Появата на електрически ток. Електрически ток: основни характеристики и условия на неговото съществуване

Как се нарича силата на тока? Този въпрос е възниквал в съзнанието ни не веднъж или два пъти в процеса на обсъждане на различни въпроси. Затова решихме да се занимаваме с него по-подробно и ще се опитаме да го направим възможно най-достъпен без огромен брой формули и неясни термини.

И така, какво е електрически ток? Това е насочен поток от заредени частици. Но какви са тези частици, защо изведнъж се движат и къде? Всичко това не е много ясно. Затова нека разгледаме този въпрос по-подробно.

• Да започнем с въпроса за заредените частици, които всъщност са носители на електрически ток. Те са различни в различните вещества. Например какво представлява електрическият ток в металите? Това са електрони. В газовете има електрони и йони; в полупроводници - дупки; а при електролитите това са катиони и аниони.

• Тези частици имат определен заряд.Тя може да бъде положителна или отрицателна. Определението за положителен и отрицателен заряд е дадено условно. Частиците с еднакъв заряд се отблъскват, а частиците с еднакъв заряд се привличат.

• Въз основа на това се оказва логично, че движението ще се случи от положителния полюс към отрицателния. И колкото по-голям е броят на заредените частици, присъстващи на един зареден полюс, толкова по-голям брой ще се премести към полюса с различен знак.
• Но всичко това е дълбока теория, така че нека вземем конкретен пример.Да кажем, че имаме контакт, към който не е включен уред. Има ли ток там?
• За да отговорим на този въпрос, трябва да знаем какво е напрежение и ток.За да стане това по-ясно, нека да разгледаме това на примера на тръба с вода. Казано по-просто, тръбата е нашата жица. Напречното сечение на тази тръба е напрежението на електрическата мрежа, а скоростта на потока е нашият електрически ток.
• Да се ​​върнем към нашия изход.Ако направим аналогия с тръба, тогава гнездо без свързани към него електрически уреди е тръба, затворена с кран. Тоест там няма електрически ток.

• Но там има напрежение.И ако в тръба, за да се появи поток, е необходимо да отворите клапана, тогава за да създадете електрически ток в проводника, трябва да свържете товар. Това може да стане, като включите щепсела в контакта.
• Разбира се, това е много опростено представяне на проблема и някои професионалисти ще ме критикуват и ще посочват неточности. Но дава представа какво се нарича електрически ток.

Постоянен и променлив ток

Следващият въпрос, който предлагаме да разберем, е: какво е променлив ток и постоянен ток. В крайна сметка мнозина не разбират правилно тези понятия.

Постоянният е ток, който не променя своята величина и посока във времето. Доста често пулсиращият ток също се счита за постоянен, но нека поговорим за всичко по ред.

• Постоянният ток се характеризира с факта, че един и същ брой електрически заряди постоянно се сменят един друг в една посока.Посоката е от единия към другия полюс.
• Оказва се, че един проводник винаги има или положителен, или отрицателен заряд.И с времето това остава непроменено.

Забележка! При определяне на посоката на постоянен ток може да има разногласия. Ако токът се генерира от движението на положително заредени частици, то неговата посока съответства на движението на частиците. Ако токът се формира от движението на отрицателно заредени частици, тогава неговата посока се счита за противоположна на движението на частиците.

• Но концепцията за постоянен ток често включва така наречения пулсиращ ток.Тя се различава от константата само по това, че стойността й се променя с времето, но в същото време не променя знака си.
• Да кажем, че имаме ток 5А.За постоянен ток тази стойност ще остане непроменена през целия период от време. За пулсиращ ток в един период от време ще бъде 5, в друг 4, а в трети 4,5. Но в същото време тя в никакъв случай не пада под нулата и не променя знака си.

• Този пулсационен ток е много често срещан при преобразуване на AC в DC.Точно такъв пулсиращ ток произвежда вашият инвертор или диоден мост в електрониката.
• Едно от основните предимства на постоянния ток е, че може да се съхранява.Можете да направите това сами, като използвате батерии или кондензатори.

Променлив ток

За да разберем какво е променлив ток, трябва да си представим синусоида. Именно тази плоска крива най-добре характеризира промяната в постоянния ток и е стандарт.

	Подобно на синусоида, променливият ток с постоянна честота променя полярността си. В един период от време е положителен, а в друг период от време е отрицателен.
	Следователно няма носители на заряд като такива директно в проводника на движение. За да разберете това, представете си вълна, която се втурва към брега. Движи се в една посока и след това в обратната посока. В резултат на това водата сякаш се движи, но остава на мястото си.
	Въз основа на това, за променлив ток, неговата скорост на промяна на полярността става много важен фактор. Този фактор се нарича честота. Колкото по-висока е тази честота, толкова по-често в секунда се променя полярността на променливия ток. У нас има стандарт за тази стойност - равна е на 50Hz. Тоест, променливият ток променя стойността си от изключително положителна до изключително отрицателна 50 пъти в секунда.
	Но има не само променлив ток с честота 50 Hz. Много оборудване работи с променлив ток с различни честоти. Всъщност, като промените честотата на променливия ток, можете да промените скоростта на въртене на двигателите. Можете също така да получите по-висока производителност на обработка на данни - като в чипсетите на вашите компютри и много повече.

Забележка! Можете ясно да видите какво е променлив и постоянен ток, като използвате примера на обикновена електрическа крушка. Това е особено видимо при нискокачествени диодни лампи, но ако се вгледате внимателно, можете да го видите и при обикновена лампа с нажежаема жичка. При работа на постоянен ток те светят с равномерна светлина, а при работа на променлив ток едва забележимо трептят.

Какво е мощност и плътност на тока?

Е, разбрахме какво е постоянен ток и какво е променлив ток. Но вероятно все още имате много въпроси. Ще се опитаме да ги разгледаме в този раздел на нашата статия.

От този видеоклип можете да научите повече за това какво е сила.

• И първият от тези въпроси ще бъде: какво е електрическо напрежение? Напрежението е потенциалната разлика между две точки.

• Веднага възниква въпросът какво е потенциал? Сега професионалистите отново ще ме критикуват, но нека кажем следното: това е излишък от заредени частици. Тоест, има една точка, в която има излишък от заредени частици - и има втора точка, в която има повече или по-малко от тези заредени частици. Тази разлика се нарича напрежение. Измерва се във волтове (V).

• Да вземем за пример обикновен контакт. Вероятно всички знаете, че напрежението му е 220V. Имаме два проводника в контакта и напрежение 220V означава, че потенциалът на единия проводник е по-голям от потенциала на втория точно с тези 220V.
• Трябва да разберем понятието напрежение, за да разберем каква е мощността на електрическия ток. Въпреки че от професионална гледна точка това твърдение не е съвсем правилно. Електрическият ток няма мощност, а е нейна производна.

