Што такое электрычны ток? Умовы існавання электрычнага току: характарыстыкі і дзеянні

Электрычны ток - гэта электрычны зарад ў руху. Ён можа прымаць форму раптоўнага разраду статычнага электрычнасці, такога як, напрыклад, маланка. Ці гэта можа быць кантраляваны працэс у генератарах, батарэях, сонечных або паліўных элементах. Сёння мы разгледзім само паняцце "электрычны ток" і ўмовы існавання электрычнага току.

электрычная энергія

Большая частка электраэнергіі, якую мы выкарыстоўваем, паступае ў выглядзе пераменнага току з электрычнай сеткі. Ён ствараецца генератарамі, якія працуюць па законе індукцыі Фарадея, дзякуючы якому зменлівае магнітнае поле можа індукаваць электрычны ток ў правадыру.

Генератары маюць верцяцца шпулькі драты, якія праходзяць праз магнітныя палі па меры іх кручэння. Калі шпулькі круцяцца, яны адкрываюцца і зачыняюцца адносна магнітнага поля і ствараюць электрычны ток, які змяняе кірунак на кожным павароце. Ток праходзіць праз поўны цыкл наперад і назад 60 разоў у секунду.

Генератары могуць харчавацца ад паравых турбін, нагрэтых вуглём, прыродным газам, нафтай ці ядзернай рэактарам. З генератара ток праходзіць праз шэраг трансфарматараў, дзе расце яго напружанне. Дыяметр правадоў вызначае велічыню і сілу току, якую яны могуць пераносіць без перагрэву і страты энергіі, а напружанне абмежавана толькі тым, наколькі добра лініі ізаляваны ад зямлі.

Цікава адзначыць, што ток пераносіцца толькі адным провадам, а не двума. Дзве яго боку абазначаюцца як станоўчая і адмоўная. Аднак, паколькі палярнасць пераменнага току змяняецца 60 раз у секунду, яны маюць і іншыя назвы - гарачыя (магістральныя лініі электраперадач) і заземленыя (якія праходзяць пад зямлёй для замыкання ланцуга).

Навошта патрэбен электрычны ток?

Існуе маса магчымасцяў прымянення электратоку: ён можа асвятліць ваш дом, памыць і высушыць адзенне, падняць дзверы вашага гаража, прымусіць ускіпець ваду ў чайніку і даць магчымасць працаваць іншым бытавым прадметах, якія значна палягчаюць нам жыццё. Тым не менш усё больш важным становіцца здольнасць току перадаваць інфармацыю.

Пры падключэнні да Інтэрнэту кампутарам выкарыстоўваецца толькі невялікая частка электрычнага току, але гэта тое, без чаго сучасны чалавек не ўяўляе свайго жыцця.

Паняцце аб электрычным току

Падобна рачным плыні, патоку малекул вады, электрычны ток - гэта паток зараджаных часціц. Што гэта такое, што яго выклікае, і чаму ён не заўсёды ідзе ў адным накірунку? Калі вы чуеце слова «цячэ», пра што вы думаеце? Магчыма, гэта будзе рака. Гэта добрая асацыяцыя, таму што менавіта па гэтай прычыне электрычны ток атрымаў сваю назву. Ён вельмі падобны на паток вады, толькі замест малекул вады, якія рухаюцца па рэчышчы, зараджаныя часціцы рухаюцца па правадыру.

Сярод умоў, неабходных для існавання электрычнага току, ёсць пункт, які прадугледжвае наяўнасць электронаў. Атамы ў які праводзіць матэрыяле маюць шмат гэтых свабодных зараджаных часціц, якія плаваюць вакол і паміж атамамі. Іх рух з'яўляецца выпадковым, таму струмень у якім-небудзь зададзеным кірунку адсутнічае. Што ж трэба, каб існаваў электрычны ток?

Умовы існавання электрычнага току ўключаюць у сябе наяўнасць напружання. Калі яно ўжываецца да правадніка, усе свабодныя электроны будуць рухацца ў адным кірунку, ствараючы ток.

