30 235 subscribers

Электрический ток (доступным языком)

3,5k full reads

Понятие электрический ток присутствует во всех технических дисциплинах. Впервые мы встречаемся с ним даже раньше, чем начинаем изучать физику в школе.

Ещё дома родители учат нас, что если вы перережете вдруг провод металлическими ножницами, то вас ударит током.

Так у многих формируется панический страх некоторой хитрой субстанции, которая живет в проводах и может сильно ужалить или даже убить, а у некоторых это явление просто становится чем-то самим собой разумеющемся. При этом обе эти категории пользователей тока вряд ли ответят на простой вопрос что такое электрический ток.

Электрический ток (доступным языком)

Между тем, для дальнейшего изучения физики и инженерного дела это очень важно. Да и для жизни в современном обществе тоже.

Определение электрического тока

Электрический ток (доступным языком)
Электрическим током называется направленное упорядоченное движение частиц

Много вопросов, а понимания нет, не правда ли? :)

Разбираем определение тока

Каких таких частиц?

Дело в том, что электрический ток формируется из частиц, уже существующих в проводнике. Именно поэтому, скажем, металлы, проводят электрический ток, а резины не проводят (или практически не проводят). В металлах есть такие свободные электроны, которые шатаются по объему проводника без дела, в резине нет.

Электрический ток (доступным языком)

Электрический ток не сможет появиться в материале, где отсутствуют эти свободные частички.

Помимо электронов подобными частичками могут выступать также ионы или дырки.

Но вы можете спросить, а почему же тогда металл не ударяет током даже когда не проводит ток?

Вопрос правильный! Но не совсем. В металлах действительно есть свободные электроны, которые появляются из-за перехода одного атома к другому. Эти процессы идут всегда и всегда есть некоторая миграция. Во всех телах. Но пока они не направлены, это не есть электрический ток. Слишком мала интенсивность миграции. Вот и получили следующее ключевое слово направленное движение. Куда же оно направлено?

Электрический ток условно направлен по направлению движения положительных зарядов в замкнутой цепи. Почему условно? Потому что электроны проводимости открыли позже, чем сделали предположение о направлении, а переписывать было лень :)...

Электрический ток (доступным языком)

И конечно же, у вас возник важный вопрос.

Почему частицы-то куда-то направляются и как это происходит?

Движение частиц активирует электрическое поле. У него есть некоторая напряженность. Про это стоит написать отдельную статью, а тут запомним лишь, что именно электрическое поле толкает частицы по проводнику.

Ещё запомним, что до конца никто так и не понял, что такое электрическое поле и именуем мы его особым родом материи вокруг заряженных тел, посредством которых тела взаимодействуют друг с другом.

Электрический ток (доступным языком)

Напряженность этого поля и есть отношение силы, с которой поле действует на заряд, к величине самого заряда. Пока ограничимся таким пониманием.

Но тогда частицы в проводнике должны кончится?

Тоже очень интересный и правильный вопрос. Они и правда бы кончились, если бы не поступали новые от аккумулятора или батарейки в нам в цепь. Так у нас и появляется электрическая цепь. В батарейке целый склад таких частиц.

Электрический ток (доступным языком)

Почему же тогда электрическое поле, которое всё это толкает, не остается только в самой батарейке?

Электрическое поле вокруг батарейки будет выглядеть примерно так.

Электрический ток (доступным языком)

Если дать возможность свободным электронам перетекать из батарейки в провод (буквально создать мостик, как для муравьев соломинкой), то и поле потянется за ними и будет толкать их дальше по этому мостику. Представьте, что вокруг муравья, бегущего по трубочке, есть электрическое поле. Муравей у нас есть заряженная частица, вокруг которой есть поле. Муравей пробежал вперед, а поле побежало с ним. При этом трубочка - это провод.

Почему же тогда вокруг обычной железяки электрического поля нет?

Потому что там нет достаточного количества заряженных частиц, вокруг которых есть эта форма материи. В батарейки же этих зарядов хоть отбавляй.

Ну и теперь, когда мы всё знаем, давайте сформулируем корявое определение из учебника в полноценном виде:

Электрический ток - это направленное движение свободных частиц, которые уже были в проводнике (разные в зависимости от рода проводника) и не двигались упорядоченно, пока не попали под воздействие электрического поля (особого рода материи) с вектором напряженности (которая является отношением силы воздействия на заряд от поля к величине заряда) и не стали двигаться. Источником как свободных частиц, так и поля, которое толкает их вперед, явился источник тока.