electroni rătăcite rushing interiorul metalului. Cum să-i să se miște în direcția dorită?
Noi intră în cameră, apăsați tasta de comutare și aprinde lampa electrică atârnând deasupra mesei. Ce se întâmplă într-o astfel de situație familiară pentru noi? Tu spui: „Este ușor! circuit de blocare a curentului electric. curge curent prin filamentul lămpii îl încălzește, iar lampa se aprinde. " Răspunsul dumneavoastră este corectă, dar fără a clarifica termenul de „curent electric“ op nu este clar.
Dezvăluie manualul de fizica. Se spune că un curent electric se numește ordonată (regia) „mișcare de sarcini electrice. Noul mister! Aceasta este o sarcină electrică? Lanțul nostru de întrebări au apărut în mod natural, dar am sărit la ea de la capătul greșit. De fapt, studiul fenomenelor electrice a pornit de la momentul când a fost descoperit că, în anumite condiții, cele două organisme, cum ar fi două hârtie lumina șirag de mărgele, agățat pe fire de mătase, atrag reciproc sau se resping reciproc. Repulsia are loc, de exemplu, dacă prima freca lână pânză ebonită băț și apoi stick pentru a atinge această primă o minge și apoi celălalt. Pentru a explica acest fenomen, și multe altele, știința a fost introdus conceptul de sarcină electrică - o anumită porțiune de energie electrică, având fie pozitivă, fie un semn negativ.
Experimentele au arătat că la fel ca taxele resping și, spre deosebire de cele - sunt atrași unul de celălalt (figura 2).
Nu vom da mai multe experimente de aici, care au confirmat că ideea existenței unor sarcini electrice pozitive și negative permite interpretarea corectă a rezultatelor mai multor observații. Oamenii de știință au învățat să măsoare sarcini electrice și nu a fost încă descoperit în natură existența unei porțiuni de încărcare mai mică de 1,6 * 10 ^ -19 Kl.
Unitatea de sarcină electrică este numit după fizicianul francez Coulomb. Încărcați egală cu minus 1,6 • 10 ^ -19 KI, are o particulă elementară numită un electron. Charge plus 1,6-10 ^ -19 particulelor elementare Kl posedă un pozitron și protoni.
Experimentele au arătat că orice costuri sunt întotdeauna un multiplu al taxei elementare, fie pozitivă sau negativă (fig. 3).
Astfel, taxele electrice au fost descoperite pentru prima dată, și abia apoi a început să studieze mișcările lor și fenomenele inerente de mișcare. mișcarea direcțională de particule încărcate numite electrocutarea. Curentul care curge prin lanterna bec, care este introdus în bateria nu se schimbă nici în mărime sau direcție, astfel încât acest curent se numește permanentă.
bec cu filament metalic are o structură cristalină și constă din particule încărcate pozitiv - ioni, între care electronii se mișcă. Ion - un atom care a pierdut cel puțin un electron. Desigur, știi că fiecare atom de materie care constă dintr-un nucleu încărcat pozitiv și electronii din jurul acestui nucleu. Taxa totală a tuturor electronilor este egală cu valoarea absolută a taxei nucleare. Prin urmare, sarcina totală a atomului este zero - un atom neutru. Astfel, zăbrele metalice este format din „grappled greu unul cu celălalt“ ioni. încărcat ioni de rețea a acelorași taxe și, se pare, ar trebui să se resping reciproc. Cum ar putea forma un grilaj? Punctul de aici este că între ionii nu sunt numai forțele de repulsie electrice, ci și forțează, altele decât nici de natură electrică. Aceste forțe și reține ionii, formând astfel o rețea cristalină.
Ionii „concatenarea“ care constituie rețeaua cristalină, nu se poate deplasa prin metal și, prin urmare, nu este capabil să formeze mișcarea direcțională a sarcinilor electrice - curent electric.
Desigur, ionii nu sunt, așa cum condus, în rețeaua cristalină. Ei trebuie să „danseze“ pe site-ul de mai puternic, cu atât mai mare temperatura metalului. O astfel de mișcare este inerentă atomilor oricărei substanțe. Acesta se numește termic. Atingerea la corpul încălzit, de fapt, ne-am simți cu degetele muta.
Moțiunea termică a ionilor în formele de metal fără curent electric, dar un efect semnificativ asupra mișcării electronilor atomilor detașați. Și anume, mișcarea electronilor, numită liberă, și formează un curent electric.
De ce este rupt departe de electronii atomice din metal sunt numite libere? Faptul că acești electroni „uita atom de dvs.“ și să circule liber între rețeaua cristalină a ionilor metalici. mișcarea lor este foarte asemănătoare cu mișcarea moleculelor de gaz închise într-un container. De aceea, uneori, electronii liberi din metal sunt numite „gaz de electroni“ Pentru electroni liberi formați curent electric, este necesar pentru a le muta predominant într-o singură direcție. Această funcție ia Pas mine lanterna baterie. Acesta forțează electronii <убегать» от отрицательного полюса к положительному; при этом положительный полюс «проглатывает» прибегающие к нему электроны, а отрицательный полюс «выбрасывает» электроны в провод, соединяющий батарейку с лампочкой.
Bateria, care se numește sursa forței electromotoare, este capabil de a face loc de muncă, deoarece în interiorul acestuia există o reacție chimică. Rezultatele, reacția este 1 separare atom de sarcini pozitive și negative, t. E. Depaseste fortele electrice de atragere a taxelor. Atunci când stocurile de substanțe care participă la reacție chimică în interiorul bateriilor sunt epuizate, becul se stinge treptat. Astfel, curentul electric în metalul format de electroni liberi. Dacă nu există factori externi care determina electronii să se deplaseze într-o direcție, electronii se deplasează în diverse mână bumping în pas ionii de cristal reciproc și în continuă schimbare de direcție. Haosul de metal și numărul mediu de electroni se deplasează una către alta, la fel. O astfel de mișcare a electronilor, ca „jitter“ ionilor este de asemenea căldură. Cu cât temperatura metalului, electronii și în medie, mai „scuturarea“ ioni muta mai repede.
Cifra am arătat locația de electroni (prezentându-le sub formă de oameni care călătoresc) într-un punct arbitrar selectat în timp. Săgețile indică direcția de mișcare a electronilor. Lungimea săgeți este proporțională cu viteza de electroni. Vezi în săgețile imagine de lungimi diferite, ca viteza de electroni nu este același lucru, fie în mărime sau direcție. Cu toate acestea, pentru o temperatură de metal dat poate găsi viteza medie a electronilor, în cazul în care lungimea pliat săgeților sunt nu li se acordă destinațiile lor, și împărțit la numărul de electroni. La temperatura camerei, aceasta viteza medie este de aproximativ 10 ^ 7 cm / s. Vă rugăm să rețineți acest număr na - electronii se deplasează foarte repede!
Acum adăugați viteza de electroni, având în vedere direcția vitezei. Pentru a face acest lucru, este necesar să se cunoască modul în care se adaugă doi vectori, ca viteza - vectorul de valoare. De obicei adăugarea de vectori, denumit regula paralelogramului, ușor de înțeles de către uita la figura 5.
Pliat alternativ toate viteza de electroni de metal (ca vectori!), Vom obține o rată globală foarte mică, mult mai mici decât viteza medie a electronilor. Prin repetarea acestei operații pentru diferite momente de timp, ne putem asigura că rata totală a electronilor ia toate direcțiile aleatoare și rămâne atât de mic încât poate fi considerat egal cu zero. Astfel, rata totală a electronilor în curs de mișcare termică în metal, media este zero. mici abateri de la această rată zero poate fi considerată ca o mișcare direcționată a taxelor ,. E. Ca un curent electric. Cu toate acestea, magnitudinea și direcția acestui curent variază în mod aleatoriu. Acest curent se numește fluctuația. fluctuațiile de curent în conductoarele sunt una dintre cauzele zgomotului care apar în aparatul electronic.
Pentru că nu fluktuatsioinogo curent necesară pentru mișcarea aleatorie a electronilor (de la ea nu poate scăpa de!) Pentru a adăuga mișcarea direcțională. O asemenea mișcare poate fi creată, dacă la toți electronii acționează cu o forță predeterminată direcție, adică, a crea un câmp electric în metal. În exemplul cu care am început în circuitul electric al bateriei lanterna este creat câmp electric - o sursă de forță electromotoare. Acum, pentru a trebuie adăugate fiecare săgeată Despre săgeată - vector H, care coincide cu direcția forței. In figura 6 este prezentat pentru cinci electroni. Aici săgeată Despre corespund la viteze de electroni atunci când deconectarea bateriei. Săgețile E obținut prin adăugarea (conform regulii paralelogramului) viteze I și O, arată viteza electronilor când bateriile. În mod evident, în cazul în care toți electronii adăuga până rata și pentru a determina viteza medie, atunci ar fi de aproximativ egal cu N. direcția H opusă direcției curentului electric, deoarece electronii sunt încărcate negativ, și direcția curentă pentru direcția de încărcare selectată