• За да разберем тази точка, нека се върнем към нашата аналогия с водопровод. Както си спомняте, напречното сечение на тази тръба е напрежението, а скоростта на потока в тръбата е токът. И така: мощността е количеството вода, което тече през тази тръба.
• Логично е да се предположи, че при равни напречни сечения, тоест напрежения, колкото по-силен е потокът, тоест електрическият ток, толкова по-голям е потокът от вода, който се движи през тръбата. Съответно, толкова повече мощност ще бъде прехвърлена към потребителя.
• Но ако, по аналогия с водата, можем да прехвърлим строго определено количество вода през тръба с определено напречно сечение, тъй като водата не се компресира, тогава с електрически ток всичко е различно. Теоретично можем да предадем всеки ток през всеки проводник. Но на практика проводник с малко напречно сечение при висока плътност на тока просто ще изгори.

• В тази връзка трябва да разберем каква е плътността на тока. Грубо казано, това е броят на електроните, които преминават през определено напречно сечение на проводник за единица време.
• Този брой трябва да е оптимален. В края на краищата, ако вземем проводник с голямо напречно сечение и предадем малък ток през него, тогава цената на такава електрическа инсталация ще бъде висока. В същото време, ако вземем проводник с малко напречно сечение, тогава поради високата плътност на тока той ще прегрее и бързо ще изгори.
• В тази връзка PUE има съответна секция, която ви позволява да избирате проводници въз основа на икономическата плътност на тока.

• Но да се върнем към концепцията за това какво е текущата мощност? Както разбрахме от нашата аналогия, при същото напречно сечение на тръбата, предаваната мощност зависи само от силата на тока. Но ако напречното сечение на нашата тръба се увеличи, тоест напрежението се увеличи, в този случай при същите скорости на потока ще се предават напълно различни обеми вода. В електричеството е същото.

• Колкото по-високо е напрежението, толкова по-малко ток е необходим за предаване на същата мощност. Ето защо електропроводите с високо напрежение се използват за пренос на големи количества енергия на дълги разстояния.

В края на краищата линия с напречно сечение на проводника 120 mm 2 за напрежение 330 kV може да предава многократно повече мощност в сравнение с линия със същото напречно сечение, но с напрежение 35 kV. Въпреки че това, което се нарича сила на тока, ще бъде същото в тях.

Методи за предаване на електрически ток

Разбрахме какво е ток и напрежение. Време е да разберете как да разпространявате електрически ток. Това ще ви позволи да се чувствате по-уверени в работата с електрически уреди в бъдеще.

Както вече казахме, токът може да бъде променлив и постоянен. В индустрията и във вашите контакти се използва променлив ток. Той е по-често срещан, защото е по-лесен за предаване по кабели. Факт е, че промяната на постояннотоковото напрежение е доста трудна и скъпа, но промяната на променливотоковото напрежение може да се извърши с помощта на обикновени трансформатори.

Забележка! Нито един AC трансформатор няма да работи с постоянен ток. Тъй като свойствата, които използва, са присъщи само на променлив ток.

• Но това изобщо не означава, че постоянният ток не се използва никъде. Има още едно полезно свойство, което не е присъщо на променливата. Може да се натрупва и съхранява.
• В тази връзка постоянният ток се използва във всички преносими електрически уреди, в железопътния транспорт, както и в някои промишлени съоръжения, където е необходимо да се поддържа функционалност дори след пълна загуба на захранване.

• Най-разпространеният метод за съхранение на електрическа енергия са батериите. Те имат специални химични свойства, които им позволяват да се натрупват и след това, ако е необходимо, освобождават постоянен ток.
• Всяка батерия има строго ограничено количество акумулирана енергия. Това се нарича капацитет на батерията и се определя отчасти от пусковия ток на батерията.
• Какъв е стартовият ток на батерията? Това е количеството енергия, което батерията е в състояние да достави в първия момент на свързване на товара. Факт е, че в зависимост от техните физични и химични свойства батериите се различават по начина, по който освобождават натрупаната енергия.

• Някои хора могат да дадат много наведнъж. Поради това те, разбира се, бързо ще се разтоварят. И последните дават дълго време, но по малко. Освен това важен аспект на батерията е нейната способност да поддържа напрежение.
• Факт е, че както се казва в инструкциите, за някои батерии, когато капацитетът им се освободи, напрежението им постепенно намалява. А други батерии са в състояние да доставят почти целия капацитет със същото напрежение. Въз основа на тези основни свойства се избират тези съоръжения за съхранение на електроенергия.
• За предаване на постоянен ток във всички случаи се използват два проводника. Това е положителна и отрицателна вена. Червено и синьо.

Променлив ток

Но с променлив ток всичко е много по-сложно. Може да се предава по един, два, три или четири проводника. За да обясним това, трябва да разберем въпроса: какво е трифазен ток?

• Нашият променлив ток се произвежда от генератор. Обикновено почти всички имат трифазна структура. Това означава, че генераторът има три извода и към всеки от тези изводи се подава електрически ток, който се различава от предишните с ъгъл от 120⁰.

• За да разберем това, нека си спомним нашата синусоида, която е модел за описване на променлив ток и според законите на който той се променя. Нека вземем три фази - "A", "B" и "C", и да вземем определена точка във времето. В този момент синусоидата на фаза “A” е в нулевата точка, синусоидата на фаза “B” е в крайната положителна точка, а синусоидалната вълна на фаза “C” е в крайната отрицателна точка.
• Всяка следваща единица време, променливият ток в тези фази ще се променя, но синхронно. Тоест след определено време във фаза “А” ще има отрицателен максимум. Във фаза “B” ще има нула, а във фаза “C” ще има положителен максимум. И след известно време те отново ще се променят.

• В резултат на това се оказва, че всяка от тези фази има свой собствен потенциал, различен от потенциала на съседната фаза. Следователно между тях трябва да има нещо, което не провежда електрически ток.
• Тази потенциална разлика между две фази се нарича мрежово напрежение. Освен това те имат потенциална разлика спрямо земята - това напрежение се нарича фазово напрежение.
• И така, ако линейното напрежение между тези фази е 380V, тогава фазовото напрежение е 220V. Различава се със стойност √3. Това правило винаги важи за всяко напрежение.

• Въз основа на това, ако имаме нужда от напрежение от 220 V, тогава можем да вземем един фазов проводник и проводник, твърдо свързан към земята. И ще получим еднофазна мрежа 220V. Ако имаме нужда от 380V мрежа, тогава можем да вземем само произволни 2 фази и да свържем някакъв вид нагревател, както е във видеото.

Но в повечето случаи се използват и трите фази. Всички мощни консуматори са свързани към трифазна мрежа.

Заключение

Какво е индуциран ток, капацитивен ток, стартов ток, ток на празен ход, токове с отрицателна последователност, блуждаещи токове и много други, просто не можем да разгледаме в една статия.

