Меню

Каким образом можно обнаружить электрический ток

Тест. Электрический ток. Действие электрического тока

Avatar

Список вопросов теста

Вопрос 1

Электрическим током называют ….

Варианты ответов
  • Хаотическое движение свободных заряженных частиц под действием электрического поля
  • Направленное движение свободных заряженных частиц под действием электрического поля
  • Направленное движение электронов по проводам
  • Направленное движение свободных заряженных частиц под действием магнитного поля
Вопрос 2

Как называются приборы, создающие электрическое поле?

Варианты ответов
  • элемент питания
  • источник тока
  • источник энергии
  • электромеханический генератор
Вопрос 3

Чтобы в проводнике возник электрический ток необходимо

Варианты ответов
  • Действие на электроны силы, вызывающей их движение
  • Создание в проводнике электрического поля
  • Наэлектризовать проводник трением
  • Самостоятельно передвигать электроны в проводнике
Вопрос 4

Какой процесс происходит во всех источниках тока ..

Варианты ответов
  • Разделение положительно и отрицательно заряженных частиц
  • Скопление электронов или ионов
  • Создание потоков заряженных частиц
  • Соединение положительно и отрицательно заряженных частиц
Вопрос 5

Полюсы источника тока — это место, где

Варианты ответов
  • Разделяются электрические заряды
  • Накапливаются электрические заряды разного знака
  • Электрические заряды взаимодействуют
Вопрос 6

Какая энергия необходима для разделения в источнике тока электрических зарядов?

Варианты ответов
  • механическая
  • внутренняя
  • энергия химических реакции
  • любая из перечисленных или другой вид энергии
Вопрос 7

За счет какой энергии происходит разделение заряженных ча­стиц в гальваническом элементе?

Варианты ответов
  • механическая
  • внутренняя
  • энергия химических реакций
  • энергия свет
Вопрос 8

Что в гальваническом элементе служит положительным элек­тродом, что — отрицательным?

Варианты ответов
  • Положительным — угольный стержень, отрицательным — слой смолы
  • Положительным — угольный стержень, отрицательным — цинковый сосуд
  • Положительным — слой смолы, отрицательным — цинко­вый сосуд
  • Положительным — угольный стержень, отрицательным — клейстер
Вопрос 9

Аккумулятор дает электрический ток только после того, как

Варианты ответов
  • Его согрели в теплом помещении
  • Наэлектризовали его электроды
  • Его зарядили от другого источника тока
Вопрос 10

Какие явления свидетельствуют о тепловом действии тока?

Варианты ответов
  • Изменение свойств проводника под влиянием тока
  • Его удлинение вследствие нагревания
  • Свечение раскаленного проводника с током
Вопрос 11

Какое явление, сопровождающее прохождение тока через про­водящую электричество жидкость, обусловлено химическим действием тока?

Варианты ответов
  • Выделение на опущенных в жидкость электродах веществ, входящих в состав молекул этой жидкости
  • Выделение на положительно заряженном электроде металла
  • Выделение на обоих электродах газа
Вопрос 12

Какое еще действие, кроме теплового и химического, оказы­вает электрический ток?

Варианты ответов
  • магнитное
  • механическое
  • других действий ток не оказывает
Вопрос 13

С помощью какого прибора можно обнаружить электрический ток в цепи?

Варианты ответов
  • электрометра
  • электроскопа
  • гальванометра
  • гальванического элемента
Вопрос 14

Какое действие тока используется. в устройстве гальваноме­тра?

Варианты ответов
  • тепловое
  • магнитное
  • химическое
Вопрос 15

Какое действие электрического тока не наблюдается в метал­лах?

Варианты ответов
  • тепловое
  • химическое
  • магнитное
Вопрос 16

В каком из приведенных здесь примеров используется хими­ческое действие электрического тока?

Варианты ответов
  • Зарядка аккумулятора
  • Приготовление пищи в электродуховом шкафу
  • Плавление металла в электропечи
Вопрос 17

Какое действие электрического тока происходит во всех про­водниках?

Источник



Электрический ток

Проведем опыт. Соединим проводником заряженный электрометр с таким же, но незаряженным. Подобный опыт мы уже проводили (см. рис. 10) и знаем, что часть электрического заряда при этом перейдет с одного прибора на другой. Этот заряд будет перенесен свободными электронами, движущимися по проводнику.

Направленное движение заряженных частиц называют электрическим током. Поэтому в течение того времени, пока заряд с одного электрометра будет переходить на другой, по соединяющему их проводнику будет идти ток.

