--> Ýëåêòðè÷åñêèé òîê. Ñèëà òîêà. Ôèçèêà 10 êëàññ. Ìÿêèøåâ
ìîé ÞÒÓÁ êàíàë ïðèêîëüíûõ ÌÓËÜÒÈÊÎÂ!
ìîé ÒÅËÅÃÐÀÌ êàíàë ïðèêîëüíûõ ÌÓËÜÒÈÊÎÂ!

 


Ñîäåðæàíèå

 

Ãëàâíàÿ >> Ôèçèêà 10 êëàññ. Ìÿêèøåâ

Ãëàâà 15. Çàêîíû ïîñòîÿííîãî òîêà

 


§ 100. Ýëåêòðè÷åñêèé òîê. Ñèëà òîêà

Ýëåêòðè÷åñêèé òîê — íàïðàâëåííîå äâèæåíèå çàðÿæåííûõ ÷àñòèö. Áëàãîäàðÿ ýëåêòðè÷åñêîìó òîêó îñâåùàþòñÿ êâàðòèðû, ïðèâîäÿòñÿ â äâèæåíèå ñòàíêè, íàãðåâàþòñÿ êîíôîðêè íà ýëåêòðîïëèòàõ, ðàáîòàåò ðàäèîïðèåìíèê è ò. ä.

Ðàññìîòðèì íàèáîëåå ïðîñòîé ñëó÷àé íàïðàâëåííîãî äâèæåíèÿ çàðÿæåííûõ ÷àñòèö — ïîñòîÿííûé òîê.

    Êàêîé ýëåêòðè÷åñêèé çàðÿä íàçûâàåòñÿ ýëåìåíòàðíûì?

    ×åìó ðàâåí ýëåìåíòàðíûé ýëåêòðè÷åñêèé çàðÿä?

    ×åì ðàçëè÷àþòñÿ çàðÿäû â ïðîâîäíèêå è äèýëåêòðèêå?

Ïðè äâèæåíèè çàðÿæåííûõ ÷àñòèö â ïðîâîäíèêå ïðîèñõîäèò ïåðåíîñ ýëåêòðè÷åñêîãî çàðÿäà èç îäíîé òî÷êè â äðóãóþ

Ïðè äâèæåíèè çàðÿæåííûõ ÷àñòèö â ïðîâîäíèêå ïðîèñõîäèò ïåðåíîñ ýëåêòðè÷åñêîãî çàðÿäà èç îäíîé òî÷êè â äðóãóþ. Îäíàêî åñëè çàðÿæåííûå ÷àñòèöû ñîâåðøàþò áåñïîðÿäî÷íîå òåïëîâîå äâèæåíèå, êàê, íàïðèìåð, ñâîáîäíûå ýëåêòðîíû â ìåòàëëå, òî ïåðåíîñà çàðÿäà íå ïðîèñõîäèò (ðèñ. 15.1, à). Ïîïåðå÷íîå ñå÷åíèå ïðîâîäíèêà â ñðåäíåì ïåðåñåêàåò îäèíàêîâîå ÷èñëî ýëåêòðîíîâ â äâóõ ïðîòèâîïîëîæíûõ íàïðàâëåíèÿõ. Ýëåêòðè÷åñêèé çàðÿä ïåðåíîñèòñÿ ÷åðåç ïîïåðå÷íîå ñå÷åíèå ïðîâîäíèêà ëèøü â òîì ñëó÷àå, åñëè íàðÿäó ñ áåñïîðÿäî÷íûì äâèæåíèåì ýëåêòðîíû ó÷àñòâóþò â íàïðàâëåííîì äâèæåíèè (ðèñ. 15.1, á).  ýòîì ñëó÷àå ãîâîðÿò, ÷òî ïî ïðîâîäíèêó èä¸ò ýëåêòðè÷åñêèé òîê.

Çàïîìíè
Ýëåêòðè÷åñêèì òîêîì íàçûâàþò óïîðÿäî÷åííîå (íàïðàâëåííîå) äâèæåíèå çàðÿæåííûõ ÷àñòèö.

Ýëåêòðè÷åñêèé òîê èìååò îïðåäåë¸ííîå íàïðàâëåíèå.

Âàæíî
Çà íàïðàâëåíèå òîêà ïðèíèìàþò íàïðàâëåíèå äâèæåíèÿ ïîëîæèòåëüíî çàðÿæåííûõ ÷àñòèö.

