Электрический ток. Действие электрического тока

Сообщение

на тему:

Электрический ток.

Действие  электрического тока

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

               Работа

                   ученика 9 класса

                                           Приколотнянской ООШ І-ІІІ ст.

                                                                         им. Героя Советского Союза К.Ф. Ольшанского

                 Гусева Антона

 

 

2013

 

 

Электри́ческий  ток — направленное (упорядоченное) движение заряженных частиц. Такими частицами могут являться: в металлах — электроны, в электролитах — ионы (катионы и анионы), в газах — ионы и электроны, в вакууме при определенных условиях — электроны, в полупроводниках — электроны и дырки (электронно-дырочная проводимость). Иногда электрическим током называют также ток смещения, возникающий в результате изменения во времени электрического поля.

Постоянный ток — ток, направление и величина которого слабо меняются во времени. Переменный ток — ток, величина и направление которого меняются во времени. В широком смысле под переменным током понимают любой ток, не являющийся постоянным. Среди переменных токов основным является ток, величина которого изменяется по синусоидальному закону. В этом случае потенциал каждого конца проводника изменяется по отношению к потенциалу другого конца проводника попеременно с положительного на отрицательный и наоборот, проходя при этом через все промежуточные потенциалы (включая и нулевой потенциал). В результате возникает ток, непрерывно изменяющий направление: при движении в одном направлении он возрастает, достигая максимума, именуемого амплитудным значением, затем спадает, на какой-то момент становится равным нулю, потом вновь возрастает, но уже в другом направлении и также достигает максимального значения, спадает, чтобы затем вновь пройти через ноль, после чего цикл всех изменений возобновляется.

Исторически принято, что направление  тока совпадает с направлением движения положительных зарядов в проводнике. При этом, если единственными носителями тока являются отрицательно заряженные частицы (например, электроны в металле), то направление тока противоположно направлению движения заряженных частиц.

Скорость направленного движения частиц в проводниках зависит  от материала проводника, массы и  заряда частиц, окружающей температуры, приложенной разности потенциалов  и составляет величину, намного меньшую  скорости света. За 1 секунду электроны  в проводнике перемещаются за счет упорядоченного движения меньше чем  на 0,1 мм. Несмотря на это, скорость распространения  собственно электрического тока равна  скорости света (скорости распространения  фронта электромагнитной волны). То есть то место, где электроны изменяют скорость своего движения после изменения  напряжения, перемещается со скоростью  распространения электромагнитных колебаний.

Электрический ток имеет количественные характеристики: скалярную — силу тока, и векторную — плотность тока. Сила тока — физическая величина, равная отношению количества заряда, прошедшего за некоторое время через поперечное сечение проводника, к величине этого промежутка времени.

Сила тока в Международной системе единиц (СИ) измеряется в амперах (русское обозначение: А).

По закону Ома сила тока на участке цепи прямо пропорциональна напряжению , приложенному к этому участку цепи, и обратно пропорциональна его сопротивлению :

Если на участке цепи электрический  ток не постоянный, то напряжение и  сила тока постоянно изменяется, при  этом у обычного переменного тока среднее значения напряжения и силы тока равны нулю. Однако средняя  мощность выделяемого при этом тепла  нулю не равна. Поэтому применяют  следующие понятия:

• мгновенные напряжение и сила тока, то есть действующие в данный момент времени.
• амплитудные напряжение и сила тока, то есть максимальные абсолютные значения
• эффективные (действующие) напряжение и сила тока определяются тепловым действием тока, то есть имеют те же значения, которые они имеют у постоянного тока с таким же тепловым эффектом.
• Плотность тока — вектор, абсолютная величина которого равна отношению силы тока, протекающего через некоторое сечение проводника, перпендикулярное направлению тока, к площади этого сечения, а направление вектора совпадает с направлением движения положительных зарядов, образующих ток.

Как правило, большая часть  работы электрического тока выделяется в виде тепла. Мощностью тепловых потерь называется величина, равная количеству выделившегося тепла в единицу времени. Согласно закону Джоуля — Ленца мощность тепловых потерь в проводнике пропорциональна силе протекающего тока и приложенному напряжению:

Мощность измеряется в ваттах.