В края на краищата въпросът за електрическия ток е доста обширен и цяла наука за електротехниката е създадена, за да го разгледа. Но наистина се надяваме, че успяхме да обясним на достъпен език основните аспекти на този въпрос и сега електрическият ток няма да бъде нещо страшно и неразбираемо за вас.

Какво е електрически ток

Насочено движение на електрически заредени частици под въздействието на . Такива частици могат да бъдат: в проводници – електрони, в електролити – йони (катиони и аниони), в полупроводници – електрони и така наречените „дупки“ („електронно-дупкова проводимост“). Има и „ток на отклонение“, чийто поток се дължи на процеса на зареждане на капацитета, т.е. промяна на потенциалната разлика между плочите. Между плочите няма движение на частици, но през кондензатора протича ток.

В теорията на електрическите вериги токът се счита за насочено движение на носители на заряд в проводяща среда под въздействието на електрическо поле.

Токът на проводимост (просто ток) в теорията на електрическите вериги е количеството електричество, протичащо за единица време през напречното сечение на проводник: i=q/t, където i е ток. А; q = 1,6·10 9 - електронен заряд, C; t - време, s.

Този израз е валиден за DC вериги. За вериги с променлив ток се използва така наречената моментна стойност на тока, равна на скоростта на промяна на заряда във времето: i(t)= dq/dt.

Електрическият ток възниква, когато електрическо поле или потенциална разлика се появи в участък от електрическа верига между две точки на проводник. Потенциалната разлика между две точки се нарича напрежение или спад на напрежението в този участък от веригата.

Вместо термина "ток" ("текуща величина") често се използва терминът "сила на тока". Последното обаче не може да се нарече успешно, тъй като силата на тока не е никаква сила в буквалния смисъл на думата, а само интензивността на движението на електрическите заряди в проводника, количеството електричество, преминаващо за единица време през кръста - площ на сечението на проводника.
Токът се характеризира с , което в системата SI се измерва в ампери (A), и с плътността на тока, която в системата SI се измерва в ампери на квадратен метър.
Един ампер съответства на движението на електрически заряд, равен на един кулон (C) през напречното сечение на проводник за една секунда (s):

1A = 1C/s.

В общия случай, обозначавайки тока с буквата i и заряда с q, получаваме:

i = dq / dt.

Единицата за ток се нарича ампер (A). Токът в проводник е 1 А, ако електрически заряд, равен на 1 кулон, преминава през напречното сечение на проводника за 1 секунда.

Ако се приложи напрежение по протежение на проводник, вътре в проводника възниква електрическо поле. При напрегнатост на полето E електроните със заряд e се въздействат от сила f = Ee. Величините f и E са векторни. По време на свободния път електроните придобиват насочено движение заедно с хаотичното движение. Всеки електрон има отрицателен заряд и получава компонент на скоростта, насочен противоположно на вектора E (фиг. 1). Подреденото движение, характеризиращо се с определена средна скорост на електроните vcp, определя потока на електрически ток.

Електроните могат да имат насочено движение в разредени газове. В електролитите и йонизираните газове протичането на ток се дължи главно на движението на йони. В съответствие с факта, че в електролитите положително заредените йони се движат от положителния полюс към отрицателния, исторически посоката на тока се приема за противоположна на посоката на движение на електрона.

За посока на тока се приема посоката, в която се движат положително заредените частици, т.е. посоката, обратна на движението на електроните.
В теорията на електрическите вериги посоката на тока в пасивна верига (извън източници на енергия) се приема за посока на движение на положително заредени частици от по-висок потенциал към по-нисък. Тази посока е приета в самото начало на развитието на електротехниката и противоречи на истинската посока на движение на носителите на заряд - електрони, движещи се в проводящи среди от минус към плюс.

Стойността, равна на съотношението на тока към площта на напречното сечение S, се нарича плътност на тока (означена с δ): δ= I/S

Приема се, че токът е равномерно разпределен по напречното сечение на проводника. Плътността на тока в проводниците обикновено се измерва в A/mm2.

Според вида на носителите на електрически заряд и средата на тяхното движение се разграничават проводими токовеи токове на изместване. Проводимостта се дели на електронна и йонна. За стационарни условия се разграничават два вида токове: постоянен и променлив.

Пренос на електрически токнаричаме феномена на прехвърляне на електрически заряди от заредени частици или тела, движещи се в свободното пространство. Основният тип електрически преносен ток е движението в празнотата на елементарни частици със заряд (движението на свободни електрони в електронни тръби), движението на свободни йони в газоразрядни устройства.

Електрически ток на изместване (ток на поляризация)наречено подредено движение на свързани носители на електрически заряди. Този тип ток може да се наблюдава в диелектрици.
Общ електрически ток- скаларна величина, равна на сумата от тока на електрическа проводимост, тока на електрическо пренасяне и тока на електрическо изместване през разглежданата повърхност.

Константата е ток, който може да варира по големина, но не променя знака си за произволно дълго време. Прочетете повече за това тук:

Променливият ток е ток, който периодично се променя както по големина, така и по знак.Количеството, характеризиращо променливия ток, е честотата (измерена в херци в системата SI), в случай че неговата сила се променя периодично. Високочестотен променлив токсе натиска върху повърхността на проводника. Високочестотните токове се използват в машиностроенето за термична обработка на повърхности на детайли и заваряване, а в металургията - за топене на метали.Променливите токове се разделят на синусоидални и несинусоидален. Ток, който се променя според хармоничен закон, се нарича синусоидален:

i = Im sin ωt,

С него се характеризира скоростта на промяна на променливия ток, определена като броя на пълните повтарящи се трептения за единица време. Честотата се обозначава с буквата f и се измерва в херци (Hz). По този начин текущата честота в мрежа от 50 Hz съответства на 50 пълни трептения в секунда. Ъгловата честота ω е скоростта на промяна на тока в радиани за секунда и е свързана с честотата чрез проста връзка:

ω = 2πf

Постоянни (фиксирани) стойности на постоянен и променлив токобозначават с главна буква I нестабилни (моментни) стойности - буквата i. Обикновено положителната посока на тока се счита за посоката на движение на положителните заряди.

Това е ток, който се променя според синусния закон с времето.

Променливият ток също се отнася до тока в конвенционалните еднофазни и трифазни мрежи. В този случай параметрите на променливия ток се променят по хармоничен закон.

Тъй като променливият ток варира с времето, простите методи за решаване на проблеми, подходящи за вериги с постоянен ток, не са пряко приложими тук. При много високи честоти зарядите могат да претърпят колебателно движение - да преминават от едно място във веригата към друго и обратно. В този случай, за разлика от веригите с постоянен ток, токовете в последователно свързани проводници може да не са еднакви. Капацитетът в променливотоковите вериги засилва този ефект. Освен това, когато токът се променя, възникват ефекти на самоиндукция, които стават значителни дори при ниски честоти, ако се използват намотки с висока индуктивност. При относително ниски честоти променливотоковите вериги все още могат да бъдат изчислени с помощта на , което обаче трябва да бъде съответно модифицирано.