Цікава аб электрычным току

Цікава тое, што калі электрычная энергія перадаецца праз праваднік з хуткасцю святла, самі электроны рухаюцца нашмат павольней. На самай справе, калі б вы не спяшаючыся прайшлі побач з токаправоднай дротам, ваша хуткасць была б у 100 разоў хутчэй, чым рухаюцца электроны. Гэта абумоўлена тым, што ім не трэба пераадольваць велізарныя адлегласці, каб перадаваць энергію адзін аднаму.

Прамой і пераменны ток

Сёння шырока выкарыстоўваюцца два розных тыпы току - пастаянны і пераменны. У першым электроны рухаюцца ў адным кірунку, з «адмоўнай» боку на «станоўчую». Пераменны ток штурхае электроны назад і наперад, змяняючы кірунак патоку некалькі разоў у секунду.

Генератары, якія выкарыстоўваюцца на электрастанцыях для вытворчасці электраэнергіі, прызначаныя для вытворчасці пераменнага току. Вы, напэўна, ніколі не звярталі ўвагу на тое, што святло ў вашым доме на самай справе мігоча, паколькі бягучае кірунак мяняецца, але гэта адбываецца занадта хутка, каб вочы змаглі гэта распазнаць.

Якія ўмовы існавання пастаяннага электрычнага току? Навошта нам патрэбныя абодва тыпу і які з іх лепш? Гэта добрыя пытанні. Той факт, што мы ўсё яшчэ выкарыстоўваем абодва тыпу току, кажа пра тое, што яны абодва служаць пэўным мэтам. Яшчэ ў XIX стагоддзі было зразумела, што эфектыўная перадача магутнасці на вялікія адлегласці паміж электрастанцыяй і домам была магчымая толькі пры вельмі высокім напружанні. Але праблема была ў тым, што адпраўка сапраўды высокага напружання была надзвычай небяспечнай для людзей.

Рашэнне гэтай праблемы складалася ў тым, каб паменшыць напружанне па-за домам, перш чым адпраўляць яго ўнутр. І па гэты дзень пастаянны электрычны ток выкарыстоўваецца для перадачы на вялікія адлегласці, у асноўным з-за яго здольнасці лёгка ператварацца ў іншыя напружання.

Як працуе электрычны ток

Умовы існавання электрычнага току ўключаюць у сябе наяўнасць зараджаных часціц, правадыра і напружання. Многія навукоўцы вывучалі электрычнасць і выявілі, што існуе два яго тыпу: статычнае і бягучае.

Менавіта другое адыгрывае вялікую ролю ў паўсядзённым жыцці любога чалавека, бо ўяўляе сабою электрычны ток, які праходзіць праз ланцуг. Мы штодня выкарыстоўваем яго для харчавання нашых дамоў і шмат чаго іншага.

Што такое электрычны ток?

Калі ў ланцугі цыркулююць электрычныя зарады з аднаго месца ў іншае, узнікае электрычны ток. Умовы існавання электрычнага току ўключаюць у сябе, акрамя зараджаных часціц, наяўнасць правадыра. Часцей за ўсё гэта провад. Схема яго ўяўляе сабой замкнёны контур, у якім ток праходзіць ад крыніцы харчавання. Калі ж ланцуг растуленая, ён не можа скончыць шлях. Напрыклад, калі святло ў вашай пакоі выключаны, ланцуг растуленая, але калі ланцуг замкнёная, святло гарыць.

магутнасць току

На ўмовы існавання электрычнага току ў правадыру вялікі ўплыў аказвае такая характарыстыка напружання, як магутнасць. Гэта паказчык таго, колькі энергіі выкарыстоўваецца на працягу пэўнага перыяду часу.

Існуе шмат розных адзінак, якія могуць выкарыстоўвацца для выражэння дадзенай характарыстыкі. Аднак электрычная магутнасць амаль вымяраецца ў ватах. Адзін ват роўны аднаму джоўль у секунду.

Электрычны зарад ў руху

Якія ўмовы існавання электрычнага току? Ён можа прымаць форму раптоўнага разраду статычнага электрычнасці, такога як маланка або іскра ад спрэчкі з ваўнянай тканінай. Аднак часцей, калі мы гаворым пра электрычны токе, мы маем на ўвазе больш кантраляваную форму электрычнасці, дзякуючы якой гарыць святло і працуюць прыборы. Большая частка электрычнага зарада пераносіцца адмоўнымі электронамі і станоўчымі пратонамі ўнутры атама. Аднак другія ў асноўным иммобилизованы ўнутры атамных ядраў, таму праца па пераносе зарада з аднаго месца ў іншае праробліваецца электронамі.

Электроны ў які праводзіць матэрыяле, такім як метал, у значнай ступені вольныя для пераходу ад аднаго атама да іншага ўздоўж іх зон праводнасці, якія з'яўляюцца вышэйшымі электроннымі арбітамі. Дастатковая электрарухаючая сіла або напружанне стварае дысбаланс зарада, які можа выклікаць рух электронаў праз правадыр у выглядзе электрычнага току.

Калі правесці аналогію з вадой, то возьмем, да прыкладу, трубу. Калі мы адкрываем клапан на адным канцы, каб вада трапіла ў трубу, то нам не трэба чакаць, пакуль гэтая вада пракладзе ўвесь шлях да яе канца. Мы атрымліваем ваду на іншым канцы амаль імгненна, таму што ўваходзіць вада штурхае ваду, якая ўжо знаходзіцца ў трубе. Гэта тое, што адбываецца ў выпадку электрычнага току ў провадзе.

Электрычны ток: умовы існавання электрычнага току

Электрычны ток звычайна разглядаецца як паток электронаў. Калі два канцы батарэі злучаныя адзін з адным з дапамогай металічнай дроту, гэтая зараджаная маса праз провад трапляе з аднаго канца (электрода або полюса) батарэі на процілеглы. Такім чынам, назавем ўмовы існавання электрычнага току:

1. Зараджаныя часціцы.
2. Правадыр.
3. Крыніца напружання.

Аднак не ўсё так проста. Якія ўмовы неабходны для існавання электрычнага току? На гэтае пытанне можна адказаць больш падрабязна, разгледзеўшы наступныя характарыстыкі:

• Рознасць патэнцыялаў (напружанне). Гэта адно з абавязковых умоў. Паміж 2 кропкамі павінна быць розніца патэнцыялаў, якая азначае, што непрыемную сіла, якая ствараецца зараджанымі часціцамі ў адным месцы, павінна быць больш, чым іх сіла ў іншым пункце. Крыніцы напружання, як правіла, не сустракаюцца ў прыродзе, і электроны размяркоўваюцца ў навакольным асяроддзі досыць раўнамерна. Усё ж навукоўцам атрымалася вынайсці пэўныя тыпы прыбораў, дзе гэтыя зараджаныя часціцы могуць назапашвацца, тым самым ствараючы тое самае неабходнае напружанне (напрыклад, у батарэйках).
• Электрычны супраціў (правадыр). Гэта другое важнае ўмова, якое неабходна для існавання электратоку. Гэта шлях, па якім перамяшчаюцца зараджаныя часціцы. У якасці правадыроў выступаюць толькі тыя матэрыялы, якія даюць магчымасць электронам свабодна перамяшчацца. Тыя ж, у якіх гэтай здольнасці няма, называюцца ізалятарамі. Напрыклад, дрот з металу будзе выдатным правадніком, у той час як яе гумавая абалонка будзе цудоўным ізалятарам.

Старанна вывучыўшы ўмовы ўзнікнення і існавання электрычнага току, людзі змаглі прыручыць гэтую магутную і небяспечную стыхію і накіраваць яе на карысць чалавецтва.