Нарисуйте строение проводника по которому течет электрический ток: ГДЗ по естествознанию 6 класс Гуревич А.Е. — 6 класс — ГДЗ по естествознанию — ГДЗ,ответы,решебники 2015

Где плюс где минус

Вариант1

Часть А

А1 По металлическому стержню течет ток. Какое поле возникает вокруг проводника?

1.электрическое 2.магнитное 3. электрическое и магнитное 4. гравитационное

А2 Что представляют собой линии магнитного поля?

1.Замкнутые кривые, охватывающие проводник 2. Кривые, расположенные около проводника 3. Окружности 4. Прямые

А3 Какое вещество из перечисленных ниже слабо притягивается магнитом?

1.бумага 2. Сталь 3. Никель 4. чугун

А4 Разноименные магнитные полюса……, а одноименные….

1.притягиваются……отталкиваются 2. Отталкиваются…….притягиваются 3. Не взаимодействуют

А5 Магнит, подвешенный на нити, устанавливается в направлении север-юг. Каким полюсом магнит повернулся к северному магнитному полюсу Земли?

Северным 2. Южным

А6

А7 При.. силы тока в проводнике, действие магнитного поля…..

Увеличении………усиливается 2. Увеличении……..ослабевает 3. Уменьшении……….усиливается

А8 Какое явление используется в устройстве электродвигателей

Вращение рамки с током 2. Вращение рамки с током в магнитном поле 3. Вращение рамки в магнитном поле

Часть В

В1 Как убедиться, что катушка с током имеет полюса северный и южный? Где они находятся?

В2 . На рисунке изображен проволочный виток, по которому течет электрический ток в направлении, указанном стрелкой. Виток расположен в горизонтальной плоскости. Нарисуйте линии магнитного поля

В3

Часть С

С1 Представьте, что Земля потеряла бы свое магнитное поле. Каковы бы были последствия.

Тест по теме «Электромагнитные явления»

Вариант2

Часть А

А1 Когда электрические заряды движутся, то вокруг них существуют

1.электрическое поле 2.магнитное поле 3. Электрическое и магнитное поле 4. Гравитационное поле

А2 Каким способом можно усилить магнитное поле катушки стоком

1.сделать катушку большего диаметра 2. Внутрь катушки вставить железный сердечник 3.увеличить массу катушки.

А3 Какие металлы сильно притягиваются магнитом:1.чугун 2. Сталь 3.никель 4.кобальт

1,2 2Сталь 3.никель 4.кобальт

1,2 2. 3, 4 3. 1,2,3,4.

А4 Когда к магнитной стрелки поднесли один из полюсов постоянного магнита, то южный полюс стрелки отклонился. Какой полюс поднесли?

1.северный 2.южный

А5 Северный магнитный полюс расположен у …. Географического полюса, а южный у…….

Южного….северного 2. Северного…..южный

А6 Укажите полюса постоянного магнита

А-южный, В- северный2. В-южный, А-северный,3.А-южный,В-южный 4. В-северный, А-северный

А7 Железный сердечник, введенный внутрь катушки….магнитное действие катушки

1.не изменяет 2.ослабевает 3. усиливает

А8Кто изобрел электродвигатель

Якоби 2. Фарадей 3. Ладыгин 4. Уатт.

Часть В

В1 У зажимов аккумулятора не оказалось пометок о том, какой из них «плюсовой», какой «минусовой». Можно ли узнать о них имея компас?

В2 Какое направление имеет ток в проводнике, если направление магнитного поля указано стрелками на рисунке.

В3 На тонких проводах подвешены две катушки. Определить как они взаимодействуют

Часть С

С1 Полюсовой магнит разделили на две равные части и получили два магнита. Будут ли магнита оказывать такое же действие, как целый магнит, из которого они изготовлены?

Достаточный уровень

ПОСТОЯННЫЕ МАГНИТЫ.

1. Почему корпус компаса делают из меди, алюминия, пластмассы и других материалов, но не из железа?

2. Будет ли действовать магнит на магнитную стрелку, если между ними поместить руку? Железный лист?

3. Можно ли изготовить полосовой магнит так, чтобы на концах его были одноименные полюсы?

4. Железные опилки, притянувшись к полюсу магнита, образуют веер расходящихся кистей. Почему?

5. К середине стальной полосы поднесли магнитную стрелку. Стрелка притянулась к полосе. Можно ли утверждать, что стальная полоса намагничена?

6. Почему стальные полосы и рельсы, лежащие на складах, через некоторое время оказываются намагниченными?

МАГНИТНОЕ ПОЛЕ ТОКА.

1. Как убедиться в том, что катушка с током имеет полюсы — северный и южный? Где они находятся?

2. У зажимов аккумулятора не оказалось пометок о том, какой из них «плюсовой» и какой — «минусовой». Можно узнать это, имея компас?

3. Магнитная стрелка, помещенная около провода, отклонилась при пропускании по нему тока. За счет какого вида энергии совершена работа, необходимая для поворота стрелки?

4. Изготовляя самодельный электромагнит, можно ли неизолированный провод наматывать на железный сердечник?

5. Почему магнитное действие катушки, по которой идет ток, усиливается, когда в нее вводят железный сердечник?

6. При погрузке подъемным электромагнитным краном стальных предметов очень часто они не отпадают от электромагнита после выключения тока в его обмотке. Что следует сделать, чтобы предметы отпали?

1. От чего зависит направление силы, действующей на проводник с током, находящийся в магнитном поле?

2. Какими способами создается магнитное поле в электродвигателе?

3. Проволочный виток с током вращается в магнитном поле. За счет какой энергии совершается механическая работа по вращению рамки?

4. Как можно показать, что магнитное поле действует на проводник с током?

5. Почему в метро применяют только электрические двигатели, а не тепловые?

6. На какие части рамки не действуют силы со стороны магнитного поля?

Средний уровень

ПОСТОЯННЫЕ МАГНИТЫ.

1. К южному полюсу магнита притянулись две булавки. Почему их свободные концы отталкиваются?

2. К северному полюсу прямого магнита притянулась цепочка гвоздиков. Что произойдет, если на этот магнит положить другой так, чтобы над северным полюсом оказался южный полюс?

3. К полюсам двух совершенно одинаковых магнитов притянулось по гвоздю. Однако если привести оба полюса в соприкосновение, гвозди сразу же отпадут. Почему?

4. Нарисуйте магнитное поле подковообразного магнита и укажите направление силовых линий.

5. Начертите (приблизительно) расположение нескольких магнитных линий для двух магнитов, расположенных так, как показано на рисунке.

6. Ученик изобразил линии магнитного поля, как показано на рисунке. Какие ошибки допущены в рисунке?

МАГНИТНОЕ ПОЛЕ ТОКА.

1. Определите направление тока в проводнике, сечение которого
и магнитное поле показаны на рисунке.

2. Начертите силовые линии магнитного поля и укажите их направление для проводника с током, сечение которого указано на рисунке.

3. Какое направление имеет ток в проводнике, направление силовых линий магнитного поля которого указано стрелками.

4. В каком направлении надо пропустить ток по проводнику АВ, чтобы магнитная стрелка SN повернулась северным полюсом к наблюдателю?

5. По направлению магнитных силовых линий, изображенных на рисунке, определите направление кругового тока в кольце.

6. Определите какое направление имеет ток в проводнике.

ДЕЙСТВИЕ МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА ПРОВОДНИК С ТОКОМ.

1. В каком направлении должен двигаться проводник, расположенный перпендикулярно к плоскости чертежа, если ток в проводнике идет от наблюдателя?

2. Определите полюса магнита, если известно, что при направлении тока от наблюдателя проводник перемещается вправо.

3. Определите направление тока в проводнике, находящемся в магнитном поле. Стрелка указывает направление движения проводника.

4. Определите полюса магнита, если известно, что при направлении тока к наблюдателю, проводник перемещается влево.

5. В каком направлении будет двигаться проводник с током в данном магнитном поле?

6. Укажите стрелками направление силовых линий магнитного поля, если известно, что проводник с током под действием магнитного поля отклоняется вправо.

Высокий уровень

ПОСТОЯННЫЕ МАГНИТЫ.

1. Представьте себе, что Земля «потеряла» свое магнитное поле. Какие это повлекло бы последствия? Как вы оцениваете существование у Земли магнитного поля — положительным для жизни на нашей планете явлением или отрицательным?

2. Полосовой магнит разделили на две равные части и получили два магнита. Будут ли эти магниты оказывать такое же действие, как и целый магнит, из которого они изготовлены?

3. Имеются два одинаковых стальных стержня, один из которых намагничен сильнее другого. Как найти этот стержень?

4. Северный полюс магнита подносят к незаряженному шарику на нити. Что будет наблюдаться — притяжение или отталкивание? Рассмотрите два случая: а) шарик графитовый; б) шарик стальной.

5. Стальной, хорошо отполированный шар имеет идеально круглую форму. Можно ли намагнитить этот шар?

6. Имеются две одинаковые стальные спицы, из которых одна намагничена. Как узнать, какая из спиц намагничена, не пользуясь ничем, кроме самих спиц?

МАГНИТНОЕ ПОЛЕ ТОКА.

1. а) Отклонится ли магнитная стрелка, если ее разместить вблизи пучка движущихся частиц: а) электронов; б) атомов; в) положительных ионов?

б) Какой полюс будет иметь заостренный конец гвоздя, если по намотанной вокруг не го изолированной проволоке пропустить ток от аккумулятора?

2. а) Как объяснить наличие магнитного поля вокруг постоянного магнита на основе молекулярной теории строения вещества?

б) Какой полюс магнитной стрелки будет отталкиваться от правого конца катушки с током?

3

. а) В троллейбусах установлены электродвигатели постоянного тока. Притягиваются или отталкиваются провода троллейбусной линии?

б) Как будет вести себя стрелка при замыкании цепи электромагнита? (рис. справа)

4. а) Как намотать провод на полый керамический цилиндр, чтобы при пропускании тока по проводу внутри цилиндра не возникало магнитного поля.

б) Определите полюсы источника тока.

5. а) На катушку намотали 10 м изолированного провода и, включив ее в электрическую цепь, определили полюса полученного электромагнита. Затем посредине разрезали катушку и подсоединили полученные катушки в ту же цепь последовательно. Что можно сказать о полюсах полученной системы катушек?

б) Определите полюсы катушки с током.

6. а) Можно ли намотать провод на керамический цилиндр так, чтобы при пропускании по проводу тока на концах цилиндра образовались южные магнитные полюса?

б) На рисунке изображена катушка с током. Какой конец катушки обладает свойствами северного магнитного полюса?

ДЕЙСТВИЕ МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА ПРОВОДНИК С ТОКОМ.

1. Как направлен ток в проводах, если силы взаимодействия направлены так, как показано на рисунке?

2. Как взаимодействуют токи, направленные так, как указано на рисунке?

3. Как направлен ток в проводах, если силы взаимодействия направлены так, как показано на рисунке?

4. Сформулировать и решить задачу:

5. Сформулировать и решить задачу:

6. Сформулировать и решить задачу:

МАГНИТНОЕ ПОЛЕ ТОКА.

Начальный уровень

1. В чем проявляется магнитное действие электрического тока?

2. Каким способом можно узнать, есть ли ток в проводе, не пользуясь амперметром?

3. Молния ударила в ящик со стальными ножами и вилками. После этого они оказались намагниченными. Как это объяснить?

4. Какие действия тока можно наблюдать при прохождении его в проводнике?

5. Каким образом можно обнаружить наличие в пространстве магнитного поля?

6. Как при помощи компаса определить, течет ли ток в проводнике?

ПОСТОЯННЫЕ МАГНИТЫ.

Начальный уровень

1. Какие по форме бывают постоянные магниты?

2. Как называют полюса магнита?

3. Как взаимодействуют разноименные и одноименные полюсы магнитов?

4. Как с помощью компаса можно определить полюсы магнита?

5. Где находятся магнитные полюсы Земли?

6. Можно ли разрезать магнит так, чтобы один из полученных магнитов имел только северный полюс, а другой — только южный?

ДЕЙСТВИЕ МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА ПРОВОДНИК С ТОКОМ.

Начальный уровень

1. Как можно показать, что магнитное поле действует на проводник с током?

2. В чем проявляется действие магнитного поля на проводник с током?

3. Как можно определить направление силы, действующей на проводник с током в магнитном поле?

4. Каковы преимущества электрических двигателей по сравнению с другими двигателями?

5. Как можно изменить направление движения проводника с током в магнитном поле?

6. Приведите известные вам примеры применения электрических двигателей.

1. В. Н. Каразина Самофалов Владимир Николаевич удк 537. 622. 6(043) Сильные поля рассеяния в системах магнитов с гигантской магнитной анизотропией специальность 01. 04. 11- магнетизм автореферат

   Автореферат

   доктор физико-математических наук, профессор кафедры физики металлов и полупроводников Равлик Анатолий Георгиевич, Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт»

2. Ьной техники достаточно продолжительна, даже если не принимать в расчет таких предшественников современных аппаратов, как печатный станок и копировальная бумага

   Документ

   История копировальной техникиКрупнейшие производители История копировальной техники достаточно продолжительна, даже если не принимать в расчет таких предшественников современных аппаратов, как печатный станок и копировальная бумага.

3. Задача измерения постоянных напряжения и силы тока заключается в на­хождении их значения и полярности. Целью измерения переменных напря­жения и силы тока является определение какого-либо их параметра

   Задача

   Измерения напряжения и силы тока (в литературе и на практике принято гово­рить об измерении тока, но в принципе измеряют силу тока) в радиотехнических цепях существенно отличаются от подобных измерений в электротехнических цепях, что

4. Энергетики

   Документ

   Изложены основные физические механизмы энергетических процессов, в том числе, дано современное представление об обычном горении как атомном процессе. Приведены примеры энергоустановок, работающих на природной энергии без использования

5. Учебнику «Физика -10» для классов с углубленным изучением физики авторы: О. Ф. Кабардин; В. А. Орлов; Э. Е. Эвенчик

   Учебник

   Физика как предмет в учебном плане общеобразовательной средней школы занимает особое место по ряду причин. Поворот школы от ориентации учебного процесса на запоминание и воспроизведение учащимися некоторой суммы знаний и умений к ориентации,

Инструкция

Самый простой способ определить полярность немаркированного магнита — воспользоваться маркированным. Как правило, северный полюс магнита отмечают синей краской, южный, соответственно — красной. Поскольку одноименные полюса отталкиваются друг от друга, а разноименные притягиваются, то достаточно посмотреть, какой полюс вашего магнита будет отталкиваться от северного полюса эталонного, чтобы определить, где какой.

В тех же целях можно использовать компас, который, по сути, представляет собой магнитную стрелку, свободно вращающуюся на оси. Поднесите свой магнит к компасу и посмотрите, к какому его полюсу притянется северный конец стрелки. Это и будет южный полюс вашего магнита.

Если у вас нет и компаса, его можно изготовить самостоятельно, но для этого потребуется умение ориентироваться на местности. Проведя по магниту несколько раз железной иголкой, вы намагнитите ее. Затем, смазав иголку любым маслом, положите ее на поверхность воды, налитой в блюдце. Если блюдце достаточно широкое, а поблизости нет сильных магнитов, то стрелка укажет одним из своих концов на север. Определить, где север, а где юг, можно, например, по солнцу — в северном полушарии оно большую часть года движется по южной стороне небосвода. После этого можно проверить полярность вашего магнита тем же способом, что и с обычным компасом.

Линии силового поля входят в южный полюс магнита и выходят из северного, как бы вращаясь по кругу. Электрический заряд, оказавшийся в этом поле, будет следовать движению линий.

Насыпав немного сахарной пудры в чистую и сухую пластмассовую баночку, закройте ее и как следует потрясите, пока пудра не наэлектризуется и не начнет прилипать к стенкам баночки. Так вы получите положительно заряженную пыль.

Положите магнит на стол так, чтобы его полюса находились в горизонтальном положении. Магнит от динамика, например, для этого придется поставить на ребро. Затем высыпьте немного заряженной пыли в воздух над магнитом. Пылинки закрутятся вдоль силовых линий.

На первый взгляд, обозначать на динамике полярность нет смысла, поскольку подается на него переменное напряжение. Но когда в акустической системе несколько динамических головок, их необходимо включать синфазно. Принято обозначать на выводах головки такую полярность , при которой диффузор перемещается вперед.

Инструкция

Изготовьте для проверки динамиков специальный пробник. Для этого возьмите обыкновенный карманный фонарь на основе лампочки накаливания. Удалите из него выключатель, а вместо последнего подключите два щупа. У них обязательно должны быть изолированные ручки, поскольку в момент отключения напряжения на выводах головки возникает напряжение самоиндукции. Проверьте полярность напряжения на щупах при помощи контрольного вольтметра. Нанесите на них соответствующие обозначения. Убедитесь, что если щупы замкнуть, лампочка светится.

Выключите усилитель и весь стереокомплекс (в том числе и из розетки). Отключите оба вывода динамической головки от остальных цепей акустической системы. Подключите щупы к выводам головки, не касаясь ни последних, ни металлических частей щупов. В этот момент внимательно смотрите на диффузор. Если при подключении он перемещается наружу, а при отключении — внутрь, полярность правильная. Если же наблюдается обратная картина, поменяйте полярность подключения щупов, после чего повторите проверку. Затем обозначьте на каркасе динамической головки несмываемым фломастером полярность , соответствующую полярности подключения щупов.

Осуществите аналогичную операцию в отношении остальных динамиков в предела одной акустической системы. Независимо от того, как они подключены (напрямую или через кроссовер), подключите их синфазно таким образом, чтобы красному контакту на задней стенке колонки соответствовали плюсовые выводы головок.

В § 35 были описаны различные действия электрического тока, в том числе и магнитное, которое наблюдается всегда, когда существует электрический ток. Проявляется магнитное действие, например, в том, что между проводниками с током возникают силы взаимодействия, которые называются магнитными силами . Чтобы изучить магнитное действие тока, воспользуемся магнитной стрелкой. (Она, как известно, является главной частью компаса.) Напомним, что у магнитной стрелки имеется два полюса — северный и южный . Линию, соединяющую полюсы магнитной стрелки, называют её осью .

Магнитную стрелку ставят на остриё, чтобы она могла свободно поворачиваться.

Рассмотрим теперь опыт, показывающий взаимодействие проводника с током и магнитной стрелки. Такое взаимодействие впервые обнаружил в 1820 г. датский учёный Ханс Кристиан Эрстед. Его опыт имел большое значение для развития учения об электромагнитных явлениях.

Эрстед Ханс Кристиан (1777-1851)
Датский физик. Обнаружил действие электрического тока на магнитную стрелку, что при вело к возникновению новой области физики — электромагнетизма.

Расположим проводник, включённый в цепь источника тока, над магнитной стрелкой параллельно её оси (рис. 93). При замыкании цепи магнитная стрелка отклоняется от своего первоначального положения (на рисунке показано пунктиром). При размыкании цепи магнитная стрелка возвращается в своё начальное положение. Это означает, что проводник с током и магнитная стрелка взаимодействуют друг с другом.

Рис. 93. Взаимодействие проводника с током и магнитной стрелки

Выполненный опыт наводит на мысль о существовании вокруг проводника с электрическим током магнитного поля . Оно и действует на магнитную стрелку, отклоняя её.

Магнитное поле существует вокруг любого проводника с током, т. е. вокруг движущихся электрических зарядов . Электрический ток и магнитное поле неотделимы друг от друга.

Таким образом, вокруг неподвижных электрических зарядов существует только электрическое поле, вокруг движущихся зарядов, т. е. электрического тока, существует и электрическое, и магнитное поле. Магнитное поле появляется вокруг проводника, когда в последнем возникает ток, поэтому ток следует рассматривать как источник магнитного поля. В этом смысле надо понимать выражения «магнитное поле тока» или «магнитное поле, созданное током».

Вопросы

1. Какие явления наблюдаются в цепи, в которой существует электрический ток?
2. Какие магнитные явления вам известны?
3. В чём состоит опыт Эрстеда?
4. Какая связь существует между электрическим током и магнитным полем?

Упражнение 39

1. Магнитная стрелка, помещённая около провода, отклонилась при пропускании по нему электрического тока. За счёт какой энергии совершена работа, необходимая для поворота стрелки?
2. У зажимов аккумулятора не оказалось маркировки полюсов — где плюс, а где минус. Можно ли их определить, имея в наличии компас?

Учебное пособие по физике: проводники и изоляторы

Поведение заряженного объекта зависит от того, сделан ли объект из проводящего или непроводящего материала. Проводники — это материалы, которые позволяют электронам свободно перемещаться от частицы к частице. Объект, сделанный из проводящего материала, позволяет переносить заряд по всей поверхности объекта. Если заряд передается объекту в заданном месте, этот заряд быстро распределяется по всей поверхности объекта.Распределение заряда — это результат движения электронов. Поскольку проводники позволяют электронам переноситься от частицы к частице, заряженный объект всегда будет распределять свой заряд до тех пор, пока общие силы отталкивания между избыточными электронами не будут сведены к минимуму. Если заряженный проводник касается другого объекта, проводник может даже передать свой заряд этому объекту. Передача заряда между объектами происходит легче, если второй объект сделан из проводящего материала. Проводники позволяют переносить заряд за счет свободного движения электронов.

В отличие от проводников, изоляторы представляют собой материалы, которые препятствуют свободному потоку электронов от атома к атому и от молекулы к молекуле. Если заряд передается на изолятор в данном месте, избыточный заряд останется в исходном месте зарядки. Частицы изолятора не позволяют электронам свободно течь; впоследствии заряд редко распределяется равномерно по поверхности изолятора.

Хотя изоляторы не используются для передачи заряда, они играют важную роль в электростатических экспериментах и ​​демонстрациях.На изолирующие объекты часто устанавливают токопроводящие объекты. Такое расположение проводника поверх изолятора предотвращает передачу заряда от проводящего объекта к его окружению. Такое расположение также позволяет ученику (или учителю) манипулировать проводящим объектом, не касаясь его. Изолятор служит ручкой для перемещения проводника на лабораторном столе. Если эксперименты по зарядке проводятся с алюминиевыми банками, то банки следует устанавливать на чашки из пенополистирола.Чашки служат изолятором, не позволяя банкам разряжаться. Чашки также служат ручками, когда возникает необходимость перемещать банки по столу.

Примеры проводников включают металлы, водные растворы солей (т. е. ионных соединений, растворенных в воде), графит и человеческое тело. Примеры изоляторов включают пластмассы, пенополистирол, бумагу, резину, стекло и сухой воздух.Разделение материалов на категории проводников и изоляторов — деление несколько искусственное. Более уместно думать о материалах как о помещенных где-то в континууме. Те материалы, которые являются сверхпроводниками (известные как сверхпроводники ), будут размещены на конце, а наименее проводящие материалы (лучшие изоляторы) будут размещены на другом конце. Металлы будут помещены рядом с наиболее проводящим концом, а стекло — на противоположном конце континуума.Электропроводность металла может быть в миллион триллионов раз больше, чем у стекла.

Среди проводников и изоляторов можно найти человеческое тело где-то ближе к проводящей стороне середины. Когда тело приобретает статический заряд, оно имеет тенденцию распределять этот заряд по поверхности тела. Учитывая размер человеческого тела по сравнению с размером типичных объектов, используемых в электростатических экспериментах, для того, чтобы эффект стал заметен, потребуется аномально большое количество избыточного заряда. Воздействие избыточного заряда на тело часто демонстрируется с помощью генератора Ван де Граафа. Когда ученик кладет руку на статический мяч, избыточный заряд мяча передается человеческому телу. Будучи проводником, избыточный заряд мог течь к человеческому телу и распространяться по всей поверхности тела, даже по прядям волос. Когда отдельные пряди волос становятся заряженными, они начинают отталкиваться друг от друга. Стремясь дистанцироваться от своих одинаково заряженных соседей, пряди волос начинают подниматься вверх и наружу — поистине пробуждающий волосы опыт.

Многие знакомы с влиянием влажности на накопление статического заряда. Вы, вероятно, заметили, что дни с плохой прической, удары дверной ручки и статическая одежда наиболее распространены в зимние месяцы. Зимние месяцы, как правило, самые засушливые в году, когда уровень влажности в воздухе падает до более низких значений. Вода имеет свойство постепенно удалять излишки заряда с предметов. Когда влажность высокая, человек, приобретающий избыточный заряд, будет иметь тенденцию терять этот заряд молекулам воды в окружающем воздухе. С другой стороны, сухой воздух более способствует накоплению статического заряда и более частым поражениям электрическим током. Поскольку уровни влажности, как правило, меняются изо дня в день и от сезона к сезону, ожидается, что электрические эффекты (и даже успех электростатических демонстраций) могут меняться изо дня в день.

Предсказание направления движения электронов в проводящем материале — это простое применение двух фундаментальных правил взаимодействия зарядов.Противоположности притягиваются, а предпочтения отталкиваются. Предположим, что какой-то метод используется для передачи отрицательного заряда объекту в заданном месте. В том месте, где передается заряд, имеется избыток электронов. То есть множество атомов в этой области имеют больше электронов, чем протонов. Конечно, есть ряд электронов, которые можно рассматривать как , вполне удовлетворенные , поскольку есть сопутствующий положительно заряженный протон, удовлетворяющий их притяжению к противоположному. Однако так называемые избыточные электроны отталкивают друг друга и предпочитают больше места. Электроны, как и люди, хотят манипулировать своим окружением, чтобы уменьшить эффекты отталкивания. Поскольку эти избыточные электроны присутствуют в проводнике, их способность мигрировать в другие части объекта практически не мешает. И это именно то, что они делают. Чтобы уменьшить общие эффекты отталкивания внутри объекта, происходит массовая миграция избыточных электронов по всей поверхности объекта.Избыточные электроны мигрируют, чтобы дистанцироваться от своих отталкивающих соседей. В этом смысле говорят, что избыточный отрицательный заряд распространяется по поверхности проводника.

Но что будет, если проводник приобретет избыток положительного заряда? Что, если электроны удаляются из проводника в данном месте, что дает объекту общий положительный заряд? Если протоны не могут двигаться, как может избыток положительного заряда распространяться по поверхности материала? Хотя ответы на эти вопросы не так очевидны, они все же включают довольно простое объяснение, которое снова основывается на двух фундаментальных правилах взаимодействия зарядов. Противоположности притягиваются, а предпочтения отталкиваются. Предположим, что проводящий металлический шар заряжен с левой стороны и передал избыточный положительный заряд. (Конечно, это требует, чтобы электроны были удалены из объекта в месте зарядки.) Множество атомов в области, где происходит зарядка, потеряли один или несколько электронов и имеют избыток протонов. Дисбаланс заряда в этих атомах создает эффекты, которые можно рассматривать как нарушение баланса заряда во всем объекте.Присутствие этих избыточных протонов в данном месте притягивает электроны от других атомов. Можно представить, что электроны в других частях объекта вполне удовлетворены, , балансом заряда, который они испытывают. Тем не менее, всегда будут какие-то электроны, которые будут чувствовать притяжение избыточных протонов на некотором расстоянии. Говоря человеческими словами, мы можем сказать, что эти электроны притягиваются любопытством или верой в то, что трава зеленее по ту сторону забора. На языке электростатики мы просто утверждаем, что противоположности притягиваются — избыточные протоны, а также соседние и далекие электроны притягиваются друг к другу. Протоны ничего не могут поделать с этим притяжением, поскольку они связаны в ядрах своих атомов. Тем не менее, электроны внутри атомов слабо связаны; и находясь в проводнике, они могут двигаться. Эти электроны перемещаются за избыточными протонами, оставляя собственные атомы со своим собственным избыточным положительным зарядом. Эта миграция электронов происходит по всей поверхности объекта, пока общая сумма эффектов отталкивания между электронами по всей поверхности объекта не будет сведена к минимуму.

Используйте свое понимание заряда, чтобы ответить на следующие вопросы. По завершении нажмите кнопку, чтобы просмотреть ответы.

1. Одна из этих изолированных заряженных сфер — медь, а другая — резина. На диаграмме ниже показано распределение избыточного отрицательного заряда по поверхности двух сфер. Обозначьте, что есть, и поддержите свой ответ объяснением.

2. Какие из следующих материалов, вероятно, будут иметь более проводящие свойства, чем изолирующие? _____ Объясните свои ответы.

3. Проводник отличается от изолятора тем, что провод ________.

а. имеет избыток протонов

г. имеет избыток электронов

г. может заряжаться, а изолятор не может

г. имеет более быстро движущиеся молекулы

e.не имеет нейтронов, мешающих потоку электронов

ф. ни один из этих

4. Предположим, что проводящая сфера каким-то образом заряжена положительно. Изначально заряд размещается на левой стороне сферы. Тем не менее, поскольку объект является проводящим, заряд равномерно распространяется по поверхности сферы. Равномерное распределение заряда объясняется тем, что ____.

а. заряженные атомы в месте заряда движутся по поверхности сферы

г. избыточные протоны перемещаются от места заряда к остальной части сферы

г. избыточные электроны от остальной части сферы притягиваются к избыточным протонам

5. Когда цистерна с нефтью прибыла в пункт назначения, она готовится слить свое топливо в резервуар или цистерну. Часть подготовки включает в себя соединение кузова цистерны металлическим проводом с землей. Предложите причину, почему это делается.

Электрический проводник: что это такое? (Схема и типы проводников)

Что такое электрический проводник?

В электротехнике проводник (или электрический проводник ) определяется как объект или тип материала, который позволяет потоку заряда в одном или нескольких направлениях.Материалы из металла являются обычными электрическими проводниками, так как металлы обладают высокой проводимостью и низким сопротивлением.

Электрические проводники позволяют электронам перемещаться между атомами этого материала со скоростью дрейфа в зоне проводимости. Электрические проводники могут быть металлами, металлическими сплавами, электролитом или некоторыми неметаллами, такими как графит и проводящий полимер. Эти материалы позволяют электричеству (то есть потоку заряда) легко проходить через них.

Как проводник проводит ток?

Вещество атома электрического проводника не должно иметь энергетического зазора между валентной зоной и зоной проводимости.

Внешние электроны валентной зоны слабо прикреплены к атому. Когда электрон возбуждается из-за электродвижущей силы или теплового эффекта, он перемещается из своей валентной зоны в зону проводимости.

Зона проводимости — это зона, в которой этот электрон может свободно перемещаться в любом месте проводника. Проводник состоит из атомов. Таким образом, в целом зона проводимости находится в избытке электронов.

Другими словами, можно сказать, что металлические связи присутствуют в проводниках.Эти металлические связи основаны на структуре положительных ионов металлов. Эти структуры окружены электронным облаком.

Когда в проводнике возникает разность потенциалов в двух точках, электроны получают достаточно энергии для перехода от более низкой активности к более высокой в ​​этой зоне проводимости против небольшого сопротивления, создаваемого этим материалом проводника. Электричество или ток течет в направлении, противоположном потоку электронов.

Как электрон течет через проводник?

Электроны не движутся и не текут по прямой линии.В проводнике электроны находятся в движении вперед и назад или имеют случайную скорость, то есть скорость дрейфа (V _d ) или средняя скорость. Из-за этой скорости дрейфа электроны каждый момент сталкиваются с атомами или другим электроном в зоне проводимости проводника.

Скорость дрейфа довольно мала из-за большого количества свободных электронов. Мы можем оценить плотность свободных электронов в проводнике, таким образом, мы можем вычислить скорость дрейфа для данного тока. Чем больше плотность, тем ниже скорость, необходимая для данного тока.

В проводнике поток электронов направлен против электрического поля (E).

Свойства электрического проводника

Основные свойства электрических проводников следующие:

1. Проводник всегда допускает свободное движение электронов или ионов.
2. Электрическое поле внутри проводника должно быть нулевым, чтобы электроны или ионы могли перемещаться по проводнику.
3. Плотность заряда внутри проводника равна нулю, т. Е. Положительный и отрицательный заряды нейтрализуются внутри проводника.
4. Поскольку внутри проводника нет заряда, только свободные заряды могут существовать только на поверхности проводника.
5. Электрическое поле перпендикулярно поверхности этого проводника.

Тип проводников

Электрические проводники можно классифицировать на основе их омической характеристики. Это:

Омические проводники

Этот тип проводников всегда подчиняется закону Ома (V I).
График зависимости V от I всегда дает прямую линию.
Пример
Алюминий, серебро, медь и т. Д.

Неомические проводники

Этот тип проводников никогда не подчиняется закону Ома (V I).
График зависимости V от I не дает прямой линии, т.е. нелинейного графика.
Пример
LDR (светозависимый резистор), диод, нить лампы накаливания, термисторы и т. Д.

Примеры проводников приведены ниже

Твердый проводник

1. Металлический проводник: серебро, медь, алюминий, золото и т. Д.
2. Неметаллический проводник: графит
3. Проводник из сплава: латунь, бронза и т. Д.

Жидкий проводник

1. Металлический проводник: ртуть
2. Неметаллический проводник: соленая вода, кислотный раствор и т. Д.

Примечание:

1. Медный проводник — наиболее распространенный материал, используемый для электропроводки.
2. Gold Conductor используется для высококачественных контактов поверхность-поверхность.
3. Серебро — лучший дирижер в списке дирижеров.
4. Загрязненная вода указана в Списке проводников, но имеет меньшую проводимость.

Каков заряд проводника при подаче электроэнергии?

Токоведущий проводник в любом случае имеет нулевой заряд. Это потому, что в любом случае количество электронов (при дрейфовой скорости) равно количеству протонов в этом проводнике. Таким образом, чистая плата равна нулю.

Предположим, что проводник подключен к батарее, т.е. положительный конец и отрицательный конец соединены с проводником. Теперь электроны текут по проводнику от отрицательного конца к положительному концу батареи.Этот поток электронов возможен до тех пор, пока эта батарея не станет способной производить ЭДС посредством химической реакции внутри.

Положительно или отрицательно заряжен проводник?

Подумайте только, что здесь проводник — это среда, через которую заряды могут передаваться от одного электрода к другому электроду батареи. Электроны избавляются от отрицательной стороны батареи и попадают в зону проводимости проводника, где уже доступно множество валентных электронов атомов проводника.

Свободные электроны начинают свой путь дрейфующим движением (к положительному электроду батареи) от атома к атому в зоне проводимости.

В любом случае каждый атом имеет нулевой заряд, потому что дрейфующие электроны от соседних атомов заполняют его электронные промежутки валентной зоны, и это происходит непрерывно, т. е. общее количество электронов равно количеству протонов в проводнике в любой момент. Теперь скорость изменения заряда (q) относительно времени (t) называется током (I),

Эта скорость изменения заряда во времени происходит.Обычно ток (I) течет в направлении, противоположном потоку электронов.

Когда вы отсоединяете проводник от батареи, этот проводник не удерживает заряженные частицы, но ЭДС остается на электродах батареи с положительной и отрицательной полярностью без потока электронов.

Влияние температуры на проводник

Чем больше влияние температуры, тем больше вибрации в молекулах проводника. Это препятствует прохождению электронов, т.е. электронам мешает плавное прохождение через проводник.Таким образом, проводимость постепенно уменьшается с повышением температуры.

Опять же, повышение температуры разрывает некоторые связи в молекулах проводника и освобождает часть электронов. Этих электронов меньше. В целом можно сказать, что увеличение температурного противостояния дрейфующему электрону увеличивается в проводнике .

Ленточная теория электропроводности

Проводники

Проводник — это материал, который может проводить электричество с минимальным сопротивлением электрическому потоку.Обычно это металл.

Цели обучения

Примените концепцию зонной теории для объяснения поведения проводников.

Основные выводы

Ключевые моменты

• Проводник — это материал, содержащий подвижные электрические заряды.
• В металлических проводниках, таких как медь или алюминий, подвижными заряженными частицами являются электроны, хотя в других случаях они могут быть ионами или другими положительно заряженными частицами.
• Зонная теория, в которой молекулярные орбитали твердого тела превращаются в серию непрерывных энергетических уровней, может быть использована для объяснения поведения проводников, полупроводников и изоляторов.
• Большинство знакомых проводов металлические.

Ключевые термины

• напряжение : величина электростатического потенциала между двумя точками в пространстве.
• молекулярная орбиталь : квантово-механическое поведение электрона в молекуле, описывающее вероятность конкретного положения и энергии электрона; аппроксимируется линейной комбинацией атомных орбиталей.
• металл : любой из ряда химических элементов в периодической таблице, которые образуют металлическую связь с другими атомами металлов; обычно блестящие, несколько податливые и твердые, часто проводящие тепло и электричество.

Проводники и изоляторы

Проводник — это материал, содержащий подвижные электрические заряды. В металлических проводниках, таких как медь или алюминий, подвижными заряженными частицами являются электроны. Положительные заряды также могут быть подвижными, такими как катионный электролит (ы) батареи или подвижные протоны протонного проводника топливного элемента. Изоляторы — это непроводящие материалы с небольшим количеством подвижных зарядов; они несут лишь незначительные электрические токи.

При описании проводников с использованием концепции зонной теории лучше всего сосредоточиться на проводниках, которые проводят электричество с помощью мобильных электронов.Согласно теории зон, проводник — это просто материал, валентная зона которого перекрывается с зоной проводимости, что позволяет электронам проходить через материал с минимальным приложенным напряжением.

Теория полос

В физике твердого тела зонная структура твердого тела описывает те диапазоны энергии, называемые энергетическими зонами, которые может иметь электрон в твердом теле («разрешенные зоны»), и диапазоны энергии, называемые запрещенными зонами («запрещенные зоны»). , которого может и не быть. Теория зон моделирует поведение электронов в твердых телах, постулируя существование энергетических зон.В нем успешно используется ленточная структура материала для объяснения многих физических свойств твердых тел. Полосы также можно рассматривать как крупномасштабный предел теории молекулярных орбиталей.

Электроны одного изолированного атома занимают атомные орбитали, которые образуют дискретный набор уровней энергии. Если несколько атомов объединяются в молекулу, их атомные орбитали разделяются на отдельные молекулярные орбитали, каждая с разной энергией. Это создает количество молекулярных орбиталей, пропорциональное количеству валентных электронов.Когда большое количество атомов (10 ²⁰ или больше) объединяются в твердое тело, количество орбиталей становится чрезвычайно большим. Следовательно, разница в энергии между ними становится очень маленькой. Таким образом, в твердых телах уровни образуют непрерывные энергетические полосы, а не дискретные энергетические уровни отдельных атомов. Однако некоторые энергетические интервалы не содержат орбиталей, образуя запрещенные зоны. Эта концепция становится более важной в контексте полупроводников и изоляторов.

Проводники, полупроводники и изоляторы : Слева проводник (описываемый здесь как металл) имеет перекрывающиеся пустые и заполненные зоны, позволяя возбужденным электронам проходить через пустую зону с небольшим толчком (напряжением). Полупроводники и изоляторы имеют все большую и большую разницу в энергии между валентной зоной и зоной проводимости, что требует большего приложенного напряжения для движения электронов.

В пределах диапазона энергий уровни энергии можно рассматривать как почти континуум по двум причинам:

1. Разделение уровней энергии в твердом теле сравнимо с энергией, которой электроны постоянно обмениваются с фононами (колебаниями атомов).
2. Это разделение сравнимо с неопределенностью энергии из-за принципа неопределенности Гейзенберга для достаточно длинных интервалов времени. В результате разделение уровней энергии не имеет значения.

Проводники

Все проводники содержат электрические заряды, которые перемещаются при приложении разности электрических потенциалов (измеряемой в вольтах) к отдельным точкам на материале. Этот поток заряда (измеряется в амперах) и называется электрическим током.В большинстве материалов постоянный ток пропорционален напряжению (как определено законом Ома) при условии, что температура остается постоянной, а материал остается в той же форме и состоянии.

Самые известные проводники металлические. Медь — самый распространенный материал, используемый для электропроводки. Серебро — лучший дирижер, но он стоит дорого. Поскольку золото не подвержено коррозии, оно используется для высококачественных контактов поверхность-поверхность. Однако есть также много неметаллических проводников, в том числе графит, растворы солей и всякая плазма.Есть даже проводящие полимеры.

Теплопроводность и электропроводность часто идут рука об руку. Например, море электронов заставляет большинство металлов действовать как проводники электричества и тепла. Однако некоторые неметаллические материалы являются практическими электрическими проводниками, но не являются хорошими проводниками тепла.

Полупроводники

Полупроводники — это материалы, которые по своим свойствам находятся между нормальными проводниками и изоляторами; они часто производятся с помощью допинга.

Цели обучения

Сравните полупроводники N-типа и P-типа, отличив их от полупроводников и изоляторов, используя зонную теорию.

Основные выводы

Ключевые моменты

• Собственные полупроводники состоят только из одного материала.
• Внешние полупроводники состоят из внутренних полупроводников, в которые были добавлены другие вещества для изменения их свойств (они были легированы другим элементом).
• Существует два типа внешних полупроводников: p-тип (p для положительного: дырка была добавлена ​​путем легирования элементом III группы) и n-типа (n для отрицательного: дополнительный электрон был добавлен путем легирования элементом III группы). элемент группы-V).

Ключевые термины

• полупроводник : вещество с электрическими свойствами между хорошими проводниками и хорошими изоляторами
• проводник : то, что может передавать электричество, тепло, свет или звук
• легированный : описание полупроводника, в который было добавлено небольшое количество элементов для создания носителей заряда

Полупроводники — это материалы, которые обладают свойствами как обычных проводников, так и изоляторов. Полупроводники делятся на две большие категории:

• Собственные полупроводники состоят только из одного вида материала; кремний и германий — два примера. Их также называют «нелегированные полупроводники» или «полупроводники i-типа. «
• Внешние полупроводники, с другой стороны, являются внутренними полупроводниками с добавлением других веществ для изменения их свойств, то есть они были легированы другим элементом.

Внутренние полупроводники

В классических кристаллических полупроводниках электроны могут иметь энергию только в определенных диапазонах (диапазонах уровней энергии).Энергия этих зон находится между энергией основного состояния и энергией свободного электрона (энергия, необходимая для полного выхода электрона из материала). Энергетические зоны соответствуют большому количеству дискретных квантовых состояний электронов. Большинство состояний с низкой энергией (ближе к ядру) занято, вплоть до определенной зоны, называемой валентной зоной.

Полупроводники и изоляторы отличаются от металлов населенностью электронов в каждой зоне.Валентная зона в любом металле почти заполнена электронами при обычных условиях. В полупроводниках только несколько электронов существуют в зоне проводимости чуть выше валентной зоны, а изолятор почти не имеет свободных электронов.

Иллюстрация электронной зонной структуры полупроводника : Это исчерпывающая иллюстрация молекулярных орбиталей в массивном материале. По мере увеличения энергии в системе электроны покидают валентную зону и переходят в зону проводимости.

Полупроводники и изоляторы также отличаются относительной шириной запрещенной зоны. В полупроводниках ширина запрещенной зоны мала, что позволяет электронам заселять зону проводимости. В изоляторах он большой, что затрудняет прохождение электронов через зону проводимости.

Внешние полупроводники

Название «внешний полупроводник» может ввести в заблуждение. В то время как изоляционные материалы могут быть легированы, чтобы стать полупроводниками, собственные полупроводники также могут быть легированы, что приводит к примесному полупроводнику. Есть два типа примесных полупроводников, которые возникают в результате легирования: атомы с дополнительным электроном (n-тип для отрицательного элемента из группы V, например, фосфор) и атомы с одним электроном меньше (p-тип для положительного элемента из группы III. , например бор).

При производстве полупроводников легирование преднамеренно вводит примеси в чрезвычайно чистый или собственный полупроводник с целью изменения его электрических свойств. Примеси зависят от типа полупроводника.Слабо- и умеренно легированные полупроводники относятся к примерам. Когда полупроводник легирован до такого высокого уровня, что он больше похож на проводник, чем на полупроводник, его называют вырожденным.

Полупроводники N-типа

N-типа представляют собой тип примесных полупроводников, в которых атомы примеси способны обеспечивать дополнительные электроны проводимости для материала-хозяина (например, фосфор в кремнии). Это создает избыток отрицательных (n-типа) электронных носителей заряда.

Полупроводник N-типа : после легирования материала фосфором появляется дополнительный электрон.

Легирующий атом обычно имеет на один валентный электрон больше, чем один тип основных атомов. Наиболее распространенный пример — атомное замещение в твердых телах IV группы элементами V группы. Ситуация становится более неопределенной, когда хозяин содержит более одного типа атомов. Например, в полупроводниках III-V, таких как арсенид галлия, кремний может быть донором, когда он замещает галлий, или акцептором, когда он замещает мышьяк.У некоторых доноров меньше валентных электронов, чем у хозяина, например щелочные металлы, которые являются донорами в большинстве твердых тел.

Полупроводники P-типа

Полупроводник p-типа (p означает «положительный») создается путем добавления к полупроводнику атома определенного типа с целью увеличения количества свободных носителей заряда. Когда легирующий материал добавляется, он забирает (принимает) слабосвязанные внешние электроны у атомов полупроводника. Этот тип легирующего агента также известен как акцепторный материал, а вакансия, оставленная электроном, известна как дырка.Целью легирования p-типа является создание большого количества дырок.

Полупроводник P-типа : после того, как материал был легирован бором, в структуре пропадает электрон, оставляя дырку. Это позволяет упростить поток электронов.

В случае кремния трехвалентный атом замещен в кристаллической решетке. В результате один электрон отсутствует в одной из четырех ковалентных связей, обычно являющихся частью решетки кремния. Следовательно, атом примеси может принять электрон от ковалентной связи соседнего атома, чтобы завершить четвертую связь.Вот почему эти легирующие примеси называют акцепторами.

Когда атом примеси принимает электрон, это вызывает потерю половины одной связи с соседним атомом, что приводит к образованию дырки. Каждая дырка связана с ближайшим отрицательно заряженным ионом примеси, и полупроводник в целом остается электрически нейтральным. Однако, как только каждая дырка переместится в решетку, один протон в атоме в месте расположения дыры будет «обнажен» и больше не будет нейтрализован электроном.У этого атома будет три электрона и одна дырка, окружающие конкретное ядро ​​с четырьмя протонами.

По этой причине отверстие ведет себя как положительный заряд. Когда добавляется достаточно большое количество акцепторных атомов, дырок значительно превышает количество термически возбужденных электронов. Таким образом, дырки являются основными носителями, в то время как электроны становятся неосновными носителями в материалах p-типа.

2011-2012

Текущее электричество

Когда электроны движутся, они переносят электрическую энергию из одного места в другое.Это называется текущим электричеством или электрическим током. Молния — это один из примеров электрического тока, хотя он длится недолго. Электрический ток также участвует в питании всех используемых вами электроприборов, от стиральных машин до фонариков и от телефонов до MP3-плееров. Эти электрические токи длятся намного дольше.

Электрические цепи

Для электрического тока должна быть электрическая цепь. Цепь — это замкнутый путь или петля, по которой течет электрический ток.Цепь обычно создается путем соединения электрических компонентов вместе кусками проволочного кабеля. Таким образом, в фонарике есть простая схема с выключателем, лампой и батареей, соединенными между собой несколькими короткими отрезками медного провода. Когда вы включаете выключатель, электричество течет по цепи. Если в цепи есть разрыв, электричество не может течь. Если, например, один из проводов оборван, лампа не загорится. Точно так же, если выключатель выключен, электричество не может течь.Вот почему выключатель иногда называют автоматическим выключателем.

Однако не всегда нужны провода для замыкания цепи. Между грозовым облаком и Землей существует контур, образованный воздухом между ними. Обычно воздух не проводит электричество. Однако, если в облаке есть достаточно большой электрический заряд, оно может создавать в воздухе заряженные частицы, называемые ионами (потерявшие атомы приобрели некоторое количество электронов). Ионы действуют как невидимый кабель, соединяющий облако вверху и воздух внизу.Между ионами в воздухе проходит молния.

Как электричество движется в цепи

Такие материалы, как металлическая медь, которые проводят электричество (позволяют ему свободно течь), называются проводниками. Материалы, которые не позволяют электричеству так легко проходить через них, такие как резина и пластик, называются изоляторами. Что делает медь проводником, а резину изолятором?

Электрический ток — это постоянный поток электронов. Когда электроны перемещаются из одного места в другое по цепи, они переносят электрическую энергию с места на место, как марширующие муравьи, несущие листья.Вместо того, чтобы нести листья, электроны несут крошечный электрический заряд.

Электричество может проходить сквозь что-то, если его структура позволяет электронам легко проходить сквозь него. У таких металлов, как медь, есть «свободные» электроны, которые не связаны прочно со своими родительскими атомами. Эти электроны свободно проходят через структуру меди, и это то, что позволяет протекать электрическому току. В резине электроны связаны более плотно. Здесь нет «свободных» электронов, и, как следствие, электричество вообще не проходит через резину.Говорят, что проводники, которые пропускают электричество свободно, имеют высокую проводимость и низкое сопротивление; у изоляторов, не пропускающих электричество, наоборот: у них низкая проводимость и высокое сопротивление.

Чтобы электричество текло, должно быть что-то, что толкает электроны. Это называется электродвижущей силой (ЭДС). Аккумулятор или электрическая розетка создают электродвижущую силу, которая заставляет ток электронов течь. Электродвижущая сила более известна как напряжение.

Электромагнетизм

Электричество и магнетизм тесно связаны. Вы могли видеть гигантские стальные электромагниты, работающие на свалке. Электромагнит — это магнит, который можно включать и выключать с помощью электричества. Когда ток течет, он работает как магнит; когда ток прекращается, он снова становится обычным немагнитным куском стали. Краны для свалки собирают металлический мусор, включив магнит.Чтобы освободить барахло, снова выключают магнит.

* (источник) http://www.explainthatstuff.com/electricity.html

Щелкните ссылку ниже, чтобы УСЛЫШАТЬ статическое электричество!

Электричество ___ Оптический шум__Electrical_Crackle_And_Interference.mp3

* www.sciencemadeesimple.com / static.html

Ученики 4-го класса переключаются с ЖИЗНИ на ФИЗИЧЕСКУЮ науку. Первое направление, которое изучают студенты, — это СТАТИЧЕСКОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСТВО.

Вы идете по ковру, тянетесь к дверной ручке и………. ЗАП !!! Вы получаете статический разряд.

Или, заходишь с холода, снимаешь шляпу и …… БОИНГ !!! Статические волосы — статическое электричество заставляет волосы торчать прямо из головы. Что здесь происходит? И почему зимой статика становится более серьезной проблемой?

Чтобы понять статическое электричество, мы должны немного узнать о природе материи. Или, другими словами, из чего состоит все, что нас окружает?

Наслаждайтесь фотографиями, сделанными учениками во время выполнения эксперимента по изучению статического электричества.

Чтобы узнать больше обо всех интересных аспектах ЭЛЕКТРИЧЕСТВА, посетите оставшуюся часть веб-страницы http://www.sciencemadesimple.com/static.html

Current Electricity: Постройте электрические цепи, чтобы зажечь лампочку!

Щелкните эту ССЫЛКУ, чтобы прочитать, что наука НАСА для детей говорит о схемах !!

Когда вы включаете и выключаете свет, вы замыкаете и размыкаете цепь.Цепь — это путь, по которому следует электричество. Чтобы электроны перемещались (создавая электрический ток), цепь должна быть замкнута. Когда вы выключаете свет, вы размыкаете цепь, и свет выключается. Когда вы включаете выключатель, цепь замыкается, и загораются огни.

Рассмотрим схемы подробнее. . .

Вот общие части схемы и то, как она изображена на принципиальной схеме:

Источник напряжения
Проводник
Нагрузка
Переключатель

Цепи серии
Последовательная цепь позволяет электронам двигаться только по одному пути.Вся электроэнергия идет по пути №1. Нагрузки в последовательной цепи должны разделять доступное напряжение. Другими словами, каждая нагрузка в последовательной цепи будет использовать некоторую часть напряжения, оставляя меньше для следующей нагрузки в цепи. Это означает, что свет, тепло или звук, излучаемые устройством, будут уменьшены.

* Научные файлы НАСА: Дети: Лаборатория доктора Д.: Цепи

Параллельные цепи
В параллельных цепях электрический ток может идти по нескольким путям, чтобы вернуться к источнику, поэтому он распределяется между всеми доступными путями. На схеме часть тока следует по пути №1, а остаток отделяется от №1 и следует по пути №2. На всех участках параллельной цепи напряжение одинаково, поэтому каждое устройство будет производить полную мощность.

Одна из последних областей изучения физики четвертого класса — это гравитация и силы на Земле. У нас была отличная видеоконференция с НАСА, где студенты могли задавать вопросы о космосе и видеть изображения, изображающие микрогравитацию.Часть урока заключалась в том, чтобы объяснить, что астронавты также берут в космос животных и насекомых, чтобы посмотреть, как микрогравитация влияет на их жизнь. Нажмите на паука ниже, чтобы подключиться к прицелу НАСА, который заставит вашу кожу ползать даже в космосе !!

Завершая раздел «Электричество», студенты создали СОБСТВЕННЫЕ электронные игровые доски !! Они проделали прекрасную работу.Посмотрите на картинки, чтобы увидеть, как ученики тестируют игры друг друга!

Что они сделали для создания этих игровых досок: они работали с партнером, чтобы создать ДВА вопроса на урок. Они разместили вопрос на одной стороне доски, а возможные ответы — на другой. Используя то, что они узнали о схемах, они связали правильный ответ на каждый вопрос. С помощью батареи, лампочки и нескольких проводов они смогли найти правильный ответ, заставив свет светиться!

Ниже представлены фотографии студентов, создающих ЭЛЕКТРОМАГНИТ !!!

Недавно мы узнали все об ЭЛЕКТРИЧЕСТВЕ !! Наслаждайтесь фотографиями студентов, создающих последовательную схему — вы получите ТРЯПКУ!

Вот несколько роликов, чтобы заинтересовать ученика предметом, который мы будем изучать! Наслаждаться!

Плотность:

проводников, изоляторов и потока электронов | Основные понятия электричества

Электроны атомов разных типов имеют разную степень свободы передвижения.В некоторых типах материалов, таких как металлы, внешние электроны в атомах настолько слабо связаны, что они хаотично перемещаются в пространстве между атомами этого материала не более чем под влиянием тепловой энергии комнатной температуры. Поскольку эти практически несвязанные электроны могут свободно покидать свои соответствующие атомы и плавать в пространстве между соседними атомами, их часто называют свободными электронами .

Проводники и изоляторы

В других типах материалов, таких как стекло, электроны атомов имеют очень мало свободы передвижения.Хотя внешние силы, такие как физическое трение, могут заставить некоторые из этих электронов покинуть свои соответствующие атомы и перейти к атомам другого материала, они не очень легко перемещаются между атомами внутри этого материала.

Эта относительная подвижность электронов в материале известна как электрическая проводимость . Электропроводность определяется типами атомов в материале (количество протонов в ядре каждого атома определяет его химическую идентичность) и тем, как атомы связаны друг с другом.Материалы с высокой подвижностью электронов (много свободных электронов) называются проводниками , в то время как материалы с низкой подвижностью электронов (мало или без свободных электронов) называются изоляторами . Вот несколько распространенных примеров проводников и изоляторов:

Следует понимать, что не все проводящие материалы имеют одинаковый уровень проводимости, и не все изоляторы одинаково устойчивы к движению электронов.Электропроводность аналогична прозрачности некоторых материалов для света: материалы, которые легко «проводят» свет, называются «прозрачными», а те, которые этого не делают, — «непрозрачными». Однако не все прозрачные материалы одинаково светопроводят. Оконное стекло лучше, чем большинство пластиков, и, конечно, лучше, чем «прозрачное» стекловолокно. Так и с электрическими проводниками, одни лучше других.

Например, серебро является лучшим проводником в списке «проводников», предлагая более легкий проход для электронов, чем любой другой упомянутый материал.Грязная вода и бетон также считаются проводниками, но эти материалы обладают значительно меньшей проводимостью, чем любой металл.

Также следует понимать, что некоторые материалы изменяют свои электрические свойства в различных условиях. Например, стекло является очень хорошим изолятором при комнатной температуре, но становится проводником при нагревании до очень высокой температуры. Такие газы, как воздух, обычно изолирующие материалы, также становятся проводящими при нагревании до очень высоких температур.Большинство металлов при нагревании становятся хуже проводниками, а при охлаждении — лучше. Многие проводящие материалы становятся идеально проводящими (это называется сверхпроводимостью ) при чрезвычайно низких температурах.

Электронный поток / Электрический ток

В то время как нормальное движение «свободных» электронов в проводнике является случайным, без определенного направления или скорости, электроны могут скоординированно перемещаться через проводящий материал. Это равномерное движение электронов мы называем электричеством или электрическим током .Чтобы быть более точным, его можно было бы назвать динамическим электричеством в отличие от статического электричества , которое представляет собой неподвижное накопление электрического заряда. Так же, как вода, текущая через пустоту трубы, электроны могут перемещаться в пустом пространстве внутри и между атомами проводника. На наш взгляд проводник может показаться твердым, но любой материал, состоящий из атомов, по большей части представляет собой пустое пространство! Аналогия с потоком жидкости настолько уместна, что движение электронов через проводник часто называют «потоком».”

Здесь можно сделать примечательное наблюдение. Поскольку каждый электрон равномерно движется через проводник, он толкает проводник впереди, так что все электроны движутся вместе как группа. Начало и остановка потока электронов по длине проводящего пути происходит практически мгновенно от одного конца проводника к другому, даже если движение каждого электрона может быть очень медленным. Примерная аналогия — трубка, заполненная встык мрамором:

Трубка полна шариков, так же как проводник полон свободных электронов, готовых к перемещению под внешним воздействием.Если один шарик внезапно вставляется в эту полную трубку с левой стороны, другой шарик немедленно попытается выйти из трубки справа. Несмотря на то, что каждый шарик прошел лишь небольшое расстояние, передача движения через трубку происходит практически мгновенно от левого конца к правому, независимо от длины трубки. С электричеством общий эффект от одного конца проводника до другого происходит со скоростью света: быстрые 186 000 миль в секунду !!! Тем не менее, каждый отдельный электрон проходит через проводник на намного медленнее.

Электронный поток через провод

Если мы хотим, чтобы электроны текли в определенном направлении в определенное место, мы должны обеспечить им правильный путь, точно так же, как водопроводчик должен установить трубопровод, чтобы вода текла туда, где он или она хочет, чтобы она текла. Чтобы облегчить это, провода изготавливаются из металлов с высокой проводимостью, таких как медь или алюминий, самых разных размеров.

Помните, что электроны могут течь только тогда, когда у них есть возможность перемещаться в пространстве между атомами материала.Это означает, что электрический ток может присутствовать только там, где существует непрерывный путь из проводящего материала, обеспечивающий канал для прохождения электронов. В аналогии с мрамором шарики могут течь в левую сторону трубки (и, следовательно, через трубку) тогда и только тогда, когда трубка открыта с правой стороны, чтобы шарики могли вытекать. Если трубка заблокирована с правой стороны, шарики будут просто «скапливаться» внутри трубки, и мраморный «поток» не произойдет. То же самое верно и для электрического тока: непрерывный поток электронов требует наличия непрерывного пути, позволяющего этот поток. Давайте посмотрим на диаграмму, чтобы проиллюстрировать, как это работает:

Тонкая сплошная линия (как показано выше) является условным обозначением непрерывного отрезка проволоки. Поскольку проволока сделана из проводящего материала, такого как медь, составляющие ее атомы имеют много свободных электронов, которые могут легко перемещаться по проволоке. Однако в этом проводе никогда не будет непрерывного или равномерного потока электронов, если им не будет откуда взяться и куда идти.Добавим гипотетические «Источник» и «Назначение» электрона: