Какие вещества проводят переменный ток

Как понятно, электротоком именуется упорядоченное движение носителей электрического заряда. Такими носителями заряда выступают электроны — в металлах, в полупроводниках и в газах; ионы — в электролитах и в газах; а в полупроводниках носителями электрического заряда выступают еще и отверстия — незаполненные валентные связи в атомах, равные по модулю заряду электрона, но имеющие позитивный заряд.

Проводит электрический ток

Интересуясь вопросом о том, какие же вещества проводят переменный ток, нам придется порассуждать о том, из-за чего первым делом появляется ток, а конкретно — о наличии в тех либо других веществах заряженных частиц. Ток смещения рассматривать тут не будем, так как он не считается током проводимости, и благодаря этому не относится напрямую к этому вопросу.

Проводит электрический ток

Справедливо главными проводниками электротока во всей сегодняшней электротехнике выступают металлы. Для металлов специфична слабая связь валентных электронов, другими словами электронов внешних энергетических уровней атомов, с ядрами данных атомов.

И как раз благодаря слабости данных связей, при появлении по какой-либо причине в проводнике разности потенциалов (вихревое электрическое поле или приложенное напряжение), электроны эти начинают лавинообразно передвигаться в какую-то определенную сторону, появляется движение электронов проводимости в середине кристаллической решётки, будто бы движение «электронного газа».
Отличительные представители железных проводников: медь, алюминий, вольфрам.

Проводит электрический ток

Дальше по перечню — полупроводники. Полупроводники, по способности проводить переменный ток, занимают переходное положение между проводниками вроде проводов из меди и диэлектриками вроде органического стекла.

Тут один электрон связан сразу с 2-мя атомами — атомы находятся в ковалентных связях между собой — благодаря этому Для того чтобы каждый отдельно рассматриваемый электрон начал двигаться создавая ток, ему в первую очередь нужно получить энергию для реализации возможности покинуть собственный атом.
К примеру, полупроводник можно подогреть, и некоторые из электронов начнут оставлять собственные атомы, другими словами появится требование для существования тока — в кристаллической решётке появятся свободные носители заряда — электроны и отверстия (на месте откуда электрон ушел, сначала остается незамещенное пустое место с позитивным зарядом — дырка, которое после занимается электроном из иного атома).

Яркими представителями чистых полупроводников считаются: германий, кремний, бор. Соединения тут не рассматриваем.

Проводит электрический ток

Электролиты тоже способны проводить ток за счёт наличия в них свободных носителей заряда. Но электролиты — это проводники второго рода.

Свободными носителями заряда в электролитах являются ионы (позитивные ионы называются катионами, негативные — анионами).
Катионы и анионы появляются тут благодаря процессу электролитической диссоциации (распаду молекул на части — на отдельные ионы) кислот, щелочей, оснований в их растворах или расплавах.

Вместе с диссоциацией течет ассоциация ионов опять в молекулы — это называют динамическим равновесием в электролите. Пример электролита — 40% раствор серной кислоты в водной массе.

Проводит электрический ток

Напоследок, плазма — ионизированный газ — четвертое агрегатное состояние вещества. В плазме электрический заряд переносится электронами, а еще катионами и анионами, образуемыми благодаря процесса нагрева газа или под действием на него рентгеновского, ультрафиолетового или иного излучения (либо под действием одновременно и нагревания и излучения). Плазма квазинейтральна, другими словами в середине нее в небольших объемах суммарный заряд повсюду равён нулю.

Однако в силу подвижности частиц газа, плазма все же способна проводить переменный ток.
Вообще плазма экранирует внешнее электрическое поле так как в ней делятся этим полем заряды, однако в силу того, что тепловое движение носителей заряда есть, на малых масштабах квазинейтральность плазмы нарушается, и плазма фактически приобретает способность проводить переменный ток.

Все межзвездное пространство во вселенной заполнено плазмой, и сами звезды состоят из плазмы.

