Строение атома
Думаю, вы все в курсе, что абсолютно все вещества состоят из маленьких крупинок – атомов. В свою очередь атом состоит из ядра и электронов. В каких-то веществах электронов может быть очень много, а в каких-то всего один (атом водорода).
Читай подробнее статью про строение атома.
Давайте поиграем в ассоциации. Пусть ядро – это пастух, а электроны – овцы.
Этих пастухов в веществах миллиарды, и у каждого пастуха есть свои овцы. В каком-то веществе на пастуха приходится одна овца, а в каких-то веществах даже по двести с лишним овец! Например, водород имеет лишь один электрон, тогда как металлы имеют множество электронов.
Если вы когда-нибудь пастушили коров, коз или овец, то, наверное, в курсе, что чем дальше от пастуха этот рогатый скот, тем больше он может наворотить дел, так как пастух не успевает усмотреть за всеми овцами. Некоторые овцы умудряются убегать из стада, бежать на пашню или в огороды и лакомится там различными вкусняшками.
Электрическая энергия
Большая часть электроэнергии, которую мы используем, поступает в виде переменного тока из электрической сети. Он создается генераторами, работающими по закону индукции Фарадея, благодаря которому изменяющееся магнитное поле может индуцировать электрический ток в проводнике.
Генераторы имеют вращающиеся катушки провода, которые проходят через магнитные поля по мере их вращения. Когда катушки вращаются, они открываются и закрываются относительно магнитного поля и создают электрический ток, меняющий направление на каждом повороте. Ток проходит через полный цикл вперед и назад 60 раз в секунду.
Генераторы могут питаться от паровых турбин, нагретых углем, природным газом, нефтью или ядерным реактором. Из генератора ток проходит через ряд трансформаторов, где растет его напряжение. Диаметр проводов определяет величину и силу тока, которую они могут переносить без перегрева и потери энергии, а напряжение ограничено только тем, насколько хорошо линии изолированы от земли.
Свободные электроны
То есть эти овцы, которые дальше всех находятся от пастуха, более свободны, чем те, которые находятся рядом с пастухом. Назовем их просто свободными. По аналогии с электричеством – свободные электроны. Такими «овцами» в металлах мы будет называть свободные электроны, которые находятся дальше всех от пастуха (ядра). Чем дальше электрон от ядра, тем меньше он зависим от ядра. То есть он отрывается от ядра и стает абсолютно свободным.
Транскрипт
1 I вариант Тест по теме «Постоянный электрический ток». 1. Для возникновения тока в проводнике необходимо, чтобы… А — на его свободные заряды в определенном направлении действовала сила. Б — на его свободные заряды действовали силы. В — на его свободные заряды действовала постоянная сила. 2. На заряды в каждой точке проводника действует сила, если в нем… А — имеются электрические диполи. Б — имеется электрическое поле. 3. Собрана цепь из источника тока, амперметра и лампы. Изменится ли показание амперметра, если в цепь включить последовательно еще такую же лампу? А — Не изменится, так как при последовательном соединении сила тока на всех участках цепи одинакова. Б — Увеличится, так как сопротивление цепи уменьшилось. В — Уменьшится, так как сопротивление цепи уменьшилось. Г — Уменьшится, так как сопротивление цепи возросло. 4. В цепи из источника тока, амперметра и лампы параллельно лампе подключают еще одну, обладающую таким же сопротивлением. Изменится ли при этом показание амперметра? А — Увеличится в два раза. Б — Показание не изменится. В — Уменьшится в два раза. 5. Чему равно общее сопротивление электрической цепи, если сопротивление каждого резистора равно 4 Ом? А — 10 Ом, Б — 16 Ом,
2 В — 12 Ом, Г Ом 6. Какой буквой обозначается сила тока и в каких единицах измеряется? А — I; вольт (В). Б — U; ампер (А). В — I; ампер (А). 7. Каким прибором можно измерить силу тока участка электрической цепи и как этот прибор включается в электрическую цепь? А — Амперметр, последовательно. Б — Амперметр, параллельно. В — Вольтметр, последовательно. 8. Под действием каких сил движутся электрические заряды внутри источника тока? А — Под действием электрических сил. Б — Под действием неэлектрических сил. 9. Выразите значение силы тока 2 ка в микроамперах А 0, ка Б мка В мка 10. Проводниковые материалы используются для изготовления А — корпусов бытовых приборов Б — проводов В — якорей электрических машин Г — контактных зажимов
3 II вариант Тест по теме «Постоянный электрический ток». 1. Какой буквой обозначается разность потенциалов (напряжение) и в каких единицах измеряется? А — U; вольт (В). Б — I; вольт (В). В — R; ом (Ом). 2. Каким прибором можно измерить разность потенциалов в электрической цепи и как этот прибор включается в электрическую цепь? А — Амперметр, последовательно. Б — Вольтметр, параллельно. В — Вольтметр, последовательно. 3. При увеличении температуры металлического проводника его сопротивление электрическому току… А — увеличивается. Б — уменьшается. В — не изменяется. 4. Под действием каких сил движутся электрические заряды во внешней электрической цепи? А — Под действием сторонних сил. Б — Под действием магнитных сил. В — Под действием сил электрического поля.
