Пт. Дек 8th, 2023

Металлы в твердом состоянии, как известно, имеют кристаллическое строение. Частицы в кристаллах расположены в строго определенном порядке, образуя пространственную (кристаллическую) решетку. От формы кристаллической решетки зависит вид и форма кристалла. На рисунке 238 изображена кристаллическая решетка в форме куба. В узлах кристаллической решетки металла расположены атомы, обладающие положительным зарядом, — ионы. На рисунке такие атомы изображены выщербленными кружками. В пространстве же между атомами движутся свободные, т. е. не связанные с ядрами своих атомов, электроны (на рисунке 238 электроны изображены маленькими кружочками).

Отрицательный заряд всех свободных электронов по абсолютному значению равен положительному заряду всех ионов решетки. Поэтому в обычных условиях металл электрически нейтрален. Свободные электроны в нем движутся беспорядочно. Беспорядочное движение электронов не создает тока в металле. Но если в металле создать электрическое поле, то все свободные электроны начнут двигаться в направлении действия электрических сил, возникнет электрический ток. Беспорядочное движение электронов при этом, конечно, сохраняется, подобно тому, как сохраняется беспорядочное движение в стайке мошкары, когда под действием ветра вся стайка перемещается в одном направлении.

elektricheskiy-tok-v-metallah

Итак, электрический тон в металлах представляет собой упорядоченное движение электронов.

Скорость движения самих электронов в проводнике под действием электрического поля невелика — несколько миллиметров в секунду, а иногда и еще меньше. Но как только в проводнике возникает электрическое поле, оно с огромной скоростью, близкой к скорости света в вакууме (300 000 км/с) распространяется по всей длине проводника.

Одновременно с распространением электрического поля начинают двигаться в одном направлении по всей длине проводника электроны. Так, например, при замыкании цепи электрической лампы в упорядоченное движение приходят и электроны, имеющиеся в спирали лампы.

Понять это поможет сравнение электрического тока с течением воды в водопроводе, а распространения электрического поля — с распространением давления воды. При подъеме воды в водонапорную башню очень быстро по всей водопроводной системе распространяется давление (напор) воды. Когда мы открываем кран, то вода в нем уже находится под давлением и сразу начинает течь. Но из крана течет та вода, которая уже была в нем, а вода из башни дойдет до крана много позднее, так как движение воды происходит с меньшей скоростью, чем распространение давления.

Когда говорят о скорости распространения электрического тока в  проводнике, то имеют в виду скорость распространения по проводнику электрического поля.

Электрический сигнал, посланный, например, по проводам из Москвы во Владивосток (s = 8000 км), приходит туда примерно через 0,03 с.

Вопросы. 1. Как объяснить, что в обычных условиях металл электрически нейтрален? 2. Почему беспорядочное движение электронов в металле не вызывает переноса электрического заряда? 3. Что представляет собой электрический ток в металле? 4. Что нужно создать в металле, чтобы вызвать в нем упорядоченное движение электронов? 5. Какую скорость имеют в виду, когда говорят о скорости распространения электрического тока в проводнике?

От content

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Ads Blocker Image Powered by Code Help Pro

Обнаружен блокировщик рекламы! Пожалуйста, обратите внимание на эту информацию.

We\'ve detected that you are using AdBlock or some other adblocking software which is preventing the page from fully loading.

У нас нет баннеров, флэшей, анимации, отвратительных звуков или всплывающих объявлений. Мы не реализовываем эти типы надоедливых объявлений! Нам нужны деньги для обслуживания сайта, и почти все они приходят от нашей интернет-рекламы.

Пожалуйста, добавьте tehnar.info к вашему белому списку блокирования объявлений или отключите программное обеспечение, блокирующее рекламу.