Слайд 1

преподаватель физики ГБОУ СПО «Невинномысский Энергетический Техникум» Пак Ольга Бен-Сер
«Электрический ток в газах»

Слайд 2

Процесс протекания тока через газы называют электрическим разрядом в газах. Распад молекул газа на электроны и положительные ионы называется ионизацией газа
При комнатных температурах газы являются диэлектриками. Нагревание газа или облучение ультрафиолетовыми, рентгеновскими и другими лучами вызывает ионизацию атомов или молекул газа. Газ становится проводником.

Слайд 3

Носители заряда возникают только при ионизации. Носители зарядов в газах – электроны и ионы
Если ионы и свободные электроны оказываются во внешнем электрическом поле, то они приходят в направленное движение и создают электрический ток в газах.
Механизм электропроводимости газов

Слайд 4

Несамостоятельный разряд
Явление протекания электрического тока через газ, наблюдаемое только при условии какого-либо внешнего воздействия на газ, называется несамостоятельным электрическим разрядом. При отсутствии напряжения на электродах гальванометр, включенный в цепь покажет нуль. При небольшой разности потенциалов между электродами трубки заряженные частицы начнут перемещаться, возникает газовый разряд. Но не все образующиеся ионы доходят до электродов. По мере увеличения разности потенциалов между электродами трубки возрастает и сила тока в цепи.

Слайд 5

Несамостоятельный разряд
При некотором определенном напряжении, когда все заряженные частицы, образующиеся в газе ионизатором за секунду, достигают за это время электродов. Ток достигает насыщения. Вольт-амперная характеристика несамостоятельного разряда

Слайд 6

Явление прохождения через газ электрического тока, не зависящего от внешних ионизаторов называется самостоятельным газовым разрядом в газе. Электрон, ускоряясь электрическим полем, на своем пути к аноду сталкивается с ионами и нейтральными молекулами. Его энергия пропорциональна напряженности поля и длине свободного пробега электрона. Если кинетическая энергия электрона превосходит работу, которую нужно совершить, чтобы ионизировать атом, то при столкновении электрона с атомом происходит его ионизация, называемая ионизацией электронным ударом.
Лавинообразное нарастание числа заряженных частиц в газе может начаться под воздействием сильного электрического поля. Ионизатор в этом случае уже не нужен.
Самостоятельный разряд

Слайд 7

Слайд 8

Коронный разряд наблюдается при атмосферном давлении в газе, находящимся в сильно неоднородном электрическом поле (около остриев, проводов линий высокого напряжения и т.д.) светящаяся область которого часто напоминает корону (поэтому его и назвали коронным)
Типы самостоятельного разряда

Слайд 9

Искровой разряд- Прерывистый разряд в газе, происходящий при большой напряженности электрического поля (около 3МВ/м) в воздухе при атмосферном давлении. Искровой разряд в отличии от коронного, приводит к пробою воздушного промежутка. применение: молния, для зажигания горючей смеси в ДВС, электроискровой обработки металлов
Типы самостоятельного разряда

Слайд 10

Дуговой разряд -(электрическая дуга) разряд в газе, происходящий при атмосферном давлении и небольшой разности потенциалов между близко расположенными электродами, но сила тока в электрической дуге достигает десятки ампер. Применение: прожектор, электросварка, резание тугоплавких металлов.
Типы самостоятельного разряда

Слайд 2

Электрическим током называется упорядоченное движение заряженных частиц.Чтобы получить электрический ток в проводнике, надо создать в нем электрическое поле. Под действием этого поля заряженные частицы, которые могут свободно перемещаться в этом проводнике,придут в движение в направлении действия на них электрических сил. Возникает электрический ток.Чтобы электрический ток в проводнике существовал длительное время,необходимо все это время поддерживать в нем электрическое поле. Электрическое поле в проводниках создается и может длительное время поддерживаться источниками электрического тока.

Слайд 3

Полюса источника тока

Источники тока бывают различные, но во всяком из них совершается работа по разделению положительно и отрицательно заряженных частиц. Разделенные частицы накапливаются на полюсах источника тока. Так называют места,к которым с помощью клемм или зажимов подсоединяют проводники. Один полюс источника тока заряжается положительно, а другой –отрицательно.

Слайд 4

Источники тока

В источниках тока в процессе работы по разделению заряженных частиц происходит превращение механической работы в электрическую. Так например в электрофорной машине(см. рис.) в электрическую энергию превращается механическая энергия

Слайд 5

Электрическая цепь и ее составные части

Для того чтобы использовать энергию электрического тока, нужно прежде всего иметьисточник тока. Электродвигатели, лампы, плитки, всевозможные электробытовые приборы называютприемниками илипотребителями электрической энергии.

Слайд 6

Условные обозначения, применяемые на схемах

Электрическую энергию нужно доставить к приемнику. Для этого приемник соединяют с источником электрической энергии проводами. Чтобы включать и выключать в нужное время приемники, применяют ключи, рубильники, кнопки, выключатели. Источник тока, приемники, замыкающие устройства,соединенные между собой проводами, составляют простейшую электрическую цепь Чтобы в цепи был ток,она должна быть замкнутой.Если в каком – нибудь месте провод оборвется,то ток в цепи прекратится.

Слайд 7

Схемы

Чертежи, на которых изображены способы соединения электрических приборов в цепь, называют схемами. На рисунке а) изображен пример электрической цепи.

Слайд 8

Электрический ток в металлах

Электрический ток в металлах представляет собой упорядоченное движение свободных электронов. Доказательством того, что ток в металлах обусловлен электронами,явились опыты физиков из нашей страны Л.И. Мендельштама и Н.Д. Папалекси(см.рис.), а так же американских физиков Б. Стюарта и РобертаТолмена.

Слайд 9

Узлы кристаллической решетки металла

В узлах кристаллической решетки металла расположены положительные ионы, а в пространстве межлу ними движутся свободные электроны, т. е. Не связанные с ядрами своих атомов (см. рис.). Отрицательный заряд всех свободных электронов по абсолютному значению равен положительному заряду всех ионов решетки. Поэтому в обычных условиях металл электрически нейтрален.

Слайд 10

Движение электронов

Когда в металле создается электрическое поле, оно действует на электроны с некоторой силой и сообщает ускорение в направлении, противоположном направлению вектора напряженности поля. Поэтому в электрическом поле беспорядочно движущиеся электроны смещаются в одном направлении, т.е. движутся упорядоченно.

Слайд 11

Движение электронов частично напоминает дрейф льдин во время ледохода…

Когда они,двигаясь беспорядочно и сталкиваясь друг с другом, дрейфуют по течению реки. Упорядоченное перемещение электронов проводимости и представляет собой электрический ток в металлах.

Слайд 12

Действие электрического тока.

О наличии электрического тока в цепи мы можем судить лишь по различным явлениям, которые вызывает электрический ток. Такие явления называют действиямитока. Некоторые из этих действий легко наблюдать на опыте.

Слайд 13

Тепловое действие тока…

…можно наблюдать, например, присоеденив к полюсам источника тока железную или никелиновую проволоку. Проволока при этом нагревается и, удлинившись, слегка провисает. Ее даже можно раскалить докрасна. В электрических лампах, например, тонкая вольфрамовая проволочка нагревается током да яркого свечения

Слайд 14

Химическое действие тока…

… состоит в том, что в некоторых растворах кислот при прохождении через них электрического тока наблюдается выделение веществ. Вещества,содержащиеся в растворе,откладываются на электродах, опущенных в этот раствор. Например,при пропускании тока через раствор медного купороса на отрицательно заряженном электроде выделится чистая медь. Это используют для получения чистых металлов.

Слайд 15

Магнитное действие тока …

… также можно наблюдать на опыте. Для этого медный провод, покрытый изоляционными материалом, нужно намотать на железный гвоздь, а концы провода соединить с источником тока. Когда цепь замкнута,гвоздь становится магнитом и притягивает небольшие железные предметы: гвозди, железные стружки, опилки. С исчезновением тока в обмотке гвоздь размагничивается.

Слайд 16

Рассмотрим теперь взаимодействие между проводником с током и магнитом.

На рисунке изображена висящая на нитях небольшая рамочка, на которую навито несколько витков тонкой медной проволоки. Концы обмотки присоединены к полюсам источника тока. Следовательно, в обмотке существует электрический ток, но рамка висит неподвижно. Если рамку поместить теперь между полюсами магнита, то она станет поворачиваться.

Слайд 17

Направление электрического тока.

Так как в большинстве случаев мы имеем дело с электрическим током в металлах, то за направление тока в цепи разумно было бы принять направление движения электронов в электрическом поле, т.е. считать, что ток направлен от отрицательного полюса источника к положительному. За направление тока условно приняли то направление, по которому движутся в проводнике положительные заряды, т.е. направление от положительного полюса источника тока к отрицательному. Это учтено во всех правилах и законах электрического тока.

Слайд 18

Сила тока.Единицы силы тока.

Электрический заряд,проходящий через поперечное сечение проводника в 1с, определяет силу тока в цепи. Значит, сила тока равна отношению электрического зарядаq, прошедшего через поперечное сечение проводника, ко времени его прохожденияt. Где I–сила тока.

Слайд 19

Опыт по взаимодействию двух проводников с током.

На Международной конференции по мерам и весам в 1948 году было решено в основу определения единицы силы тока положить явление взаимодействия двух проводников с током. Ознакомимся сначала с этим явлением на опыте…

Слайд 20

Опыт

На рисунке изображены два гибких прямых проводника, расположенных параллельно друг другу. Оба проводника подсоединены к источнику тока. При замыкании цепи по проводникам протекает ток, вследствие чего они взаимодействуют –притягиваются или отталкиваются,в зависимости от направления токов в них. Силу взаимодействия проводников с током можно измерить, она зависит от длины проводника, расстояния между ними, среды, в которой находятся проводники, от силы тока в проводниках.

Слайд 21

Единицы силы тока.

За единицу силы тока принимают силу тока, при которой отрезки таких параллельных проводников длиной 1м взаимодействуют с силой 0,0000002 Н. Эту единицу силы тока называют ампером(А) .Так как она названа в честь французского ученого Андре Ампера.

При измерении силы тока амперметр включают в цепь последовательно с тем прибором, силу тока в котором измеряют. В цепи,состоящей из источника тока и ряда проводников,соединенных так, что конец одного проводника соединяется с началом другого,сила тока во всех участках одинакова.

Слайд 25

Сила тока- очень важная характеристика электрической цепи. Работающим с электрическими цепями надо знать, что для человеческого организма безопасной считается сила тока до1 Ма. Сила тока бльше100 Ма приводит к серьезным поражениям организма.

Посмотреть все слайды

1 из 12

Презентация на тему: Электрический ток в проводниках

№ слайда 1

Описание слайда:

№ слайда 2

Описание слайда:

УРОК № 1 ТЕМА: ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК. ЦЕЛИ: 1. Повторение, углубление и усвоение новых знаний по теме «Электрический ток». 2. Развитие аналитического и синтезирующего мышления. 3. Воспитание мотивов учения, положительного отношения к знаниям. ТИП УРОКА: Урок изучения нового материала. ВИД УРОКА: Диалог-общение. ОБОРУДОВАНИЕ: лабораторный набор для измерения силы тока в цепи

№ слайда 3

Описание слайда:

Х О Д У Р О К А. I Организационный момент: 1. Сообщение темы и целей урока. 2. Опорные понятия: Виды взаимодействия. Электромагнитное взаимодействие. Электрические заряды. Электрическое поле его свойства и характеристики. Работа электрического поля. Энергия электрического поля. Электрический ток. Движение зарядов в проводнике. Направление электрического тока. Сила тока. Сила тока с точки зрения МКТ. Постоянный электрический ток.

№ слайда 4

Описание слайда:

II Опрос (фронтальный): Виды взаимодействия. Электромагнитное взаимодействие. Электрические заряды. Взаимодействие электрич. зарядов. Устойчивые и неустойчивые системы электрических зарядов. Электрическое поле. Свойства электрического поля. Характеристики электрического поля. Работа электрического поля. Энергия электрического поля. Электрический ток.

№ слайда 5

Описание слайда:

№ слайда 6

Описание слайда:

3. Каковы основные особенности, свойства, структура поля движущихся зарядов? Движущийся электрический заряд является источником электромагнитного поля; поле вихревое; силовые линии замкнуты. Структура электромагнитного поля диполя, совершающего гармонические колебания.

№ слайда 7

Описание слайда:

3. Что показывает сила тока? 4. Сила тока как физическая величина. 5. Как выбирают направление электрического тока? 6. В чём измеряется сила тока? 7. Что называется постоянным электрическим током? 8. Каким прибором измеряется сила тока? Что вы знаете об этом приборе? 9. Соберите цепь и измерьте силу тока в цепи. А Количественной мерой электрического тока служит сила тока I – скалярная физическая величина, равная отношению заряда Δq, переносимого через поперечное сечение проводника (рис. 1.8.1) за интервал времени Δt, к этому интервалу времени. За направление электрического тока принято направление движения положительных свободных зарядов. Сила тока измеряется в амперах – «А». Ампер – это основная единица измерения. А =Кл/с Если сила тока и его направление не изменяются со временем, то такой ток называется постоянным.

№ слайда 8

Описание слайда:

12. Где применяется постоянный электрический ток? 10. Мы уже сравнивали интенсивность движения заряженных частиц в проводнике с интенсивностью движения автомобилей через пропускной пункт на автодороге. Что характеризует интенсивность направленного движения заряженных частиц в проводнике? Δq = qN; N=nV = nSΔl; I = qnSvΔt/Δt. I = qnSv Интенсивность характеризует величину электрического заряда, проходящего через поперечное сечение проводника з а 1 с, или силу тока. 11. Как вычислить силу тока с точки зрения МКТ? Сила тока с точки зрения МКТ: I=Δq/Δt;№ слайда 10

Описание слайда:

VI Тест на обученность. Движение электронов в металлическом проводнике, помещённом в электрическое поле А – хаотическое тепловое, Б – упорядоченное по направлению напряжённости электрического поля, В – является результатом наложения упорядоченного движения электронов, на хаотическое тепловое, Г – совпадает с направлением электрического тока в проводнике. 2. В каких единицах измеряется сила тока? А – Кл, Б – Кл/с, В – Кл с, Г – А. 3. От чего зависит сила тока в проводнике? А – от величины заряда, его скорости, концентрации и площади поперечного сечения проводника, Б – от величины заряда, его скорости, концентрации и длины проводника, В – от величины заряда, прошедшего через поперечное сечение проводника и времени его прохождения, Г – от напряжения на концах проводника и сопротивления проводника. (1 вариант выполняет, 2 вариант проверяет красной пастой). Работы выполняются в течение 5 минут (4+1) и сдаются учителю.

№ слайда 11

Описание слайда:

VI Рефлексия. 1. Движение электронов в металлическом проводнике, помещённом в электрическое поле В – является результатом наложения упорядоченного движения электронов, на хаотическое тепловое. 2. В каких единицах измеряется сила тока? Б – Кл/с, Г – А. 3. От чего зависит сила тока в проводнике? А – от величины заряда, его скорости, концентрации и площади поперечного сечения проводника, В – от величины заряда, прошедшего через поперечное сечение проводника и времени его прохождения, Г – от напряжения на концах проводника и сопротивления проводника. VII Подведение итогов.

№ слайда 12

Описание слайда:

Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Подписи к слайдам:

Постоянный электрический ток

Электрическим током называется упорядоченное (направленное) движение заряженных частиц.

Электрический ток – упорядоченное движение заряженных частиц. Для существования электрического тока необходимы следующие условия: Наличие свободных электрических зарядов в проводнике; Наличие внешнего электрического поля для проводника.

Сила тока равна отношению электрического заряда q , прошедшего через поперечное сечение проводника, ко времен его прохождения t . I= I -сила тока(А) q- электрический заряд(Кл) t- время(с) g t

Единица измерения силы тока -7

Ампер Андре Мари Родился 22 января 1775 в Полемье близ Лиона в аристократической семье. Получил домашнее образование.. Занимался исследованиям связи между электричеством и магнетизмом (этот круг явлений Ампер называл электродинамикой). Впоследствии разработал теорию магнетизма. Умер Ампер в Марселе 10 июня 1836.

Амперметр Амперметр- прибор для измерения силы тока. Амперметр включают в цепь последовательно с тем прибором, силу тока в котором измеряют.

ПРИМЕНЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА

Биологическое действие тока

Тепловое действие тока

Химическое действие электрического тока Впервые было открыто в 1800г.

Химическое действие тока

Магнитное действие тока

Магнитное действие тока

Сравни опыты, проводимые на рисунках. Что общего и чем отличаются опыты? Источник тока - это устройство, в котором происходит преобразование какого-либо вида энергии в электрическую энергию. Устройства, разделяющие заряды, т.е. создающие электрическое поле, называют источниками тока.

Первая электрическая батарея появилась в 1799 году. Её изобрел итальянский физик Алессандро Вольта (1745 - 1827) - итальянский физик, химик и физиолог, изобретатель источника постоянного электрического тока. Его первый источник тока – «вольтов столб» был построен в точном соответствии с его теорией «металлического» электричества. Вольта положил друг на друга попеременно несколько десятков небольших цинковых и серебряных кружочков, проложив меж ними бумагу, смоченную подсоленной водой.

Механический источник тока - механическая энергия преобразуется в электрическую энергию. До конца XVIII века все технические источники тока были основаны на электризации трением. Наиболее эффективным из этих источников стала электрофорная машина (диски машины приводятся во вращение в противоположных направлениях. В результате трения щеток о диски на кондукторах машины накапливаются заряды противоположного знака) Электрофорная машина

Тепловой источник тока - внутренняя энергия преобразуется в электрическую энергию Термопара Термоэлемент (термопара) - две проволоки из разных металлов необходимо спаять с одного края, затем нагреть место спая, то в них возникает ток. Заряды разделяются при нагревании спая. Термоэлементы применяются в термодатчиках и на геотермальных электростанциях в качестве датчика температуры. Термоэлемент

Энергия света c помощью солнечных батарей преобразуется в электрическую энергию. Солнечная батарея Фотоэлемент. При освещении некоторых веществ светом в них появляется ток, световая энергия превращается в электрическую. В данном приборе заряды разделяются под действием света. Из фотоэлементов составлены солнечные батареи. Применяются в солнечных батареях, световых датчиках, калькуляторах, видеокамерах. Фотоэлемент

Электромеханический генератор. Заряды разделяются путем совершения механической работы. Применяется для производства промышленной электроэнергии. Электромеханический генератор Генератор (от лат. generator - производитель) - устройство, аппарат или машина, производящая какой-либо продукт.

Рис. 1 Рис. 2 Рис. 3 Какие источники тока вы видите на рисунках?

Устройство гальванического элемента Гальванический элемент- химический источник тока, в котором электрическая энергия вырабатывается в результате прямого преобразования химической энергии окислительно-восстановительной реакцией.

Из нескольких гальванических элементов можно составить батарею.

Аккумулятор (от лат. accumulator - собиратель) - устройство для накопления энергии с целью ее последующего использования.

Источник тока Способ разделения зарядов Применение Фотоэлемент Действие света Солнечные батареи Термоэлемент Нагревание спаев Измерение температуры Электромехани-ческий генератор Совершение механической работы Производство промышленной эл. энерг. Гальванический элемент Химическая реакция Фонарики, радиоприемники Аккумулятор Химическая реакция Автомобили Классификация источников тока

Что называют электрическим током? (Электрическим током называется упорядоченное движение заряженных частиц.) 2. Что может заставить заряженные частицы упорядоченно двигаться? (Электрическое поле.) 3. Как можно создать электрическое поле? (С помощью электризации.) 4. Можно ли искру, возникшую в электрофорной машине, назвать электрическим током? (Да, так как имеет место кратковременное упорядоченное движение заряженных частиц?) Закрепление материала. Вопросы:

5. Что является положительным и отрицательным полюсами источника тока? 6. Какие источники тока вы знаете? 7. Возникает ли электрический ток при заземлении заряженного металлического шарика? 8. Движутся ли заряженные частицы в проводнике, когда по нему идет ток? 9. Если вы возьмёте картофелину или яблоко и воткнёте в них медную и цинковую пластинки. Затем подсоедините к этим пластинкам 1,5-В лампочку. Что у вас получится? Закрепление материала. Вопросы:

Решаем в классе Стр.27 задача 5.2

Для опыта тебе понадобится: Прочное бумажное полотенце; пищевая фольга; ножницы; медные монеты; поваренная соль; вода; два изолированных медных провода; маленькая лампочка (1,5 В). Твои действия: Раствори в воде немного соли; Нарежь аккуратно бумажное полотенце и фольгу на квадратики чуть крупнее монет; Намочи бумажные квадратики в солёной воде; Положи друг на друга стопкой: медную монету, кусочек фольги, снова монету, и так далее несколько раз. Сверху стопки должна быть бумага, внизу – монета. Защищённый конец одного провода подсунь под стопку, второй конец присоедини к лампочке. Один конец второго провода положи на стопку сверху, второй тоже присоедини к лампочке. Что получилось? Домашний проект. Сделай батарейку.

Использованные ресурсы и литература: Кабардин О.Ф.физика 8класс М.:Просвещение,2014г. Томилин А.Н. Рассказы об электричестве. http://ru.wikipedia.org http:// www.disel.r u http:// www.fizika.ru http:// www.edu.doal.ru http:// schools.mari-el.ru http:// www.iro.yar.ru Домашнее задание: § 5,6,7 стр27, задача №5.1; Домашний проект. Сделай батарейку (инструкция выдаётся каждому ученику).