Меню

Почему тепловое движение электронов в проводнике не является электрическим током

Тест с ответами: “Электрический ток”

1. Что называют электрическим током:
а) направленное движение электронов
б) направленное движение заряженных частиц +
в) направленное движение частиц

2. Что необходимо, чтобы в проводнике возник электрический ток:
а) создание в проводнике электрического поля +
б) действие на электроны сил, вызывающих их движение
в) наэлектризовать проводник

3. Назначение источника тока:
а) создавать электрические заряды в проводнике
б) освобождать электроны в проводнике от связи с атомами
в) поддерживать существование в проводнике электрического поля +

4. Во всех источниках тока происходит этот процесс:
а) разделение положительно и отрицательно заряженных частиц +
б) скопление электронов или ионов
в) создание потоков заряженных частиц

5. Полюсами источника тока называется место, где:
а) электрические заряды взаимодействуют
б) разделяются электрические заряды
в) накапливаются электрические заряды разного знака +

6. Какие полюса и их количество имеет источник тока?
а) 3; положительный, отрицательный и нейтральный
б) 2; положительный и отрицательный +
в) 2; отрицательный и нейтральный

7. Для разделения в источнике тока электрических зарядов необходима такая энергия:
а) химическая
б) механическая
в) внутренняя
г) все ответы верны +

8. В гальваническом элементе разделение заряженных частиц происходит за счёт этой энергии:
а) энергии химических реакций +
б) энергии света
в) внутренней

9. Что в гальваническом элементе служит положительным электродом, а что — отрицательным:
а) положительным — слой смолы, отрицательным — цинковый сосуд
б) положительным — угольный стержень, отрицательным — цинковый сосуд +
в) положительным — угольный стержень, отрицательным — клейстер

10. Аккумулятор дает электрический ток только после того, как:
а) его зарядили от другого источника тока +
б) его согрели в теплом помещении
в) наэлектризовали его электроды

11. За направление электрического тока условно принимают то направление, по которому движутся в проводнике:
а) электроны и отрицательные ионы
б) отрицательные ионы
в) положительные ионы +

12. При протекании электрического тока через растворы солей в растворах выделяются вещества. В этом проявляется:
а) тепловое действие тока
б) химическое действие тока +
в) магнитное действие тока

13. При силе тока 4 А с электрическим сопротивлением 2 Ом, чему равно напряжение на участке цепи:
а) 8 В +
б) 2 В
в) 16 В

14. Если напряжение увеличить в 4 раза, а сопротивление остается неизменным, как изменится сила тока на участке цепи:
а) уменьшится в 4 раза
б) не изменится
в) увеличится в 4 раза +

15. Резисторы с сопротивлением 2 Ом и 3 Ом соединены последовательно. Необходимо выбрать верное утверждение:
а) сила тока в первом резисторе меньше, чем во втором
б) общее сопротивление резисторов больше 3 Ом +
в) общее сопротивление резисторов равно 1,2 Ом

16. Проволоку разрезали пополам и сложили вдвое. Её сопротивление изменится?
а) не изменится
б) увеличится в 4 раза
в) уменьшится в 4 раза +

17. Что необходимо для того чтобы в проводнике возник электрический ток:
а) только создать в нем электрическое поле +
б) только наличие в нем свободных электрических зарядов
в) только иметь потребителя электрической энергии

18. Устройство плавкого предохранителя основано на действии электрического тока:
а) на химическом
б) на тепловом +
в) на магнитном

19. В электрическую цепь включены параллельно друг другу сопротивления 2 Ом и 3 Ом. По меньшему из них течет ток 6 А. По большему – течет ток:
а) 4 А +
б) 2 А
в) 3 А

20. Сила тока измеряется в:
а) Джоулях
б) Омах
в) Амперах +

Читайте также:  Автомобили с генератором постоянного тока

21. Каким бывает электрический ток:
а) заряженным и незаряженным
б) кратковременным и долговременным +
в) быстрым и медленным

22. В обычных условиях газ:
а) не проводит электрический ток +
б) проводит электрический ток
в) может проводить или не проводить ток в зависимости от вида газа

23. Ток начинает существовать когда:
а) когда молекулы начинают двигаться хаотично
б) появляются свободные заряды +
в) когда молекулы газа начинают сталкиваться друг с другом

24. Какие разряды электрического тока существуют:
а) самостоятельные +
б) ограниченные
в) неограниченные

25. Какой разряд можно назвать самым слабым:
а) тлеющий
б) тихий +
в) искровой

26. Что называется рекомбинацией:
а) аналогичный процесс ионизации
б) происходит одновременно с ионизацией
в) обратный процесс ионизации +

27. В результате чего возникает электрический ток в газах:
а) ионизации +
б) понижения температуры
в) расщепления молекул

28. Какой из разрядов электрического тока применяется в бактерицидных лампах:
а) дуговой
б) искровой
в) тлеющий +

29. Как называются разряды, которые существуют, пока на них действует тело из вне:
а) тлеющие разряды
б) несамостоятельные разряды +
в) самостоятельные разряды

30. Что называется электрическим полем:
а) особый вид материи, проявляющий себя в действии на электрические заряды +
б) вид материи, имеющий электрические заряды
в) особый вид материи, проявляющий себя в действии на движущиеся электрические заряды

Источник

Движение электронов

Всем доброго времени суток!

Недавно возник небольшой вопрос, про движения электронов при постоянном и переменном токе.

Понимаю, что при постоянном происходит движение электронов не хаотичное, а от минуса к плюсу.

При переменном наоборот, хаотичное, и направление периодически меняется.

Может кто понятно объяснить почему именно так? Хочется понять для себя)

Дубликаты не найдены

Унас в проводах грубо говоря домашниеи электроны, а меняется направление поля. Хотя, как говорят, истинная природа электрического тока до сих пор до конца не ясна.

просто магия, как говорил у нас на кафедре д.т.н. лаурят гос.премии — темные электронные силы

А жаль, хотелось бы узнать побольше)

Электроны в металле двигаются под воздействием электрического поля (ЭП). Если внешнего поля нет, движение хаотичное, его макроскопическое среднее равно нулю — тока нет.

Приложили внешнее поле — электроны начинают равноускоренно двигаться. Правда, им мешает кристаллическая решетка и тепловое движение (как свое, так и других электронов), поэтому по сути потенциально максимальной скорости для данного поля они не достигают, тратя часть энергии на нагрев решетки (man закон Джоуля-Ленца). Стоит еще заметить, что мало того, что ЭП в вакууме передается со скоростью, равной скорости света, так в металлах эта скорость еще меньше за счет влияния кристаллической решетки и электронного газа. Поэтому если мы захотим увеличивать частоту изменения внешнего ЭП, на некоторой частоте (зависящей от длины проводника и его свойств) электроны попросту перестанут реагировать и будут лишь испытывать колебания в небольшой окрестности, вытесняя электрическое поле к внешним слоям проводника. Ну и не нужно забывать о всяких квантовых эффектах, которые происходят при экстремальных условиях.

Если же вернуться к нашим баранам и учесть, что переменным током обзывают обычные для «розетки» 50Гц, то длина волны таких колебаний — около 6000км, т.е. для «комнатных условий» можно сказать, что колебания в проводнике распространяются «мгновенно» и никаких волновых свойств нам учитывать не нужно. Т.е. под воздействием постоянного поля электроны плавно «разбегаются» от минусового контакта к плюсовому, а под воздействием переменного — делают то же самое, но с учетом того, что в каждый момент времени амплитуда поля изменяется, да и направление его тоже меняется 50 раз в секунду. И, естественно, на это вынужденное коллинеарное движение накладывается тепловое движение, скорость которого зависит от температуры проводника и распределена по небезызвестному закону Максвелла.

Читайте также:  Максимальный расцепитель постоянного тока

Источник



9 Достаточный уровень

Решебник по физике Л.А. Кирик Самостоятельные и контрольные работы

1. а) Почему тепловое движение электронов в проводнике не может быть названо электрическим током?

В результате беспорядочного движения электронов в проводнике не происходит преимущественного переноса зарядов в каком либо направлении, что является одним из критериев существования тока.

б) Какой заряд проходит за 2 мин через катушку гальванометра, включенного в цепь, если сила тока в цепи 12 мА?

9 Достаточный уровень

2. а) Можно ли считать, что во время удара молнии протекает электрический ток?

Да, ток — это упорядоченное движение заряженных частиц, для существования тока необходимо электрическое поле и движение заряженных частиц .

б) Сколько времени продолжался перенос заряда 7,7 Кл при силе тока 0,5 А?

9 Достаточный уровень

3. а) Имеет ли значение для теплового действия электрического тока его направление?

Тепловое действие тока вызывается прохождением электронов через проводник вне зависимости от направления. Роль играет только факт взаимодействия — сила тока и сопротивление проводника.

б) Во включенном в цепь приборе сила тока равна 8 мкА. Какое количество электричества проходит через этот прибор в течение 12 мин?

9 Достаточный уровень

4. а) Как по химическому действию электрического тока можно судить о количестве прошедшего электричества?

Чем больший заряд прошел через раствор электролита, тем больше вещества осядет на катоде и аноде.

б) По обмотке включенного в цепь прибора идет ток силой 5 мА. Какой заряд пройдет через прибор в течение 1 ч?

9 Достаточный уровень

5. а) Почему магнитная стрелка компаса перестает показывать на север, если неподалеку от компаса находится провод с электрическим током?

Так как стрелка отклоняется, находясь в любом месте вблизи провода, значит, в пространстве вокруг провода существует силовое поле. Точнее говоря, в пространстве вокруг проводника с током существует магнитное поле.

б) При какой силе тока через проводник проходит заряд 25 Кл в течение 1 ч?

9 Достаточный уровень

6. а) В чем различие в движении свободных электронов в металлическом проводнике, когда он присоединен к полюсам источника тока и когда он отсоединен от них?

В металлическом проводнике, когда отсоединен от источника тока, свободные электроны совершают хаотическое движение. Если присоединен к источнику тока, свободные электроны двигаются под воздействием разности потенциалов.

б) Сила тока, протекающего через лампу, равна 50 мА. Нормальный срок работы лампы 1000 ч. Какой заряд пройдет через лампу за такой срок эксплуатации?

Источник

§ 2.1. Что такое электрический ток?

Упорядоченное движение заряженных частиц

В предыдущей главе мы рассматривали разнообразные явления, связанные с электрически заряженными телами, находящимися в равновесии (в покое). Однако наибольший практический интерес имеет движение заряженных частиц.

Упорядоченное (направленное) движение заряженных частиц называют электрическим током.

Электрический ток существует лишь тогда, когда происходит перенос электрических зарядов с одного места в другое. Если заряженные частицы совершают беспорядочное тепловое движение, как, например, свободные электроны в куске металла, то переноса заряда не происходит (рис. 2.1).

Читайте также:  Измерительный усилитель тока их схема

Электрический заряд перемещается через поперечное сечение проводника в определенную сторону лишь в том случае, если наряду с беспорядочным движением электроны участвуют в упорядоченном движении заряженных частиц (рис. 2.2). В этом случае говорят, что в проводнике устанавливается электрический ток.

Электрический ток возникает не только при упорядоченном движении свободных электронов в металле, но и при упорядоченном движении положительных и отрицательных ионов в водных растворах и расплавах электролитов (солей, кислот, щелочей), ионов и электронов в газах, при падении заряженных капель дождя, при движении заряженного эбонитового стержня и т. д.

Однако если перемещать нейтральное в целом тело, то, несмотря на упорядоченное движение огромного числа электронов и атомных ядер, электрический ток не возникнет, так как полный (суммарный) заряд, переносимый через любое сечение, будет равен нулю. Электрический ток существует лишь в том случае, когда имеет место движение нескомпенсированного (избыточного) положительного или отрицательного заряда.

Следует ясно себе представлять, что такое упорядоченное движение заряженных частиц. При упорядоченном движении заряженные частицы могут участвовать и в тепловом движении, т. е. двигаться хаотически. На беспорядочные смещения частиц накладываются перемещения в каком-либо определенном направлении. Грубо упорядоченное движение заряженных частиц можно уподобить облаку беспорядочно толкущейся мошкары, которое перемещается в определенном направлении под действием ветра.

Направление электрического тока

Электрическому току приписывают определенное направление. За направление тока принимают направление движения положительно заряженных частиц. Поэтому если ток образован движением отрицательно заряженных частиц, то направление тока считают противоположным направлению движения частиц. Такой выбор направления тока не очень удачен, так как в большинстве случаев ток представляет собой движение электронов — отрицательно заряженных частиц. Выбор направления тока был сделан в то время, когда о свободных электронах в металлах еще ничего не знали.

Действия тока

Движение заряженных частиц в проводнике мы не видим. Однако о наличии электрического тока можно судить по различным явлениям, которые вызывает электрический ток. Такие явления называются действиями электрического тока.

Во-первых, проводник, по которому течет ток, нагревается. Это тепловое действие тока. Именно благодаря тепловому действию тока происходит нагрев спирали в электроплитке, утюге, раскаляется добела вольфрамовая нить в электрической лампочке. Однако соединительные провода в электрических цепях почти не нагреваются током. Причина этого будет объяснена в § 2.9.

Во-вторых, электрический ток может изменять химический состав проводника. Это химическое действие тока. Например, при прохождении тока через раствор медного купороса из раствора выделяется медь, а при прохождении тока через подкисленную воду она разлагается на водород и кислород.

В-третьих, ток оказывает магнитное действие. Расположенная вдоль проводника с током магнитная стрелка поворачивается перпендикулярно проводнику (рис. 2.3) (это впервые было обнаружено датским физиком X. Эрстедом в 1820 г.).

Если изолированную проволоку намотать на железный гвоздь, то он становится магнитом и притягивает железные опилки (рис. 2.4). Магнитное действие тока лежит в основе работы электрических двигателей, генераторов, трансформаторов, электрических измерительных приборов и т. д.

Магнитное действие тока в отличие от теплового и химического действия является основным, так как оно сопровождает ток всегда, без каких-либо исключений. Химическое действие имеет место лишь при прохождении тока через растворы или расплавы электролитов, а нагревание током отсутствует при прохождении его через сверхпроводники (см. § 2.6).

Источник