Для существования электрического тока в веществе необходимо выполнение следующих двух условий:

1) в веществе должны иметься свободные заряженные частицы, т. е. такие частицы, которые могут свободно перемещаться по всему объему тела (иначе их называют носителями тока);

2) на эти частицы должна действовать некоторая сила, заставляющая их двигаться в определенном направлении.

Оба эти условия будут выполнены, если, например, взять металлический проводник и создать в нем электрическое поле. Носителями тока в металлах являются свободные электроны. Под действием электрического поля движение свободных электронов в металле примет упорядоченный (направленный) характер, что и будет означать появление в проводнике электрического тока.

Ток, возникающий в опыте, о котором говорилось в начале параграфа, был кратковременным. Подключив к проводнику лампочку, мы увидим, как при замыкании электрометров она вспыхнет и тут же погаснет (рис. 20). Чтобы ток существовал длительное время, необходимо наличие источника тока — специального устройства, создающего электрическое поле в проводнике.
Действие тока

При наличии такого источника в проводнике может поддерживаться постоянный ток. Было бы неправильным, однако, представлять себе этот ток в виде движения электронов по прямым линиям. Из-за взаимодействия с другими частицами их движение по-прежнему будет иметь сложный и запутанный характер. Но если до возникновения тока оно было таким, как изображено на рисунке 21, а, то после создания в проводнике тока оно будет примерно таким, как это показано на рисунке 21, б.
Движение электронов в проводнике

Увидеть движущиеся электроны в проводнике невозможно. Каким же образом можно обнаружить электрический ток? Обнаруживается он по действиям, которые производит.

1. При протекании тока проводник нагревается (тепловое действие тока). Именно на этом основано действие таких электро-нагревательных устройств, как электрокипятильники, электрические плитки, утюги, паяльники и т. д.

Читайте также:  Для заряда регулятор тока или напряжения

2. Прохождение тока через растворы солей, кислот и щелочей сопровождается выделением на металлических проводниках, опущенных в раствор, веществ, которые входят в его состав (химическое действие тока). Так, например, пропуская ток через раствор медного купороса, можно выделить чистую медь. Более подробно об этом будет рассказано в старших классах.

3. Проводник, по которому идет ток, приобретает магнитные свойства и, подобно обычным магнитам, начинает притягивать к себе железные предметы (магнитное действие тока). Именно на этом основано действие электромагнитов (см. § 23).

4. При прохождении через организм животного ток вызывает сокращения мышц (физиологическое действие тока). На ранней стадии изучения электричества это действие было единственным, о котором было известно ученым. Поэтому первые «измерения» тока были основаны на собственных ощущениях экспериментаторов, которые пропускали его через себя.

Одним из первых, кто ощутил на себе действие тока, был голландский физик П. Мушенбрук (1692—1761). Получив удар током, он заявил, что «не согласился бы подвергнуться еще раз такому испытанию даже за королевский трон Франции». Однако весть об открытии нового эффекта быстро распространилась по разным странам, и вскоре опыты по пропусканию через людей электрических зарядов можно было наблюдать не только в физических лабораториях, но и в аристократических салонах крупнейших городов Европы.

. 1. Что такое электрический ток? 2. Какие условия необходимы для существования тока? 3. Какие частицы являются носителями тока в металлах? 4. Перечислите действия, оказываемые электрическим током.

Источник

Представление об опасности электрического тока

1. В чем заключается главная опасность поражения электрическим током?

Эксплуатация электроустановок, электроприемников, переносных электросветильников и электроинструмента относится к разряду работ, выполняемых в условиях повышенной опасности, и сточки зрения безопасности существенно отличается от эксплуатации любого другого оборудования.

Обычно угроза несчастного случая сопровождается некоторыми признаками, на которые могут реагировать органы чувств человека. Вид движущегося транспорта, падающего предмета, запах газа, вращающиеся части машины предупреждают человека об опасности и дают возможность ему принять необходимые меры предосторожности.

Обнаружить электрический ток человек не может, для этого у него нет специальных органов чувств. Коварная особенность электрической энергии заключается в том, что она невидима, не имеет запаха и цвета.

2. Каким образом человек оказывается включенным в цепь прохождения тока?

Электрический ток поражает внезапно, когда человек оказывается включенным в цепь прохождения тока. Опасная ситуация возникает тогда, когда он с одной стороны касается неизолированного провода, проводки с нарушенной изоляцией или металлического корпуса электроприбора с неисправной изоляцией или металлического предмета, оказавшегося случайно под напряжением, а с другой – земли, заземленных предметов, труб и т.п. (рис. 1, аиб).