Какие вещества проводят переменный ток

Из физики известно, что переменный ток – это направленное движение электрически заряженных частиц. Разнообразные вещества проводят переменный ток по-разному. По способности передавать электрические заряды вещества разделяют на ПРОВОДНИКИ и НЕПРОВОДНИКИ электричества.

Проводниками именуют тела, через которые электрические заряды как правило проходят от заряженного тела к незаряженному, в проводниках есть особенно много свободных заряженных частиц. Хорошие электрические проводники – это металлы, почва, вода с растворенными в ней солями, кислотами или щелочами, графит и определенные виды органических веществ.

Человеческое тело также проводит электричество. Это можно показать на опыте с электроскопом.

Зарядим электроскоп при помощи эбонитовой или стеклянной палочки, стрелка отклонится После дотронемся до заряженного электроскопа рукой. Стрелка в тот же миг вернётся в начальное положение – до нуля.

Заряд с электроскопа уходит в наше тело. В этом опыте с меньшим зарядом это не страшно, но ощутимо «щёлкает» по пальцам.

А большие заряды и токи опасны для здоровья и жизни.
Из металлов лучшие электрические проводники – серебро, медь, алюминий. Даже в обыкновенной воде из под крана растворено столько различных солей, что она считается достаточно хорошим проводником, и про это необходимо помнить, работая с электрическим оборудованием в условиях очень высокой влажности иначе можно получить очень заметный удар током, это страшно.

Проходя через организм который живет переменный ток создает разнообразные действия: термическое – ожоги конкретных участков тела, нагрев сосудов кровообращения, крови, нервов; электролитическое (или химическое) – разложение крови и остальных органических жидкостей; биологическое – раздражение и возбуждение живых тканей организма, что сопровождается непроизвольными судорожными сокращением мышц, в том числе мышц сердца и лёгких. В результате всего этого могут появиться разные нарушения в организме аж до полной остановки работы сердца и лёгких.
Непроводниками именуют такие тела, через которые электрические заряды не могут переходить от заряженного тела к незаряженному, так как в диэлектриках довольно мало свободных заряженных частиц.

Непроводниками электричества, или диэлектриками, являются эбонит, янтарь, фарфор, резина, разные пластмассы, шелк, капрон, масла, воздух (газы), стекло, гибкое стекло, сухое дерево и бумага. Сделанные из диэлектриков тела называются ИЗОЛЯТОРАМИ (от итальянского слова ИЗОЛЯРО – уединять).

Дроссель и переменный ток. Эксперимент.

Проводники служат для передачи на расстояние электроэнергии (электротока), конкретно из них, по большей части, делаются высоковольтные электрокабели, домашняя электрическая проводка.

Изоляторы применяются для обособления, изолирования проводников и гарантии безопасности людей во время работы с электрическими приборами. Для передачи электрической энергии нужно собрать замкнутую электрическую цепь, в которую входят источник электроэнергии, проводники, по которой от этого источника переменный ток поступает к потребителям электроэнергии, и сами потребители.
При проведении опытов по электричеству всегда применяются и проводники, и диэлектрики.

К примеру, применяя два электроскопа, мы зарядили один из них негативным зарядом, полученным на эбонитовой палочке при её трении о шерсть. При этом стрелка электроскопа отклонилась, показывая наличие заряда на нём.

Если после взять пирон на изолирующей пластмассовой рукоятке и объединить заряженный электроскоп с незаряженным, то по проводящему ток стержню заряды частично перейдут на второй электроскоп , а вот разрядки электроскопа, как в случае его касания нагой рукой, не происходит, так как рукоять не проводит ток к руке человека. Собственно поэтому рукояти разных инструментов, к примеру отвёрток, плоскогубцев, кусачек, производят из непроводящих материалов.
Главные меры защиты от удара электричеством:
• обеспечение недоступности токоведущих частей, присутствующих под напряжением, для нечаянного прикосновения,
• заземление для защиты, защитное выключение электрических приборов;
• применение если есть возможность невысоких стрессов, особенно в мокрых помещениях;
• использование двойной изоляции.

Знание и выполнение правил техники безопасности во время работы с электротоком и самыми разными электрическими приборами обязательно и для взрослых, и для малышей. Чтобы учащимся младших классов было легче усвоить данные правила, можно применять разные запоминающиеся плакаты, стихи. Варианты я выбрал из очень разных источников, кое-что придумал сам и оформил как рекомендации по электрической безопасности в приложении 1 к моей работе.

В приложении 2 приведены меры первой помощи при поражении электротоком.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА Проводимости электричества Разных ВЕЩЕСТВ

Ответ почему металл проводит ток а дерево нет видео

Проводимость электричества веществ можно испытать при помощи специализированного прибора, но мы применяли простую электрическую цепь.

Основной компонент любой электрической цепи – источник электротока. Без него электроцепь не заработает. Когда вы включаете в розетку вилку питающего шнура телевизора, для электрического утюга, чайников и прочих электроприборов – потребителей электроэнергии, то вы, по существу, подключаетесь к электростанции – изготовителю этой электрической энергии.

Для того чтобы проверить проводимость электричества твёрдых веществ, я собрал электрическую цепь , в которую входили: источник тока, ключ для замыкания и отключения питания цепи, лампа для того, чтобы проверить, есть ток либо нет, и контакты для подсоединения вещества в цепь.
Когда контакты помещают в вещество, становится понятно, проводит ли это вещество ток. Если вещество проводит переменный ток, цепь замыкается, и лампочка начинает светится . Если вещество неэлектропроводно, цепь остается разомкнутой, и лампочка не горит.

Навык 1. Изыскание твёрдых веществ.
В таблице 1 указаны десять твёрдых веществ, которые мы исследовали на проводимость электричества. В результате проверки выяснилось,
древесина – резина – что алюминий, сталь, латунь, медь проводят переменный ток, а древесина, пластмасса, стекло, акриловое стекло, магнит и резина не проводят переменный ток.

Навык 2. Изыскание жидких веществ.
Для того, чтобы проверить проводимость электричества жидких веществ, мы изменили электрическую цепь (рис.

5). Не считая источника тока и ключа в цепь добавили амперметр взамен лампы и электролитический стакан взамен контактов.
В электролитический стакан мы помещали разнообразные жидкости.

Если у амперметра при замыкании цепи стрелка отклонялась, значит, эта жидкость проводит переменный ток.
В результате нашего эксперимента стало известно, что раствор поваренной соли, медного купороса и морской соли проводит переменный ток, а чистая вода и сахарный сироп – нет .
Проведённые опыты подтвердили, что некоторые вещества хорошо проводят ток, это самые разные металлы и солевые растворы.

Иные твёрдые и жидкие вещества являются диэлектриками, т. е. непроводниками, это пластмассы или резина, из которых делают изоляцию электрических проводов и корпуса электоприборов, и остальные вещества.
Моя работа достаточно важна для меня и остальных учащихся начальной школы, так как для неопасной работы с электроприборами дома и в школе необходимо знать, как поступать не во всех жизненных моментах.

К примеру, человека ударило током от оборванного провода. Нельзя ни в коем случае трогать этот кабель и человека без всякого оружия. Необходимо отодвинуть кабель при помощи какого-то не проводящего ток предмета, к примеру сухой древесной палки.

Чтобы обучить учеников младших классов правилам электрической безопасности, можно применять подготовленные мной рекомендации.

Классификация материалов в отношении к способности проводить переменный ток

При появлении у нас в жизни электричества, мало кто знал о его свойствах и параметрах, и в виде проводников применяли разные материалы, было ощутимо, что при одной и такой же величине напряжения источника тока на покупателе было различное значение напряжения. Было ясно, что влияет на это материал используемого в качестве проводника.

Когда ученные занялись вопросом по изучению данной проблемы они поняли, что в материале носителями заряда являются электроны. И способность проводить переменный ток обосабливается наличием свободных электронов в материале. Было выяснено, что у конкретных материалов данных электронов огромное количество, а у прочих их совсем нет.

Аналогичным образом есть материалы, которые хорошо проводят переменный ток, а некоторые не обладают такой способностью.
Исходя из всего вышесказанного, все материалы поделились на 3 группы:
Любая из групп нашла повсеместное использование в электротехнике.
Проводниками являются материалы, которые хорошо проводят переменный ток, их используют для производства проводов, продукции кабельной сферы, контактных групп, обмоток, шин, проводящих ток жил и дорожек. Подавляющее большинство электроустройств и аппаратов сделана на основе материалов проводников.

Мало того, скажу, что вся электроэнергетика не имела возможности б существовать не будь данных веществ. В группу проводников входят все металлы, некоторые жидкости и газы.
Также необходимо упомянуть, что среди проводников есть супер проводники, сопротивление которых фактически равно нулю, такой материал очень редки и дороги. И проводники с высоким сопротивлением — вольфрам, молибден, нихром и т.д.

Такой материал применяют для изготовления резисторов, ТЕНОВ и спиралей ламп освещения.
Но большая часть в электротехнической сфере принадлежит рядовым проводникам: медь, серебро, алюминий, сталь, разные сплавы данных металлов. Данные материалы нашли наиболее широкое и большое использование в электротехнике, тем более это касается меди и алюминия, так как они сравнительно дешевы, и их использование в виде проводников электротока лучше всего.

Даже медь ограничена в собственном применении, её используют в качестве обмоточных проводов, многожильных кабелях, и более ответственных устройствах, еще не очень часто встречаются медные шинопроводы. А вот алюминий считается королем среди проводников электротока, пусть он обладает довольно высоким удельным сопротивлением чем медь, однако это возмещается его очень доступной ценой и коррозионной стойкостью.

Он активно используется в электроснабжении, в продукции кабельной сферы, в воздушных линиях, шинопроводах, обыкновенных проводах и т.д.
Полупроводники

������Проводит ли дерево электрический ток? Эксперимент ✅✅✅

Полупроводники, что-нибудь усредненное между проводниками и полупроводниками.

Главной их спецификой считается их зависимость проводить переменный ток от внешних условий. Основным требованием считается, наличие разных примесей в материале, которые как раз-таки предоставляют возможность проводить переменный ток. Также при конкретной компоновку 2-ух полупроводниковых материалов.

На основе данных материалов на сегодняшний день, сделано много полупроводниковых устройств: диоды, светоизлучающие диоды, транзисторы, семисторы, тиристоры, стабисторы, разные микросхемы. Есть настоящая наука, посвященная полупроводникам и устройствам на их основе: электронная техника. Все компьютеры, переносные устройства.

Да что там говорить, фактически вся наша техника содержит в себе изделия из полупроводниковых материалов.
К полупроводниковым материалам относят: кремний, германий, графит, гр афен, индий и т.д.

Диэлектрики
Ну и последняя группа материалов, это диэлектрики, вещества не которые способны проводить переменный ток. К подобным материалам относят: дерево, бумага, воздух, масло, керамика, стекло, пластмассы, полимерный этилен, поливинилхлорид, резина и т.д.

Диэлектрики получили повсеместное использование благодаря собственным качествам. Их используют в качестве материала для изоляции. Они предохраняют соприкосновение 2-ух токоведущих частей, не допускают прямого прикосновения человека с данными частями.

Роль диэлектриком в электротехнике не менее важна чем роль проводников, так как предоставляют стабильную, неопасную работу всех электротехнических и устройств электроники. У всех диэлектриков есть предел, до которого они не способны проводить переменный ток, называют его пробивным напряжением.

Это подобный показатель, при котором диэлектрик начинает пропускать переменный ток, при этом происходит тепловыделение и разрушение самого диэлектрика. Это значение пробивного напряжения для любого диэлектрического материала различное и приведено в справочных материалах.

Чем он больше, тем лучше, надежней считается диэлектрик.
Параметром, характеризующим способность проводить переменный ток считается удельное сопротивление R, мерная единица [Ом] и проводимость, величина обратная сопротивлению. Чем выше этот показатель, тем хуже материал проводит переменный ток.

У проводников он равён от нескольких десятых, до сотен Ом. У диэлектриков сопротивление может достигать десятков миллионов ом.
Все 3 вида материалов нашли повсеместное использование в электроэнергетике и электротехнике.

А еще тесно связаны между собой.

Как понять проводит ли вещество эл ток. Общие сведения. Вещества, растворы воды которых проводят переменный ток, называются электролитами

Чтобы разобраться в подобном явлении как проводимость электричества вещества, сначала необходимо понять, что такое переменный ток, так как эти два явления неразделимо связаны между собой. Переменный ток собой представляет упорядоченное движение заряженных частиц, какое может происходить под воздействием электрического поля.

Основная особенность электротока – его повсеместное использование в энергетике. Это – единственный вид энергии, который можно свободно передавать на большие расстояние без какой-нибудь добавочной переработки.

Анализируя энергопередачу, необходимо затронуть тему проводников, по которой передаётся ток. Заряженными частичками могут быть электроны, ионы в электролитах и газах, в полупроводниках такими частичками становятся электроны и отверстия.

Эта характерность зависит от структуры вещества или тела. При этом каждое тело обладает своей электрической проводимостью.

Что такое электрическая проводимость?
Обычными словами электрическая проводимость или проводимость электричества – это способность или свойство вещества или тела проводить переменный ток, который создаётся под действием электрического поля.
Это физическая величина, которую можно померять, на основе которой даётся характеристика того либо другого проводника.

Чем выше эта характеристика, тем лучше тело проводит ток.
Как мы уже говорили, проводниками электротока выступают свободные заряженные частицы, а это означает, проводимость электричества зависит от численности подобных свободных частиц.

Чем большей будет концентрация свободных заряженных частиц, тем лучше вещество или тело будет проводить переменный ток.
Ключевые группы проводников
Так как разнообразные тела располагают различным количеством свободных частиц, проводимость электричества у всех отличается. По данному показателю тела можно поделить на три ключевые группы.

К первой группе относятся проводники, у них очень высокая проводимость. Такие тела намного лучше способны проводить переменный ток.

Впрочем проводники тоже могут быть двух вариантов, отличие заключается в спецификах протекания тока.
1. Первый вид проводников – металлы. У них электронная проводимость, так как ток течет за счёт приличного количества свободных электронов;

2. Второй вид проводников с высокой электропроводимостью – разные кислоты, щелочные растворы и соли. Другое их наименование – электролиты. В них свободными заряженными частичками являются ионы.

Отсюда и наименование – ионная проводимость.
Необходимо выделить, что есть вещества смешанного типа, другими словами, заряженными частичками в них могут быть как электроны, так и ионы. Это возможны некоторые газы.

Высокая проводимость электричества металлов легко объяснима при рассмотрении их структуры. В атомах металлов валентные электроны могут легко передвигаться от одного атома к иному, так как они слабо связаны с ядром.

Аналогичным образом, образуется переменный ток.
Проводимость электричества тела зависит от сопротивления вещества, а её величина будет обратнопропорциональна критерию сопротивления.

Электрическое сопротивление – данное свойство любого проводника; величина сопротивления равна отношению напряжения к силе протекающего тока. Можно сказать, что чем напряжение больше подаваемого тока, тем больше скорость протекания тока, впрочем сопротивление проводника понижает данный показатель.
Необходимо добавить, что электрического поле, порождающее упорядоченное движение частиц, а, поэтому, и переменный ток, распространяется в пространстве со скоростью света.

Другими словами, переменный ток течет всегда со скоростью 300 тысяч километров в секунду.
В чём же тогда характерность скорости движения?

А дело все в том, что скорость протекания тока равна скорости света, впрочем отдельные электроны могут двигаться с различной скоростью – от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров в секунду. Это, конечно, не высочайшая скорость.

Чего же, есть аналогичная разница и как объяснить скорость распространения тока? Напряжение тока как раз определяет скорость движения некоторых электронов – пару миллиметров или сантиметров в секунду.

А дело все в том, что любой отдельный электрон двигается в одном большом потоке электронов, которые полностью наполняют проводник. И каждый электрон регулярно взаимодействует с другими электронами. Так происходит во время прохождения электротока.

Благодаря этому отдельный электрон двигается очень плавно, впрочем, скорость распространения энергии в электрическом проводнике будет довольна высока. Исходя из этого, чем будет больше кол-во свободных частиц, тем будет лучше их взаимное действие, а это означает, выше будет скорость распространения тока и скорость передачи электроэнергии.

Вещества, растворы воды которых проводят переменный ток, называются электролитами. В отличии от металлов, имеющих электронную проводимость и полупроводников, имеющих электронно-дырочную проводимость, электролиты обладают ионной проводимостью.

Иногда электролитами именуют и сами проводящие растворы, хотя более правильное выражение – раствор электролита.
Водяные молекулы в маленькой степени распадаются на ионы:

Проводит ли термоклей электрический ток?

Концентрация ионов водорода определяет кислотность раствора, а концентрация ионов гидроксила определяет щелочность раствора. В питьевой воде концентрации ионов Н + и ОН — равны.

Чистая вода диссоциирует очень слабо. В 1 моль воды при 22? С распадается на ионы всего моль .
Но получить такую воду довольно не просто, т.к. в воздухе всегда есть углекислый газ, который, растворяясь воде, повышает концентрацию водородных ионов.

Так как вода имеет большую диэлектрическую проницаемость (fengr.ru — сайт о полезных советах) и водяные молекулы обладают существенным дипольным моментом (Кл•м ), то вокруг молекул воды на межатомных расстояниях (нм ) есть достаточно сильное электрическое поле. Последнее считается непосредственной основой, ослабляющей силу электростатического притяжения ионов в молекулах растворенного вещества.

Благодаря этому в процессе растворения соли или щелочи за счёт тепловых соударений происходит распад молекул на анионы и катионы. Если молекулы растворенного вещества в водной массе не диссоциируют на ионы, то раствор не считается проводником.

К примеру, растворы воды сахаров, глицерина – изоляторы.
Результатом диссоциации считается образование сольватов (гидратов), когда водяные молекулы «окутывают» ионы, организуя вокруг них сольватную оболочку (рисунок 1).

Проводит электрический ток

Рисунок 1 Сольватные оболочки: а – катиона; б – аниона
Для появления электротока в электролите, нужно в ванную с раствором электролита опустить электроды из проводящего материала (металл, уголь и т.п.), к которым подключить источник тока (рисунок 2).

Данное устройство именуется гальванической или электролитической ванной.

Проводит электрический ток

Рисунок 2 Электролитическая ванна: 1 — ванна с раствором
медного купороса; 2 — катод; 3 – источник тока; 4 анод;
И — скорости позитивных и негативных ионов
На ион в электролите работают две силы: сила со стороны электрического поля и сила сопротивления движению со стороны среды . Сила, действующая со стороны электрического поля, вычисляется по формуле:
где — заряд иона, Кл ; — напряженность электрического поля, .
Сила , обусловленная взаимным действием молекул, окружающих ион, пропорциональна скорости :
где — показатель сопротивления движению ионов в обстановке.

Во время движения иона в электролите между силами быстро ставится равновесие и движение иона между электродами можно рассматривать как одинаковое и прямолинейное, благодаря этому:
Если отметить , то . Показатель b именуется подвижностью ионов.

Физический смысл подвижности в том, что она определяет скорость ионов в электролите при напряженности электрического поля Е = 1 .
Так как ток в электролитах собой представляет упорядоченное движение ионов двоих знаков, обусловленное действием внешнего электрического поля, то плотность тока в электролите определяется высказыванием:

, (6)
где n + и — — концентрации катионов и анионов; + и — — — скорости их дрейфа, + и — — их заряды.
Происходящие на катоде и на аноде окислительно-верни-тельные реакции подчиняются законам Фарадея.

Первый закон : масса выделившегося на электроде вещества пропорциональна протекшему через электролит заряду:

, (7)
где — электрохимический эквивалент; I – сила тока, А ; t — время, с .
Электрохимические эквиваленты ряда элементов приведены в таблице 1.
Таблица 1 Значения электрохимических эквивалентов
Второй закон : электрохимические эквиваленты элементов прямо пропорциональны их химическим эквивалентам:
где F — число Фарадея (F= 96500 ); M – молярная масса выделившегося на электроде вещества; n – его валентность, — химический эквивалент.

Продукты электровосстановления или электроокисления ионов электролита могут вступить в химические реакции с раствором вблизи электрода. Подобные процессы называются вторичными реакциями.
Способность вещества проводить переменный ток именуется электропроводностью.


По проводимости электричества все вещества разделяют на проводники, диэлектрики и полупроводники.

Проводники обладают высокой электропроводностью . Отличают проводники первого и второго рода. К проводникам первого рода относятся все металлы, некоторые сплавы и уголь. Они обладают электронной проводимостью.

К проводникам второго рода относятся электролиты. В них имеет место ионная проводимость.
В проводниках отсутствует электростатическое поле (рис.1.10б).

Если проводник поместить в электростатическое поле, то под действием этого поля происходит перемещение зарядов в проводнике: позитивных – по направлению внешнего поля, негативных – в противоположном направлении (рис.1.10а). Подобное разграничение зарядов в проводнике под действием внешнего поля именуется электростатической индукцией . Разделённые в середине проводника заряды формируют своё электрическое поле, направленное от позитивных зарядов к негативным, т.е. против внешнего поля (рис.1.

10а).
Понятно, зонирование зарядов в проводнике закончится тогда, когда напряжённость поля поделённых зарядов E
внутр станет равной напряжённости внешнего поля в проводнике Eвнешн, т.е.

Eвнутр = Eвнешн, а результирующее поле
Аналогичным образом, результирующее поле в середине проводника станет равным нулю
(рис.1. 10б).

На этом принципе работает электростатический экран, защищающий часть пространства от внешних электрических полей (рис.1. 11).

Для того чтобы наружные электрические поля не оказывали влияние на точность электроизмерения, прибор для измерений помещают в середину замкнутой проводящей оболочки (экран), в которой электростатическое поле отсутствует.

Проводит электрический ток

1.4. Проводимость электричества. Диэлектрики в электрическом поле

Проводимость электричества диэлектриков фактически равна нулю в силу очень сильной связи между электронами и ядром атомов диэлектрика .
Если диэлектрик поместить в электростатическое поле, то в нём случится поляризация атомов, т.е. смещение разноимённых зарядов в самом атоме, однако не зонирование их (рис. 1.12а). Поляризованный атом может рассматриваться как электрический диполь (рис.

1.12б), в котором «центры тяжести» позитивных и негативных зарядов смещаются.

Проводит электрический ток

Диполь – это система 2-ух разноимённых зарядов, размещенных на малом расстоянии один от одного в закрытом пространстве атома или молекулы.
Электрический диполь – это атом диэлектрика, в котором орбита электрона вытягивается по направлению, противоположном направлению внешнего поля Eвнешн (рис. 1.12б).

Поляризованные атомы формируют своё электрическое поле, напряжённость которого направлена против внешнего поля. В результате поляризации результирующее поле в середине диэлектрика ослабляется. Интенсивность поляризации диэлектрика зависит от его диэлектрической проницаемости.

Чем она выше, тем интенсивнее поляризация в диэлектрике и тем слабее электрическое поле в нём.
Если диэлектрик поместить в сильное электрическое поле, напряжённость какого можно повышать, то при каком-то значении напряжённости случится пробой диэлектрика, при этом электроны отрываются от атома, т.е. происходит ионизация диэлектрика, и он становится проводником. Напряжённость внешнего поля, при которой происходит пробой диэлектрика, именуется пробивной напряжённостью диэлектрика. А напряжение, при котором происходит пробой диэлектрика, именуют напряжением пробоя, или работающей от электричества прочностью диэлектрика .
Переменный ток. В веществе, помещенном в электрическое поле, под действием сил поля появляется процесс движения простых носителей электричества — электронов или ионов.

Движение данных электрически заряженных частиц материи именуют электротоком.
За единицу силы тока принят ампер (А). Это такой ток, при котором через поперечное сечение проводника каждую секунду проходит кол-во электричества, равное 1 Кл.

Силу тока иногда измеряют тысячными долями ампера — миллиамперами (мА) или миллионными долями ампера — микроамперами (мкА), а при больших значениях- тысячами ампер — килоамперами (кА), в формулах ток обозначают буквой I (i).
В электротехнике повсеместно используют как постоянный, так и электрический ток. Постоянным именуют ток, значение и направление которого в любое время остаются постоянными (рис.

9, а).
Токи, значение и направление которых не остаются регулярными, именуют изменяющимися, или переменными. Очень часто в электротехнических устройствах применяют ток, изменяющийся по синусоидальному закону, который получают от генераторов электрического тока и блоков питания (рис. 9, б).

От выпрямителей получают пульсирующий ток (рис. 9, в), постоянный в направлении, но меняющийся по величине.
Проводимость электричества. Свойство вещества проводить переменный ток под действием электрического поля именуют электропроводностью.

Проводимость электричества разных веществ зависит от концентрации свободных (т. е. не связанных с атомами, молекулами или кристаллической структурой) электрически заряженных частиц. Чем выше концентрация данных частиц, тем больше проводимость электричества этого вещества.

Все вещества в зависимости от проводимости электричества разделяют на 3 группы: проводники, диэлектрики (материалы для изоляции) и полупроводники.
Проводники обладают слишком высокой электропроводностью. Есть два рода проводников, которые отличаются физической природой протекания электротока. К проводникам первого рода относятся металлы.

Прохождение по ним тока вызвано движением свободных электронов, благодаря чему их именуют проводниками с электронной проводимостью. Проводниками второго рода являются растворы кислот, щелочей и солей (по большей части водные), именуемые электролитами.

Прохождение тока через электролиты связано с движением электрически заряженных частей молекул — позитивных и негативных ионов, т. е. электролиты являются проводниками с ионной проводимостью.
Имеются также вещества со смешанной проводимостью, в которых ток переносится электронами и ионами. К ним можно отнести, к примеру, газы и пары в ионизированном состоянии.
Физическая природа проводимости электричества металлов. Высокая проводимость электричества металлов хорошо поясняется на основе электронной теории.

Согласно этой теории валентные электроны сравнительно слабо связаны с их ядрами. Благодаря этому они свободно перемещаются между атомами, переходя из сферы действия одного атома в сферу действия иного и наполняя пространство между ними наподобие газа.

Эти электроны называют свободными.
Свободные электроны / находятся в состоянии беспорядочного движения (рис. 10, а).

Но если внести железный проводник в электрическое поле, то свободные электроны под действием сил поля начнут передвигаться в сторону позитивного полюса (рис. 10, б), создавая переменный ток.

Аналогичным образом, электротоком в железных проводниках именуется упорядоченное (направленное) движение свободных электронов.

Металлоиды имеют на внешней оболочке огромное количество электронов и они прочно держатся около собственных ядер. Благодаря этому металлоиды, в основном, являются диэлектриками.
Скорость прохождения тока. Электрическое поле распространяется в пространстве с большой скоростью — 300 000 км/с, т. е. со скоростью света.

С подобной же скоростью проходит и переменный ток в проводнике. Но каждый отдельный электрон двигается в среднем по проводнику со скоростью пару миллиметров или сантиметров в секунду (эта скорость зависит от напряженности электрического поля).
Чем же объяснить такую скорость распространения электротока? Проблема в том, что любой электрон находится в общем электронном потоке, заполняющем проводник, и при прохождении электротока испытует постоянное влияние со стороны соседних электронов. Благодаря этому, хотя сам электрон двигается плавно, скорость передачи движения от одного электрона к иному (скорость распространения электроэнергии) будет необъятна.

К примеру, при включении рубильника на электростанции фактически быстро возникает ток в каждом участке электрической цепи целого города, не обращая внимания на несущественную скорость движения электронов.