Действие электрического тока: тепловое, химическое, магнитное, световое и механическое; Школа для электриков: Электротехника и электроника - услуги электромонтажа, строительства и ремонта

Лучшие излучатели света относятся к полупроводникам с прямым зазором (т.е. к тем, в которых разрешены прямые оптические переходы из зоны в зону), таким как GaAs, InP, ZnSe или CdTe. Изменяя состав полупроводника, можно создавать светодиоды для всех длин волн – от ультрафиолетового (GaN) до среднего инфракрасного (PbS). Эффективность светодиода как источника света составляет в среднем до 50%.

Содержание

Действие электрического тока: тепловое, химическое, магнитное, световое и механическое

Электрический ток в цепи всегда проявляет себя через какое-то собственное действие. Это может быть как действие конкретной нагрузки, так и побочный эффект тока. Поэтому о наличии или отсутствии тока в цепи можно судить по действию тока: если нагрузка работает, значит, есть ток. Если наблюдается типичное сопутствующее явление, то в цепи есть ток, и так далее.

В общем, электрический ток может вызывать различные действия: тепловые, химические, магнитные (электромагнитные), световые или механические, причем различные действия тока часто происходят одновременно. Эти явления и текущие действия будут рассмотрены в данной статье.

Тепловое действие электрического тока

Когда через проводник проходит постоянный или переменный электрический ток, проводник нагревается. Такими нагреваемыми проводниками в различных условиях и применениях могут быть металлы, электролиты, плазма, расплавленные металлы, полупроводники, полуметаллы.

В простейшем случае, если, скажем, пропустить электрический ток через нихромовую проволоку, она нагреется. Это явление используется в нагревательных приборах: электрочайниках, бойлерах, обогревателях, электроплитах и т.д. Во время дуговой сварки температура дуги обычно достигает 7000°C, и металл легко плавится – это тоже термическое действие тока.

Количество тепла, выделяемого на данном участке цепи, зависит от напряжения, приложенного к этому участку, величины протекающего тока и времени протекания (закон Джоуля-Ленца).

Преобразуя закон Ома для данного участка цепи, для расчета количества тепла можно использовать либо напряжение, либо ток, но тогда необходимо также знать сопротивление цепи, поскольку именно сопротивление ограничивает ток и приводит к нагреву. Или, зная ток и напряжение в цепи, можно так же легко определить количество выделяемого тепла.

Химические эффекты электрического тока

Электролиты, содержащие ионы, подвергаются электролизу при воздействии постоянного электрического тока – это химическое действие электричества. При электролизе отрицательные ионы (анионы) притягиваются к положительному электроду (аноду), а положительные ионы (катионы) – к отрицательному электроду (катоду). Это означает, что вещества, содержащиеся в электролите, высвобождаются на электродах источника тока в процессе электролиза.

Например, пара электродов погружается в раствор какой-либо кислоты, основания или соли, и когда по цепи проходит электрический ток, на одном электроде создается положительный заряд, а на другом – отрицательный. Ионы в растворе начинают осаждаться на электроде с противоположным зарядом.

Например, при электролизе медного купороса (CuSO4) положительно заряженные катионы меди Cu2+ перемещаются к отрицательно заряженному катоду, где приобретают недостающий заряд и становятся нейтральными атомами меди, осаждаясь на поверхности электрода. Гидроксильная группа -OH отдает электроны на аноде, в результате чего выделяется кислород. Положительно заряженные катионы водорода H+ и отрицательно заряженные анионы SO42- остаются в растворе.

Химическое действие электричества используется в промышленности, например, для разложения воды на составные части (водород и кислород). Электролиз также позволяет получать некоторые металлы в чистом виде. Электролиз используется для покрытия поверхности тонким слоем того или иного металла (никеля, хрома) – это гальваника и т.д.

В 1832 году Майкл Фарадей установил, что масса m вещества, выделяющегося на электроде, прямо пропорциональна электрическому заряду q, протекающему через электролит. Если через электролит пропускать постоянный ток I в течение времени t, то первый закон Фарадея об электролизе верен:

Коэффициент пропорциональности k здесь называется электрохимическим эквивалентом вещества. Она численно равна массе вещества, высвобождаемого при прохождении одного электрического заряда через электролит, и зависит от химической природы вещества.