Опасная ситуация обнаруживается слишком поздно, когда предотвратить поражение электрическим током оказывается практически невозможным.

Другой особенностью электрического тока является то, что он повреждает ткани не только в месте его приложения, но и на всем пути прохождения через тело человека.

Поражение электрическим током может наступить и через дуговой контакт, при приближении на недопустимо близкое, опасное расстояние к проводу (или шине) действующей электроустановки, воздушной линии электропередачи (рис. 1 в). Опасность поражения на расстоянии значительно возрастает в сырую погоду, когда проводимость воздуха повышается.

Электротравма может возникнуть при попадании под шаговое напряжение, возникающее при обрыве и падении на землю провода действующей ВЛ 0,38 кВ и выше (рис. 2). При этом путь тока не прерывается. Земля, являясь проводником электрического тока, становится как бы продолжением провода. Электрический ток растекается по земле. Любая точка на поверхности земли, находящаяся в зоне растекания тока, в момент его растекания получает определенный электрический потенциал, который уменьшается по мере удаления от точки соприкосновения провода с землей. Поражение электрическим током происходит тогда, когда ноги человека касаются двух точек земли, имеющих различные электрические потенциалы. Шаговым напряжением называется разность потенциалов, находящихся на расстоянии шага. Чем шире шаг тем большая разница потенциалов, тем вероятнее поражение. Вокруг оборванного и лежащего на земле провода образуется опасная зона радиусом 5-8 метров. При входе в эту зону человеку грозит смертельная опасность, если он даже не коснулся провода.

Факторы, от которых зависит действие электрического тока на человека

Тело человека способно проводить электрический ток. Действие электрического тока на человека зависит от ряда факторов. Их можно разделить на три группы:

определяемые электрическими параметрами электроустановок (род и частота тока, напряжение, значение тока и продолжительность его воздействия);

зависящие от индивидуальных физиологических и психологических особенностей человека, электрического сопротивления его тела, пути тока;

характеризующие окружающую среду.

Воздействие электрического тока зависит в первую очередь от значения тока и времени его прохождения через тело человека и может вызывать неприятные ощущения, ожоги, обмороки, судороги, прекращение дыхания и даже смерть.

При этом следует иметь в виду, что электротравмы даже с первоначальным видимым благополучным исходом могут иметь и отдаленные последствия. Были отмечены случаи развития диабета, заболеваний щитовидной железы, половых органов, расстройства нервной системы и ряда других серьезных заболеваний.

Допустимым принято считать ток в 0,5 мА. Ток в 10-16 мА называется неотпускающим (человек не может самостоятельно оторваться от электродов, разомкнуть цепь тока, в которую он попал). Ток в 50 мА поражает органы дыхания и сердечно-сосудистую систему. Ток в 100 мА приводит к остановке сердца и нарушает кровообращение, такой ток считается смертельным.

Читайте также:  Контроллер двигателя постоянного тока что это

Необходимо иметь в виду и такой субъективный фактор, как психологическое состояние человека. Утомленность, расстроенность, нетрезвое состояние сильно влияют на исход поражения. При равных условиях возникновения электротравмы такой человек подвергается большей опасности, чем нормальный здоровый человек.

Особенно опасен электрический ток для детей и лиц, страдающих хроническими заболеваниями, так как они по своим физическим данным более чувствительны к электрическому току.

Наиболее характерны для электротравматизма факторы окружающей среды (температура и влажность воздуха, характер помещений, наличие токопроводящих полов, химически активных паров и газов и т.п.). Действительно, повышенная температура и влажность воздуха создают неблагоприятные условия при пользовании электричеством: кожа человека увлажняется, и общее сопротивление его тела снижается.

Категории помещений по степени опасности поражения электрическим током.

Степень опасности поражения электрическим током во многом зависит от характера помещений, где находится человек. В отношении поражения электрическим током помещения разделяются на три группы:

1. Помещения без повышенной опасности, в которых отсутствуют условия, создающие повышенную или особую опасность.

2. Помещения с повышенной опасностью, характеризующиеся наличием в них одного из условий:

наличие сырости (относительная влажность длительно превышает 75 %) или проводящей пыли;

полы токопроводящие (металлические, земляные, железобетонные, кирпичные и т.п.);

высокая температура (35 0 С и выше);

возможность одновременного прикосновения человека к имеющим соединения с землей металлоконструкциям зданий и сооружений, аппаратов с одной стороны, и к металлическим корпусам электроустановок – с другой.

