Реферат електричний струм в різних середовищах

Обновлено: 09.05.2024

Электрический ток – упорядоченное (направленное) движение заряженных частиц.

Источник тока – приспособление для создания и поддержки электрического поля. В источниках тока происходит разделение зарядов на полюсах; в результате выполнения раздела разрядов все виды энергии превращаются в электрическую.

Виды источников тока:

1. Электрическая машина;

3. Химические элементы: (аккумуляторы, батарейки и т.д.);

5. Солнечная батарея.

Действие электрического тока:

1. Химическое действие электрического тока – получение чистых металлов из их растворов. Применение: в гальванических ваннах покрывают (напыляют ценными металлами изделия);

2. Тепловое действие тока – выделение тепла из нагревательного элемента (электропечь, утюг). Применение: для приготовления пищи, для освещения, обогрева помещения.

3. Магнитное действие тока – явление взаимодействия тела с током и магнита. Применение: магнитное действие катушки с током и магнита используют в устройстве прибора, называемого гальванометром.

Сила тока

Сила тока – физическая величина, характеризующая количество электричества, проходящее через поперечное сечение проводника за единицу времени.

q - количество электричества;

t - время

Електричний струм - це упорядкований (спрямований) рух заряджених частинок.

Джерело струму - пристрій для створення і підтримки електричного поля. У джерелах струму відбувається розділення зарядів на полюсах; в результаті виконання розділу розрядів всі види енергії перетворюються в електричну.

Види джерел струму:

1. Електрична машина;

3. Хімічні елементи: (акумулятори, батарейки тощо);

5. Сонячна батарея.

Дія електричного струму:

1. Хімічна дія електричного струму - отримання чистих металів з їх розчинів. Застосування: в гальванічних ваннах покривають (напилюють цінними металами вироби);

2. Теплова дія струму - виділення тепла від нагрівального елемента (електропіч, праска). Застосування: для приготування їжі, для освітлення, обігріву приміщення.

3. Магнітна дія струму - явище взаємодії тіла з струмом і магніту. Застосування: магнітне дію котушки зі струмом і магніту використовують пристрої приладу, званого гальванометром.

Сила струму

Сила струму - фізична величина, що характеризує кількість електрики, що проходить через поперечний переріз провідника за одиницю часу.

q - кількість електрики;

1 КилоАмпер (1КА) = 1000 А;

Напряжение

Напряжение – физическая величина, характеризующая электрическое поле, создаваемое электрическим током в участке цепи.

q – величина заряда

1 Кілоампер (1КА) = 1000 А;

Напруга

Напруга - фізична величина, що характеризує електричне поле, створюване струмом в ділянці ланцюга.

q - величина заряду

Электропроводность

Электропроводность – характеризует способность проводника проводить электрический ток.

k – коэффициент пропорциональности = См (Симменс)

Електропровідність

Електропровідність - характеризує здатність провідника проводити електричний струм.

k - коефіцієнт пропорційності = См (Симменс)

1 См (один Симменс) – электропроводность такого проводника, по которому течет ток 1А, а напряжение на концах участка 1В.

1 См (один Симменс) - електропровідність такого провідника, по якому тече струм 1А, а напруга на кінцях ділянки 1В.

Закон Ома

ЗАКОН ОМА для участка цепи: Сила тока в электрической цепи прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению данной цепи.

То есть сила тока зависит от напряжения и сопротивления в электрической цепи.

R – сопротивление, Ом;

Сопротивление

Сопротивление – физическая величина, характеризующая способность проводника проводить электрический ток.

Сопротивление зависит от параметров проводника и вещества.

l – длина проводника, м;

S – площадь поперечного сечения (толщина) проводника, мм 2 ;

σ – удельное сопротивление проводника, Ом

ЗАКОН ОМА для дiлянки ланцюга: Сила струму в електричному ланцюгу прямо пропорційна напрузі і обернено пропорційна опору цього ланцюга.

Тобто сила струму залежить від напруги і опору в електричному ланцюгу.

Опiр

Опір - фізична величина, що характеризує здатність провідника проводити електричний струм.

Опір залежить від параметрів провідника і речовини.

l - довжина провідника, м;

S - площа поперечного перерізу (товщина) провідника, мм2;

σ - питомий опір провідника, Ом

Резистор – проводник, обладающий определенным сопротивлением. Он служит для изменения сопротивления в цепи.

Реостат – прибор, с помощью которого можно регулировать силу тока в цепи.

Потенциометр – прибор, с помощью которого можно регулировать и распределять силу тока в цепи.

Резистор - провідник, який володіє певним опором. Він служить для зміни опору в ланцюзі.

Реостат - прилад, за допомогою якого можна регулювати силу струму в ланцюзі.