Магнитное действие электрического тока

При наличии электрического тока в любом проводнике (твердом, жидком или газообразном) вокруг проводника может наблюдаться магнитное поле, т.е. проводник с током приобретает магнитные свойства.

Так, если мы поднесем магнит к проводнику, по которому течет ток, напр. в виде магнитной иглы компаса, стрелка будет вращаться перпендикулярно проводнику, а если намотать проводник на железный сердечник и пропустить через него постоянный ток, то сердечник станет электромагнитом.

В 1820 году Эрстед открыл магнитное действие тока на магнитную стрелку, а Ампер установил количественные формулы для магнитного взаимодействия проводников с током.

Магнитное поле всегда создается токами, то есть движущимися электрическими зарядами, особенно заряженными частицами (электронами, ионами). Противоположно направленные токи отталкиваются друг от друга, однонаправленные токи притягиваются друг к другу.

Это механическое взаимодействие возникает в результате взаимодействия магнитных полей токов, т.е. это прежде всего магнитное взаимодействие и только потом механическое. Таким образом, магнитное взаимодействие токов является первичным.

В 1831 году Фарадей установил, что изменяющееся магнитное поле одной цепи порождает ток в другой цепи: генерируемая ЭДС пропорциональна скорости изменения магнитного потока. Логично, что именно магнитное взаимодействие токов используется и сегодня, причем во всех трансформаторах, а не только в электромагнитах (например, промышленных).

Световой эффект электрических токов

В простейшей форме световой эффект электрического тока можно наблюдать в лампе накаливания, спираль которой нагревается до белого цвета под воздействием протекающего через нее тока и излучает свет.

В случае с лампой накаливания на световую энергию приходится около 5 % поставляемой электрической энергии; остальные 95 % преобразуются в тепло.

Люминесцентные лампы более эффективны в преобразовании электроэнергии в свет – до 20% электроэнергии преобразуется в видимый свет люминофором, который получает ультрафиолетовое излучение от электрических разрядов в парах ртути или инертного газа, такого как неон.

В светодиодах световой эффект электрического тока реализуется более эффективно. Когда электрический ток протекает через p-n-переход в прямом направлении, носители заряда – электроны и дырки – рекомбинируют с испусканием фотонов (в результате перехода электронов с одного энергетического уровня на другой).

Лучшими излучателями света являются полупроводники с прямым зазором (т.е. те, в которых разрешены прямые оптические переходы из зоны в зону), такие как GaAs, InP, ZnSe или CdTe. Изменяя состав полупроводника, можно создавать светодиоды для всех длин волн – от ультрафиолетового (GaN) до среднего инфракрасного (PbS). Эффективность светодиода как источника света составляет в среднем до 50%.

Механическое действие электрического тока

Как упоминалось выше, каждый проводник, по которому течет электрический ток, образует вокруг себя магнитное поле. Магнитное взаимодействие преобразуется в движение, например, в электродвигателях, магнитных подъемных устройствах, магнитных клапанах, реле и т.д.

Механическое взаимодействие одного тока с другим описывается законом Ампера. Этот закон был впервые установлен Андре Мари Ампером в 1820 году для постоянного тока. Закон Ампера показывает, что параллельные проводники с электрическим током, текущим в одном направлении, притягиваются друг к другу и отталкиваются в противоположных направлениях.

Закон Ампера также является законом, определяющим силу, с которой магнитное поле действует на небольшой участок проводника с током. Сила, с которой магнитное поле действует на элемент проводника с током в магнитном поле, прямо пропорциональна току в проводнике и векторному произведению длины элемента проводника на магнитную индукцию.

Этот принцип лежит в основе электродвигателей, в которых ротор играет роль токовой рамки, ориентированной во внешнем магнитном поле статора с моментом M.

Если вам понравилась эта статья, пожалуйста, поделитесь ею в социальных сетях. Это очень поможет в развитии нашего сайта!

Используя раствор медного купороса, мы можем продемонстрировать выделение вещества под действием тока. Водный раствор этой соли имеет голубоватый оттенок. Пропуская через раствор электрический ток (ячейку), мы можем обнаружить выделение меди на одном из электродов (рис. 3).

Химическое действие тока

Электрический ток, проходящий через растворы определенных кислот, оснований или солей, вызывает выпадение из них вещества. Это вещество осаждается на электродах в виде пластин, погруженных в раствор и подключенных к источнику тока.

Этот эффект тока используется в гальванике – покрытии определенных поверхностей металлом. Используется никелирование, медное покрытие, хромирование, серебрение и золотое покрытие.

Раствор сульфата меди можно использовать для демонстрации выделения вещества под действием тока. Водный раствор этой соли имеет голубоватый оттенок. Пропуская через раствор электрический ток (ячейку), можно обнаружить выделение меди на одном из электродов (рис. 3).

На каком электроде будет выделяться медь

Медь в растворе купороса присутствует в виде положительных ионов. Тела с противоположными зарядами притягиваются друг к другу. Поэтому ионы меди будут притягиваться к пластине, имеющей отрицательный заряд. Это пластина, подключенная к отрицательному полюсу источника тока. Эта пластина называется отрицательным электродом или катодом.

Другая пластина, подключенная к положительной стороне батареи, называется анодом.

Предупреждение: Сульфат меди можно найти в хозяйственном магазине. Его химическая формула n(nбольшое количество CuSO_<4> n). Он используется в сельском хозяйстве для опрыскивания листьев фруктовых деревьев, кустарников и овощных культур, таких как помидоры и картофель. Он входит в состав различных растворов, используемых для борьбы с болезнями растений и насекомыми-вредителями.

Использование химических токов в медицине

Химическое действие электричества используется не только в гальванике.

Прохождение электрического тока через растворы вызывает движение в них заряженных частиц материи – положительных и отрицательных ионов. Человеческое тело содержит жидкости, в которых растворены определенные вещества. Это означает, что в таких жидкостях присутствуют ионы.

Помещая специальные электроды, смоченные растворами лекарств, на участки тела и пропуская через них небольшие токи, можно вводить в организм определенные лекарства (рис. 4).

Эта процедура называется электрофорезом и используется в физиотерапевтических кабинетах в клиниках и санаториях.

Химическое действие тока.

Для любопытных

Ходить по ковру опасно!

Иногда вы можете получить удар током, если просто пройдете по ковру или поерзаете на сиденье автомобиля. Очевидно, там накопился какой-то заряд. Можете ли вы объяснить, что именно происходит? Почему, например, вас “бьет током”, когда вы идете по ковру, но ничего не происходит, когда вы стоите на нем? Почему эти эффекты зависят от времени года?

Оказалось, что.
Когда два материала (например, подошва обуви и ковер) вступают в контакт, электроны из одного туннелируют через поверхностный энергетический барьер в другой. Поскольку ни один из материалов не является хорошим проводником, электроны могут перемещаться от одной поверхности к другой только в точках, где материалы находятся в тесном контакте. Поэтому чем больше площадь контакта между материалами, тем больше электронов будет передано. Когда одна поверхность трется о другую, площадь контакта значительно увеличивается, поэтому переносится большое количество электронов. Материал, который теряет электроны, заряжен положительно, материал, который их принимает, заряжен отрицательно. Если воздух влажный, избыточный заряд быстро переносится с материала на капельки воды, взвешенные в воздухе. Частицы дыма также могут способствовать снижению заряда. Если такого разряда не происходит, обычный контакт между двумя материалами может привести к очень значительной разности потенциалов.
Если, например, мы ерзаем на сиденье, прежде чем выйти из машины, потенциал нашего тела может быть на 15 кВ выше, чем потенциал земли.

Природа магнитного поля – это всегда присутствие электрического тока. Поясним: движущиеся заряды (заряженные частицы) создают магнитное поле. Токи с противоположным направлением отталкиваются друг от друга, а токи с одинаковым направлением притягиваются. Это взаимодействие обосновано магнитным и механическим взаимодействием магнитных полей электрических токов. Оказывается, магнитное взаимодействие токов является самым важным.

Какие явления сопровождаются электрическими токами?

Наличие тока в электрической цепи всегда проявляется каким-либо действием. Например, работа при определенной нагрузке или другие связанные с этим явления. Следовательно, именно действие электрического тока указывает на его наличие в данной электрической цепи. Это означает, что если нагрузка работает, то ток присутствует.

Известно, что электричество может вызывать различные виды действия. К ним относятся, например, тепловые, химические, магнитные, механические и световые. Более того, различные действия электрического тока могут проявляться одновременно. Мы объясним все эти явления более подробно в этой брошюре.