4 5. Как практически определить ЭДС источника тока? А — При помощи вольтметра, присоединенного к полюсам источника тока при разомкнутой внешней цепи. Б — При помощи вольтметра, присоединенного параллельно резистору во внешней цепи. В — При помощи вольтметра и амперметра, присоединенными к резистору во внешней цепи. 6. Выберите определение постоянного тока: А — это ток, который не изменяет величину с течением времени Б — это ток, который всегда протекает в электрической цепи В — это ток, который не изменяет величину и направление с течением времени 7. Выберите определение параллельного соединения резисторов: А — это такое соединение, при котором ко всем резисторам приложено одинаковое напряжение Б — это такое соединение, при котором ко всем резисторам приложено одно и то же напряжение В — это такое соединение, при котором резисторы включены друг над другом 8.Чему равна сила тока, протекающая через резистор R1, если его сопротивление равно R1 = 100 Ом, сопротивление резистора R2 = 500 Ом, если сила тока, протекающего через резистор R2, составляет I2 = 0,1 А. А 0,5 А Б- 0,1 А В 0,02 А 9. В сеть с напряжением U = 24 В подключили два последовательно соединенных резистора. При этом сила тока стала равной I 1 = 0,6 А.
5 Когда резисторы подключили параллельно, суммарная сила тока стала равной I 2 = 3,2 А. Определите сопротивление резисторов. 10.Если напряжение в сети равно 220 в, сопротивление лампы — 20 ом, тогда сила тока в цепи равна… А А Б — 11 А В А
Электрический ток
Как я уже сказал, этих пастухов с овцами в веществах миллиарды. Следовательно, овец, которые находятся очень далеко от пастуха, еще больше. И вот эти самые овцы гуляют подальше от пастухов и в любой момент могут дать дёру.
Теперь представьте такую ситуацию. Где-то недалеко от этих пастухов находится большое колхозное поле со свежей капустой. И как только свободные овцы это дело просекли («а почему бы нам не сБЕ-БЕ-БЕжать и полакомиться капустой?»), сразу же всей толпой двинулись «покорять» это поле!
В результате возник поток овец, которые движутся в одну сторону.
Все те же самые процессы происходят и в металле. Как только все свободные электроны начнут двигаться в одном направлении, возникнет электрический ток:
Электрический ток — это упорядоченное движение заряженных частиц, чаще всего электронов, в одном направлении. По аналогии с гидравликой, электроны — это молекулы воды. Электрический ток — поток воды. Думаю, этого пока будет достаточно. Одними словами сыт не будешь, поэтому давайте нарисуем рисунок, чтобы порадовать глаза:
В данный момент шланг валяется где-нибудь в огороде и в нем осталась вода. Шланг никуда не подключен, то есть молекулы воды в шланге находятся в неподвижном состоянии.
По аналогии с электроникой, медный проводок лежит на столе и никуда не подключен.
