Электрический ток. Источники электрического тока
Упорядоченное (направленное) движение заряженных частиц называют электрическим током
Электрический ток в проводнике образуется, когда заряженные частицы движутся в одном направлении. Для возникновения тока в проводнике необходимо наличие свободных заряженных частиц и электродвижущей силы, которая заставляет их двигаться. Источником такой силы служат батарейки, аккумуляторы, электрические генераторы и другие устройства. Электрический ток может протекать как в проводниках (например, в металлических проводах), так и в полупроводниках, электролитах и газах. В проводниках ток создается свободными электронами, в электролитах — ионами, а в газах — как ионами, так и электронами.
Причина движения свободных электронов
Свободные электроны в металлах движутся хаотично до появления электрического поля. В момент, когда к концам проводника прикладывается напряжение, электроны начинают двигаться упорядоченно. В результате образуется электрический ток. Для описания направления электрического тока условились считать, что он направлен в сторону движения положительных зарядов, хотя реально двигаются именно отрицательные заряды (электроны). Направление движения током в этом случае называют обратным.
Источники электрического тока
Основными источниками тока являются гальванические элементы и аккумуляторы. Гальванические элементы обеспечивают одноразовую подачу электрического тока, так как химическая реакция в них происходит лишь единожды. Аккумуляторы, в отличие от гальванических элементов, можно перезаряжать. Химические реакции в аккумуляторах обратимы, что позволяет им повторно накапливать и отдавать электрический заряд. Существуют также источники тока, которые преобразуют механическую энергию в электрическую, — это генераторы. Генераторы широко используются в промышленных установках и на транспорте.
Химическое действие электрического тока
Электрический ток может вызывать химические изменения в проводнике. Например, при протекании тока через электролиты (растворы солей, кислот и щелочей) происходит электрохимическое разложение веществ, что используется в гальванических элементах. В аккумуляторах это явление позволяет восстанавливать заряд. Также электрический ток вызывает нагревание проводников, что связано с тепловым действием тока.
Применение электрического тока в технике
Электрический ток широко используется в быту и технике. Он необходим для работы электроприборов, освещения, а также для передачи информации. В промышленности электрический ток применяют для плавки металлов, электролиза, сварки и других процессов. В транспорте ток используется для запуска двигателей и обеспечения работы электросистем.