Как понять что проводит электрический ток. Основы электротехники. электрический ток

Соединим проводами электрическую лампочку с электрической батарейкой. Провода, нить лампочки и батарейка образовали замкнутый контур - электрическую цепь. В этой цепи течет электрический ток, который разогревает до свечения нить лампы. Что же такое электрический ток? Это направленное движение заряженных частиц.

В батарейке происходят химические реакции, в результате которых на выводе, помеченном значком «-» (минус), накапливаются электроны - частицы вещества, имеющие самый маленький заряд. Металл, из которого сделаны провода и нить лампочки, состоит из атомов, образующих кристаллическую решетку. Сквозь эту решетку могут свободно проходить электроны. Поток электронов по проводникам (так называют вещества, пропускающие электрический ток) от одного вывода батарейки к другому - это и есть электрический ток. Чем больше электронов пройдет через проводник, тем больше сила электрического тока. Измеряют силу тока в амперах (А).

Если по проводнику течет ток силой в 1 А, то через сечение проводника каждую секунду пролетает 6,24 1018 электронов. Такое количество электронов несет заряд в 1 Кл (кулон).

Электрический ток в цепи, образованной проводами, нитью лампы и батарейкой, можно сравнить с потоком жидкости, двигающейся по трубам водопровода. Соединительные провода - это участки трубы с большим сечением, нить лампочки - тонкая трубка, а батарейка - насос, создающий напор. Чем больше напор, тем больше поток жидкости. Батарейка в электрической цепи создает напряжение (напор). Чем. больше напряжение, тем больше ток в цепи. Напряжение измеряют в вольтах (В). Чтобы пропустить через лампочку карманного фонаря ток, который заставил бы светиться ее нить, необходимо напряжение 3-4 В. В квартиры домов электрическая энергия.подводится под напряжением 127 или 220 В, а по линиям электропередачи (ЛЭП) ток передается под напряжением в сотни киловольт (кВ). Электрическая энергия, которая выделяется в 1 с (мощность), равна произведению силы тока на напряжение. Мощность при силе тока 1 А и напряжении 1 В равна 1 ватту (Вт).

Не все вещества свободно пропускают электроны, например стекло, фарфор (см. Керамика), резина (см. Каучук и резина) почти не пропускают электрического тока. Такие вещества называют изоляторами, или диэлектриками. Резиной изолируют проводники, из стекла и фарфора изготовляют изоляторы для высоковольтных ЛЭП. Однако даже металлы оказывают сопротивление электрическому току. Электроны при движении «расталкивают» атомы, из которых состоит металл, заставляют их быстрее двигаться - нагревают проводник. Нагрев проводников электрическим током впервые исследовали русский ученый Э. X. Ленц и английский физик Д. Джоуль. Свойство электрического тока нагревать проводники широко используется в технике. Электрический ток накаляет нити электрических ламп (см. Источники света) и электронагревательных приборов, плавит сталь в электропечах (см. Электрометаллургия).

В 1820 г. датский физик Г.-Х. Эрстед обнаружил, что вблизи проводника с током отклоняется магнитная стрелка. Так было открыто замечательное свойство электрического тока создавать магнитное поле. Это явление подробно исследовал французский ученый А. Ампер. Он установил, что 2 параллельных провода, по которым течет ток в одинаковом направлении, притягиваются друг к другу, а если направления токов противоположны, провода отталкиваются. Ампер объяснил это явление взаимодействием магнитных полей, которые создают токи. Эффект взаимодействия проводов с током и магнитных полей используется в электродвигателях, в электрических реле и во многих электроизмерительных приборах.

Еще одно интересное свойство электрического тока можно обнаружить, если пропустить ток через электролит - раствор соли, кислоты или щелочи. В электролитах молекулы вещества расщеплены на ионы - частицы молекул с положительными или отрицательными зарядами. Ток в электролите - это движение ионов. Чтобы пропустить ток через электролит, в него опускают 2 металлические пластины, соединенные с источником тока. Положительные ионы движутся к электроду, соединенному с отрицательным зажимом источника, отрицательные - к электроду, соединенному с положительным зажимом. Ионы оседают на электродах. Этот процесс называют электролизом. С помощью электролиза можно из солей выделять чистые металлы, хромировать и никелировать различные предметы, производить сложнейшую обработку изделий (см. Электрохимические методы обработки), которую невозможно делать на простых металлорежущих станках, разделять воду на ее составные части - водород и кислород.

В ваннах для электролиза, в лампочке, подключенной к батарейке карманного фонаря, ток течет все время в одном направлении и сила тока не изменяется. Такой ток называется постоянным током. Однако в технике чаще используется переменный ток, направление и сила которого периодически изменяются. Время полного цикла изменения направления тока называется периодом, а число периодов в 1 с - частотой переменного тока. Промышленный ток, который приводит в движение станки, освещает улицы и квартиры, изменяется с частотой 50 периодов в 1 с. Переменный ток можно легки трансформировать - повышать и понижать его напряжение с помощью трансформаторов.

С изобретением, телеграфа и телефона (см. Телеграфная связь и Телефонная связь) электрический ток применяется для передачи информации. Вначале по проводам передавали длинные и короткие импульсы постоянного тс-ка, соответствующие точкам и тире азбуки Морзе. Такие импульсы тока, или пульсирующий ток, но с более сложной системой кодирования информации применяются в современных электронных вычислительных машинах (ЭВМ) для передачи чисел, команд и СЛОЕ от одного устройства машины к другому (СУ. Передача данных для ЭВМ).

Переменный ток тоже можно использовать для передачи информации. Информацию переменным током можно передавать, изменяя определенным образом амплитуду колебаний тока. Такое кодирование информации называется амплитудной м о д у л я ц и е| (AM). Можно также изменять частоту колебаний переменного тока так, чтобы некоторому изменению частоты соответствовала определенная информация. Такое кодирование называется частотной модуляцией (ЧМ). В радиоприемниках есть каналы AM и ЧМ, которые «расшифровывают»- превращают в звук - амплитудно или частотно модулированные колебания радиоволн, принимаемых антенной.

В наше время электрический ток нашел применение во всех сферах человеческой деятельности. Привод станков и машин, системы автоматического контроля и управления, многочисленные приборы исследовательских лабораторий и бытовые приборы немыслимы без применения электрического тока. Современный телефон и телеграф, радио и телевидение, электронные вычислительные машины от карманных калькуляторов до машин, управляющих полетами космических кораблей,- это все устройства, в основу которых положены сложнейшие цепи электрического тока.

Твердого тела диэлектрик - вещество с шириной запрещенной зоны больше 3 эВ .

Физическим параметром, который характеризует диэлектрик, является диэлектрическая проницаемость . Диэлектрическая проницаемость может иметь дисперсию.

Ряд диэлектриков проявляют интересные физические свойства.

Ссылки

Виртуальный фонд естественнонаучных и научно-технических эффектов «Эффективная физика»

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Диэлектрики" в других словарях:

ДИЭЛЕКТРИКИ, вещества, плохо проводящие электрический ток (удельное сопротивление порядка 1010 Ом?м). Существуют твердые, жидкие и газообразные диэлектрики. Внешнее электрическое поле вызывает поляризацию диэлектрика. В некоторых твердых… … Современная энциклопедия

Диэлектрики - ДИЭЛЕКТРИКИ, вещества, плохо проводящие электрический ток (удельное сопротивление порядка 1010 Ом´м). Существуют твердые, жидкие и газообразные диэлектрики. Внешнее электрическое поле вызывает поляризацию диэлектрика. В некоторых твердых… … Иллюстрированный энциклопедический словарь

Вещества, плохо проводящие электрический ток (удельное электросопротивление 108 1012 Ом?см). Существуют твердые, жидкие и газообразные диэлектрики. Внешнее электрическое поле вызывает поляризацию диэлектриков. В некоторых твердых диэлектриках… … Большой Энциклопедический словарь