Åñëè ïåðåìåùàòü íåéòðàëüíîå â öåëîì òåëî, òî, íåñìîòðÿ íà óïîðÿäî÷åííîå äâèæåíèå îãðîìíîãî ÷èñëà ýëåêòðîíîâ è àòîìíûõ ÿäåð, ýëåêòðè÷åñêèé òîê íå âîçíèêíåò. Ïîëíûé çàðÿä, ïåðåíîñèìûé ÷åðåç ëþáîå ñå÷åíèå, áóäåò ïðè ýòîì ðàâíûì íóëþ, òàê êàê çàðÿäû ðàçíûõ çíàêîâ ïåðåìåùàþòñÿ ñ îäèíàêîâîé ñðåäíåé ñêîðîñòüþ.

Íàïðàâëåíèå òîêà ñîâïàäàåò ñ íàïðàâëåíèåì âåêòîðà íàïðÿæ¸ííîñòè ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ. Åñëè òîê îáðàçîâàí äâèæåíèåì îòðèöàòåëüíî çàðÿæåííûõ ÷àñòèö, òî íàïðàâëåíèå òîêà ñ÷èòàþò ïðîòèâîïîëîæíûì íàïðàâëåíèþ äâèæåíèÿ ÷àñòèö.

Âûáîð íàïðàâëåíèÿ òîêà íå î÷åíü óäà÷åí, òàê êàê â áîëüøèíñòâå ñëó÷àåâ òîê ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé óïîðÿäî÷åííîå äâèæåíèå ýëåêòðîíîâ — îòðèöàòåëüíî çàðÿæåííûõ ÷àñòèö. Âûáîð íàïðàâëåíèÿ òîêà áûë ñäåëàí â òî âðåìÿ, êîãäà î ñâîáîäíûõ ýëåêòðîíàõ â ìåòàëëàõ åù¸ íè÷åãî íå çíàëè.

Äåéñòâèå òîêà. Äâèæåíèå ÷àñòèö â ïðîâîäíèêå ìû íåïîñðåäñòâåííî íå âèäèì. Î íàëè÷èè ýëåêòðè÷åñêîãî òîêà ïðèõîäèòñÿ ñóäèòü ïî òåì äåéñòâèÿì èëè ÿâëåíèÿì, êîòîðûå åãî ñîïðîâîæäàþò.

    Âî-ïåðâûõ, ïðîâîäíèê, ïî êîòîðîìó èä¸ò òîê, íàãðåâàåòñÿ.

    Âî-âòîðûõ, ýëåêòðè÷åñêèé òîê ìîæåò èçìåíÿòü õèìè÷åñêèé ñîñòàâ ïðîâîäíèêà: íàïðèìåð, âûäåëÿòü åãî õèìè÷åñêèå ñîñòàâíûå ÷àñòè (ìåäü èç ðàñòâîðà ìåäíîãî êóïîðîñà è ò. ä.).

    Â-òðåòüèõ, òîê îêàçûâàåò ñèëîâîå âîçäåéñòâèå íà ñîñåäíèå òîêè è íàìàãíè÷åííûå òåëà. Ýòî äåéñòâèå òîêà íàçûâàåòñÿ ìàãíèòíûì.

Òàê, ìàãíèòíàÿ ñòðåëêà âáëèçè ïðîâîäíèêà ñ òîêîì ïîâîðà÷èâàåòñÿ. Ìàãíèòíîå äåéñòâèå òîêà â îòëè÷èå îò õèìè÷åñêîãî è òåïëîâîãî ÿâëÿåòñÿ îñíîâíûì, òàê êàê ïðîÿâëÿåòñÿ ó âñåõ áåç èñêëþ÷åíèÿ ïðîâîäíèêîâ. Õèìè÷åñêîå äåéñòâèå òîêà íàáëþäàåòñÿ ëèøü ó ðàñòâîðîâ è ðàñïëàâîâ ýëåêòðîëèòîâ, à íàãðåâàíèå îòñóòñòâóåò ó ñâåðõïðîâîäíèêîâ.

 ëàìïî÷êå íàêàëèâàíèÿ âñëåäñòâèå ïðîõîæäåíèÿ ýëåêòðè÷åñêîãî òîêà èçëó÷àåòñÿ âèäèìûé ñâåò, à ýëåêòðîäâèãàòåëü ñîâåðøàåò ìåõàíè÷åñêóþ ðàáîòó.

Ñîáåðèòå öåïü, ñîñòîÿùóþ èç èñòî÷íèêà (áàòàðåéêè), ðåîñòàòà, ëàìïî÷êè è êëþ÷à. Ïîäíåñèòå êîìïàñ ê ðåîñòàòó ñâåðõó. Çàìåòüòå, êàê îðèåíòèðîâàíà ñòðåëêà êîìïàñà. Çàìêíèòå êëþ÷. Èçìåíèëàñü ëè îðèåíòàöèÿ ñòðåëêè êîìïàñà? Ñäåëàéòå âûâîä.

Ñèëà òîêà. Åñëè â öåïè èä¸ò ýëåêòðè÷åñêèé òîê, òî ýòî îçíà÷àåò, ÷òî ÷åðåç ïîïåðå÷íîå ñå÷åíèå ïðîâîäíèêà âñ¸ âðåìÿ ïåðåíîñèòñÿ ýëåêòðè÷åñêèé çàðÿä.

Çàïîìíè
Çàðÿä, ïåðåíåñ¸ííûé â åäèíèöó âðåìåíè, ñëóæèò îñíîâíîé êîëè÷åñòâåííîé õàðàêòåðèñòèêîé òîêà, íàçûâàåìîé ñèëîé òîêà.

Åñëè ÷åðåç ïîïåðå÷íîå ñå÷åíèå ïðîâîäíèêà çà âðåìÿ Δt ïåðåíîñèòñÿ çàðÿä Δq, òî ñðåäíåå çíà÷åíèå ñèëû òîêà ðàâíî:

Ñðåäíåå çíà÷åíèå ñèëû òîêà

Âàæíî
Ñðåäíÿÿ ñèëà òîêà ðàâíà îòíîøåíèþ çàðÿäà Δq, ïðîøåäøåãî ÷åðåç ïîïåðå÷íîå ñå÷åíèå ïðîâîäíèêà çà ïðîìåæóòîê âðåìåíè Δt, ê ýòîìó ïðîìåæóòêó âðåìåíè.

Çàïîìíè
Åñëè ñèëà òîêà ñî âðåìåíåì íå ìåíÿåòñÿ, òî òîê íàçûâàþò ïîñòîÿííûì.

Ñèëà ïåðåìåííîãî òîêà â äàííûé ìîìåíò âðåìåíè îïðåäåëÿåòñÿ òàêæå ïî ôîðìóëå (15.1), íî ïðîìåæóòîê âðåìåíè Δt â òàêîì ñëó÷àå äîëæåí áûòü î÷åíü ìàë.

Ñèëà òîêà, ïîäîáíî çàðÿäó, — âåëè÷èíà ñêàëÿðíàÿ. Îíà ìîæåò áûòü êàê ïîëîæèòåëüíîé, òàê è îòðèöàòåëüíîé. Çíàê ñèëû òîêà çàâèñèò îò òîãî, êàêîå èç íàïðàâëåíèé îáõîäà êîíòóðà ïðèíÿòü çà ïîëîæèòåëüíîå. Ñèëà òîêà I > 0, åñëè íàïðàâëåíèå òîêà ñîâïàäàåò ñ óñëîâíî âûáðàííûì ïîëîæèòåëüíûì íàïðàâëåíèåì âäîëü ïðîâîäíèêà.  ïðîòèâíîì ñëó÷àå I < 0.

Òåðìèí ñèëà òîêà íåëüçÿ ñ÷èòàòü óäà÷íûì, òàê êàê ïîíÿòèå ñèëà, ïðèìåíÿåìîå ê òîêó, íå èìååò íèêàêîãî îòíîøåíèÿ ê ïîíÿòèþ ñèëà â ìåõàíèêå. Íî òåðìèí ñèëà òîêà áûë ââåä¸í äàâíî è óòâåðäèëñÿ â íàóêå.

Îêîí÷àíèå ïàðàãðàôà >>>

 

 

Ðåéòèíã@Mail.ru



Ñîäåðæàíèå

!-- Step 2 - Decide on the place where you want to place the video -->
. Âàæíî, ÷òîáû ñêðèïò áûë ïîñëå áëîêà. Íàïðèìåð, ìîæíî ðàçìåñòèòü ïåðåä òåãîì -->