγής ενέργειας ως αισθητήρας θερμοκρασίας. Θερμοστοιχείο

Η φωτεινή ενέργεια μετατρέπεται σε ηλεκτρική με τη χρήση ηλιακών συλλεκτών. Φωτοκύτταρο ηλιακής μπαταρίας. Όταν ορισμένες ουσίες φωτίζονται με φως, εμφανίζεται ένα ρεύμα σε αυτές η φωτεινή ενέργεια μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια. Σε αυτή τη συσκευή, τα φορτία διαχωρίζονται υπό την επίδραση του φωτός. Οι ηλιακές μπαταρίες κατασκευάζονται από φωτοκύτταρα. Χρησιμοποιούνται σε ηλιακές μπαταρίες, αισθητήρες φωτός, αριθμομηχανές και βιντεοκάμερες. Φωτοκύτταρο

Ηλεκτρομηχανική γεννήτρια. Τα φορτία διαχωρίζονται με την εκτέλεση μηχανικών εργασιών. Χρησιμοποιείται για την παραγωγή βιομηχανικής ηλεκτρικής ενέργειας. Ηλεκτρομηχανική γεννήτρια Η γεννήτρια (από τα λατινικά γεννήτρια - κατασκευαστής) είναι μια συσκευή, συσκευή ή μηχανή που παράγει οποιοδήποτε προϊόν.

Ρύζι. 1 Εικ. 2 Εικ. 3 Ποιες τρέχουσες πηγές βλέπετε στις εικόνες;

Η συσκευή ενός γαλβανικού στοιχείου Ένα γαλβανικό στοιχείο είναι μια χημική πηγή ρεύματος στην οποία παράγεται ηλεκτρική ενέργεια ως αποτέλεσμα άμεση μετατροπήχημική ενέργεια με αντίδραση οξειδοαναγωγής.

Μια μπαταρία μπορεί να κατασκευαστεί από πολλά γαλβανικά στοιχεία.

Η μπαταρία (από το λατινικό συσσωρευτής - συλλέκτης) είναι μια συσκευή αποθήκευσης ενέργειας για τον σκοπό της μετέπειτα χρήσης της.

Πηγή ρεύματος Μέθοδος διαχωρισμού φορτίου Εφαρμογή Φωτοκύτταρο Δράση φωτός Ηλιακές μπαταρίες Θερμοστοιχείο Θέρμανση κόμβων Μέτρηση θερμοκρασίας Ηλεκτρομηχανική γεννήτρια Εκτέλεση μηχανικών εργασιών Παραγωγή βιομηχανικού ηλεκτρισμού. ενέργεια Γαλβανικό κύτταρο Χημική αντίδρασηΦακοί, ραδιόφωνα Μπαταρία Χημική αντίδραση Αυτοκίνητα Ταξινόμηση πηγών ρεύματος

Τι ονομάζεται ηλεκτρικό ρεύμα; (Το ηλεκτρικό ρεύμα είναι η ομαλή κίνηση των φορτισμένων σωματιδίων.) 2. Τι μπορεί να κάνει τα φορτισμένα σωματίδια να κινούνται με τάξη; (Ηλεκτρικό πεδίο.) 3. Πώς μπορείτε να δημιουργήσετε ένα ηλεκτρικό πεδίο; (Με τη βοήθεια του ηλεκτρισμού.) 4. Μπορεί ένας σπινθήρας που δημιουργείται σε μια μηχανή ηλεκτροφόρου να ονομαστεί ηλεκτρικό ρεύμα; (Ναι, αφού υπάρχει μια βραχυπρόθεσμη διατεταγμένη κίνηση φορτισμένων σωματιδίων;) Διόρθωση του υλικού. Ερωτήσεις:

5. Ποιοι είναι οι θετικοί και οι αρνητικοί πόλοι μιας πηγής ρεύματος; 6. Ποιες τρέχουσες πηγές γνωρίζετε; 7. Υπάρχει ηλεκτρικό ρεύμα όταν μια φορτισμένη μεταλλική σφαίρα είναι γειωμένη; 8. Τα φορτισμένα σωματίδια κινούνται σε έναν αγωγό όταν τον διαρρέει ρεύμα; 9. Αν πάρετε μια πατάτα ή ένα μήλο και κολλήσετε πλάκες από χαλκό και ψευδάργυρο. Στη συνέχεια, συνδέστε μια λάμπα 1,5 V σε αυτές τις πλάκες. Τι θα κάνεις; Στερέωση του υλικού. Ερωτήσεις:

Λύνουμε το πρόβλημα 5.2 στην τάξη Σελίδα 27

Για το πείραμα θα χρειαστείτε: Μια ανθεκτική χαρτοπετσέτα. αλουμινόχαρτο τροφίμων? ψαλίδι; χάλκινα νομίσματα? επιτραπέζιο αλάτι? νερό; δύο απομονωμένα σύρματα χαλκού; μικρός λαμπτήρας (1,5 V). Οι ενέργειές σας: Διαλύστε λίγο αλάτι στο νερό. Κόψτε προσεκτικά τη χαρτοπετσέτα και το αλουμινόχαρτο σε τετράγωνα ελαφρώς μεγαλύτερα από τα κέρματα. Μουλιάστε τα τετράγωνα χαρτιού σε αλατόνερο. Τοποθετήστε μια στοίβα τη μία πάνω στην άλλη: ένα χάλκινο νόμισμα, ένα κομμάτι αλουμινόχαρτο, ένα άλλο νόμισμα και ούτω καθεξής πολλές φορές. Πρέπει να υπάρχει χαρτί στην κορυφή της στοίβας και ένα νόμισμα στο κάτω μέρος. Σύρετε το προστατευμένο άκρο ενός καλωδίου κάτω από τη στοίβα και συνδέστε το άλλο άκρο στη λάμπα. Τοποθετήστε το ένα άκρο του δεύτερου σύρματος πάνω από τη στοίβα και συνδέστε το άλλο με τη λάμπα. Τι συνέβη; Έργο για το σπίτι. Φτιάξτε μια μπαταρία.

Πηγές και βιβλιογραφία που χρησιμοποιήθηκαν: Kabardin O.F Physics, 8η τάξη M.: Prosveshchenie, 2014. Tomilin A.N. Ιστορίες για τον ηλεκτρισμό. http://ru.wikipedia.org http:// www.disel.r u http:// www.fizika.ru http:// www.edu.doal.ru http:// schools.mari-el.ru http :// www.iro.yar.ru Εργασία για το σπίτι: § 5,6,7 σελίδα 27, εργασία Αρ. 5.1; Έργο για το σπίτι. Φτιάξτε μια μπαταρία (δίνονται οδηγίες σε κάθε μαθητή).

ΤΙ ΕΙΝΑΙ ΤΟ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΡΕΥΜΑ ΣΤΑ ΜΕΤΑΛΛΑ;

Ηλεκτρικό ρεύμα σε μέταλλα -Αυτή είναι η διατεταγμένη κίνηση των ηλεκτρονίων υπό την επίδραση ενός ηλεκτρικού πεδίου. Τα πειράματα δείχνουν ότι όταν το ρεύμα ρέει μέσω ενός μεταλλικού αγωγού, δεν μεταφέρεται καμία ουσία, επομένως, τα μεταλλικά ιόντα δεν συμμετέχουν στη μεταφορά ηλεκτρικού φορτίου.

Η ΦΥΣΗ ΤΟΥ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟΥ ΡΕΥΜΑΤΟΣ ΣΤΑ ΜΕΤΑΛΛΑ

Το ηλεκτρικό ρεύμα στους μεταλλικούς αγωγούς δεν προκαλεί καμία αλλαγή σε αυτούς τους αγωγούς, εκτός από τη θέρμανση τους.

Η συγκέντρωση των ηλεκτρονίων αγωγιμότητας σε ένα μέταλλο είναι πολύ υψηλή: κατά σειρά μεγέθους είναι ίση με τον αριθμό των ατόμων ανά μονάδα όγκου του μετάλλου. Τα ηλεκτρόνια στα μέταλλα βρίσκονται σε συνεχή κίνηση. Η τυχαία κίνησή τους μοιάζει με την κίνηση των ιδανικών μορίων αερίου. Αυτό έδωσε λόγους να πιστεύουμε ότι τα ηλεκτρόνια στα μέταλλα σχηματίζουν ένα είδος αερίου ηλεκτρονίων. Αλλά η ταχύτητα της τυχαίας κίνησης των ηλεκτρονίων σε ένα μέταλλο είναι πολύ μεγαλύτερη από την ταχύτητα των μορίων σε ένα αέριο.

ΕΜΠΕΙΡΙΑ Ε.ΡΙΚΚΕ

Ο Γερμανός φυσικός Karl Rikke διεξήγαγε ένα πείραμα στο οποίο το ηλεκτρικό ρεύμα διοχετεύτηκε για ένα χρόνο μέσω τριών κυλίνδρων γείωσης που πιέζονταν ο ένας πάνω στον άλλο - χαλκό, αλουμίνιο και πάλι χαλκό. Μετά την ολοκλήρωση, διαπιστώθηκε ότι υπήρχαν μόνο μικρά ίχνη αμοιβαίας διείσδυσης μετάλλων, τα οποία δεν ξεπερνούσαν τα αποτελέσματα της συνηθισμένης διάχυσης των ατόμων στα στερεά. Μετρήσεις που έγιναν με υψηλό βαθμό ακρίβειας έδειξαν ότι η μάζα καθενός από τους κυλίνδρους παρέμεινε αμετάβλητη. Δεδομένου ότι οι μάζες των ατόμων χαλκού και αλουμινίου διαφέρουν σημαντικά μεταξύ τους, η μάζα των κυλίνδρων θα έπρεπε να αλλάξει αισθητά εάν οι φορείς φορτίου ήταν ιόντα. Επομένως, οι φορείς δωρεάν φορτίου στα μέταλλα δεν είναι ιόντα. Το τεράστιο φορτίο που πέρασε μέσα από τους κυλίνδρους προφανώς μεταφέρθηκε από σωματίδια που είναι ίδια τόσο στον χαλκό όσο και στο αλουμίνιο. Είναι φυσικό να υποθέσουμε ότι το ρεύμα στα μέταλλα πραγματοποιείται από ελεύθερα ηλεκτρόνια.

Karl Victor Eduard Rikke

ΕΜΠΕΙΡΙΑ L.I. ΜΑΝΤΕΛΣΤΑΜ ΚΑΙ Ν.Δ. ΠΑΠΑΛΕΞΗ

Οι Ρώσοι επιστήμονες L.I Mandelstam και N.D. Papaleksi πραγματοποίησαν ένα πρωτότυπο πείραμα το 1913. Το πηνίο με το σύρμα άρχισε να στρίβει σε διαφορετικές κατευθύνσεις. Θα το περιστρέψουν δεξιόστροφα, στη συνέχεια θα το σταματήσουν απότομα και μετά θα επιστρέψουν. Σκέφτηκαν κάπως έτσι: αν τα ηλεκτρόνια έχουν πραγματικά μάζα, τότε όταν το πηνίο σταματά ξαφνικά, τα ηλεκτρόνια θα πρέπει να συνεχίσουν να κινούνται με αδράνεια για κάποιο χρονικό διάστημα. Και έτσι έγινε. Συνδέσαμε ένα τηλέφωνο στις άκρες του καλωδίου και ακούσαμε έναν ήχο, που σήμαινε ότι το ρεύμα διέρχονταν.

Mandelstam Leonid Isaakovich

Νικολάι Ντμίτριεβιτς Παπαλέξη (1880-1947)

Η ΕΜΠΕΙΡΙΑ ΤΟΥ Τ. ΣΤΙΟΥΑΡΤ ΚΑΙ ΤΟΥ Ρ. ΤΟΛΜΑΝ

Η εμπειρία του Mandelstam και του Papaleksi επαναλήφθηκε το 1916 από τους Αμερικανούς επιστήμονες Tolman και Stewart.

• Πηνίο με ένας μεγάλος αριθμόςστροφές λεπτού σύρματος τέθηκαν σε γρήγορη περιστροφή γύρω από τον άξονά του. Τα άκρα του πηνίου συνδέθηκαν χρησιμοποιώντας εύκαμπτα σύρματα σε ένα ευαίσθητο βαλλιστικό γαλβανόμετρο. Το μη στριμμένο πηνίο επιβραδύνθηκε απότομα και προέκυψε ένα βραχυπρόθεσμο ρεύμα στο κύκλωμα λόγω της αδράνειας των φορέων φόρτισης. Το συνολικό φορτίο που ρέει μέσα από το κύκλωμα μετρήθηκε με την απόκλιση της βελόνας του γαλβανόμετρου.

Μπάτλερ Στιούαρτ Τόμας

Ρίτσαρντ Τσέις Τόλμαν

ΚΛΑΣΙΚΗ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ

Η υπόθεση ότι τα ηλεκτρόνια είναι υπεύθυνα για το ηλεκτρικό ρεύμα στα μέταλλα υπήρχε ακόμη και πριν από το πείραμα των Stewart και Tolman. Το 1900, ο Γερμανός επιστήμονας P. Drude, βασισμένος στην υπόθεση για την ύπαρξη ελεύθερων ηλεκτρονίων στα μέταλλα, δημιούργησε την ηλεκτρονική του θεωρία για την αγωγιμότητα μετάλλων, που πήρε το όνομά του από κλασική θεωρία ηλεκτρονίων . Σύμφωνα με αυτή τη θεωρία, τα ηλεκτρόνια στα μέταλλα συμπεριφέρονται σαν αέριο ηλεκτρονίων, σαν ένα ιδανικό αέριο. Γεμίζει το χώρο μεταξύ των ιόντων που σχηματίζουν το μεταλλικό κρυσταλλικό πλέγμα

Το σχήμα δείχνει την τροχιά ενός από τα ελεύθερα ηλεκτρόνια στο κρυσταλλικό πλέγμα ενός μετάλλου