Тепловое явление

Известно, что температура проводника увеличивается, когда по нему течет ток. Этими проводниками могут быть различные металлы или расплавленные металлы, полуметаллы или полупроводники, а также электролиты и плазма. Например, при прохождении электрического тока через нихромовую проволоку она значительно нагревается. Это явление используется в нагревательных приборах, а именно в электрочайниках, бойлерах, обогревателях и т.д. Электродуговая сварка имеет самую высокую температуру, нагрев электрической дуги может достигать 7 000 градусов Цельсия. При этой температуре металл легко плавится.

Количество выделяемого тепла напрямую зависит от напряжения, приложенного к области, а также от электрического тока и времени его протекания через цепь.

Напряжение или ток используется для расчета количества выделяемого тепла. Для этого необходимо знать значение сопротивления в электрической цепи, так как именно оно вызывает нагрев из-за ограничения тока. Также количество тепла можно определить с помощью тока и напряжения.

Химическое явление

Химическое действие электрического тока заключается в электролизе ионов в электролите. При электролизе анод присоединяет к себе анионы, а катод присоединяет к себе катионы.

Другими словами, во время электролиза на электродах источника тока выделяются определенные вещества.

Приведем пример: Два электрода погружаются в кислый, основной или солевой раствор. Это вызывает протекание тока через электрод, в результате чего на одном электроде образуется положительный заряд, а на другом – отрицательный. Ионы, находящиеся в растворе, осаждаются на электроде с другим зарядом.

Химическое действие электрического тока используется в промышленности. Например, вода расщепляется на кислород и водород с помощью этого явления. Кроме того, путем электролиза получают чистые металлы в чистом виде и наносят гальваническое покрытие на поверхности.

Магнитное явление

Электрический ток в проводнике любого агрегатного состояния создает магнитное поле. Другими словами, проводник приобретает магнитные свойства под воздействием электрического тока.

Следовательно, если иглу магнитного компаса приблизить к проводнику, по которому течет электрический ток, она начнет вращаться и примет положение, перпендикулярное проводнику. Если этот проводник намотать на железный сердечник и пропустить через него постоянный ток, то сердечник приобретает свойства электромагнита.

Магнитное взаимодействие используется в трансформаторах и электромагнитах.

Явление света

Самый простой пример воздействия света – лампа накаливания. В этом источнике света спираль достигает нужного значения температуры путем пропускания через нее тока до тех пор, пока она не станет горячей. В результате образуется свет. Обычная лампа накаливания использует только пять процентов энергии для освещения, остальное преобразуется в тепло.

Более современные аналоги, такие как люминесцентные лампы, наиболее эффективно преобразуют электрическую энергию в свет. Другими словами, около двадцати процентов всей энергии находится в основании света. Люминофор получает ультрафиолетовое излучение от разряда, возникающего в парах ртути или инертных газов.

Наиболее эффективная реализация светового эффекта электричества происходит в светодиодных источниках света. Когда электрический ток протекает через pn-переход, он провоцирует рекомбинацию носителей заряда с испусканием фотонов. Лучшими светодиодными излучателями являются полупроводники с прямым зазором. Изменяя состав этих полупроводников, можно создавать светодиоды для различных длин волн света (различных длин волн и диапазонов). Эффективность светодиода достигает 50 процентов.

Механическое явление

Напомним, что магнитное поле создается вокруг проводника, в котором течет электрический ток. Все магнитное действие преобразуется в движение. Примерами являются электродвигатели, магнитные подъемные устройства, реле и т.д.

В 1820 г. Андре Мари Ампер создал известный “закон Ампера”, который описывает механическое взаимодействие одного электрического тока с другим.

Этот закон гласит, что параллельные проводники электрического тока с одинаковым направлением притягиваются друг к другу, а проводники с противоположным направлением отталкиваются друг от друга.

Закон амперов также определяет величину силы, которую магнитное поле оказывает на небольшой участок проводника с электрическим током. Именно эта сила лежит в основе работы электродвигателя.