Верига, която включва различни резистори, индуктори и кондензатори, може да се третира така, сякаш се състои от обобщен резистор, кондензатор и индуктор, свързани последователно.

Нека разгледаме свойствата на такава верига, свързана към синусоидален генератор на променлив ток. За да формулирате правила за изчисляване на променливотокови вериги, трябва да намерите връзката между спада на напрежението и тока за всеки от компонентите на такава верига.

Играе напълно различни роли в AC и DC вериги. Ако, например, електрохимичен елемент е свързан към веригата, кондензаторът ще започне да се зарежда, докато напрежението върху него стане равно на ЕРС на елемента. След това зареждането ще спре и токът ще падне до нула. Ако веригата е свързана към генератор на променлив ток, тогава в един полупериод електроните ще изтичат от лявата плоча на кондензатора и ще се натрупват вдясно, а в другия - обратно. Тези движещи се електрони представляват променлив ток, чиято сила е еднаква от двете страни на кондензатора. Докато честотата на променливия ток не е много висока, токът през резистора и индуктора също е еднакъв.

В устройствата, консумиращи променлив ток, променливият ток често се коригира от токоизправители, за да се получи постоянен ток.

Проводници на електрически ток

Материалът, в който протича ток, се нарича. Някои материали стават свръхпроводими при ниски температури. В това състояние те почти не оказват съпротивление на тока; тяхното съпротивление клони към нула. Във всички останали случаи проводникът се съпротивлява на протичането на ток и в резултат на това част от енергията на електрическите частици се превръща в топлина. Силата на тока може да се изчисли, като се използва секцията на веригата и закона на Ом за цялата верига.

Скоростта на движение на частиците в проводниците зависи от материала на проводника, масата и заряда на частицата, околната температура, приложената потенциална разлика и е много по-малка от скоростта на светлината. Въпреки това скоростта на разпространение на самия електрически ток е равна на скоростта на светлината в дадена среда, т.е. на скоростта на разпространение на фронта на електромагнитната вълна.

Как токът влияе на човешкото тяло?

Токът, преминал през тялото на човек или животно, може да причини електрически изгаряния, фибрилация или смърт. От друга страна, електрическият ток се използва в интензивното лечение за лечение на психични заболявания, особено депресия, електрическа стимулация на определени области на мозъка се използва за лечение на заболявания като болестта на Паркинсон и епилепсия, пейсмейкър, който стимулира сърдечния мускул с импулс ток се използва при брадикардия. При хората и животните токът се използва за предаване на нервни импулси.

Съгласно правилата за безопасност минималният ток, възприеман от човека, е 1 mA. Токът става опасен за човешкия живот, започвайки от сила от приблизително 0,01 A. Токът става фатален за човек, започвайки от сила от приблизително 0,1 A. Напрежение под 42 V се счита за безопасно.

Невъзможно е да си представим живота на съвременния човек без електричество. Волтове, ампери, ватове - тези думи се чуват, когато говорим за устройства, работещи с електричество. Но какво е електрическият ток и какви са условията за неговото съществуване? Ще говорим за това допълнително, като предоставим кратко обяснение за начинаещи електротехници.

Определение

Електрическият ток е насочено движение на носители на заряд - това е стандартна формулировка от учебник по физика. От своя страна носителите на заряд се наричат ​​определени частици материя. Те могат да бъдат:

• Електроните са носители на отрицателен заряд.
• Йоните са носители на положителен заряд.

Но откъде идват носителите на заряд? За да отговорите на този въпрос, трябва да запомните основни познания за структурата на материята. Всичко, което ни заобикаля, е материя, състои се от молекули, нейните най-малки частици. Молекулите са съставени от атоми. Атомът се състои от ядро, около което се движат електрони по дадени орбити. Молекулите също се движат произволно. Движението и структурата на всяка от тези частици зависи от самото вещество и влиянието на околната среда върху него, като температура, стрес и др.

Йонът е атом, чието съотношение на електрони и протони се е променило. Ако атомът първоначално е неутрален, тогава йоните от своя страна се разделят на:

• Анионът е положителен йон на атом, който е загубил електрони.
• Катионите са атом с „допълнителни“ електрони, прикрепени към атома.

Единицата за измерване на тока е ампер, според която се изчислява по формулата:

където U е напрежение, [V] и R е съпротивление, [Ohm].

Или право пропорционално на количеството прехвърлен заряд за единица време:

където Q – заряд, [C], t – време, [s].

Условия за съществуване на електрически ток

Разбрахме какво е електрически ток, сега нека поговорим как да осигурим неговия поток. За да протича електрически ток, трябва да са изпълнени две условия:

1. Наличие на безплатни носители на заряд.
2. Електрическо поле.

Първото условие за съществуването и протичането на електричество зависи от веществото, в което протича (или не протича) токът, както и от неговото състояние. Второто условие също е осъществимо: за съществуването на електрическо поле е необходимо наличието на различни потенциали, между които има среда, в която ще текат носители на заряд.

Нека ви напомним:Напрежението, ЕМП е потенциалната разлика. От това следва, че за да се изпълнят условията за съществуване на ток - наличие на електрическо поле и електрически ток, е необходимо напрежение. Това могат да бъдат плочите на зареден кондензатор, галваничен елемент или ЕМП, генериран под въздействието на магнитно поле (генератор).

Разбрахме как възниква, нека поговорим къде е насочено. Токът, главно в нашата обичайна употреба, се движи в проводници (електрическа инсталация в апартамент, крушки с нажежаема жичка) или в полупроводници (светодиоди, процесор на вашия смартфон и друга електроника), по-рядко в газове (флуоресцентни лампи).

И така, основните носители на заряд в повечето случаи са електрони; те се движат от минус (точка с отрицателен потенциал) към плюс (точка с положителен потенциал, ще научите повече за това по-долу).

Но интересен факт е, че за посока на движение на тока се приема движението на положителните заряди - от плюс към минус. Въпреки че всъщност всичко се случва точно обратното. Факт е, че решението за посоката на тока е взето преди да се проучи природата му, а също и преди да се определи как протича и съществува токът.

Електрически ток в различни среди

Вече споменахме, че в различни среди електрическият ток може да се различава по вида на носителите на заряд. Средите могат да бъдат разделени според естеството на тяхната проводимост (в низходящ ред на проводимостта):

1. Проводник (метали).
2. Полупроводници (силиций, германий, галиев арсенид и др.).
3. Диелектрик (вакуум, въздух, дестилирана вода).

В метали

Металите съдържат свободни носители на заряд, понякога се наричат ​​"електрически газ". Откъде идват безплатните носители на заряд? Факт е, че металът, като всяко вещество, се състои от атоми. Атомите се движат или вибрират по един или друг начин. Колкото по-висока е температурата на метала, толкова по-силно е това движение. В същото време самите атоми като цяло остават на местата си, като всъщност формират структурата на метала.

В електронните обвивки на атома обикновено има няколко електрона, чиято връзка с ядрото е доста слаба. Под въздействието на температури, химични реакции и взаимодействие на примеси, които във всеки случай са в метала, електроните се откъсват от техните атоми и се образуват положително заредени йони. Отделените електрони се наричат ​​свободни и се движат хаотично.

Ако те са засегнати от електрическо поле, например, ако свържете батерия към парче метал, хаотичното движение на електроните ще стане подредено. Електроните от точка, в която е свързан отрицателен потенциал (например катод на галванична клетка), ще започнат да се движат към точка с положителен потенциал.

В полупроводниците

Полупроводниците са материали, в които в нормално състояние няма свободни носители на заряд. Те са в така наречената забранена зона. Но ако се прилагат външни сили, като електрическо поле, топлина, различни излъчвания (светлина, радиация и т.н.), те преодоляват забранената зона и се преместват в свободната зона или зоната на проводимост. Електроните се отделят от атомите си и се освобождават, образувайки йони - носители на положителен заряд.

Положителните носители в полупроводниците се наричат ​​дупки.

Ако просто прехвърлите енергия към полупроводник, например, го нагреете, ще започне хаотично движение на носители на заряд. Но ако говорим за полупроводникови елементи, като диод или транзистор, тогава в противоположните краища на кристала ще възникне ЕМП (върху тях се нанася метализиран слой и проводниците са запоени), но това не се отнася до тема на днешната статия.

Ако приложите източник на ЕМП към полупроводник, носителите на заряд също ще се преместят в зоната на проводимост и тяхното насочено движение също ще започне - дупките ще отидат в посока с по-нисък електрически потенциал, а електроните в посока с по-висок. .

Във вакуум и газ

Вакуумът е среда с пълно (в идеалния случай) отсъствие на газове или минимизирано (реално) количество газ. Тъй като във вакуума няма материя, няма откъде да дойдат носители на заряд. Протичането на ток във вакуум обаче бележи началото на електрониката и цяла ера на електронните елементи - вакуумните тръби. Те се използват през първата половина на миналия век, а през 50-те години започват постепенно да отстъпват място на транзисторите (в зависимост от конкретната област на електрониката).

Да приемем, че имаме съд, от който е изпомпан целият газ, т.е. в него има пълен вакуум. В съда са поставени два електрода, да ги наречем анод и катод. Ако свържем отрицателния потенциал на източника на ЕМП към катода и положителния потенциал към анода, нищо няма да се случи и няма да тече ток. Но ако започнем да нагряваме катода, ще започне да тече ток. Този процес се нарича термоелектронна емисия - излъчване на електрони от нагрята електронна повърхност.

Фигурата показва процеса на протичане на ток във вакуумна тръба. Във вакуумните тръби катодът се нагрява от близката нишка на фигурата (H), като например в осветителна лампа.

В същото време, ако промените полярността на захранването - нанесете минус на анода и нанесете плюс на катода - няма да тече ток. Това ще докаже, че токът във вакуум протича поради движението на електрони от КАТОДА към АНОДА.

Газът, както всяко вещество, се състои от молекули и атоми, което означава, че ако газът е под въздействието на електрическо поле, тогава при определена сила (йонизационно напрежение) електроните ще се откъснат от атома, тогава и двете условия за потока на електрически ток ще бъдат удовлетворени - поле и свободна среда.

Както вече споменахме, този процес се нарича йонизация. Това може да възникне не само от приложено напрежение, но и от нагряване на газа, рентгеново лъчение, под въздействието на ултравиолетово лъчение и други неща.

Токът ще тече през въздуха, дори ако между електродите е монтирана горелка.

Потокът от ток в инертни газове е придружен от луминесценция на газа, това явление се използва активно във флуоресцентни лампи. Протичането на електрически ток в газова среда се нарича газов разряд.

В течност

Да кажем, че имаме съд с вода, в който са поставени два електрода, към които е свързан източник на захранване. Ако водата е дестилирана, тоест чиста и не съдържа примеси, тогава тя е диелектрик. Но ако добавим малко сол, сярна киселина или друго вещество към водата, се образува електролит и през него започва да тече ток.

Електролитът е вещество, което провежда електрически ток поради дисоциация на йони.

Ако добавите меден сулфат към водата, върху един от електродите (катода) ще се отложи слой мед - това се нарича електролиза, което доказва, че електрическият ток в течността се осъществява поради движението на йони - положителни и отрицателни носители на заряд.

Електролизата е физичен и химичен процес, който включва разделянето на компонентите, които изграждат електролита върху електродите.

Така се получава медно покритие, позлатяване и покритие с други метали.

Заключение

За да обобщим, за да протича електрически ток, са необходими свободни носители на заряд:

• електрони в проводници (метали) и вакуум;
• електрони и дупки в полупроводници;
• йони (аниони и катиони) в течности и газове.

За да може движението на тези носители да стане подредено, е необходимо електрическо поле. С прости думи, приложете напрежение към краищата на тялото или инсталирайте два електрода в среда, където се очаква да тече електрически ток.

Също така си струва да се отбележи, че токът влияе върху веществото по определен начин; има три вида влияние:

• топлинна;
• химически;
• физически.

Полезен

Това е подреденото движение на определени заредени частици. За да се използва компетентно пълният потенциал на електричеството, е необходимо ясно да се разберат всички принципи на структурата и работата на електрическия ток. И така, нека да разберем какво е работа и текуща мощност.

Откъде изобщо идва електрическият ток?

Въпреки привидната простота на въпроса, малцина са в състояние да дадат разбираем отговор на него. Разбира се, в наши дни, когато технологиите се развиват с невероятна скорост, хората не мислят много за такива основни неща като принципа на действие на електрическия ток. Откъде идва електричеството? Със сигурност мнозина ще отговорят: „Е, от контакта, разбира се“ или просто ще свият рамене. Междувременно е много важно да разберете как работи токът. Това трябва да знаят не само учените, но и хората, които по никакъв начин не са свързани със света на науката, за тяхното цялостно многостранно развитие. Но не всеки може компетентно да използва принципа на работа на тока.

Така че, първо трябва да разберете, че електричеството не се появява от нищото: то се произвежда от специални генератори, които се намират в различни електроцентрали. Благодарение на въртенето на лопатките на турбината, парата, получена при нагряване на вода с въглища или масло, произвежда енергия, която впоследствие се преобразува в електричество с помощта на генератор. Конструкцията на генератора е много проста: в центъра на устройството има огромен и много силен магнит, който принуждава електрическите заряди да се движат по медни проводници.

