Чтение онлайн

И если мы представим себе устройство водопроводной сети в доме, где живем, в виде труб и системы кранов, то давайте построим самую простейшую цепь электрического тока.

Приготовим небольшую деревянную дощечку, вырежем медную и цинковую пластинки и прикрепим их к дощечке. Затем опустим эти пластинки в стакан с раствором поваренной соли (крепким), то при этом можем получить простейший источник электрического тока.

Электрический ток появляется в результате перемещения электрических зарядов (электронов). Эти заряды условно разделяются на положительные (+) и отрицательные (—). В источнике тока, который мы сделали на цинковой пластинке, возникают отрицательные (—) заряды, а на медной положительные (+).

Пластинки, на которых появляются электрические заряды, называются электродами, а раствор, в который опускают электроды – электролитом. Принято условно считать, что ток (электроны) идет от плюса (+) к минусу (—). Попав с пластинок в проводник, ток в проводнике возникает под влиянием электрического поля, которое, действуя на электроны, приводит их в движение.

Электрическое поле обладает свойством распространяться вдоль провода с огромной скоростью, близкой к скорости света, т. е. 300 000 км в секунду.

Такую же большую величину имеет распространение тока в проводе. Когда на одном конце провода возникает ток, то этот процесс распространяется настолько быстро, почти мгновенно, что на другом конце провода ток пойдет практически в тот же момент.

Поэтому, если мы медную пластинку одного источника (+) соединим с цинковой пластинкой второго (—), а медную пластинку второго (+) с цинковой пластинкой третьего (—) и к свободным концам (+) и (—) присоединим лампочку от карманного фонарика, то она сразу же загорится.

Отсюда можно вывести очень важный закон для движения тока: у всякого источника тока должно всегда быть два конца! На одном должен быть отрицательный заряд (+), на другом отрицательный заряд (—). А у потребителя (электрической лампочки и других) два места (контакта) для подключения (+) и (—). Один конец спирали, которая соединена с цоколем (+), и второй конец спирали в лампочке соединяется с отрицательным выводом (—).

Самый простой источник тока, который мы сделали, работает недолго. В нем быстро разъедается цинковая пластинка, после чего электрический ток не возникает. Но человек научился делать сухие гальванические элементы. Например, из трех сухих элементов сделана батарейка для карманного фонарика. Сухие элементы и батарейки используют не только для карманных фонариков, но и для телефона, питания радиоприемников и т. п.

Электрическая энергия для заводов, фабрик, наши домов вырабатывается на электрических станциях (гидро-, тепловых, атомных) при помощи специальных машин, которые называются генераторами. Электрические станции – это крупные источники электрической энергии, которую потребляют и дома.

– А знаешь ли ты, Саша, почему к тебе в квартиру идут сразу два провода, хотя подчас в одной оплетке? Нет?

И на этот вопрос электрику пришлось отвечать самому:

– Да потому, что и тут на потребитель подается, условно (+) (фазовое напряжение) и (—) – нулевой провод (земля).

Эти провода оканчиваются розеткой с двумя гнездами, а вилка электрического утюга, плитки, стиральной машины и т. д. тоже имеет два штыря – (+) и (—). Только при их наличии потребитель будет работать.

И когда электроэнергия вдруг переставала поступать в вашу квартиру, вам, наверное, приходилось видеть, как электрик разводил руками: ничего, мол, не могу сделать – фаза пропала, то есть (—) есть, а (+) – нет. А отсюда и нет движения электронов – электротока.

Чтобы увидеть, как протекает ток по электрической цепи, давайте составим простейшую электрическую цепь. Источником электрического тока в этой цепи является батарейка (сухие гальванические элементы), которая посредство соединена с потребителем электрической энергии – лампочкой. В такой цепи лампочка будет гореть.

Но достаточно в каком-нибудь месте разорвать любой провод (разрезаем один провод ножницами, и лампочка погаснет. Почему? Потому, что в месте разрыва проводника есть воздух – изолятор (непроводник тока).

Отсюда еще один закон тока – электрический ток может возникнуть только в замкнутой цепи.

В месте разрыва включим (подсоединим разорванные концы провода) кнопку. Нажимая на нее, можно замыкать и размыкать электрическую цепь.

Далее обратим внимание на три основных характеристики электротока. Ведь любой предмет можно измерить – он будет иметь определенную длину, ширину, высоту.

Электрический же ток с количественной стороны характеризует величина тока (иногда ее называют сила тока). Вместо термина «величина тока» обычно говорят ток. Ток – это количество электрических зарядов, проходящих через поперечное сечение провода (в см2) за 1 сек.

Сравним с водой: из малой трубы (сечение трубы меньше) воды в 1 сек выльется меньше по отношению к трубе большего диаметра за то же время).

Так и в электричестве. Чем больше электронов проходит в одну секунду через поперечное сечение провода, тем больше величина тока, которую измеряют в амперах (а). Названа в честь немецкого физика Ампера.

Если ток равен одному амперу, то это значит, что в одну секунду через поперечное сечение провода проходит 1 кулон электричества, т. е 6,3 x 1018 электронов.

В обычных осветительных лампах в вашей квартире мощностью несколько десятков ватт ток составляет несколько десятых долей ампера. В электронагревательных приборах (что обогревают нас зимой) он равен нескольким амперам, а в проводах мощных электрических линий может достигать тысяч ампер.

Однако во многих случаях, особенно в радиоаппаратуре, величина тока значительно меньше одного ампера. Поэтому весьма часто применят более мелкие единицы измерения тока – миллиампер (мА), равны одной тысячной доле ампера, и микроампер (мкА), равный одно миллионной доле ампера.

Для измерения величины тока существует прибор – амперметр. На его шкале обозначены деления в соответствующих единицах – а, ма, мка. Естественно, что мы не можем измерять величину тока в амперах, взяв прибор, рассчитанный на измерение миллионных долей ампера – микроамперметр. Такой прибор сразу же выйдет из строя. Поэтому необходимо соблюдать меры предосторожности и быть внимательным.

Для измерения величины тока надо разорвать провод и к разрыву подключить микроамперметр. Тогда весь ток пройдет через прибор и будет измерен. У подобных приборов зажимы также имеют знаки (+ и (—). Для чего? Для того, чтобы плюсовый зажим соединить с (+) источника тока, а минусовый – с (—), чтобы направление тока и в амперметре и в проводнике было от его плюсового зажима к минусовому.