Похожие статьи:

Мы используем файлы cookie, как наши собственные, так и сторонних производителей, чтобы улучшить ваши впечатления от сайта и наших услуг, анализируя, как вы перемещаетесь по нашему сайту. Если вы продолжите навигацию, мы будем считать, что вы согласны с их использованием. Пожалуйста, ознакомьтесь с нашей Политикой использования файлов cookie для получения дополнительной информации.

Электричество, проходя через тело человека, вызывает нагрев тканей и может привести к электрическим ожогам кожи и повреждению нижележащих тканей и органов.
Электрические ожоги возникают в местах входа и выхода электрического тока и называются “следами тока”.
На первый взгляд электрические ожоги могут казаться небольшими, но в действительности они часто бывают глубокими и вызывают значительные повреждения мышц, костей и внутренних органов.
Электрические разряды могут повредить сердце и даже вызвать его остановку.
У человека, получившего удар током, может остановиться дыхание.
Признаки и симптомы поражения электрическим током

Поражение электрическим током и электротравма: причины, признаки и симптомы, первая помощь и комплексное лечение

Электротравма и поражение электрическим током: причины, признаки и симптомы, первая помощь и комплексное лечение
Поражение электрическим током является одним из самых опасных несчастных случаев в быту и на производстве и всегда приводит к летальному исходу. Действие электрического тока на организм человека приводит к сильному нагреву и ожогу тканей, а также к повреждению внутренних органов. Первая помощь при поражении электрическим током заключается в прекращении действия электрического тока на тело пострадавшего, проведении закрытого массажа сердца и искусственного дыхания, если сердце пострадавшего остановилось в результате поражения электрическим током, наложении повязки и обработке обожженной области.

Электротравмы обычно возникают в результате воздействия на ткани человека высокого уровня бытового электричества или атмосферного электричества (молнии). Источниками поражения электрическим током являются: неисправное электрооборудование на рабочих местах и бытовые приборы, обрыв проводов высоковольтных линий, несоблюдение правил безопасности при работе с электрооборудованием. Степень воздействия электрического тока на организм человека определяется напряжением и силой тока, путем прохождения тока через тело, общим состоянием здоровья пострадавшего и своевременностью оказания первой помощи.

Характеристика поражения электрическим током и электротравм

Электрический ток, проходя через тело человека, вызывает нагрев тканей и может стать причиной электрических ожогов кожи и повреждения нижележащих тканей и органов.
Электрические ожоги возникают в местах входа и выхода электрического тока и называются “следами тока”.
На первый взгляд электрические ожоги могут показаться небольшими, но в действительности они часто бывают глубокими и вызывают значительные повреждения мышц, костей и внутренних органов.
Электрические разряды могут нарушить работу сердца, вплоть до его остановки.
У человека, получившего удар током, может остановиться дыхание.
Признаки и симптомы поражения электрическим током

Незаземленный источник электричества рядом с пострадавшим;
Потеря сознания жертвы;
Отмеченные ожоги на поверхности кожи;
Нарушение дыхания с возможной остановкой дыхания;
Слабый, нерегулярный или отсутствующий пульс;
Вход и выход электрического заряда обычно расположены на руках или ногах.

В силу природы электротравм даже кратковременное воздействие электричества может вызвать у пострадавшего остановку дыхания и сердца. Поэтому достаточно эффективная первая помощь при поражении электрическим током на месте происшествия часто является решающим фактором в спасении пострадавшего.

Если у пострадавшего от поражения электрическим током развиваются какие-либо из следующих симптомов, немедленно вызывайте скорую помощь:

Остановка сердца (отсутствие пульса)
Ненормальное сердцебиение (нерегулярный пульс)
Одышка или остановка дыхания (нерегулярное дыхание)
Мышечная боль или спазмы
Припадки
Покалывание или онемение в конечностях
Потеря сознания
Поражение электрическим токомДо прибытия скорой помощи сделайте следующее:
Оцените ситуацию. Не прикасайтесь к пострадавшему сразу же. Возможно, он все еще находится под воздействием электрического тока. Прикосновение к пострадавшему также может вызвать шок. Если возможно, отключите питание (выдерните пробки, выключите выключатель). Если это невозможно, отодвиньте источник тока от себя и пострадавшего с помощью сухого, непроводящего предмета (ветка, деревянная палка и т.д.).
Если необходимо оттащить пострадавшего от силового кабеля, помните, что тело живого человека проводит электричество так же, как и электрический кабель. Поэтому голыми руками нельзя прикасаться к открытым частям тела пострадавшего, можно прикасаться только к сухим частям одежды пострадавшего, а лучше надеть резиновые перчатки или обернуть руки сухой шелковой тканью.
После прекращения действия электрического тока обратите внимание на наличие жизненно важных признаков (дыхание и пульс на крупных сосудах).
Если нет признаков дыхания и пульса, примите чрезвычайные реанимационные меры: закрытый массаж сердца и искусственное дыхание (искусственное дыхание). Осмотрите открытые части тела жертвы. Всегда ищите два ожога (где электрический ток входит и выходит). Приложите стерильную или чистую ткань к обожженному участку. Не используйте для этой цели одеяло или полотенце – их волокна могут прилипнуть к обожженному участку. Чтобы улучшить работу сердца, увеличьте приток крови к сердцу. Для этого уложите пострадавшего так, чтобы его грудь находилась немного ниже ног.
Все пострадавшие от удара током должны быть госпитализированы как можно скорее.

При соприкосновении с горячим телом вода не закипает. Электроды едва теплые, что можно определить, прикоснувшись к ним рукой. Это результат химических изменений, происходящих в воде под воздействием проходящего через нее электрического тока.

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам в пакете, добавьте их в свой личный кабинет, купив в каталоге.

Получите удивительный опыт

Конспект урока “Действие электрического тока. Направление электрического тока”.

В предыдущих уроках мы говорили о том, как что электрический ток – это упорядоченное движение свободных носителей заряда.

Как вы знаете, увидеть эти заряды невозможно, потому что они очень маленькие. Однако есть явления, которые убеждают нас в их реальности. Движение электрических зарядов в среде сопровождается несколькими очень важными физическими явлениями, которые очень полезны в практической жизни. Эти явления принято называть действие электрического тока. Среди наиболее очевидных – тепловое, химическое и магнитное действие электричества.

Давайте рассмотрим каждый из них подробнее. Начнем с теплового действия электричества. Это проявляется в том, что среда, в которой протекает ток, нагревается. Этот эффект человек давно и успешно использует в электрических утюгах, электрочайниках и кофеварках, а также в обычных лампочках с металлической спиралью.

Поднесите руку к горящей электрической лампочке, и вы сразу почувствуете тепло вокруг нее, то есть лампа, нагретая электричеством, излучает энергию.

Но почему лампочка вообще светится?

Идея заключается в том, что тонкая вольфрамовая проволока внутри лампы, которая хорошо видна через прозрачное стекло, нагревается потоком электричества, нагревается и начинает светиться.

Для демонстрации подобного теплового эффекта тока можно провести простой эксперимент. Прикрепите к полюсам источника тока тонкую проволоку, предпочтительно железную или никелевую. Когда вы закроете ключ, вы увидите, что эта проволока сначала немного провисает (она нагревается и удлиняется), а затем начинает светиться и краснеть.

Тепловой эффект электричества проявляется не только при протекании в твердых проводниках, но и в газах (вспомните молнию) и жидкостях, как покажет простой эксперимент. Поместите две металлические или угольные пластины – электроды – в стакан с обычной питьевой водой и пустите ток от источника, дающего небольшое напряжение.

Уже через 10-15 секунд термометр начнет показывать повышение температуры жидкости.

Причину теплового эффекта тока можно объяснить простыми рассуждениями. Электрическое поле, перемещающее заряженную частицу, ускоряет ее и совершает положительную работу, то есть увеличивает ее кинетическую энергию. Но ускоренная частица неизбежно и многократно сталкивается с частицами среды (атомами, молекулами и ионами). Сталкиваясь, он передает им часть своей энергии, что приводит к увеличению их энергии и, следовательно, к увеличению внутренней энергии проводящей среды. Скорость заряженной частицы и ее энергия уменьшаются.

В дополнение к тепловому эффекту, ток может также производить в среде химическое воздействие. Если внимательно понаблюдать за электродами в только что проведенном эксперименте, то можно увидеть образование на них маленьких газовых пузырьков.

Это не кипяток, когда вода соприкасается с горячим телом. Электроды едва теплые, в чем можно убедиться, прикоснувшись к ним рукой. Это результат химических изменений, происходящих в воде под воздействием протекающего через нее тока.