Как електрическият ток достига до домовете ни?

След генериране на определено количество електрически ток с помощта на енергия (топлинна или ядрена), той може да бъде доставен на хората. Това снабдяване с електричество работи по следния начин: за да може електричеството да достигне успешно до всички апартаменти и предприятия, то трябва да бъде „избутано“. И за това ще трябва да увеличите силата, която ще направи това. Нарича се напрежение на електрически ток. Принципът на действие е следният: токът преминава през трансформатор, което увеличава напрежението му. След това електрическият ток протича през кабели, монтирани дълбоко под земята или на височина (тъй като напрежението понякога достига 10 000 волта, което е смъртоносно за хората). Когато токът достигне местоназначението си, той трябва отново да премине през трансформатора, който сега ще намали неговото напрежение. След това се движи по жиците до инсталираните разпределителни табла в жилищни сгради или други сгради.

Електричеството, пренасяно през проводниците, може да се използва благодарение на система от контакти, свързващи домакински уреди към тях. В стените има допълнителни проводници, през които протича електрически ток, и благодарение на това осветлението и цялото оборудване в къщата работят.

Каква е текущата работа?

Енергията, пренасяна от електрически ток, се преобразува с времето в светлина или топлина. Например, когато включим лампа, електрическата форма на енергия се превръща в светлина.

Казано на прост език, работата на тока е действието, което произвежда самото електричество. Освен това може много лесно да се изчисли с помощта на формулата. Въз основа на закона за запазване на енергията можем да заключим, че електрическата енергия не е загубена, тя напълно или частично е преминала в друга форма, отделяйки определено количество топлина. Тази топлина е работата, извършена от тока, когато той преминава през проводника и го нагрява (възниква топлообмен). Ето как изглежда формулата на Джаул-Ленц: A = Q = U*I*t (работата е равна на количеството топлина или произведението на текущата мощност и времето, през което тя протича през проводника).

Какво означава постоянен ток?

Електрическият ток е два вида: променлив и постоянен. Те се различават по това, че последният не променя посоката си, има две скоби (положителен "+" и отрицателен "-") и винаги започва движението си от "+". А променливият ток има два извода - фаза и нула. Именно поради наличието на една фаза в края на проводника той се нарича още монофазен.

Принципите на проектиране на еднофазен променлив и постоянен електрически ток са напълно различни: за разлика от постоянния, променливият ток променя както посоката си (образувайки поток както от фаза към нула, така и от нула към фаза), така и неговата величина. Например променливият ток периодично променя стойността на своя заряд. Оказва се, че при честота 50 Hz (50 трептения в секунда) електроните сменят посоката на движение точно 100 пъти.

Къде се използва DC?

Постоянният електрически ток има някои характеристики. Поради факта, че тече строго в една посока, е по-трудно да се трансформира. Следните елементи могат да се считат за източници на постоянен ток:

• батерии (както алкални, така и киселинни);
• обикновени батерии, използвани в малки устройства;
• както и различни устройства като конвертори.

DC работа

Какви са основните му характеристики? Това е работа и текуща мощност и двете понятия са много тясно свързани помежду си. Мощността се отнася до скоростта на работа за единица време (за 1 s). Според закона на Джаул-Ленц откриваме, че работата, извършена от постоянен електрически ток, е равна на произведението от силата на самия ток, напрежението и времето, през което е извършена работата на електрическото поле за пренасяне на заряди по протежение на проводника.

Това е формулата за намиране на работата на тока, като се вземе предвид законът на Ом за съпротивлението в проводниците: A = I 2 *R*t (работата е равна на квадрата на тока, умножен по стойността на съпротивлението на проводника и отново умножено по времето, през което е извършена работата).

В проводниците при определени условия може да възникне непрекъснато подредено движение на свободни носители на електрически заряд. Това движение се нарича токов удар. Посоката на движение на положителните свободни заряди се приема за посока на електрическия ток, въпреки че в повечето случаи се движат електрони - отрицателно заредени частици.

Количествената мярка за електрически ток е силата на тока аз– скаларна физична величина, равна на отношението на заряда р, пренесен през напречното сечение на проводника за интервал от време T, към този интервал от време:

Ако токът не е постоянен, тогава, за да намерите количеството заряд, преминал през проводника, изчислете площта на фигурата под графиката на тока спрямо времето.

Ако силата на тока и неговата посока не се променят с времето, тогава се нарича такъв ток постоянен. Силата на тока се измерва с амперметър, който е свързан последователно към веригата. В Международната система от единици (SI) токът се измерва в ампери [A]. 1 A = 1 C/s.

Намира се като съотношение на общия заряд към цялото време (т.е. по същия принцип като средната скорост или всяка друга средна стойност във физиката):

Ако токът варира равномерно във времето от стойността аз 1 за стойност аз 2, тогава средната текуща стойност може да се намери като средна аритметична стойност на екстремните стойности:

Плътност на тока– токът на единица напречно сечение на проводника се изчислява по формулата:

Когато токът преминава през проводник, токът изпитва съпротивление от проводника. Причината за съпротивлението е взаимодействието на зарядите с атомите на проводящото вещество и един с друг. Единицата за съпротивление е 1 ом. Съпротивление на проводника Ропределя се по формулата:

Където: л– дължина на проводника, С– неговата площ на напречното сечение, ρ – специфично съпротивление на материала на проводника (внимавайте да не объркате последната стойност с плътността на веществото), което характеризира способността на материала на проводника да устои на преминаването на ток. Тоест, това е същата характеристика на веществото като много други: специфична топлина, плътност, точка на топене и т.н. Единицата за измерване на съпротивлението е 1 ohm m. Специфичното съпротивление на дадено вещество е таблична стойност.

Съпротивлението на проводника също зависи от неговата температура:

Където: Р 0 – съпротивление на проводника при 0°C, T– температура, изразена в градуси по Целзий, α – температурен коефициент на съпротивление. То е равно на относителното изменение на съпротивлението при повишаване на температурата с 1°C. За металите винаги е по-голямо от нула, за електролитите, напротив, винаги е по-малко от нула.

Диод в DC верига

Диоде нелинеен елемент на веригата, чието съпротивление зависи от посоката на протичане на тока. Диодът е обозначен, както следва:

Стрелката в схематичния символ на диод показва в каква посока преминава ток. В този случай съпротивлението му е нула и диодът може да бъде заменен просто с проводник с нулево съпротивление. Ако токът протича през диода в обратна посока, тогава диодът има безкрайно голямо съпротивление, тоест той изобщо не преминава ток и е отворена верига. Тогава участъкът от веригата с диода може просто да бъде зачеркнат, тъй като през него не тече ток.

Закон на Ом. Последователно и паралелно свързване на проводници

Немският физик Г. Ом през 1826 г. експериментално установи, че силата на тока аз, протичащ по хомогенен метален проводник (т.е. проводник, в който не действат външни сили) със съпротивление Р, пропорционална на напрежението Uв краищата на проводника:

Размер Робикновено се нарича електрическо съпротивление. Проводник с електрическо съпротивление се нарича резистор. Това съотношение изразява Закон на Ом за хомогенен участък от верига: Токът в проводник е право пропорционален на приложеното напрежение и обратно пропорционален на съпротивлението на проводника.

Наричат ​​се проводници, които се подчиняват на закона на Ом линеен. Графична зависимост на силата на тока азот напрежение U(такива графики се наричат ​​характеристики ток-напрежение, съкратено VAC) се изобразява с права линия, минаваща през началото на координатите. Трябва да се отбележи, че има много материали и устройства, които не се подчиняват на закона на Ом, например полупроводников диод или газоразрядна лампа. Дори при метални проводници, при достатъчно високи токове, се наблюдава отклонение от линейния закон на Ом, тъй като електрическото съпротивление на металните проводници се увеличава с повишаване на температурата.

Проводниците в електрически вериги могат да бъдат свързани по два начина: последователни и паралелни. Всеки метод има свои собствени правила.

1. Правила на серийната връзка:

Формулата за общото съпротивление на последователно свързани резистори е валидна за произволен брой проводници. Ако веригата е свързана последователно неднакви съпротивления Р, тогава общото съпротивление Р 0 се намира по формулата:

2. Модели на паралелно свързване:

Формулата за общото съпротивление на паралелно свързани резистори е валидна за произволен брой проводници. Ако веригата е свързана паралелно неднакви съпротивления Р, тогава общото съпротивление Р 0 се намира по формулата:

Електрически измервателни уреди

За измерване на напрежения и токове в DC електрически вериги се използват специални инструменти - волтметриИ амперметри.

Волтметърпроектиран да измерва потенциалната разлика, приложена към неговите клеми. Той е свързан паралелно на участъка от веригата, на който се измерва потенциалната разлика. Всеки волтметър има някакво вътрешно съпротивление Рб. За да не може волтметърът да въведе забележимо преразпределение на токовете, когато е свързан към измерваната верига, неговото вътрешно съпротивление трябва да бъде голямо в сравнение със съпротивлението на участъка от веригата, към който е свързан.

Амперметърпредназначен за измерване на ток във верига. Амперметърът е свързан последователно към отворена верига, така че целият измерен ток преминава през него. Амперметърът има и известно вътрешно съпротивление РА. За разлика от волтметъра, вътрешното съпротивление на амперметъра трябва да бъде доста малко в сравнение с общото съпротивление на цялата верига.

ЕМП. Закон на Ом за пълна верига

За съществуването на постоянен ток е необходимо да има устройство в електрическа затворена верига, което е в състояние да създава и поддържа потенциални разлики в секциите на веригата поради работата на сили от неелектростатичен произход. Такива устройства се наричат DC източници. Наричат ​​се сили от неелектростатичен произход, действащи върху свободни носители на заряд от източници на ток външни сили.

Природата на външните сили може да варира. В галванични клетки или батерии те възникват в резултат на електрохимични процеси; в генераторите на постоянен ток възникват външни сили, когато проводниците се движат в магнитно поле. Под въздействието на външни сили електрическите заряди се движат вътре в източника на ток срещу силите на електростатичното поле, поради което в затворена верига може да се поддържа постоянен електрически ток.

Когато електрическите заряди се движат по верига с постоянен ток, външните сили, действащи вътре в източниците на ток, извършват работа. Физическа величина, равна на работния коефициент А st външни сили при движение на заряд рот отрицателния полюс на източника на ток към положителния полюс до големината на този заряд се нарича източник на електродвижеща сила (EMF):

По този начин ЕМП се определя от работата, извършена от външни сили при преместване на един положителен заряд. Електродвижещата сила, подобно на потенциалната разлика, се измерва във волтове (V).

Закон на Ом за пълна (затворена) верига:Силата на тока в затворена верига е равна на електродвижещата сила на източника, разделена на общото (вътрешно + външно) съпротивление на веригата:

Съпротива r– вътрешно (собствено) съпротивление на източника на ток (зависи от вътрешната структура на източника). Съпротива Р– съпротивление на натоварване (външно съпротивление на веригата).

Падане на напрежение във външна веригав този случай е равно (нарича се още напрежение на изходните клеми):

Важно е да разберете и запомните: EMF и вътрешното съпротивление на източника на ток не се променят, когато са свързани различни товари.

Ако съпротивлението на натоварване е нула (източникът се затваря сам) или е много по-малко от съпротивлението на източника, тогава веригата ще тече ток на късо съединение:

Ток на късо съединение - максималният ток, който може да се получи от даден източник на електродвижеща сила ε и вътрешно съпротивление r. За източници с ниско вътрешно съпротивление токът на късо съединение може да бъде много голям и да причини разрушаване на електрическата верига или източника. Например, оловно-киселинните батерии, използвани в автомобилите, могат да имат токове на късо съединение от няколкостотин ампера. Особено опасни са късите съединения в осветителните мрежи, захранвани от подстанции (хиляди ампера). За да се избегнат разрушителните ефекти на такива големи токове, във веригата са включени предпазители или специални прекъсвачи.

Няколко източника на ЕМП във веригата

Ако има a няколко ЕДС, свързани последователно, Че:

1. При правилно свързване (положителният полюс на един източник е свързан с отрицателния на друг) източниците са свързани, общият ЕМП на всички източници и тяхното вътрешно съпротивление могат да бъдат намерени по формулите:

Например, такова свързване на източници се извършва в дистанционни управления, камери и други домакински уреди, които работят с няколко батерии.

2. Ако източниците са свързани неправилно (източниците са свързани с едни и същи полюси), тяхната обща ЕМП и съпротивление се изчисляват по формулите:

И в двата случая общото съпротивление на източниците нараства.

При паралелна връзкаИма смисъл да се свързват източници само със същия ЕМП, в противен случай източниците ще се разреждат един към друг. По този начин общият ЕМП ще бъде същият като ЕМП на всеки източник, тоест с паралелна връзка няма да получим батерия с голям ЕМП. В същото време вътрешното съпротивление на изходната батерия намалява, което ви позволява да получите по-голям ток и мощност във веригата:

Това е смисълът на паралелното свързване на източниците. Във всеки случай, когато решавате проблеми, първо трябва да намерите общата EMF и общото вътрешно съпротивление на получения източник и след това да напишете закона на Ом за цялата верига.