Потенціометр - прилад, за допомогою якого можна регулювати і розподіляти силу струму в ланцюгу.

Небезпека ураження електричним струмом на виробництві та в побуті. Характер дії електричного струму на живу тканину. Види ураження організму людини електрострумом. Електронна теорія існування живих організмів. Допомога потерпілому від електричного струму.

Рубрика	Безопасность жизнедеятельности и охрана труда
Вид	реферат
Язык	украинский
Дата добавления	18.05.2013
Размер файла	26,5 K

Подобные документы

Чинники, що впливають на тяжкість ураження людини електричним струмом. Методи зниження ризику під час грози на відкритій місцевості. Удар струму низької напруги, що виявляється ознаками специфічної дії електричного струму: підвищення тиску, аритмія.

презентация [3,7 M], добавлен 24.09.2015

Основні причини електротравматизму на виробництві. Термічна, електролітична, біологічна та механічна дія струму на організм людини. Три ступені впливу струму з погляду безпеки. Залежність від напруги дотику величини струму, що проходить через тіло людини.

реферат [28,9 K], добавлен 30.01.2012

Дія електричного струму на організм людини, основні причини травматизму і заходи його попередження. Класифікація приміщень за ступенем небезпеки ураження та її аналіз у різних мережах. Поняття напруг крокової та дотикання. Індивідуальні засоби захисту.

реферат [1,0 M], добавлен 08.03.2011

Електротравми на виробництві. Ураження електричним струмом. Швидкість відділення ураженого від струму. Способи штучного дихання. Основні етапи надання допомоги при ураженні людини електричним струмом. Надання першої допомоги до прибуття лікаря.

контрольная работа [255,8 K], добавлен 09.06.2013

Електронебезпека - можливість людини зазнати небезпечного впливу електричного струму. Способи та засоби захисту працівників автотранспортного підприємства від ураження електричним струмом під час дотику до струмоведучих частин електроустаткування.

Электрический ток может протекать в пяти различных средах:

Электрический ток в металлах:

- Электрический ток в металлах – это упорядоченное движение электронов под действием электрического поля. Опыты показывают, что при протекании тока по металлическому проводнику не происходит переноса вещества, следовательно, ионы металла не принимают участия в переносе электрического заряда.

Опыты Толмена и Стюарта являются доказательством того, что металлы обладают электронной проводимостью

- Катушка с большим числом витков тонкой проволоки приводилась в быстрое вращение вокруг своей оси. Концы катушки с помощью гибких проводов были присоединены к чувствительному баллистическому гальванометру Г . Раскрученная катушка резко тормозилась, и в цепи возникал кратковременных ток, обусловленный инерцией электронов.

Вывод:1.носителями заряда в металлах являются электроны;

- 2. процесс образования носителей заряда – обобществление валентных электронов;

- 3.сила тока прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению проводника – выполняется закон Ома;

- 4. техническое применение электрического тока в металлах: обмотки двигателей, трансформаторов, генераторов, проводка внутри зданий, сети электропередачи, силовые кабели.

Электрический ток в вакууме

- Вакуум - сильно разреженный газ, в котором средняя длина свободного пробега частицы больше размера сосуда, то есть молекула пролетает от одной стенки сосуда до другой без соударения с другими молекулами. В результате в вакууме нет свободных носителей заряда, и электрический ток не возникает. Для создания носителей заряда в вакууме используют явление термоэлектронной эмиссии.

- В вакуум вносят металлическую спираль, покрытую оксидом металла, нагревают её электрическим током (цепь накала) и с поверхности спирали испаряются электроны, движением которых можно управлять при помощи электрического поля.

На слайде показано включение двухэлектродной лампы

- Такая лампа называется вакуумный диод

Эта электронная лампа носит название вакуумный ТРИОД.

- Она имеет третий электрод –сетку, знак потенциала на которой управляет потоком электронов .

Выводы:1. носители заряда – электроны;

- 2. процесс образования носителей заряда – термоэлектронная эмиссия;

- 3.закон Ома не выполняется;

- 4.техническое применение – вакуумные лампы (диод, триод), электронно – лучевая трубка.

Электрический ток в полупроводниках

- При нагревании или освещении некоторые электроны приобретают возможность свободно перемещаться внутри кристалла, так что при приложении электрического поля возникает направленное перемещение электронов.

- полупроводники представляют собой нечто среднее между проводниками и изоляторами.

- Полупроводники - твердые вещества, проводимость которых зависит от внешних условий (в основном от нагревания и от освещения).

С понижением температуры сопротивление металлов падает. У полупроводников, напротив, с понижением температуры сопротивление возрастает и вблизи абсолютного нуля они практически становятся изоляторами.

- Зависимость удельного сопротивления ρ чистого полупроводника от абсолютной температуры T .