ΒΑΣΙΚΕΣ ΔΙΑΤΑΞΕΙΣ ΤΗΣ ΘΕΩΡΙΑΣ:

• Η παρουσία μεγάλου αριθμού ηλεκτρονίων στα μέταλλα συμβάλλει στην καλή αγωγιμότητά τους.
• Υπό την επίδραση ενός εξωτερικού ηλεκτρικού πεδίου, η διατεταγμένη κίνηση υπερτίθεται στην τυχαία κίνηση των ηλεκτρονίων, δηλ. προκύπτει ρεύμα.
• Η ισχύς του ηλεκτρικού ρεύματος που διέρχεται από έναν μεταλλικό αγωγό είναι ίση με:
• Δεδομένου ότι η εσωτερική δομή διαφορετικών ουσιών είναι διαφορετική, η αντίσταση θα είναι επίσης διαφορετική.
• Με την αύξηση της χαοτικής κίνησης των σωματιδίων μιας ουσίας, το σώμα θερμαίνεται, δηλ. απελευθέρωση θερμότητας. Ο νόμος Joule-Lenz παρατηρείται εδώ:

l = e * n * S * Ū d

ΥΠΕΡΑΓΩΓΙΜΟΤΗΤΑ ΜΕΤΑΛΛΩΝ ΚΑΙ ΚΡΑΜΑΤΩΝ

• Ορισμένα μέταλλα και κράματα έχουν υπεραγωγιμότητα, την ιδιότητα να έχουν αυστηρά μηδενική ηλεκτρική αντίσταση όταν φτάσουν σε θερμοκρασία κάτω από μια ορισμένη τιμή (κρίσιμη θερμοκρασία).

Το φαινόμενο της υπεραγωγιμότητας ανακαλύφθηκε από τον Ολλανδό φυσικό H. Kamerling - Ohness το 1911 για τον υδράργυρο (T cr = 4,2 o K).

ΠΕΡΙΟΧΗ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟΥ ΡΕΥΜΑΤΟΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ:

• αποκτώντας ισχυρά μαγνητικά πεδία
• μεταφορά ηλεκτρικής ενέργειας από την πηγή στον καταναλωτή
• ισχυροί ηλεκτρομαγνήτες με υπεραγώγιμες περιελίξεις σε γεννήτριες, ηλεκτρικούς κινητήρες και επιταχυντές, σε συσκευές θέρμανσης

Επί του παρόντος, υπάρχει μεγάλο πρόβλημα στον ενεργειακό τομέα που σχετίζεται με μεγάλες απώλειες κατά τη μεταφορά ηλεκτρικής ενέργειας μέσω καλωδίων.

Πιθανή λύση στο πρόβλημα:

Κατασκευή πρόσθετων γραμμών ηλεκτροδότησης - αντικατάσταση καλωδίων με μεγαλύτερες διατομές - αύξηση τάσης - διάσπαση φάσης

Παρουσίαση για τη φυσική με θέμα: «Ηλεκτρικό ρεύμα» Ολοκληρώθηκε από: Viktor_Sad Kapustin Λύκειο Αρ. 18; 10 Δ' τάξη Εκπαιδευτικός Ι.Α. Boyarina 1. Αρχικές πληροφορίες για το ηλεκτρικό ρεύμα 2. Ισχύς ρεύματος 3. Αντίσταση 4. Τάση 5. Ο νόμος του Ohm για ένα τμήμα ενός κυκλώματος 6. Ο νόμος του Ohm για πλήρης αλυσίδα 7. Σύνδεση αμπερόμετρου και βολτόμετρου 8. Δοκιμές

Ηλεκτρικό ρεύμα είναι η διατεταγμένη κίνηση των ελεύθερων ηλεκτρικών φορτίων υπό την επίδραση ενός ηλεκτρικού πεδίου. Η εμπειρία θα μας βοηθήσει να το καταλάβουμε αυτό... Στην αρχή...

Τρέχουσα δύναμη. Η ισχύς ρεύματος είναι ένα φυσικό μέγεθος που δείχνει το φορτίο που διέρχεται από έναν αγωγό ανά μονάδα χρόνου. Μαθηματικά, αυτός ο ορισμός είναι γραμμένος με τη μορφή ενός τύπου: I - ένταση ρεύματος (A) q - φόρτιση (C) t - χρόνος (s) Για τη μέτρηση της ισχύος ρεύματος, χρησιμοποιείται μια ειδική συσκευή - ένα αμπερόμετρο. Περιλαμβάνεται στο ανοιχτό κύκλωμα στο σημείο όπου πρέπει να μετρηθεί η ένταση του ρεύματος. Μονάδα τρέχουσας μέτρησης... Επιστροφή στην αρχή...

Αντίσταση. 1. Το κύριο ηλεκτρικό χαρακτηριστικό ενός αγωγού είναι η αντίσταση. 2. Η αντίσταση εξαρτάται από το υλικό του αγωγού και τις γεωμετρικές του διαστάσεις: R =? *(?/S), πού; - ειδική αντίσταση του αγωγού (τιμή ανάλογα με τον τύπο της ουσίας και την κατάστασή της). Η μονάδα αντίστασης είναι 1 Ohm * m Αυτό είναι με λίγα λόγια. Τώρα πιο αναλυτικά... Στην αρχή...

Δυναμικό. Η τάση είναι η διαφορά δυναμικού μεταξύ 2 σημείων ενός ηλεκτρικού κυκλώματος. σε ένα τμήμα κυκλώματος που δεν περιέχει ηλεκτροκινητική δύναμη, ισούται με το γινόμενο της ισχύος ρεύματος και της αντίστασης του τμήματος. U = I * R Στην αρχή... Αυτό είναι με λίγα λόγια. Τώρα περισσότερες λεπτομέρειες...

Νόμος του Ohm για ένα τμήμα ενός κυκλώματος: Η ισχύς του ρεύματος σε ένα τμήμα ενός κυκλώματος είναι ευθέως ανάλογη με την τάση στα άκρα του αγωγού και αντιστρόφως ανάλογη με την αντίστασή του. I=U/R Στην αρχή... Και για να το αποδείξω;!

Νόμος του Ohm για ένα πλήρες κύκλωμα: Το ρεύμα σε ένα πλήρες κύκλωμα είναι ίσο με τον λόγο του emf του κυκλώματος προς τη συνολική του αντίσταση. εγώ = ? / (R + r), πού; – EMF, και (R + r) – συνολική αντίσταση του κυκλώματος (το άθροισμα των αντιστάσεων των εξωτερικών και εσωτερικών τμημάτων του κυκλώματος). Επιστροφή στην κορυφή... Περισσότερες λεπτομέρειες...

Σύνδεση αμπερόμετρου και βολτόμετρου: Το αμπερόμετρο συνδέεται σε σειρά με τον αγωγό στον οποίο μετράται το ρεύμα. Το βολτόμετρο συνδέεται παράλληλα με τον αγωγό στον οποίο μετράται η τάση. R R Στην αρχή...

Ένα πείραμα που εξηγεί τον προσδιορισμό του ηλεκτρικού ρεύματος: Δύο ηλεκτρόμετρα με μεγάλες μπάλες τοποθετούνται σε κάποια απόσταση το ένα από το άλλο. Ένα από αυτά ηλεκτρίζεται με ένα φορτισμένο ραβδί, το οποίο φαίνεται από την εκτροπή του βέλους. Στη συνέχεια παίρνουν τον αγωγό από τη μονωτική λαβή, στη μέση της οποίας είναι κολλημένος ένας λαμπτήρας νέον. Συνδέστε μια ηλεκτρισμένη μπάλα με μια μη ηλεκτρισμένη. Το φως αναβοσβήνει για μια στιγμή. Με βάση τις αποκλίσεις των βελών στα ηλεκτρόμετρα, καταλήγουν στο συμπέρασμα: η αριστερή μπάλα χάνει μέρος του φορτίου της και η δεξιά αποκτά το ίδιο φορτίο. Εξηγήστε... Επιστροφή στην κορυφή...

Ας σκεφτούμε τι συμβαίνει σε αυτό το πείραμα: Εφόσον το φορτίο της μίας μπάλας μειώθηκε και το φορτίο της άλλης αυξήθηκε, αυτό σημαίνει ότι ηλεκτρικά φορτία πέρασαν από τον αγωγό που συνέδεε τις μπάλες, κάτι που συνοδευόταν από τη λάμψη της λάμπας. Σε αυτή την περίπτωση, λέμε ότι ένα ηλεκτρικό ρεύμα διαρρέει τον αγωγό. Τι κάνει τα φορτία να κινούνται κατά μήκος ενός αγωγού; Μπορεί να υπάρχει μόνο μία απάντηση - ένα ηλεκτρικό πεδίο. Οποιαδήποτε πηγή ρεύματος έχει δύο πόλους, ο ένας είναι θετικά φορτισμένος και ο άλλος αρνητικά. Όταν λειτουργεί μια πηγή ρεύματος, δημιουργείται ηλεκτρικό πεδίο μεταξύ των πόλων της. Όταν ένας αγωγός είναι συνδεδεμένος σε αυτούς τους πόλους, ένα ηλεκτρικό πεδίο που δημιουργείται από την πηγή ρεύματος εμφανίζεται επίσης σε αυτόν. Υπό την επίδραση αυτού του ηλεκτρικού πεδίου, ελεύθερα φορτία μέσα στον αγωγό αρχίζουν να κινούνται κατά μήκος του αγωγού από τον έναν πόλο στον άλλο. Εμφανίζεται μια διατεταγμένη κίνηση ηλεκτρικών φορτίων. Αυτό είναι ηλεκτρικό ρεύμα. Εάν ο αγωγός αποσυνδεθεί από την πηγή ρεύματος, το ηλεκτρικό ρεύμα σταματά. Στην αρχή...

Η μονάδα ρεύματος είναι 1 αμπέρ (1 A = 1 C/s). Η μονάδα ρεύματος είναι 1 αμπέρ (1 A = 1 C/s). Για τη δημιουργία αυτής της μονάδας, χρησιμοποιείται η μαγνητική δράση του ρεύματος. Αποδεικνύεται ότι αγωγοί που φέρουν παράλληλα, πανομοιότυπα κατευθυνόμενα ρεύματα έλκονται μεταξύ τους. Αυτή η έλξη είναι ισχυρότερη όσο μεγαλύτερο είναι το μήκος αυτών των αγωγών και λιγότερη απόστασηανάμεσά τους. 1 αμπέρ θεωρείται η ισχύς ενός ρεύματος που προκαλεί ανάμεσα σε δύο λεπτούς απείρως μήκους παράλληλους αγωγούς που βρίσκονται στο κενό σε απόσταση 1 m ο ένας από τον άλλον, μια έλξη με δύναμη 0,0000002 N για κάθε μέτρο του μήκους τους. Και στα δεξιά βλέπετε ένα αμπερόμετρο: Επιστροφή στην αρχή...

Ας συναρμολογήσουμε ένα κύκλωμα από μια λάμπα και μια πηγή ρεύματος. Όταν το κύκλωμα είναι κλειστό, το φως, φυσικά, θα ανάψει. Τώρα ας συνδέσουμε ένα κομμάτι χαλύβδινου σύρματος στο κύκλωμα. Το φως θα γίνει πιο αμυδρό. Ας αντικαταστήσουμε τώρα το χαλύβδινο σύρμα με σύρμα νικελίου. Η ένταση του νήματος του λαμπτήρα θα μειωθεί περαιτέρω. Παρατηρήσαμε δηλαδή εξασθένηση της θερμικής επίδρασης του ρεύματος ή μείωση της ισχύος ρεύματος. Το συμπέρασμα προκύπτει από την εμπειρία: ένας πρόσθετος αγωγός συνδεδεμένος σε σειρά στο κύκλωμα μειώνει το ρεύμα σε αυτό. Με άλλα λόγια, ο αγωγός παρέχει αντίσταση στο ρεύμα. Διαφορετικοί αγωγοί (κομμάτια σύρματος) προσφέρουν διαφορετική αντίσταση στο ρεύμα. Έτσι, η αντίσταση ενός αγωγού εξαρτάται από τον τύπο της ουσίας από την οποία κατασκευάζεται ο αγωγός. Επιστροφή στην αρχή... Υπάρχουν άλλοι λόγοι που επηρεάζουν την αντίσταση του αγωγού;

Εξετάστε το πείραμα που απεικονίζεται στο σχήμα. Τα γράμματα Α και Β αντιπροσωπεύουν τα άκρα του λεπτού σύρματος νικελίου και το γράμμα Κ αντιπροσωπεύει την κινούμενη επαφή. Μετακινώντας το κατά μήκος του σύρματος, αλλάζουμε το μήκος του τμήματος που περιλαμβάνεται στην αλυσίδα (τμήμα ΑΚ). Μετακινώντας τον πείρο Κ προς τα αριστερά, θα δούμε ότι η λάμπα θα καίει πιο φωτεινά. Η μετακίνηση της επαφής προς τα δεξιά θα κάνει το φως να λάμψει λιγότερο. Από αυτό το πείραμα προκύπτει ότι μια αλλαγή στο μήκος του αγωγού που περιλαμβάνεται στο κύκλωμα οδηγεί σε αλλαγή της αντίστασής του. Στην κορυφή... Τι συσκευές υπάρχουν για την αλλαγή του μήκους ενός αγωγού;

Υπάρχουν ειδικές συσκευές - ρεοστάτες. Η αρχή λειτουργίας τους είναι η ίδια όπως στο πείραμα με το σύρμα που εξετάσαμε. Η μόνη διαφορά είναι ότι για να μειωθεί το μέγεθος του ρεοστάτη, το σύρμα τυλίγεται σε έναν πορσελάνινο κύλινδρο στερεωμένο στο σώμα και η κινούμενη επαφή (λένε: "slider" ή "slider") τοποθετείται σε μια μεταλλική ράβδο, η οποία χρησιμεύει και ως μαέστρος. Έτσι, ένας ρεοστάτης είναι μια ηλεκτρική συσκευή της οποίας η αντίσταση μπορεί να αλλάξει. Οι ρεοστάτες χρησιμοποιούνται για τη ρύθμιση του ρεύματος σε ένα κύκλωμα. Και ο τρίτος λόγος που επηρεάζει την αντίσταση ενός αγωγού είναι η περιοχή διατομής του. Καθώς αυξάνεται, η αντίσταση του αγωγού μειώνεται. Η αντίσταση των αγωγών αλλάζει επίσης καθώς αλλάζει η θερμοκρασία τους. Στην αρχή...

Το ίδιο ρεύμα διέρχεται και από τις δύο λάμπες: 0,4 A. Αλλά η μεγαλύτερη λάμπα καίει πιο φωτεινά, δηλαδή λειτουργεί με περισσότερη δύναμηπαρά μικρό. Αποδεικνύεται ότι η ισχύς μπορεί να είναι διαφορετική με την ίδια ισχύ ρεύματος; Στην περίπτωσή μας, η τάση που δημιουργείται από τον ανορθωτή είναι μικρότερη από την τάση που δημιουργείται από το ηλεκτρικό δίκτυο της πόλης. Επομένως, όταν η ισχύς του ρεύματος είναι ίση, η τρέχουσα ισχύς στο κύκλωμα με χαμηλότερη τάση είναι μικρότερη. Σύμφωνα με διεθνή συμφωνία, η μονάδα ηλεκτρικής τάσης είναι 1 volt. Αυτή είναι η τάση που, σε ρεύμα 1 Α, δημιουργεί ρεύμα 1 W. Στην αρχή... Vol - αυτό είναι κατανοητό. Όλοι γνωρίζουμε τα 220 V, τα οποία δεν πρέπει να αγγίζονται. Αλλά πώς να μετρήσετε αυτά τα 220;

Για τη μέτρηση της τάσης, χρησιμοποιείται μια ειδική συσκευή - ένα βολτόμετρο. Συνδέεται πάντα παράλληλα με τα άκρα του τμήματος του κυκλώματος στο οποίο θέλουν να μετρήσουν την τάση. ΕμφάνισηΤο βολτόμετρο σχολικής επίδειξης φαίνεται στο σχήμα στα δεξιά. Στην αρχή...

Ας καθορίσουμε την εξάρτηση του ρεύματος από την τάση πειραματικά: Το σχήμα δείχνει ένα ηλεκτρικό κύκλωμα που αποτελείται από μια πηγή ρεύματος - μια μπαταρία, ένα αμπερόμετρο, μια σπείρα από σύρμα νικελίου, ένα κλειδί και ένα βολτόμετρο συνδεδεμένα παράλληλα με τη σπείρα. Κλείστε το κύκλωμα και σημειώστε τις ενδείξεις του οργάνου. Στη συνέχεια, μια δεύτερη μπαταρία ίδιου τύπου συνδέεται με την πρώτη μπαταρία και το κύκλωμα κλείνει ξανά. Η τάση στο πηνίο θα διπλασιαστεί και το αμπερόμετρο θα δείξει διπλάσιο ρεύμα. Με τρεις μπαταρίες, η τάση στο πηνίο τριπλασιάζεται και το ρεύμα αυξάνεται κατά το ίδιο ποσό. Έτσι, η εμπειρία δείχνει ότι όσες φορές κι αν αυξάνεται η τάση που εφαρμόζεται στον ίδιο αγωγό, η ισχύς του ρεύματος σε αυτόν αυξάνεται κατά το ίδιο ποσό. Με άλλα λόγια, το ρεύμα σε έναν αγωγό είναι ευθέως ανάλογο με την τάση στα άκρα του αγωγού. Λοιπόν... Μπορούμε να επιστρέψουμε στην αρχή...

Για να απαντήσουμε στο ερώτημα πώς η ισχύς του ρεύματος σε ένα κύκλωμα εξαρτάται από την αντίσταση, ας στραφούμε στην εμπειρία. Το σχήμα δείχνει ένα ηλεκτρικό κύκλωμα στο οποίο η πηγή ρεύματος είναι μια μπαταρία. Σε αυτό το κύκλωμα περιλαμβάνονται με τη σειρά τους αγωγοί με διαφορετικές αντιστάσεις. Η τάση στα άκρα του αγωγού διατηρείται σταθερή κατά τη διάρκεια του πειράματος. Αυτό παρακολουθείται χρησιμοποιώντας τις ενδείξεις του βολτόμετρου. Το ρεύμα στο κύκλωμα μετριέται με αμπερόμετρο. Ο παρακάτω πίνακας δείχνει τα αποτελέσματα πειραμάτων με τρεις διαφορετικούς αγωγούς: Συνέχεια πειράματος... Επιστροφή στην αρχή...

Στο πρώτο πείραμα, η αντίσταση του αγωγού είναι 1 Ohm και το ρεύμα στο κύκλωμα είναι 2 A. Η αντίσταση του δεύτερου αγωγού είναι 2 Ohm, δηλ. διπλάσια, και το ρεύμα είναι μισό ισχυρότερο. Και τέλος, στην τρίτη περίπτωση, η αντίσταση του κυκλώματος αυξήθηκε τέσσερις φορές και το ρεύμα μειώθηκε κατά το ίδιο ποσό. Ας θυμηθούμε ότι η τάση στα άκρα των αγωγών και στα τρία πειράματα ήταν ίδια, ίση με 2 V. Συνοψίζοντας τα αποτελέσματα των πειραμάτων, καταλήγουμε στο συμπέρασμα: η ισχύς του ρεύματος στον αγωγό είναι αντιστρόφως ανάλογη με την αντίσταση του μαέστρου. Ας εκφράσουμε τις δύο εμπειρίες μας σε γραφήματα: Επιστροφή στην κορυφή...

Το εσωτερικό τμήμα του κυκλώματος, όπως και το εξωτερικό, παρέχει κάποια αντίσταση στο ρεύμα που διέρχεται από αυτό. Ονομάζεται εσωτερική αντίσταση της πηγής Για παράδειγμα, η εσωτερική αντίσταση μιας γεννήτριας οφείλεται στην αντίσταση των περιελίξεων και η εσωτερική αντίσταση των γαλβανικών στοιχείων οφείλεται στην αντίσταση του ηλεκτρολύτη και των ηλεκτροδίων. Ας εξετάσουμε το πιο απλό ηλεκτρικό κύκλωμα, που αποτελείται από πηγή ρεύματος και αντίσταση σε εξωτερικό κύκλωμα. Το εσωτερικό τμήμα του κυκλώματος, που βρίσκεται μέσα στην πηγή ρεύματος, καθώς και το εξωτερικό, έχει ηλεκτρική αντίσταση. Θα συμβολίσουμε την αντίσταση του εξωτερικού τμήματος του κυκλώματος με R και την αντίσταση του εσωτερικού τμήματος με r. Για την αρχή... Συνεχίζουμε...

Και πώς ο Ohm εξήγαγε το νόμο του για ένα πλήρες κύκλωμα: το emf σε ένα κλειστό κύκλωμα είναι ίσο με το άθροισμα των πτώσεων τάσης στο εξωτερικό και το εσωτερικό τμήμα Ας γράψουμε, σύμφωνα με το νόμο του Ohm, εκφράσεις για τις τάσεις στο εξωτερικό και Εσωτερικά τμήματα του κυκλώματος Προσθέτοντας τις παραστάσεις που προκύπτουν και εκφράζοντας από την προκύπτουσα ισχύ ρεύματος ισότητας, λαμβάνουμε έναν τύπο που αντικατοπτρίζει τον νόμο του Ohm για το πλήρες κύκλωμα. Στην αρχή...

Δοκιμές: 1. Το σχήμα δείχνει την κλίμακα ενός αμπερόμετρου που είναι συνδεδεμένο σε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα. Ποιο είναι το ρεύμα στο κύκλωμα; Α. 12 ± 1 Α Β. 18 ± 2 Α Γ. 14 ± 2 Α 2. Ένα πρωτόνιο πετάει στο διάστημα μεταξύ δύο φορτισμένων ράβδων. Τι τροχιά θα ακολουθήσει; Α. 1 Β. 2 Γ. 3 Δ. 4 3. Το κορίτσι μέτρησε την ισχύ του ρεύματος στη συσκευή σε διαφορετικές τιμές τάσης στους ακροδέκτες της. Τα αποτελέσματα των μετρήσεων παρουσιάζονται στο σχήμα. Ποια ήταν πιθανότατα η τρέχουσα τιμή στη συσκευή στα 0 V; A. 0 mA B. 5 mA D. 10 mA Επιστροφή στην κορυφή...

Η απάντηση δεν είναι σωστή... Κακές δοκιμές... Θέλω να πάω στην αρχή... Αυτό, φυσικά, είναι λυπηρό, αλλά ίσως μπορούμε να προσπαθήσουμε ξανά;!

Μπράβο!!! Έτσι είναι!!! Πολύ εύκολο για μένα... Πίσω λοιπόν στην αρχή... Λατρεύω αυτό το είδος παιχνιδιού! Ας επαναλάβουμε!!!