Работа и мощност на тока. Закон на Джаул-Ленц

работа Аелектрически ток азпротичащ през неподвижен проводник със съпротивление Р, се превръща в топлина Q, открояващ се на проводника. Тази работа може да се изчисли с помощта на една от формулите (като се вземе предвид законът на Ом, всички те следват един от друг):

Законът за превръщане на работата на тока в топлина е експериментално установен независимо един от друг от Дж. Джаул и Е. Ленц и се нарича Закон на Джаул-Ленц. Сила на електрически токравен на коефициента на текущата работа Акъм интервала от време Δ T, за които е извършена тази работа, така че може да се изчисли по следните формули:

Работата на електрическия ток в SI, както обикновено, се изразява в джаули (J), мощността - във ватове (W).

Енергиен баланс на затворена верига

Нека сега разгледаме пълна верига с постоянен ток, състояща се от източник с електродвижеща сила ε и вътрешно съпротивление rи външна хомогенна зона със съпротивление Р. В този случай полезната мощност или мощността, освободена във външната верига:

Максимално възможната полезна мощност на източника се постига, ако Р = rи е равно на:

Ако, когато е свързан към един и същ източник на ток с различни съпротивления Р 1 и РНа тях се разпределят 2 равни мощности, тогава вътрешното съпротивление на този източник на ток може да се намери по формулата:

Загуба на мощност или мощност вътре в източника на ток:

Обща мощност, развита от източника на ток:

Текуща ефективност на източника:

Електролиза

ЕлектролитиОбичайно е да се наричат ​​проводящи среди, в които протичането на електрически ток е придружено от пренос на материя. Носителите на свободните заряди в електролитите са положително и отрицателно заредени йони. Електролитите включват много метални съединения с металоиди в разтопено състояние, както и някои твърди вещества. Въпреки това, основните представители на електролитите, широко използвани в техниката, са водни разтвори на неорганични киселини, соли и основи.

Преминаването на електрически ток през електролита е придружено от отделяне на вещество върху електродите. Това явление се нарича електролиза.

Електрическият ток в електролитите представлява движението на йони от двата знака в противоположни посоки. Положителните йони се движат към отрицателния електрод ( катод), отрицателни йони – към положителния електрод ( анод). Йони от двата знака се появяват във водни разтвори на соли, киселини и основи в резултат на разделянето на някои неутрални молекули. Това явление се нарича електролитна дисоциация.

Закон за електролизатае експериментално установен от английския физик М. Фарадей през 1833г. Закон на Фарадейопределя количеството първични продукти, отделени върху електродите по време на електролизата. И така, масата мвеществото, освободено върху електрода, е право пропорционално на заряда Qпреминали през електролита:

Размер кНаречен електрохимичен еквивалент. Може да се изчисли по формулата:

Където: н– валентност на веществото, н A – константата на Авогадро, М– моларна маса на веществото, д– елементарен заряд. Понякога се въвежда и следната нотация за константата на Фарадей:

Електрически ток в газове и вакуум

Електрически ток в газове

При нормални условия газовете не провеждат електричество. Това се обяснява с електрическата неутралност на газовите молекули и следователно липсата на носители на електрически заряд. За да може един газ да стане проводник, един или повече електрони трябва да бъдат отстранени от молекулите. Тогава ще се появят свободни носители на заряд - електрони и положителни йони. Този процес се нарича йонизация на газове.

Газовите молекули могат да се йонизират от външно въздействие - йонизатор. Йонизаторите могат да бъдат: поток от светлина, рентгенови лъчи, поток от електрони или α - частици Газовите молекули също се йонизират при високи температури. Йонизацията води до появата на свободни носители на заряд в газовете - електрони, положителни йони, отрицателни йони (електрон, комбиниран с неутрална молекула).

Ако създадете електрическо поле в пространството, заето от йонизиран газ, тогава носителите на електрически заряд ще влязат в подредено движение - така възниква електрически ток в газовете. Ако йонизаторът спре да работи, газът отново става неутрален, тъй като рекомбинация– образуване на неутрални атоми от йони и електрони.

Електрически ток във вакуум

Вакуумът е степента на разреждане на газ, при която можем да пренебрегнем сблъсъка между неговите молекули и да приемем, че средният свободен път надвишава линейните размери на съда, в който се намира газът.

Електрическият ток във вакуум е проводимостта на междуелектродната междина във вакуумно състояние. Има толкова малко газови молекули, че техните процеси на йонизация не могат да осигурят броя електрони и йони, които са необходими за йонизация. Проводимостта на междуелектродната междина във вакуум може да се осигури само с помощта на заредени частици, възникващи поради емисионни явления върху електродите.

• обратно
• Напред

Как да се подготвим успешно за КТ по ​​физика и математика?

За да се подготвите успешно за CT по физика и математика, освен всичко друго, е необходимо да изпълните три най-важни условия:

1. Проучете всички теми и изпълнете всички тестове и задачи, дадени в учебните материали на този сайт. За да направите това, не ви трябва абсолютно нищо, а именно: отделяйте три до четири часа всеки ден за подготовка за CT по физика и математика, изучаване на теория и решаване на задачи. Факт е, че CT е изпит, при който не е достатъчно само да знаете физика или математика, трябва също така да можете бързо и без грешки да решавате голям брой задачи по различни теми и с различна сложност. Последното може да се научи само чрез решаване на хиляди проблеми.
2. Научете всички формули и закони във физиката, както и формули и методи в математиката. Всъщност това също е много лесно да се направи; във физиката има само около 200 необходими формули и дори малко по-малко в математиката. Във всеки от тези предмети има около дузина стандартни методи за решаване на проблеми с основно ниво на сложност, които също могат да бъдат научени и по този начин напълно автоматично и без затруднения да се решават повечето от КТ в точното време. След това ще трябва да мислите само за най-трудните задачи.
3. Явете се и на трите етапа на репетиционното изпитване по физика и математика. Всеки RT може да бъде посетен два пъти, за да се вземе решение за двете опции. Отново, на CT, в допълнение към способността за бързо и ефективно решаване на проблеми и познаване на формули и методи, вие също трябва да можете правилно да планирате времето, да разпределяте силите и най-важното, правилно да попълвате формуляра за отговор, без объркване на номерата на отговорите и проблемите или собственото ви фамилно име. Освен това по време на RT е важно да свикнете със стила на задаване на въпроси в проблемите, което може да изглежда много необичайно за неподготвен човек в DT.

Успешното, усърдно и отговорно изпълнение на тези три точки ще ви позволи да покажете отличен резултат на CT, максимума от това, на което сте способни.

Намерихте грешка?

Ако смятате, че сте открили грешка в учебните материали, моля, пишете за това по имейл. Можете също да съобщите за грешка в социалната мрежа (). В писмото посочете предмета (физика или математика), името или номера на темата или теста, номера на задачата или мястото в текста (страницата), където според вас има грешка. Също така опишете каква е предполагаемата грешка. Писмото ви няма да остане незабелязано, грешката или ще бъде коригирана, или ще ви бъде обяснено защо не е грешка.