И силён электрический ток
- Участник: Анохина Анастасия Владимировна
- Руководитель: Валуйская Ольга Александровна
Моя работа названа словами Александра Блока: «И силен электрический ток!» В этих словах очень точно отражено значение электрического тока и многогранность этого явления: наблюдение в природе, применение в технике и быту.
Среднестатистическая семья в быту применяет приборов около 23-30 электроприборов, это практически говорит о незаменимости этого явления.
Это с одной стороны, с другой стороны это явление очень опасно, и при эксплуатации электрических приборов необходимо выполнять правила безопасности.
Что же такое электричество?
Эрнест Резерфорд называл Николу Тесла «вдохновенным пророком электричества».
Площади и улицы Нью-Йорка освещались лампами конструкции Теслы. На предприятиях работали его электромоторы, выпрямители, генераторы, трансформаторы…
«Что же такое электричество? Я по-прежнему задаю себе этот же вопрос, но не в состоянии ответить на него…»
Никола Тесла
Сейчас принято считать, что электрический ток это сонаправленное движение заряженных частиц.
Для образования постоянного электрического тока необходимы два условия: наличие свободных зарядов и действие постоянного электрического поля.
Электрическое поле способно совершать работу по перемещению электрического заряда из одной точки поля в другую.
Рис.1. Направление тока
В металлах электрический ток образован свободными электронами, но за направление тока принято считать направление движения положительных зарядов.
Перейдем к экспериментальной части работы.
Опыт 1: «Образование электрического тока».
Цель: определить наличие электрического тока
Оборудование: 2 электрометра, металлический стержень – проводник, стеклянная палочка, тетрадный лист.
Гиперссылка на видео: https://yadi.sk/i/cUX06tlg3Jfzqw
Рис. 2
Рис. 3
Методика проведения эксперимента
- Наэлектризуем стеклянную палочку при трении о бумагу. Палочка получает положительный заряд, бумага отрицательный по закону сохранения электрического заряда.
- От стеклянной наэлектризованной палочки передадим положительный заряд одному из электрометров. По углу отклонения стрелки электрометра оценим величину переданного заряда. Принцип действия прибора основан на явлении отталкивания одноименных зарядов.
- Соединим заряженный и незаряженный электрометры металлическим стержнем.
- Заряды на двух электрометрах станут равными.
Вывод: проводник попадает под действие электрического поля заряженного электрометра, внутри металлического стержня образуется электрический ток.
Электрический ток вызывает различные явления. Эти явления называют действиями тока. Различают действия: магнитное, тепловое, химическое и физиологическое.
Универсальным является действие магнитное.
Опыт №2: «Действие магнитного поля на проводник с током»
Цель: наблюдать действие постоянного магнита на проводник с током.
Оборудование: штатив, источник тока, реостат, катушка-моток, соединительные провода, ключ.
Гиперссылка на видео: https://yadi.sk/i/n3-IkEhY3JfxGK
Рис. 4
Рис. 5
Методика проведения эксперимента
- Соберем электрическую цепь так, чтобы все приборы были соединены последовательно.
- Поместим проводник в магнитное поле постоянного дугообразного магнита.
- Замкнем электрическую цепь.
- Проводник с током выталкивается (притягивается) магнитным полем магнита.
Проводник выталкивается или притягивается под действием силы Ампера.
Сила Ампера – это сила, с которой магнитное поле действует на проводник с током, находящийся в этом поле.
Сила Ампера тем больше, чем больше величина магнитного поля, сила тока в проводнике и его длина. Силу тока можно изменить при помощи реостата, а величину магнитного поля, используя разные магниты.
Механизм взаимодействия: магнит образует вокруг себя магнитное поле, которое действует на проводник с током, а проводник с током образует свое магнитное поле, действующее на магнит.
Направление силы Ампера определяют по правилу левой руки: четыре пальца по току, магнитные линии в ладонь, тогда большой отогнутый палец по направлению силы Ампера.
Вывод: магнитное поле постоянного магнита действует на проводник с током, находящийся в этом поле. Это действие называется силой Ампера.
Электрический ток позволяет наблюдать не только различные физические явления, но явления из других научных областей, например, из химии.
Опыт №3: «Химическое действие тока»
Цель: обнаружить на опыте химическое действие тока.
Оборудование: колба с раствором медного купороса, стакан, источник тока, ключ, низковольтная лампочка, электроды, соединительные провода.
Гиперссылка на видео: https://yadi.sk/i/yTuwlLPl3JfxZd
Рис. 6
Рис. 7
Методика проведения эксперимента
- Соберем электрическую цепь, соединяя два электрода, низковольтную лампочку, ключ и источник постоянного тока. Используем две батарейки, соединенные последовательно, для увеличения силы тока, т.к. потребители (лампа и раствор медного купороса обладают электрическим сопротивлением).
- Электроды поместим в пустой стакан, замкнем ключ. Лампочка не загорелась, значит, тока в цепи нет.
- Аккуратно нальем в стакан водный раствор медного купороса. Лампочка загорелась, это означает, что в цепи протекает ток.
Водный раствор медного купороса является примером проводника электрического тока. Свойство электролитов проводить электрический ток объясняется тем, что растворы электролитов диссоциируют на ионы, т.е. в растворе появляются свободные заряды, способные проводить электрический ток. Характер проводимости – ионный.
Вывод: водный раствор медного купороса проводит электрический ток. Через некоторое время на одном из электродов образуется в чистом виде медь, что также имеет большое практическое значение.
Заключение
Значение электричества в нашей жизни
Электрический ток применяется во всех областях нашей жизни. Как говорилось выше, ежедневно мы пользуемся многими приборами, потребляющих электричество.
На тепловом действии тока основана работа таких приборов как: обогреватели, утюги, чайники, паяльники, микроволновые печи.
Магнитное действие тока применяется в геологической разведке, в работе электромагнитов, двигателях постоянного тока и электроизмерительных приборах.
Для получения чистых металлов, в гальванопластике и гальваностегии используют химическое действие тока.
В биологии и медицине осуществляют 3D – моделирование нервных путей, соединяющих различные области мозга, назначают физиотерапевтические процедуры при лечении различных заболеваний.
– Условное обозначение гиперссылок в презентации.