61016

Электрический ток в металлах. Действия электрического тока. Направление

Конспект урока

Педагогика и дидактика

Действия электрического тока. Что необходимо чтобы в цепи существовал электрический ток Источник тока проводники потребитель тока и все эти элементы должны быть замкнуты.

Русский

2014-05-23

40 KB

6 чел.

«Электрический ток в металлах. Действия электрического тока. Направление»

Ход урока.

 Здравствуйте ребята наш урок, я хочу начать с  такого четверостишья:

 Как наша прожила б планета,

 Как люди жили бы на ней

 Без теплоты, магнита, света

 И электрических  лучей.

 Ребята, полученные знания, всегда помогают человеку в жизни, а незнания приводит к трагическим последствиям. В моем четверостишье упоминается о электрических лучах. Как вы думаете, что это такое? (электрический ток)

 Вопросы:

  1.  Что называется электрическим током?

 Упорядоченное направленное движение частиц.

  1.  Что необходимо, чтобы в цепи существовал электрический ток?

 Источник тока, проводники, потребитель тока, и все эти элементы должны быть замкнуты.

3) Работа со схемами.

 

На прошлом уроке вы изучали электрическую цепь       и ее составные части. Проверим, как вы видите запомнили прошлый материал. Из каких частей состоит электрическая цепь?

Батарея элементов, лампа,ключ, провода.

 Перед вами электрическая цепь.

Что входит в состав цепей?(РИс1: ключ, лампа,звонок,аккумулятор)                                                                    

  1.  Почему не горит исправная лампа при замыкании ключа? (Рис. 1)

Электрическая цепь имеет разрыв. Чтобы лампа загорелась, в цепи должен существовать электрический ток, а это возможно при замкнутой цепи, состоящей только из проводников электричества.  

 Учитель. Хочу вам напомнить, что при работе с электрическими цепями необходимо соблюдать правила по технике безопасности. Недопустимо касаться оголенных проводников, неисправных участков цепи и полюсов источника.

2.Изучение нового материала  «Электрический ток в металлах» - 10 мин.

 Слайд №1  Тема нашего урока: «Электрический ток в металлах. Действия электрического тока»

 Ребята кто знает, как можно избежать действия электрического тока при случайном прикосновении к электроприбору, которое оказалось под напряжением?(защита от статического электричества)

Для этого необходимо заземление, так как земля является проводником и, благодаря своим огромным размерам, может удерживать большой заряд.

 Учитель. Из каких материалов выполняется заземление?

Заземление выполняют из металла.

 Учитель. Почему предпочитают именно эти вещества, мы ответим после изучения новой темы “Электрический ток в металлах”. Запишите тему урока в тетрадь.

 Электрический ток может проходить через различные вещества: металлы, растворы и расплавы электролитов - это вещества, которые проводят электрический ток. Вы уже знаете, что для возникновения электрического тока в какой-либо среде необходимо, что бы в ней имелись заряженная частица, которая будет перемещаться под действием электрического поля. Этими частицами могут быть как электроны, так и ионы.

Вспомним строение металлов. Кто нибудь знает какого строение металлов в твердом состоянии? В твердом состоянии, металлы имеют кристаллическое строение. Модель металла - кристаллическая решетка, в узлах которой расположены положительные ионы, а в пространстве между ними хаотично движутся свободные электроны.

 

 Как вам уже известно, что количество отрицательных зарядов равен количеству положительных зарядов решётки. Поэтому в обычных условиях металл электрически нейтрален.

 Какие же электрические заряды движутся под действием электрического поля в металлических проводниках? Мы можем предположить, что под действием электрического поля движутся свободные электроны.

 Но это наше предположение нуждается в доказательстве. Так в 1913 году физиками нашей страны Л. И. Мандельштамом и Н. Д. Папалекси, а также американскими физиками Бальфур Стюарт и Р. Толменом был проведен опыт. Ученые приводили в очень быстрое вращение многовитковую катушку вокруг ее оси. Затем, при резком торможении катушки концы ее замыкались на гальванометр, и прибор регистрировал кратковременный электрический ток. Причина возникновения, которого вызвана движением по инерции свободных заряженных частиц между узлов кристаллической решетки металла. Так как из опыта известно направление начальной скорости и направление получаемого тока, то можно найти знак заряда носителей: он оказывается отрицательным. Следовательно, свободные носители зарядов в металле - свободные электроны. По отклонению стрелки гальванометра можно судить о величине протекающего в цепи электрического заряда. Опыт подтвердил теорию.  

 Давайте посмотрим движение электронов на видеоролике. Повторимся, если в проводнике нет электрического поля, то электроны движутся хаотично, аналогично тому, как движутся молекулы газов или жидкостей. В каждый момент времени скорости различных электронов отличаются по модулям и по направлениям. Если в металле создать электрическое поле, то свободные электроны начнут двигаться упорядоченно в направлении действия электрических сил. То есть, возникает электрический ток. Но следует отметить, что движение электронов будет не прямолинейно, не так как это показано на видео. Траектория их движения сложная, из-за взаимодействия с другими частицами. (Пример человека идущего на толпу)

 Итак, электрический ток в метталах осуществляется движением свободных электронов.Запишем.

 Скорость упорядоченного движения электронов в проводнике под действием электрического поля  - несколько миллиметров в секунду, а иногда и ещё меньше. Но как только в проводнике возникает электрическое поле, оно с огромной скоростью, близкой к скорости света в вакууме (3*10^8 м /с ), распространяется по всей длине проводника.
Одновременно с распространением электрического поля все электроны начинают двигаться в одном направлении по всей длине проводника.

 Понять это поможет сравнение электрического тока с течением воды в водопроводе, а распространения электрического поля - с распространением давления воды. При подъёме воды в водонапорную башню очень быстро по всей водопроводной системе распространяется напор воды. Когда мы открываем кран, то вода уже находится под давлением и начинает течь. Но из крана течёт та вода, которая была в нём, а вода из башни дойдёт до крана много позднее, т.к. 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.
Закончили электрический ток в металлах. Переходим к следующему блоку «Действия электрического тока»

 Мы  не можем видеть движущиеся в металлическом проводнике электроны. О наличии тока в цепи мы можем судить по различным явлениям, которые вызывает электрический ток. Такие явления называют действиями тока.. Некоторые из этих действий легко наблюдать на опыте. Существует три явления действия тока: тепловое, химическое, магнитное. Запишем

 Тепловое действие тока. Рассмотрим привер теплового действия тока на примере приведенном в ролике. Какие вы можете привести примеры теплового действия?

 Химическое действие тока.  Химическое действие эл. тока впервые было открыто в 1800 г.  

 Вывод. 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. При пропускании тока через раствор медного купороса (CuSo4)  на отрицательно заряженном электроде выделится чистая медь (Сu). Это используют для получения чистых металлов.

  Путем электролиза получают алюминий (это единственный промышленный способ его получения), химические чистые металлы.

 Магнитное действие тока.

 Использование  магнитного действия тока в гальванометрах.

Гальванометр. Схематическое обозначение

 Направление электрического тока

 Мы знаем, что электрический ток - это упорядоченное движение заряженных частиц в проводнике. В металлических проводниках электрический ток представляет собой упорядоченное движение свободных электронов (отрицательных зарядов). В растворах кислот, электрический ток обусловлен движением ионов обоих знаков.

 Тогда какие же заряженные частицы принять за направлением тока?

 Так как в большинстве случаев мы имеем дела с электрическим током в металлах, то за направление тока в цепи разумно принять направление движения электронов в электрическом поле, т. е. считать, что ток направление от отрицательного полюса к положительному. Однока вопрос о направлении тока возник в науке тогда, когда об электронах и ионах еще ничего не было известно. В то время предлагали, что во всех проводниках могут перемещаться как положительные так и отрицательные электрические заряды. За направление тока условно приняли то направлени, по которому движутся в проводнике положительные заряды, т. е. направление от положетильного полюса источника тока к отрицательному.

 Запишем: условно принято считать за направлением тока движение положеительных зарядов


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

21340. ОБЛІК ДОВГОСТРОКОВИХ ЗОБОВ’ЯЗАНЬ 96.5 KB
  Для фінансування довгострокових проектів, розширення виробничої діяльності компанії можуть випускати акції або довгострокові облігації (Bonds). При цьому перевага надається саме облігаціям.
21341. Структура базовой информационной технологии и алгоритм решения 513.5 KB
  Структура базовой информационной технологии и алгоритм решения Концептуальный уровень описания содержательный аспект Так как средства и методы обработки данных могут иметь разное значение то различают глобальную базовую и специальную конкретную информационные технологии1. Специальные конкретные ИТ задают обработку данных в определенных типах задач пользователей. Следующие за процессом Получение информационные процессы уже производят преобразование данных. Процесс обработки данных включает .
21342. Информационные технологии. Введение в дисциплину 216 KB
  К основным направлениям дальнейшего влияния ИСиТ на экономику и управление производством относятся: активизация процессов рыночного взаимодействия; создание рынка информации и информационных услуг; увеличение потребности в информационных услугах; глобализация международного бизнеса за счет развития сетей типа Интернет; изменения организационных структур предприятия и др. Различные задачи обработки информации требуют соответствующей подготовки информационной культуры всех членов общества. Существование множества определений информации...
21343. Информатика — научная дисциплина 863.5 KB
  Информатика как наука Информатика научная дисциплина изучающая структуру и общие свойства информации а также закономерности всех процессов обмена информацией. Информатика трактовалась как комплексная научная и инженерная дисциплина изучающая все аспекты разработки проектирования создания оценки функционирования основанных на ЭВМ систем переработки информации их применения и воздействия на различные области социальной практики. Информатика в широком смысле представляет собой единство разнообразных отраслей науки техники и...
21344. Преобразования структурных схем 749 KB
  Перенос точки ветвления через узел Перенос узла суммирования через звено по ходу сигнала Перенос узла суммирования через звено против хода сигнала Перенос точки ветвления через звено по ходу сигнала Перенос точки ветвления через звено против хода сигнала Последовательное соединение звеньев Последовательным соединением звеньев называется такое соединение при котором выходная величина предыдущего звена поступает на вход последующего. Следовательно при последовательном соединении звеньев их передаточные функции перемножаются Нули и...
21345. Устойчивость систем автоматического управления 1.15 MB
  Оценить устойчивость системы можно в результате исследования ее математической модели то есть решить соответствующую систему дифференциальных уравнений. Для разомкнутой системы математическая модель в операторной форме: или где оператор дифференцирования. Для замкнутой системы: или .
21346. Свойства систем автоматического управления 975.5 KB
  Системы характеризуются: запасом устойчивости областями устойчивости притяжения качеством регулирования и другими характеристиками. Структурная устойчивость неустойчивость Это такое свойство замкнутой системы при наличии которого она не может быть сделана устойчивой ни при каких изменениях параметров. Годограф Найквиста для данной системы изображен на Рис. Устойчивость этой системы определяется значениями параметров и .
21347. Теория автоматического управления 720 KB
  Постановка задачи автоматического управления. Типовые звенья систем автоматического управления все виды математических моделей построение частотных характеристик: Идеальное и реальное усилительные идеальное и реальное дифференцирующие идеальное формирующее идеальное интегрирующее звено второго порядка апериодическое колебательное консервативное минимально фазовые звенья. Устойчивость систем автоматического управления: Анализ устойчивости САУ по корням характеристического уравнения Алгебраический критерий устойчивости Гурвица.