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

33630. Модель Харрисона-Руззо-Ульмана (матричная модель) 32 KB
  Модель ХаррисонаРуззоУльмана матричная модель Модель матрицы права доступа предполагает что состояние разрешения определено используя матрицу соотносящую субъекты объекты и разрешения принадлежащие каждой теме на каждом объекте. Состояние разрешения описано тройкой Q = S О А где S множество субъектов 0 множество объектов А матрица права доступа. Вход s о содержит режимы доступа для которых субъект S разрешается на объекте о. Множество режимов доступа зависит от типа рассматриваемых объектов и функциональных...
33631. Многоуровневые модели 31.5 KB
  К режимам доступа относятся: чтение запись конкатенирование выполнение.7 где b текущее множество доступа. Это множество составлено из троек формы субъект объект режим доступа. Тройка s о т в b указывает что субъект s имеет текущий доступ к объекту о в режиме т; М матрица прав доступа аналогичная матрице прав доступа в модели ХаррисонаРуззоУльмана; f функция уровня которая связывается с каждым субъектом и объектом в системе как уровень их защиты.
33632. Графические модели 44 KB
  Графические модели сети Петри которые позволяют построить модели дискретных систем. Определение: Сеть Петри это набор N =STFWM0 где S непустое множество элементов сети называемое позициями T непустое множество элементов сети называемое переходами отношение инцидентности а W и M0 две функции называемые соответственно кратностью дуг и начальной разметкой. Если п 1 то в графическом представлении сети число n выписывается рядом с короткой чертой пересекающей дугу. Часто такая дуга будет также заменяться пучком из п...
33633. Построение модели систем защиты на базе Е-сетей на основе выделенного набора правил фильтрации 78 KB
  2 Переходы: d3 = XEâ€r3 p1 p2 p3 t3 установление соединения проверка пароля и имени пользователя для доступа к внутренней сети подсети; d4 = XEâ€r4 p2 p4 р5 0 подсчет попыток ввода пароля и имени; d5 = Tp4 p6 0 вывод сообщения о неверном вводе пароля и имени; d6 = Tp1 p6 0 передача пакета для повторной аутентификации и идентификации; d7 = Tp5 p7 t4 создание соответствующей записи в журнале учета и регистрации. 3 Решающие позиции: r3 проверка пароля и имени пользователя; r4 ...
33634. RSA (буквенная аббревиатура от фамилий Rivest, Shamir и Adleman) 92.5 KB
  Алгоритм RS состоит из следующих пунктов: Выбрать простые числа p и q заданного размера например 512 битов каждое. Вычислить n = p q Вычисляется значение функции Эйлера от числа n: m = p 1 q 1 Выбрать число d взаимно простое с m Два целых числа называются взаимно простыми если они не имеют никаких общих делителей кроме 1. Выбрать число e так чтобы e d = 1 mod m Числа e и d являются ключами. Шифруемые данные необходимо разбить на блоки числа от 0 до n 1.
33635. IDEA (англ. International Data Encryption Algorithm, международный алгоритм шифрования данных) 121 KB
  Interntionl Dt Encryption lgorithm международный алгоритм шифрования данных симметричный блочный алгоритм шифрования данных запатентованный швейцарской фирмой scom. Известен тем что применялся в пакете программ шифрования PGP. Если такое разбиение невозможно используются различные режимы шифрования. Каждый исходный незашифрованный 64битный блок делится на четыре подблока по 16 бит каждый так как все алгебраические операции использующиеся в процессе шифрования совершаются над 16битными числами.
33636. Advanced Encryption Standard (AES) - Алгоритм Rijndael 317.5 KB
  dvnced Encryption Stndrd ES Алгоритм Rijndel Инициатива в разработке ES принадлежит национальному институту стандартов США NIST. Основная цель состояла в создании федерального стандарта США который бы описывал алгоритм шифрования используемый для защиты информации как в государственном так и в частном секторе. В результате длительного процесса оценки был выбрал алгоритм Rijndel в качестве алгоритма в стандарте ES. Алгоритм Rijndel представляет собой симметричный алгоритм блочного шифрования с переменной длиной блока и переменной...
33637. Актуальность проблемы обеспечения безопасности сетевых информационных технологий 13.99 KB
  Отставание в области создания непротиворечивой системы законодательноправового регулирования отношений в сфере накопления использования и защиты информации создает условия для возникновения и широкого распространения компьютерного хулиганства и компьютерной преступности. Особую опасность представляют злоумышленники специалисты профессионалы в области вычислительной техники и программирования досконально знающие все достоинства и слабые места вычислительных систем и располагающие подробнейшей документацией и самыми совершенными...
33638. Основные понятия информационной безопасности 31 KB
  В связи с бурным процессом информатизации общества все большие объемы информации накапливаются хранятся и обрабатываются в автоматизированных системах построенных на основе современных средств вычислительной техники и связи. Автоматизированная система АС обработки информации организационнотехническая система представляющая собой совокупность взаимосвязанных компонентов: технических средств обработки и передачи данных методов и алгоритмов обработки в виде соответствующего программного обеспечения информация массивов наборов баз...