Собственная проводимость полупроводников

- Атомы германия имеют четыре слабо связанных электрона на внешней оболочке. Их называют валентными электронами . В кристаллической решетке каждый атом окружен четырьмя ближайшими соседями. Связь между атомами в кристалле германия является ковалентной , т. е. осуществляется парами валентных электронов. Каждый валентный электрон принадлежит двум атомам .Валентные электроны в кристалле германия гораздо сильнее связаны с атомами, чем в металлах; поэтому концентрация электронов проводимости при комнатной температуре в полупроводниках на много порядков меньше, чем у металлов. Вблизи абсолютного нуля температуры в кристалле германия все электроны заняты в образовании связей. Такой кристалл электрического тока не проводит.

Образование электронно-дырочной пары

Примесная проводимость полупроводников

- Проводимость полупроводников при наличии примесей называется примесной проводимостью. Различают два типа примесной проводимости – электронную и дырочную проводимости.

Электронная и дырочная проводимости.

- Если примесь имеет валентность большую, чем чистый полупроводник, то появляются свободные электроны. Проводимость –электронная, примесь донорная, полупроводник n – типа.

- Если примесь имеет валентность меньшую, чем чистый полупроводник, то появляются разрывы связей – дырки. Проводимость – дырочная, примесь акцепторная, полупроводник p – типа.

Выводы:1. носители заряда – электроны и дырки;

- 2. процесс образования носителей заряда – нагревание, освещение или внедрение примесей;

- 3.закон Ома не выполняется;

- 4.техническое применение – электроника.

Электрический ток в жидкостях

- Электролитами принято называть проводящие среды, в которых протекание электрического тока сопровождается переносом вещества. Носителями свободных зарядов в электролитах являются положительно и отрицательно заряженные ионы. Электролитами являются водные растворы неорганических кислот, солей и щелочей.

Сопротивление электролитов падает с ростом температуры, так как с ростом температуры растёт количество ионов.

- График зависимости сопротивления электролита от температуры.

Явление электролиза

- - это выделение на электродах веществ, входящих в электролиты;
Положительно заряженные ионы (анионы) под действием электрического поля стремятся к отрицательному катоду, а отрицательно заряженные ионы (катионы) - к положительному аноду.
На аноде отрицательные ионы отдают лишние электроны (окислительная реакция )
На катоде положительные ионы получают недостающие электроны (восстановительная ).

Законы электролиза Фарадея.

- Законы электролиза определяют массу вещества, выделяемого при электролизе на катоде или аноде за всё время прохождения электрического тока через электролит.

- k - электрохимический эквивалент вещества,
численно равный массе вещества, выделившегося на электроде при прохождении через электролит заряда в 1 Кл.

Вывод:1. носители заряда – положительные и отрицательные ионы;

- 2. процесс образования носителей заряда – электролитическая диссоциация;

- 3 .электролиты подчиняются закону Ома;

- 4.Применение электролиза :
получение цветных металлов (очистка от примесей - рафинирование); гальваностегия - получение покрытий на металле (никелирование, хромирование, золочение, серебрение и т.д. );
гальванопластика - получение отслаиваемых покрытий (рельефных копий).

Электрический ток в газах

Зарядим конденсатор и подключим его обкладки к электрометру. Заряд на пластинах конденсатора держится сколь угодно долго, не наблюдается перехода заряда с одной пластины конденсатора на другую. Следовательно воздух между пластинами конденсатора не проводит ток.

В обычных условиях отсутствует проводимость электрического тока любыми газами. Нагреем теперь воздух в промежутке между пластинами конденсатора, внеся в него зажженную горелку. Электрометр укажет появление тока, следовательно при высокой температуре часть нейтральных молекул газа распадается на положительные и отрицательные ионы. Такое явление называется ионизацией газа.

Прохождение электрического тока через газ называется разрядом.

- Разряд, существующий при действии внешнего ионизатора, - несамостоятельный .

- Если действие внешнего ионизатора продолжается, то через определенное время в газе устанавливается внутренняя ионизация (ионизация электронным ударом) и разряд становится самостоятельным .

Виды самостоятельного разряда:

Искровой разряд

- При достаточно большой напряженности поля (около 3 МВ/м) между электродами появляется электрическая искра, имеющая вид ярко светящегося извилистого канала, соединяющего оба электрода. Газ вблизи искры нагревается до высокой температуры и внезапно расширяется, отчего возникают звуковые волны, и мы слышим характерный треск.

Молния. Красивое и небезопасное явление природы – молния – представляет собой искровой разряд в атмосфере.

Электрическая дуга (дуговой разряд)

- В 1802 году русский физик В.В. Петров (1761-1834) установил, что если присоединить к полюсам большой электрической батареи два кусочка древесного угля и, приведя угли в соприкосновение, слегка их раздвинуть, то между концами углей образуется яркое пламя, а сами концы углей раскалятся добела, испуская ослепительный свет.

Вывод:1. носители заряда – положительные, отрицательные ионы и электроны;

- 2. процесс образования носителей заряда – ионизация внешним ионизатором или электронным ударом;

- 3 .газы не подчиняются закону Ома;

- 4.Техническое применение: дуговая электросварка, коронные фильтры, искровая обработка металлов, лампы дневного света и газосветная реклама.

- 1. Кабардин О.Ф. Физика: Справ. материалы. Учеб. пособие для учащихся. – 5-е изд., перераб. и доп. – М.: Просвещение, 2003.

У цілому, вивчення теоретичних основ електричного струму в металах, електролітах, газах, вакуумі, напівпровідниках та в плазмі відбувається на основі усталеного загального підходу: спочатку з’ясовують носії електричного заряду, а потім — застосовують загальні умови існування електричного струму в електричному колі. Але чи є усталений програмний зміст теми сучасним та оптимальним з позицій… Читать ещё >

оновлений підхід до вивчення прикладних питань теми "електричний струм у різних середовищах"

Ключові слова: компетентнісний підхід, шкільна програма, оновлення прикладного компонент змісту.

Національна стратегія розвитку освіти в Україні на 2012;2021 роки передбачає перебудову та оновлення змісту, форм і методів організації навчально-виховного процесу на засадах особистісної орієнтації та компетентнісного підходу [4].

Виходячи з такого трактування сутності компетентнісного підходу приходимо до висновку про необхідність оновлення прикладного компонента змісту та перегляду ролі в загальній фізичній освіті прикладних аспектів шкільної фізики та практичних методів навчання.

Такий підхід можна назвати дедуктивним, оскільки спочатку вивчаються загальні умови існування електричного струму, а потім — частинні випадки струму в конкретних провідних середовищах [3, с. 118].

Наголосимо на тому, що однією з переваг цієї методики є вивчення струму в кожному із середовищ за єдиною схемою: з’ясовується природа носіїв заряду, характер їх руху в різних середовищах, розглядаються вольт-амперні характеристики, пояснюються ті чи інші закономірності на основі електронних уявлень. Завершується вивчення струму в конкретних середовищах з’ясуванням його практичного технологічного застосування.

Але чи є усталений програмний зміст теми сучасним та оптимальним з позицій компетентнісного навчання? Чи забезпечують найпоширеніші методики навчання та відповідні методичні посібники належну методичну базу для формування практичних умінь, навичок та досвіду творчої діяльності учнів?

У діючій програмі з фізики для 11 класу в межах теми розглядаються такі питання (профільний рівень): Електричний струм в металах. Електронна провідність металів. Питомий опір провідників та його залежність від температури. Уявлення про надпровідність.

Електричний струм в рідинах. Закони електролізу. Електрохімічний еквівалент. Застосування електролізу в техніці.

Електричний струм в газах. Несамостійний та самостійний розряд. Типи самостійного розряду та їх технічне використання. Плазма та її властивості. Практичне застосування плазми.

Електропровідність напівпровідників та її види. Власна і домішкова провідності напівпровідників. Електронно-дірковий перехід: його властивості і застосування. Напівпровідниковий діод. Транзистор. Напівпровідникові прилади та їх застосування.

Функция "чтения" служит для ознакомления с работой. Разметка, таблицы и картинки документа могут отображаться неверно или не в полном объёме!

Електричні заряди завжди виникають при тісному контакті різних речовин. Якщо тіла тверді, то їх тісної зіткненню перешкоджають мікроскопічні виступи та нерівності, які є на їх поверхні. Здавлюючи такі тіла і притираючи їх один до одного, ми зближуємо їх поверхні, які без натиску стикалися б тільки в декількох точках. У деяких тілах електричні заряди можуть вільно переміщатися між різними частинами, в інших же це неможливо. Проте потрібно зазначити, що поділ тіл на провідники та діелектрики вельми умовно. Всі речовини більшою чи меншою мірою проводять електрику. Електричні заряди бувають позитивними і негативними. Такого роду ток проіснує недовго, тому що в наелектризованому тілі скінчиться заряд. Для тривалого існування електричного струму в провіднику необхідно підтримувати електричне поле. Для цих цілей використовуються джерела електроструму.

Роблячи висновок, можна відзначити наступне: електричний струм у різних середовищах має свої особливості, які широко використовуються в різних сферах народного господарства, а також у науково-дослідних експериментах. Список використаних джерел1 Савельєв І. В. Курс загальної фізики. - навч.пос. Том ІІ. Електрика і магнетизм. - М.: Наука, 1988

Чолпан П. П. Фізика.- К.: Вища школа, 2003.