"Физика", Белага В.В., Ломаченков И.А., Панебратцев Ю.А.
Электрический ток — упорядоченное движение заряженных частиц — способен нагревать проводники, вызывать химические превращения, создавать магнитное поле и воздействовать на живые организмы. Эти действия помогают объяснить работу чайника, лампы и электромагнита, а также получение и покрытие металлов. Несколько действий могут проявляться одновременно, а сила воздействия зависит от условий в цепи. Знание свойств тока позволяет понимать работу приборов и соблюдать электробезопасность.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Тепловое действие электрического тока — нагрев проводника при прохождении через него тока. Например, спираль нагревателя становится горячей, а нить лампы накаливания разогревается так сильно, что начинает светиться. Это понятие помогает объяснить работу приборов, которые превращают электрическую энергию в тепло или свет.
Химическое действие электрического тока — химические превращения в растворах и расплавах электролитов, сопровождаемые выделением веществ на электродах. Электролиты — вещества, растворы или расплавы которых проводят ток благодаря движению заряженных частиц. Это действие используют, когда нужно получить вещество или нанести металлический слой на изделие.
Магнитное действие электрического тока — возникновение магнитного поля вокруг проводника, по которому идёт ток. Поле действует на магнитную стрелку и другие магниты, поэтому его можно обнаружить по изменению их положения. Это понятие связывает электрические цепи с работой электромагнитов и двигателей.
Физиологическое действие электрического тока — воздействие тока на организм человека или животного при прохождении через тело. Ток может влиять на мышцы и нервную систему, а последствия бывают опасными. Знание этого действия нужно, чтобы понимать необходимость правил электробезопасности.
Проводник нагревается потому, что движущиеся заряженные частицы взаимодействуют с частицами вещества и передают им энергию. Частицы проводника начинают двигаться интенсивнее, поэтому температура повышается. Так работают электрическая плитка и утюг: их нагревательные элементы превращают электрическую энергию в тепловую. В лампе накаливания нить нагревается до высокой температуры и начинает испускать свет.
В электролите ток переносится заряженными частицами, которые движутся к электродам. При взаимодействии частиц с электродами и веществом раствора происходят химические реакции, поэтому на поверхности электродов может появиться осадок или газ. Если осаждается металл, его можно использовать для покрытия предмета тонким слоем этого металла. Так защищают изделия от коррозии или придают им нужный внешний вид; электролиз также применяют для получения некоторых металлов.
Магнитное действие обнаруживают простым опытом: рядом с проводником размещают магнитную стрелку и пропускают по проводнику ток. Стрелка отклоняется, потому что на неё действует магнитное поле, возникшее вокруг проводника. Когда ток прекращают, действие этого поля исчезает, и стрелка возвращается в исходное положение под влиянием магнитного поля Земли. Опыт показывает, что источник магнитного поля — не только постоянный магнит, но и движущиеся заряды.
У одного и того же проводника могут одновременно проявляться разные действия тока. Например, проводник нагревается, поскольку получает энергию от движущихся зарядов, и одновременно вокруг него возникает магнитное поле. То, какое действие заметнее, зависит от устройства цепи и от того, что именно наблюдают: температуру, химические изменения или поведение магнита. Поэтому не следует искать у каждого прибора только одно действие тока.
Когда ток проходит через тело, он воздействует на мышцы и нервную систему, нарушая их нормальную работу. Опасность зависит от условий прохождения тока, поэтому нельзя считать любое прикосновение к проводам безопасным. Не прикасайся к оголённым проводам и не пользуйся повреждёнными электроприборами; при неисправности нужно сообщить взрослому. Правила безопасности необходимы именно потому, что воздействие тока на организм может причинить серьёзный вред.
| Действие тока | Как обнаружить | Пример применения |
|---|---|---|
| Тепловое | Проводник нагревается при прохождении тока. | Электрический чайник, плитка, утюг. |
| Химическое | В электролите на электродах выделяются вещества. | Получение металлов, нанесение металлического покрытия. |
| Магнитное | Магнитная стрелка рядом с проводником отклоняется. | Электромагнит, электрический двигатель. |
| Физиологическое | Ток воздействует на мышцы и нервную систему. | Специальные медицинские процедуры под контролем специалистов. |
Чтобы воспользоваться таблицей, сначала определи, какое изменение наблюдается: нагрев, выделение вещества, движение стрелки или воздействие на организм. Затем найди соответствующее действие тока и свяжи его с примером применения. Помни, что в одном устройстве могут одновременно проявляться несколько действий.
Условие. Нужно назвать действие тока, благодаря которому нагревается спираль электрического чайника. Здесь дано наблюдаемое изменение — повышение температуры проводника; искать числовые значения или выполнять вычисления не требуется. Достаточно связать это изменение с известным действием тока.
Определяем, что именно происходит со спиралью: она становится горячей, когда через неё проходит ток.
Сравниваем наблюдение с проявлениями действий тока: нагрев проводника относится к тепловому действию.
Проверяем, что ответ объясняет именно нагрев, а не появление магнитного поля или химическое превращение.
Ответ. Спираль чайника нагревается благодаря тепловому действию электрического тока. Электрическая энергия в нагревательном элементе превращается в тепловую.
Условие. Рядом с проводником, подключённым к источнику тока, помещают магнитную стрелку. Нужно предсказать, что произойдёт после замыкания цепи и какое действие тока можно обнаружить. Важно сравнить положение стрелки до появления тока и во время его прохождения.
Когда цепь замкнута, по проводнику начинает идти ток, то есть движутся заряженные частицы.
Вокруг проводника с током возникает магнитное поле, которое действует на магнитную стрелку.
Из-за этого стрелка отклоняется; такое изменение показывает наличие магнитного поля, созданного током.
Ответ. Магнитная стрелка отклонится. Это доказывает магнитное действие электрического тока.
Условие. Через раствор электролита пропускают ток, и на электроде осаждается металл. Нужно определить действие тока и объяснить, почему этот процесс подходит для покрытия изделий. Осаждение означает, что металл из раствора оказался на поверхности электрода.
Выделение нового вещества на электроде указывает на химические изменения в электролите.
Такие изменения возникают при прохождении тока через раствор электролита, значит, проявляется химическое действие тока.
Если электродом служит изделие, осаждающийся металл покрывает его поверхность тонким слоем. Так можно придать предмету нужные свойства или внешний вид.
Ответ. Это химическое действие электрического тока. Выделение металла на поверхности изделия используют для нанесения металлического покрытия.
Ошибочно считать, что ток оказывает только одно действие. Так думают, если замечают лишь самый очевидный результат работы прибора, однако нагрев проводника может сопровождаться возникновением магнитного поля. Проверь себя: спроси, может ли ток в этой цепи вызвать и другие изменения, даже если они не видны сразу.
Магнитное действие тока иногда путают с действием постоянного магнита. Но магнитное поле в опыте появляется вокруг проводника именно при прохождении тока, а не потому, что сам проводник обязательно является магнитом. Для проверки сравни положение стрелки при включённой и выключенной цепи.
Нагрев проводника не всегда означает неисправность. В чайнике или утюге нагрев предусмотрен устройством прибора и является полезным результатом теплового действия тока. Проверь себя: является ли деталь нагревательным элементом и соответствует ли нагрев нормальной работе прибора; если прибор повреждён или ведёт себя необычно, не пользуйся им.
Опасно считать безопасным прикосновение к проводу только потому, что ток не виден. Воздействие на организм нельзя оценить по внешнему виду проводника, а последствия зависят от условий прохождения тока. Проверяй себя просто: не трогай оголённые провода и неисправные приборы, а о проблеме сразу сообщай взрослому.
Чтобы понимать действия тока, нужно знать, что такое электрический ток — упорядоченное движение заряженных частиц, — и уметь распознавать источник, провода и другие элементы электрической цепи. Тепловое действие помогает объяснять работу бытовых электроприборов, а химическое — процессы электролиза. Магнитное действие становится основой для изучения электромагнитов и электрических двигателей: оно показывает, как электрическая цепь может приводить в движение детали устройства.
Какие действия может оказывать электрический ток?
Ток оказывает тепловое, химическое, магнитное и физиологическое действия. В одной цепи несколько из них могут проявляться одновременно.
Почему проводник нагревается при прохождении тока?
Движущиеся заряженные частицы передают энергию частицам проводника. Из-за этого усиливается их движение, и проводник нагревается.
Как обнаружить магнитное действие электрического тока?
Рядом с проводником помещают магнитную стрелку и замыкают цепь. Если стрелка отклоняется, значит, ток создал вокруг проводника магнитное поле.
Что происходит при прохождении тока через раствор электролита?
В растворе движутся заряженные частицы, а на электродах протекают химические реакции. В результате вещества могут выделяться на электродах.
Почему электрический ток опасен для человека?
Ток, проходя через тело, воздействует на мышцы и нервную систему. Последствия зависят от условий прохождения тока, поэтому нельзя прикасаться к оголённым проводам и неисправным приборам.
31. Примеры действия электрического тока