- (англ. dielectric, от греч. dia через, сквозь и англ. electric электрический), вещества, плохо проводящие электрич. ток. Термин «Д.» введён Фарадеем для обозначения в в, в к рые проникает электрич. поле. Д. явл. все газы (неионизованные), нек рые … Физическая энциклопедия

ДИЭЛЕКТРИКИ - ДИЭЛЕКТРИКИ, непроводники, или изоляторы тела, плохо проводящие или совершенно не проводящие электричества. Такими телами являются напр. стекло, слюда, сера, парафин, эбонит, фарфор и т. п. В течение долгого времени при изучении электричества… … Большая медицинская энциклопедия

- (изоляторы) вещества, не проводящие электрического тока. Примеры диэлектриков: слюда, янтарь, каучук, сера, стекло, фарфор, различные сорта масел и др. Самойлов К. И. Морской словарь. М. Л.: Государственное Военно морское Издательство НКВМФ Союза … Морской словарь

Название, данное Михаилом Фарадеем телам непроводящимили, иначе, дурно проводящим электричество, как, напр., воздух, стекло,различные смолы, сера и т. д. Подобные тела называются такжеизоляторами. До исследований Фарадея, произведенных в 30 х… … Энциклопедия Брокгауза и Ефрона

ДИЭЛЕКТРИКИ - вещества, практически не проводящие электрический ток; бывают твёрдыми, жидкими и газообразными. Во внешнем электрическом поле Д. поляризуются. Их используют для изоляции электротехнических устройств, в электрических конденсаторах, в квантовой… … Большая политехническая энциклопедия

Вещества, плохо проводящие электрический ток. Термин «Д.» (от греч. diá через и англ. electric электрический) введён М. Фарадеем (См. Фарадей) для обозначения веществ, через которые проникают электрические поля. В любом веществе,… … Большая советская энциклопедия

Вещества, плохо проводящие электрический ток (электропроводность диэлектрики10 8 10 17 Ом 1·см 1). Существуют твёрдые, жидкие и газообразные диэлектрики. Внешнее электрическое поле вызывает поляризацию диэлектриков. В некоторых твердых… … Энциклопедический словарь

Книги

Диэлектрики , Джесси Рассел. Эта книга будет изготовлена в соответствии с Вашим заказом по технологии Print-on-Demand. High Quality Content by WIKIPEDIA articles! Диэлектрик (изолятор) - вещество, плохо проводящее или…

При условии, что в этом диэлектрике можно создать свободные носители заряда, и что эти носители смогут перемещаться. Простейший пример - ионизирующее излучение. Оно создаёт в воздухе ионы, и эти ионы способны проводить электрический ток. Именно так работают счётчики Гейгера, именно это, как считают, служит непосредственным механизмом возникновения молний (широкие атмосферные ливни, порождаемые космическими лучами сверхвысокой энергии). Ровно то же может создать проводимость и в жидкостях. В обычных твёрдых диэлектриках, где движение свободных носителей, даже если они есть, затруднено, есть ещё один механизм: ударная ионизация. Да, носителей тока в диэлектрике крайне мало. Можно даже сказать - вааще нету. Но если создать в нём достаточно сильное электрическое поле, с напряжённостью, превышающей пробивную напряжённость, - то в нём возникнет элекрический пробой: даже один-единственный случайно оказавшийся там носитель и даже на сверхкороткой дистанции, от одного атома до соседнего, в...

0 0

Для того чтобы разобраться почему диэлектрики не проводят электрический ток, следует ответить на два основных вопроса:

За счет чего проводится электрический ток? Чем отличается строение диэлектрика от проводника?

И так, первый вопрос. Электрический ток проводят вещества, в которых есть свободные заряды, которые под воздействием внешнего электрического поля перемещаются в определенном направлении, создавая ток (электрический ток - это упорядоченное движение заряженных частиц). То есть электрический ток проводится за счет свободных зарядов. У металлов такими свободными заряженными частицами являются электроны проводимости, которые могут перемещаться между положительными ионами кристаллической решетки на относительно большие расстояния. В диэлектриках положительные и отрицательные ионы связаны между собой и могут только смещаться по отношению друг к другу. Это смещение возможно только в пределах одной молекулы. Если внешнего электрического поля нет, то разные заряды в объеме...

0 0

При появлении в нашей жизни электричества, мало кто знал о его свойствах и параметрах, и в качестве проводников использовали различные материалы, было заметно, что при одной и той же величине напряжения источника тока на потребителе было разное значение напряжения. Было понятно, что на это влияет вид материала применяемого в качестве проводника. Когда ученные занялись вопросом по изучению этой проблемы они пришли к выводу, что в материале носителями заряда являются электроны. И способность проводить электрический ток обосабливается наличием свободных электронов в материале. Было выяснено, что у некоторых материалов этих электронов большое количество, а у других их вообще нет. Таким образом существуют материалы, которые хорошо проводят электрический ток, а некоторые не обладают такой способностью.
Исходя из всего выше сказанного, все материалы поделились на три группы:

Проводники; полупроводники; диэлектрики;

Каждая из групп нашла широкое применение в...

0 0

Основные понятия о электропроводности диэлектриков: Зависимость тока от времени приложения постоянного напряжения

В момент включения постоянного электрического поля через диэлектрик электрического конденсатора протекает ток смещения - Iсм, обусловленный быстрыми видами поляризаций.

В неполярных однородных диэлектриках затем устанавливается ток сквозной проводимости - Iскв.

В полярных и неоднородных диэлектриках протекает также ток абсорбции - Iабс, вызываемый активными составляющими токов, связанных с установлением замедленных (релаксационных) поляризаций. Во многих диэлектриках, используемых в качестве электрической изоляции, Iабс устанавливается за время меньше 1 мин.

Токи абсорбции

Токи абсорбции могут устанавливаться в диэлектрике в течение длительного времени в зависимости от типа диэлектрика и механизма поляризации. Уменьшение тока Iабс может наблюдаться в течение минут или даже часов. После установления тока абсорбции через диэлектрик...

0 0

Диэлектрик (изолятор) - вещество, плохо проводящее или совсем не проводящее электрический ток. Концетрация свободных носителей заряда в диэлектрике не превышает 108 см-3. Основное свойство диэлектрика состоит в способности поляризоваться во внешнем электрическом поле. С точки зрения зонной теории твердого тела диэлектрик - вещество с шириной запрещенной зоны больше 3 эВ.

Физическим параметром, который характеризует диэлектрик, является диэлектрическая проницаемость. Диэлектрическая проницаемость может иметь дисперсию.

К диэлектрикам относятся воздух и другие газы, стекло, различные смолы, пластмассы непременно сухие. Химически чистая вода также является диэлектриком.

Диэлектрики используются не только как изоляционные материалы.

Ряд диэлектриков проявляют интересные физические свойства.

К ним относятся электреты, пьезоэлектрики, пироэлектрики, сегнетоэластики, сегнетоэлектрики, релаксоры и сегнетомагнетики. При применении диэлектриков - одного из...

0 0

Электрический ток в диэлектрике - раздел Физика, ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОЕ ПОЛЕ В Диэлектриках Свободные Заряды Отсутствуют По Определению. Иде...

В диэлектриках свободные заряды отсутствуют по определению. Идеальным диэлектриком является вакуум, в котором ток может существовать только при поступлении зарядов извне. Для этого используют эмиссию (испускание) электронов – как правило, из твёрдых тел. Далее электроны «подхватываются» электрическим полем, движутся к аноду и создают электрический ток.

В жидкостях носители тока появляются вследствие электролитической диссоциации в электролитах (растворах и расплавах солей, кислот и щелочей). Закон Ома выполняется как в локальной, так и в интегральной форме (гальванические элементы и аккумуляторы, гальванические ванны, в которых путем электролизасоздают защитные и декоративные покрытия и т. д.).

Возникает электрический ток и в твёрдых диэлектриках. Его носителями становятся ионы щелочных металлов. Получая большую энергию в...