Поскольку в школьном кабинете физики трудно исследовать выделяющиеся газы, мы модифицируем эксперимент, используя вместо обычной воды синий раствор медного купороса CuSO.₄.

Если в посуду поместить чистые угольные электроды, то в течение 1-2 минут после включения тока на одном из электродов, подключенных к отрицательному полюсу источника тока, появится хорошо видимый красный осадок. Это медь, которая высвобождается из комплекса соединений. Он очень чистый.

Таким образом, Химическое действие электрического тока проявляется в том, что при его прохождении через растворы солей, кислот или оснований на электродах выделяется вещество.

В твердых телахгде составляющие молекулы (атомы, молекулы, ионы) очень тесно связаны друг с другом и ограничены в своих движениях, химические превращения обычно не происходят.

Химическое действие электричества используется на практике. Сэр Х. Дэви, английский химик и один из основателей электрометаллургии, разработал метод получения металлов с минимальным количеством примесей путем химического воздействия электричества.

Используя метод, который мы применяли в эксперименте с сульфатом меди, можно наносить тонкие слои никеля, хрома, серебра и золота на поверхности деталей и предметов, придавая им красивый внешний вид и защищая от ржавчины. Открытие и техническая разработка этого процесса, названного гальваникой, принадлежит русскому ученому Б. S. Якоби.

Химические эффекты электричества могут быть получены и в газах. Например, голландский физик М. Марум открыл озон благодаря его характерному запаху и окислительным свойствам, которые приобретает воздух при пропускании через него электрических искр.

(Озон – это особая форма кислорода, молекулы которого состоят из трех атомов).

Третье действие тока – это магнитный – долгое время ускользал от внимания ученых и был экспериментально открыт только в 1820 году датским физиком Х. К. Эрстедом. К. Эрстед. На одной из своих лекций он продемонстрировал студентам, как проволока нагревается током от вольтова столба. На демонстрационном столе в этот момент находился морской компас, над стеклянным колпаком которого проходил один из проводов схемы.

Когда Эрстед замкнул цепь, один из студентов заметил, что стрелка магнитного компаса качнулась в одну сторону, регистрируя тем самым наличие магнитного поля.

Для наблюдения магнитного эффекта электричества мы проведем следующий эксперимент. Мы намотаем прут железа на изолированный медный провод и пропустим через катушку ток.

Поднеся к нему коробку с мелкими железными предметами (гвозди, шурупы, гайки), мы увидим, что катушка с током превращается в довольно сильный магнит, и это свойство связано с протеканием тока. Действительно, отключение тока приведет к тому, что катушка потеряет свой магнетизм.

Магнитное действие токанаблюдаемые в данном эксперименте это самый универсальный эффект. Его можно наблюдать при протекании тока в твердых телах, а также в жидкостях и газах. Более того, если заставить заряды двигаться в сильно разреженном пространстве, ток также будет производить магнитный эффект (технически это явление называется током в вакууме).

Внимательно посмотрите на картинку с изображением электрического звонка. Он также основан на магнитном действии электрического тока.

Ток поступает в цепь звонка через клеммы А и В. В точке С проводник с током соединен с движущейся металлической пластиной, которая заставляет молоток ударять по чашке колокола.

Теперь рассмотрим взаимодействие проводника с током и магнитом.

Между полюсами подковообразного магнита поместим металлическую рамку, подключенную к источнику тока. Рамка находится в состоянии покоя до тех пор, пока цепь не замкнута, т.е. пока в ней не течет электрический ток. Когда цепь замкнута, рама вращается.

Явление взаимодействия рамки с током и магнитом, которое мы наблюдаем, лежит в основе Гальванометр – это прибор, используемый для определения наличия и направления тока в проводнике.

Стрелка этого прибора соединена с подвижной катушкой, и когда в этой катушке появляется ток, эта катушка отклоняется, увлекая за собой стрелку этого прибора.

Во второй половине 20-го века были разработаны революционно новые источники света. Свет излучается не под воздействием высокой температуры проводящей среды, а в результате более сложных процессов. Это светодиодные лампы, которые все чаще используются в повседневной жизни.

Они используют другой эффект электричества – свет. Таким образом, Световой эффект электричества проявляется в виде излучения света при протекании электрического тока.

Читайте далее: