Электрический ток

Электрическим током называется направленное движение электронов в проводах электропроводки и внутри включенных электроприборов.Все окружающие нас вещества состоят из атомов, в которых отрицательно заряженные электроны вращаются вокруг положительно заряженных ядер. В электротехнике находят применение вещества, обладающие различной концентрацией электронов,и соответственно, различной электропроводностью. В металлах электропроводность велика, а в изоляторах - мала. В качестве проводников тока в электропроводках наиболее часто используется алюминий и медь, а в некоторых случаях - их сплав. Изоляция элементов электрических цепей изготавливается из различных изоляционных материалов.

Для протекания тока в металле необходимо перемещение в нем большого количества электронов в нужном направлении. Такое перемещение называется дрейфом. Следовательно, электрический ток в металлах создается дрейфом электронов. Скорость дрейфа относительно мала, обычно она не превышает 1 мм. в секунду. Тем не менее, скорость распространения электрической энергии велика: в воздушных линиях электропередач она практически равна скорости света. При замыкании электрической цепи ток в ней устанавливается практически мгновенно.

В написаном выше нет противоречия - электрическое поле, создаваемое источником электроэнергии и заставляющее дрейфовать электроны в проводах электрической цепи распространяются вдоль них со скоростью света, а сами электроны под действием поля перемещаются относительно медленно. Эта ситуация аналогична той, которую мы имеет при открывании водопроводного крана: из него сразу под напором начинает течь вода, хотя отдельные молекулы воды, посылаемые в трубы водопроводной сети водонапорной станцией, движутся в трубах очень медленно и только через сравнительно большой промежуток времени дойдут до крана.

Понравился сайт? Поделись с друзьями...

Сопротивление проводников

Поступательное движение электронов, дрейфующих по металлическому проводнику тормозится вследствии столкновения их с ионами атомов проводника. Частота столкновений зависит от структуры материала и его температуры. Возникающее при этом противодействие проводника направленному движению электронов (электрическому току), называется электрическим сопротивлением проводника и обозначается буквой R (или r).

Сопротивление проводника зависит от удельного сопротивления материала, из которого он изготовлен.

Удельным сопротивлением называется сопротивление проводника длиной один метр и поперечным сечением один квадратный миллиметр. С увеличением температуры удельное сопротивление металлов возрастает. Величина сопротивления проводника при заданном его удельном сопротивлении и температуре тем больше, чем больше его длина и тем меньше, чем больше его поперечное сечение.

Из металлов, используемых для проводов электропроводки, медь имеет наименьшее значение удельного сопротивления, но из-за ее дороговизны в этих целях часто используется алюминий. Кроме того, благодоря малой, в сравнении с медью плотности алюминия, сопротивление его, приходящееся на единицу массы, оказывается даже меньше чем у меди. Правда, существенным недостатком алюминия является невысокая механическая прочность его по сравнению с медью.