Основні відомості про електрику

 7. ПОСТІЙНИЙ ЕЛЕКТРИЧНИЙ СТРУМ

1 ПРОВІДНИКИ І ІЗОЛЯТОРИ

    Речовини в яких є значна кількість вільних носіїв зарядів ( електронів або іонів) називається провідниками. Хорошими провідниками є всі метали, розчини солей, кислоти, основи, вологий грунт і т.д. Тіло людини теж проводить електричний струм, особливо коли шкіра волога. Із металів найкращий провідник - срібло, за ним мідь, золото, алюміній, цинк, залізо і т.д. На практиці частіше всього використовують мідні провідники. Якби в уявну лупу, що збільшує в мільярди раз, ми могли розглянути металічний провідник, то могли б помітити що на зовнішній оболонці кожного атома не вистачає по одному електрону, тобто атоми представляють собою додатні іони. Ці іони, хоть і віддалені один від одного, але сильно зв'язані між собою між - атомними силами, що і обумовлює твердість металів. Поміж додатніх іонів, знаходяться в хаотичному русі, вільні електрони. Цей хаотичний рух і ще називають термічними коливаннями і вони тим інтенсивніше, чим  вища температура металу. Число вільних електронів в одному кубічному сантиметрі металу величезне біля 100 000 000 000 000 000 000 000 000. Для порівняння можна показати, що це число більше, ніж число піщинок, які знаходяться в ста вагонах з піском.

Рисунок 8

    Потрібно відмінити, що метали в цілому електронейтральні, тобто додатні заряди іонів компенсуються точно таким ж е число від'ємних зарядів - вільних електронів. Речовини в яких немає вільних носіїв зарядів, називають ізоляторами або діелектриками. До ізоляторів відносяться: повітря, каучук, фарфор, пластмаси, слюда, парафін, моторні масла, шовк, смоли, скло, гетинакс, бакеліт, дистильована вода і т.д.
    Якщо в нашу "чарівну" лупу ми розглянемо полосу ізолятора, то помітимо, що всі електрони тут сильно зв'язані атомами. Отже в ізоляторах відсутні вільні носії зарядів. Як побачимо далі різні види провідників та ізоляторів є основним матеріалом, який використовується в електротехніці та електроніці.

2 ЕЛЕКТРИЧНИЙ СТРУМ

    Напрямлений рух вільних носіїв зарядів називається, електричним струмом. В металах електричний струм виникає за рахунок направленого руху тільки одного виду носіїв зарядів- електронів.

Рисунок 9

 На рисунку 9 умовно показаний металічний провідник, по якому протікає електричний струм. Видно, що його вільні електрони рухаються хаотично в різних напрямках, внаслідок теплових коливань. Коли по провіднику протікає струм, його вільні електрони починають рухатись в певному напрямі. Але звідки появляється електричний струм в провіднику?

   Кожному з нас відома батарейка від кишенькового ліхтарика. Вона є джерело електричного струму. На від'ємному полюсі батарейки є надлишок електронів, а на додатньому - їх нестача. Отже між полюсами батареї існує електричне поле.

Рисунок 10

    На рисунку 10 батарейка з'єднана з лампою розжарення. Якщо замкнути ланцюг ключем, то електричне поле, створене батарейкою, буде поширюватися по провіднику з величезною швидкістю. Воно діє майже миттєво і одночасно на всі вільні електрони, які в свою чергу, приходять в напрямлений рух, тобто протікає електричний струм. Для виникнення електричного струму необхідно, аби ланцюг був замкнутий. В розімкнутому ланцюзі електричний струм протікати не може. Варто відмітити, що в замкненому колі електричне поле діє і на додатні іони металу, проте вони міцно зв'язані з речовиною і залишаються нерухомими.

Керівник гуртка Нікуліца В.Г., UT1YN
Ватрич Д.О. UR5YVD робота над публікацією.
Компютерний набір матеріалу виконано Глевко О. UR5YOS