Наличие одного из перечисленных признаков является достаточным, чтобы производственное помещение по степени опасности поражения электрическим током отнести к рассмотренной группе.

3. Особо опасные помещения, характеризующиеся наличием одного из следующих условий, создающих опасность:

особой сырости (относительная влажность воздуха близка к 100 %: потолок, стены, пол и предметы, находящиеся в помещении, покрыты влагой);

химически активной или органической среды (постоянно или временно образуемые пары и отложения, разрушающе действующие на изоляцию и токоведущие части);

одновременного наличия двух или более условий повышенной опасности (металлические гаражи, парники, шахты, резервуары и пр.).

Наличие одного из перечисленных признаков является достаточным, чтобы производственное помещение по степени опасности поражения электрическим током отнести к особо опасным.

В отношении опасности поражения людей электрическим током территории размещения наружных электроустановок приравниваются к особо опасным помещениям.

Электрический ток – очень опасный и коварный поражающий «недруг»: человек без приборов не способен заблаговременно обнаружить его наличие, поражение наступает внезапно. Более того, его отрицательное воздействие может проявиться не сразу: человек может погибнуть спустя несколько суток после электрического удара.

Меры электробезопасности на рабочем месте.

Перед началом работы необходимо:

убедиться в правильном подключении обслуживаемого электрооборудования в электросеть;

проверить наличие защитного заземления.

Во время работы запрещается:

самостоятельно заниматься ремонтом электроустановок;

переключать разъемы кабелей электроустановок при включенном электропитании;

допускать попадание влаги на поверхность электроустановок (запрещается ставить на оборудование цветы, сосуды с водой, стаканы с чаем и т.д.).

В аварийной ситуации работник обязан:

во всех случаях обнаружения обрыва проводов питания, неисправности заземления и других повреждений электроустановок (сломана вилка, розетка, нарушена изоляция проводов), появления запаха гари немедленно отключить питание и сообщить об аварийной ситуации руководителю и дежурному инженеру;

при обнаружении человека, попавшего под напряжение, немедленно освободить его от действия тока путем отключения электропитания и до прибытия врача оказать потерпевшему первую помощь;

при возгорании оборудования отключить питание и принять меры к тушению очага пожара при помощи углекислотного или порошкового огнетушителя, вызвать пожарную команду и сообщить о происшествии руководителю.

Источник

Электрический ток и закон Ома

теория по физике 🧲 постоянный ток

Электрический ток — направленное движение заряженных частиц под действием внешнего электрического поля.

Условия существования электрического тока:

  • наличие заряженных частиц;
  • наличие электрического поля, которое создается источниками тока.

Носители электрического тока в различных средах

Среда Носители электрического тока
Металлы Свободные электроны
Электролиты (вещества, проводящие ток вследствие диссоциации на ионы) Положительные и отрицательные ионы
Газы Ионы и электроны
Полупроводники Электроны и дырки (атом, лишенный одного электрона)
Вакуум Электроны

Электрическая цепь и ее схематическое изображение

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.
Читайте также:  Порядок действий при поражении электрическим током охрана труда

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:

Направление электрического тока в металлах

По металлическим проводам перемещаются отрицательно заряженные электроны, т.е. ток идет от «–» к «+» источника. Направление движения электронов называют действительным. Но исторически в науке принято условное направление тока от «+» источника к «–».

Действия электрического тока (преобразования энергии)

Электрический ток способен вызывать различные действия:

  • Тепловое — электрическая энергия преобразуется в тепло. Такое преобразование обеспечивает электроплита, электрический камин, утюг.
  • Химическое — электролиты под действием постоянного электрического тока подвергаются электролизу. К положительному электроду (аноду) в процессе электролиза притягиваются отрицательные ионы (анионы), а к отрицательному электроду (катоду) — положительные ионы (катионы).
  • Магнитное (электромагнитное) — при наличии электрического тока в любом проводнике вокруг него наблюдается магнитное поле, т.е. проводник с током приобретает магнитные свойства.
  • Световое — электрический ток разогревает металлы до белого каления, и они начинают светиться подобно вольфрамовой спирали внутри лампы накаливания. Другой пример — светодиоды, в которых свет обусловлен излучением фотонов при переходе электрона с одного энергетического уровня на другой.
  • Механическое — параллельные проводники с электрическими токами, текущими в одном направлении, притягиваются, а в противоположных — отталкиваются.

Основные параметры постоянного тока

Постоянный ток — электрический ток, который с течением времени не изменяется по величине и направлению.

Основными параметрами электрического тока являются:

  • Сила тока. Обозначается как I. Единица измерения — А (Ампер).
  • Напряжение. Обозначается как U. Единица измерения — В (Вольт).
  • Сопротивление. Обозначается как R. Единица измерения — Ом.

Сила тока

Сила тока показывает, какой заряд q проходит через поперечное сечение проводника за 1 секунду:

I = q t . . = Δ q Δ t . . = N q e t .

N — количество электронов, q e = 1 , 6 · 10 − 19 Кл — заряд электрона, t — время (с).

Заряд, проходящий по проводнику за время t при силе тока, равной I:

Пример №1. Источник тока присоединили к двум пластинам, опущенным в раствор поваренной соли. Сила тока в цепи 0,2 А. Какой заряд проходит между пластинами в ванне за 2 минуты?

2 минуты = 120 секунд

q = I t = 0 , 2 · 120 = 24 ( К л )

Заряд, проходящий за время ∆t при равномерном изменении силы тока от I1 до I2:

Δ q = I 1 + I 2 2 . . Δ t

Сила тока и скорость движения электронов:

n — (м –3 ) — концентрация, S (м 2 ) — площадь сечения проводника, v — скорость электронов.

Внимание!

Электроны движутся по проводам со скоростью, равной долям мм/с. Но электрическое поле распространяется со скоростью света: c = 3∙10 8 м/с.

Сопротивление

Сопротивление металлов характеризует тормозящее действие положительных ионов кристаллической решетки на движение свободных электронов:

ρ — удельное сопротивление, показывающее, какое сопротивление имеет проводник длиной 1 м и площадью поперечного сечения 1 м 2 , изготовленный из определенного материала. l — длина проводника (м), S — площадь его поперечного сечения.

Пример №2. Медная проволока имеет электрическое сопротивление 6 Ом. Какое электрическое сопротивление имеет медная проволока, у которой в 2 раза больше длина и в 3 раза больше площадь поперечного сечения?

Сопротивление первого и второго проводника соответственно:

Поделим электрическое сопротивление второго проводника на сопротивление первого:

R 2 R 1 . . = ρ 2 l 3 S . . ÷ ρ l S . . = ρ 2 l 3 S . . · S ρ l . . = 2 3 . .

Отсюда сопротивление второго проводника равно:

Напряжение

Напряжение характеризует работу электрического поля по перемещению положительного заряда:

Пример №3. Перемещая заряд в первом проводнике, электрическое поле совершает работу 20 Дж. Во втором проводнике при перемещении такого же заряда электрическое поле совершает работу 40 Дж. Определить отношение U1/U2 напряжений на концах первого и второго проводников.

U 1 U 2 . . = A 1 q . . ÷ A 2 q . . = A 1 q . . · q A 2 . . = A 1 A 2 . . = 20 40 . . = 1 2 . .

Закон Ома для участка цепи

Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна его сопротивлению:

Иллюстрация закона Ома.

Сила тока направлена в сторону движения заряженных частиц (электронов). Силе тока противостоит сопротивление: чем оно больше, тем меньше сила тока (тем меньше проходит электронов через проводник в единицу времени). Но росту силы тока способствует напряжение, которое словно толкает заряженные частицы, заставляя их упорядоченно перемещаться.

Закон Ома для участка цепи с учетом формулы для расчета сопротивления:

Для сравнения и расчета сопротивления часто используют вольтамперную характеристику. Так называют графическое представление зависимости силы тока от напряжения. Пример вольтамперной характеристики:

Чем круче график, тем меньше сопротивление проводника. При расчете сопротивления важно учитывать единицы измерения величин, указанных на осях.

Пример №4. На рисунке изображен график зависимости силы тока от напряжения на одной секции телевизора. Каково сопротивление этой секции:

Точке графика, соответствующей 5 кВ, соответствует сила тока, равна 20 мА.

Сначала переведем единицы измерения величин в СИ:

R = U I . . = 5000 0 , 02 . . = 250000 ( О м ) = 250 ( к О м )

При определении сопротивления резистора ученик измерил напряжение на нём: U = (4,6 ± 0,2) В. Сила тока через резистор измерялась настолько точно, что погрешностью можно пренебречь: I = 0,500 А. По результатам этих измерений можно сделать вывод, что сопротивление резистора, скорее всего,

Источник