0 0

Проводит ли электрический ток: алмаз, алюминий, вакуум дерево, стекло, графит, ртуть, расплав серы, спирт, лед, масло, бензин, сахар, раствор метанола, вода? Изоляторы электрического тока. Примеры проводников электрического тока. Какой самый лучший проводник электрического тока? Почему проводники проводят электрический ток?

Абсолютно все материалы и даже вакуум проводят электрический ток. Разница лишь в том, что одни материалы хорошо проводят электрический ток, а другие нет. Их проводимость зависит от удельного сопротивления, чем выше удельное сопротивление, тем хуже вещество или материал проводят электрический ток.
Самый лучший проводник – это сверхпроводник. Сверхпроводимостью обладают металлы при температуре ниже «абсолютного нуля» - это...

0 0

Способность проводить электрический ток имеют не только металлы. При некоторых условиях эту способность приобретают тазы и жидкости.

Свойство химического элемента проводить электрический ток или быть диэлектриком (изолятором) зависит от наличия в нем свободных заряженных частиц. В металлах это электрон – частица, вращающаяся вокруг атома. Вместе электроны и атомы составляют молекулу. В молекуле водорода вокруг атома вращается один электрон. У меди их – 39.

Электроны распределяются группами на разном удалении от атомного ядра. Самая дальняя группа электронов у электропроводящих материалов имеет неустойчивую связь с ядром. При появлении электрического поля они приходят в движение и создают электрический ток.

Электрическое поле всегда распространяется со скоростью света. А вот скорость движения электронов очень мала: десятки сантиметров в секунду. Объясняется это столкновениями при движении электронов с элементами кристаллической решетки проводника. Чем больше...

0 0

Каждый человек, постоянно пользуясь электроприборами, сталкивается с:

1. проводниками, которые пропускают электрический ток;

2. диэлектриками, обладающими изоляционными свойствами;

3. полупроводниками, сочетающими в себе характеристики первых двух типов веществ и изменяющие их в зависимости от приложенного управляющего сигнала.

Отличительной чертой каждой из перечисленных групп является свойство электропроводности.

Что такое проводник

К проводникам относят те вещества, которые имеют в своей структуре большое количество свободных, а не связанных электрических зарядов, способных начинать движение под воздействием приложенной внешней силы. Они могут быть в твердом, жидком или газообразном состоянии.

Если взять два проводника, между которыми образована разность потенциалов и подключить внутри них металлическую проволоку, то сквозь нее потечет электрический ток. Его носителями станут свободные электроны, не удерживаемые...

0 0

Примеры диэлектриков: дистиллированная вода, инертные газы, слюда, парафин, бумага.

Познакомимся с некоторыми из электрических свойств диэлектриков. Опыты с электрометром (ослабление внешнего поля диэлектриком). Объяснение по рисунку. Е = ; Е"= ; Ед = Е – Е" . Электростатическое поле внутри диэлектрика (термин. введен Фарадеем для обозначения веществ, в которые проникает электрическое поле), диэлектрическая проницаемость среды.

Примеры: = 81,...

0 0

Сопротивление проводников. Проводимость. Диэлектрики. Применение проводников и изоляторов. Полупроводники.

Физические вещества многообразны по своим электрическим свойствам. Наиболее обширные классы вещества составляют проводники и диэлектрики.

Проводники

Основная особенность проводников – наличие свободных носителей зарядов, которые участвуют в тепловом движении и могут перемещаться по всему объему вещества.
Как правило, к таким веществам относятся растворы солей, расплавы, вода (кроме дистиллированной), влажная почва, тело человека и, конечно же, металлы.

Металлы считаются наиболее хорошими проводниками электрического заряда.
Есть также очень хорошие проводники, которые не являются металлами.
Среди таких проводников лучшим примером является углерод.

Все проводники обладают такими свойствами, как сопротивление и проводимость. Ввиду того, что электрические заряды, сталкиваясь с атомами или ионами вещества, преодолевают некоторое...

0 0

Идеальным называют диэлектрик, в котором отсутствуют диэлектрические потери. В схеме замещения такого диэлектрика будет только конденсатор.

Для оценки ДП вводят показатель, который зависит только от качества материала, угол диэлектрических потерь...

0 0

Все вещества состоят из атомов и молекул, имеющих положительно заряженные ядра и отрицательно заряженные электроны. Атомы и молекулы электрически нейтральны, так как заряд ядра равен суммарному заряду

электронов, окружающих ядро. При наличии внешних факторов (повышение температуры, электрическое поле и т.д.) атом или молекула теряет электрон. Этот атом превращается в положительный ион, а электрон, оторвавшийся от атома, может присоединиться к другому атому, превратив его в отрицательный ион, остаться свободным. Процесс образования ионов называют ионизацией. Количество свободных электронов или ионов в единице объема вещества называется концентрацией заряженных частиц. Таким образом, в веществе, которую поместили в электрическое поле, под действием сил поля возникает процесс движения свободных электронов или ионов в направлении сил поля, назвали электрическим током.

Свойство вещества проводить ток под действием электрического поля называется электропроводностью...

0 0

Страница 1 из 12

Юриков П. А. Как работает электрическая изоляция. Москва, «Энергия», 1972.

Показано назначение изоляции в электроустановках. Дана ее классификация. Разобран механизм возникновения абсорбционных и сквозных токов, проходящих через диэлектрики под воздействием приложенного напряжения и потерь энергии в них. Описана измерительная штанга, позволяющая контролировать электрические характеристики изоляции. Освещены основные правила ухода за изоляцией в эксплуатации.
Брошюра рассчитана на электромонтеров, занимающихся эксплуатацией и монтажом электрических сетей, подстанций и электростанций.

ОСНОВНЫЕ ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ИЗОЛЯЦИИ

Электропроводность диэлектриков. Вещество всех материалов, в том числе и диэлектриков, состоит из молекул, строение которых определяет его главные свойства. Молекулы в свою очередь состоят из атомов. В центре атома находится ядро, в котором сосредоточена почти вся масса атома и которое несет положительный...

0 0

Почему диэлектрики теряют электрическую прочность?

Диэлектриками называют вещества, основным электрическим свойством которых является способность поляризоваться в электрическом поле. В газообразных, жидких и твердых диэлектриках электрические заряды прочно связаны с атомами, молекулами или ионами и в электрическом поле могут лишь смещаться. Происходит разделение центров положительного и отрицательного зарядов, т.е. поляризация. Используемые на практике диэлектрики содержат и свободные заряды, которые, перемещаясь в электрическом поле, обусловливают электропроводность, способность диэлектрика пропускать постоянный электрический ток. Однако количество таких свободных зарядов в диэлектрике невелико, а поэтому весьма мал и ток. Следовательно, для диэлектрика характерным является весьма большое сопротивление прохождению постоянного тока.

Диэлектрическими материалами называют класс электротехнических материалов, предназначенных для использования их диэлектрических...

0 0

Из физики известно, что электрический ток – это направленное движение электрически заряженных частиц. Разные вещества проводят электрический ток по-разному. По способности передавать электрические заряды вещества делятся на ПРОВОДНИКИ и НЕПРОВОДНИКИ электричества.

Проводниками называют тела, через которые электрические заряды могут проходить от заряженного тела к незаряженному, в проводниках имеется очень много свободных заряженных частиц. Хорошие проводники электричества – это металлы, почва, вода с растворенными в ней солями, кислотами или щелочами, графит и некоторые виды органических веществ. Тело человека также проводит электричество. Это можно показать на опыте с электроскопом. Зарядим электроскоп с помощью эбонитовой или стеклянной палочки, стрелка отклонится Затем дотронемся до заряженного электроскопа рукой. Стрелка тотчас вернётся в исходное положение – к нулю. Заряд с электроскопа уходит в наше тело. В данном опыте с небольшим зарядом это не опасно, но ощутимо...

0 0