Но вот настал вечер. Надо полить помидоры и огурцы, иначе к зиме останетесь без закуски. Как только мы открываем кран, вода в шланге начинает движуху:
Теперь вопрос на засыпку: почему когда мы открыли краник, вода побежала по шлангу? Создалось давление… молекулы что левее стали давить на молекулы что правее и движуха началась. Но кто толкал те молекулы, которые толкали молекулы? Это либо насос, либо вода в водобашне под воздействием гравитационной силы Земли.
В электронике электроны толкает так называемая ЭДС. В любой электрической схеме есть тот самый «насос», который толкает электроны по проводкам и радиоэлементам. Он может находится в самой схеме, либо подключаться в схему извне. Как только электроны начинают движуху в проводке в одном направлении, то можно уже сказать, что в проводке стал течь электрический ток.
Опасность электрического тока и другие опасные свойства электричества и техника безопасности
Электрический ток нагревает проводник, по которому течёт. Поэтому:
1.
Если бытовая электрическая сеть испытывает перегрузку, изоляция постепенно обугливается и осыпается. Возникает возможность короткого замыкания, которое очень опасно.
2.
Электрический ток, протекая по проводам и бытовым приборам, встречает сопротивление, поэтому «выбирает» путь с наименьшим сопротивлением.
3.
Если происходит короткое замыкание, сила тока резко возрастает. При этом выделяется большое количество тепла, способное расплавить металл.
4.
Короткое замыкание может произойти и из-за влаги. Если в случае с коротким замыканием происходит пожар, то в случае с воздействием влаги на электроприборы в первую очередь страдает человек.
5.
Удар электричеством очень опасен, вероятен смертельный исход. При протекании электрического тока через организм человека, сопротивление тканей резко уменьшается. В организме происходят процессы нагревания тканей, разрушения клеток, отмирания нервных окончаний.
Как обезопасить себя от поражения электрическим током
Чтобы обезопасить себя от воздействия электрического тока, используют средства защиты от поражения электрическим током: работают в резиновых перчатках, используют резиновый коврик, разрядные штанги, устройства заземления аппаратуры, рабочих мест. Автоматические выключатели с тепловой защитой и защитой по току, так же являются не плохим средством защиты от поражения током, способным сохранить жизнь человека. Когда я не уверен в отсутствии опасности поражения электрическим током, при выполнении не сложных операций в электрощитовых, блоках аппаратуры, я как правило работаю одной рукой, а другую руку ложу в карман. Тем самым исключается возможность поражения током по пути рука-рука, в случае случайного прикосновения к корпусу щита, или другим массивным заземлённым предметам.
Для тушения пожара, возникшего на электрооборудовании используют только порошковые или углекислотные огнетушители. Порошковые тушат лучше, но после засыпания аппаратуры пылью из огнетушителя, эту аппаратуру не всегда возможно восстановить.
Электрическая цепь и ее схематическое изображение
Определение
Электрическая цепь — это совокупность устройств, соединенных определенным образом, которые обеспечивают путь для протекания электрического тока.
Основные элементы электрической цепи:
- Источник тока (генератор, гальванический элемент, батарея, аккумулятор).
- Потребители тока (лампы, нагревательные элементы и прочие электроприборы).
- Проводники — части цепи, обладающие достаточным запасом свободных электронов, способных перемещаться под действием внешнего электрического поля. Проводники соединяют источники и потребители тока в единую цепь.
- Ключ (переключатель, выключатель) для замыкания и размыкания цепи.
Электрическая цепь также может содержать:
- резистор — элемент электрической цепи, обладающий некоторым сопротивлением;
- реостат — устройство для регулировки силы тока и напряжения в электрической цепи путём получения требуемой величины сопротивления;
- конденсатор — устройство, способное накапливать электрический заряд и передавать его другим элементам цепи;
- измерительные приборы — устройства, предназначенные для измерения параметров электрической цепи.
Определение
Электрическая схема — графическое изображение электрической цепи, в котором реальные элементы представлены в виде условных обозначений.
Условные обозначения некоторых элементов электрической цепи
Простейшая электрическая цепь содержит в себе источник и потребитель тока, проводники, ключ. Схематически ее можно отобразить так:
