Что не проводит ток. Что не проводит ток.

Согласно теории Вальтера Шоттки, это может произойти только в том случае, если определенное количество узлов решетки уже занято ионами. В физике эти узлы часто называют «дырами». Тогда тепловое движение ограничивается случайными перескоками ионов от одного узла к другому.

Неэлектролиты и электролиты: характеристика и свойства

Известно, что некоторые вещества при растворении или плавлении проводят электричество, а другие при тех же условиях не проводят электричество. Это можно наблюдать с помощью простого прибора. Он состоит из угольных стержней (электродов), соединенных проводами в электрическую цепь. К цепи подключается лампа, показывающая наличие или отсутствие электричества в цепи. При погружении электродов в раствор сахара лампа не загорается. Но они ярко светятся при погружении в раствор хлорида натрия.

Вещества, которые в растворах или расплавах распадаются на ионы и поэтому являются проводящими, называются электролитами.

Вещества, которые не разлагаются на ионы и не проводят электричество, называются неэлектролитами.

Неэлектролиты

Неэлектролиты присутствуют в растворе в виде неполярных или малополярных молекул.

Неэлектролиты — это ковалентно неполярные (слабополярные) связанные вещества. Примерами веществ, не растворимых в растворах и расплавах, являются простые неметаллические вещества (сера, фосфор, йод и др.), оксиды, органические кислоты (уксусная, молочная, муравьиная, лимонная и др.), органические спирты (этиловый спирт, глицерин и др.) и неэлектролиты, такие как сахароза, ацетон, метан и др.

Электролиты

Электролиты разлагаются на раствор или расплавляются на ионы, а наличие ионов способствует протеканию электрического тока. Этот процесс — разложение на ионы — называется диссоциацией, а теория, описывающая эти процессы, — теорией электролитической диссоциации. В растворе диссоциация на ионы происходит из-за разрыва связей вещества, который происходит вследствие взаимодействия с молекулами воды (т.е. гидратация электролита).

Ионы (атомы или группы ионов с отрицательным или положительным зарядом) движутся к одному из электродов под действием электрического тока, что вызывает электрическую проводимость.

Молекула электролита, способная расщепляться более чем на два иона, постепенно разделяется. Примером может служить разложение полибазовой кислоты.

В этом видео вы можете узнать больше о теории электролитического разложения.

К ним относятся: Сегнециевые соли, титанат бария и кварц. Если просто ударить по кристаллу этого диэлектрика, на поверхности вещества появляются электрические заряды. Это может привести даже к разлету искр. Это свойство используется в самовоспламеняющихся устройствах, таких как газовые горелки и зажигалки.

Общие сведения

Любой объект, существующий в природе, как одушевленный, так и неодушевленный, называется физическим телом. Она состоит из материи, образованной из элементарных частиц, обладающих физическими и химическими свойствами. Они определяются количеством молекул, образованных взаимосвязанными атомами. Со своей стороны, они состоят из элементарных частиц — нейтронов и протонов. Электроны кружат вокруг них на определенном расстоянии. Они несут один электрический заряд.

До сих пор ученые считали, что электроны имеют отрицательный заряд, а протоны — положительный. В каждой оболочке, ядре, число отрицательных и положительных частиц одинаково. Поэтому атом является электрически нейтральным. Чтобы изменить это состояние, к телу должна быть приложена внешняя сила. В результате атом может потерять или, наоборот, добавить несколько электронов, т.е. стать ионом. Это явление характерно для жидкостей, которые подвергаются различным реакциям.

Электроны, не связанные с атомами, называются свободными электронами. Любая отрицательная частица, получившая энергию извне, может разорвать связь и выйти из ядра. Например, при поглощении фотона света или во время радиоактивного распада. Количество свободных электронов в различных материалах различно. Именно из-за их количества группа ученых решила разделить все материалы на две большие категории:

Медь — хороший проводник, а стекло — непроводник. Такое разделение позволило показать, какие органы могут участвовать в производстве электроэнергии, а какие нет. Количественной характеристикой этого явления является электропроводность — способность физического вещества проводить электричество. Последний формируется именно за счет бесфрикционного движения свободных носителей заряда. Чем больше их в объекте, тем сильнее сила переноса.

Следует отметить, что свободные электроны движутся хаотично, когда на тело не действует внешняя сила. Частицы сталкиваются с атомами и дефектами в кристаллической решетке, отдавая и получая энергию. Однако ток не возникает, поскольку энергия системы находится в состоянии равновесия.

Первый и второй род

После выяснения того, что вызывает электрический ток, нам необходимо знать свойства определенных веществ. Проводники могут быть разными — металлическая проволока, морская вода. Но ток в них разный, поэтому вещества делятся на две группы:

• первый тип, где ток протекает через электроны,
• второй тип — те, которые основаны на ионах.

К первому типу относятся все металлы и углерод. Ко второму типу относятся щелочи, кислоты, расплавленные соли — электролиты. В них электричество представляет собой упорядоченное движение отрицательных и положительных ионов. Электричество течет в этих материалах при любом напряжении. В нормальных условиях изделие из золота, серебра, алюминия или меди является хорошим проводником электричества.

Последние два материала используются для изготовления недорогих кабелей. Хорошей жидкостью, проводящей ток, является ртуть, также ток хорошо проходит через углерод. Однако этот материал не является гибким и поэтому не используется на практике. Правда, недавно физикам удалось представить углерод в виде графена, что дало возможность изготавливать из его нитей шнуры.

Изделия из графена имеют настолько высокое сопротивление, что их нельзя считать проводниками. Их можно использовать только в нагревательных приборах. В этом случае металлические провода из никеля и хрома проигрывают, поскольку не выдерживают очень высоких температур. Нити накаливания в лампах дневного света сделаны из вольфрама. Этот материал способен светиться, потому что он огнеупорен.

Исследование диэлектриков

Вещества, не обладающие электропроводностью, называются диэлектриками или непроводниками электричества. Их молекулы нейтральны и имеют одинаковое количество положительных и отрицательных зарядов. Однако частицы тела по-прежнему обладают электрическими свойствами. В общем случае связанные атомы можно рассматривать как диполь, обладающий импульсом: P = q * l, где q — суммарный заряд всех частиц в диэлектрике, а l — расстояние между центрами частиц.

Когда диполи вращаются, соединения деформируются и создаются индуцированные моменты. Если к непроводнику не приложено внешнее поле, они хаотично ориентированы вследствие случайных движений. Поэтому их сумма равна нулю. Однако, когда диэлектрик попадает в электромагнитное поле, происходит поляризация. В каждом элементарном объеме существует ненулевой дипольный момент.

Существуют различные типы поляризации, наиболее важными из которых являются следующие:

1. Ориентация. Приложенное поле стремится повернуть диполи в их направлении. Этому препятствует тепловое движение. Это приводит к преимущественной ориентации в направлении линий электромагнитной индукции. Она зависит от величины электродвижущей силы и температуры.
2. Электроны. Другое название этого типа индукции — искажение. При таком типе индукции образуются индуцированные диполи. Тепловые колебания не оказывают влияния на поляризацию. Этот тип характерен для поликристаллической керамики, перовскита CaTiO3.
3. Ионический. Может существовать только в плотных диэлектриках, структура которых обусловлена кристаллической решеткой. В этом случае происходит разделение положительных и отрицательных ионов, как в проводниках. Первые смещаются вдоль направления электрического поля.

Таким образом, любой материал может проводить электрический ток. В диэлектриках, однако, их мощность настолько мала, что ею пренебрегают. Для этого необходимо подать высокое напряжение.

Диэлектрические свойства диэлектрического материала характеризуются диэлектрической проницаемостью среды. Его физический смысл заключается в том, чтобы показать, во сколько раз электростатическое поле внутри непроводника меньше, чем в вакууме: E = E0 / Eu. Например, для полиэтилена Е = 2,3, для стекла Е = 10, для воды Е = 81, для воздуха Е = 1,00057. Интересно, что диэлектрическая проницаемость может иметь разброс.

Сильные электролиты полностью ионизированы, поскольку основными компонентами раствора сильных электролитов являются ионы, а степень разложения такого электролита стремится к 1 (т.е. степень разложения a ≈ 1). Слабые электролиты ионизированы лишь частично, т.е. степень разложения такого электролита стремится к 0 (или α

А откуда берется низкая электропроводность?

Как мы знаем из уроков физики, все вещества состоят из атомов. И эти атомы активно взаимодействуют друг с другом. Каждый из них имеет свой заряд, и из-за зарядов атомы взаимодействуют тем или иным образом.

Но откуда берется такая низкая электропроводность? Кажется, что есть атомы, которые каким-то образом взаимодействуют и через которые может протекать ток, но все не так просто. Ключом к низкой проводимости материи является очень важный факт.

Если электроны, ионы и другие частицы не могут свободно или только с большим трудом перемещаться при приложении поля, проводимость низкая, потому что все стоит на месте и свободным электронам некуда деваться.

Кристаллическая решетка поможет разобраться

Кристаллическая решетка поможет нам понять электрические диэлектрики. Чтобы термины не казались расплывчатыми, давайте вспомним их. Кристаллическая решетка — это группа таких точек, которые образуются в веществах (точнее, в кристаллах) под воздействием смещений (которые, кстати, могут быть вызваны и воздействием электрического поля). Хорошо, что вы вспомнили. Теперь мы подошли к сути дела.

Как мы помним, энергия электронов в изолированном атоме не может принимать никакого значения. В этом состоянии энергия принимает хорошо характеризуемое значение W1, W2, W3 и так далее. Взгляните на график:

Конечно, каждый из этих уровней немного смещается после того, как атомы попадают в твердую кристаллическую решетку. Следовательно, зона, в которой сосредоточена вся энергия, является общей для всей решетки.

Таким образом, в кристаллической решетке энергия электрона находится в четко определенных полосах, и все значения вне этих полос запрещены. Мы это поняли. Давайте продолжим. Согласно принципу Паули, каждая полоса может вмещать ограниченное число электронов. Сначала электроны заполняют нижние уровни, а когда эти полосы полностью заполняются, они заполняют более высокие полосы.

Основная идея, которую нам нужно понять, заключается в том, почему определенные вещества проводят электричество. Электроны постепенно заполняют ряды снизу вверх, либо заполняя ряд полностью, либо лишь частично в верхнем ряду.

При частично заполненном ряде электроны могут свободно перемещаться по ряду и, таким образом, проводить электричество. Бинго! Однако если электроны заполняют верхний уровень, электрическое поле не вызывает смещений, поэтому вещество можно назвать диэлектриком.

Аналогично обстоит дело с аморфными твердыми веществами (например, янтарем или полиэтиленом). По определению, эти материалы имеют очень случайное расположение атомов, и полосы, общие для всего кристалла, просто не могут существовать, поэтому они тоже являются электрическими диэлектриками.

Верно, помимо электронов, существуют ионы, которые также могут влиять на конечное состояние. Их тепловое движение заключается в колебаниях вокруг положения равновесия. Однако интересно то, что некоторые из этих ионов все же способны вырваться на свободу и преодолеть то, что их сдерживает.

Эти ионы можно назвать свободными ионами. Они перемещаются в места, где их потенциальная энергия очень низка. Когда мы говорили об электрических диэлектриках (и до сих пор говорим), такие места в плотной кристаллической решетке были для них узлами.

Согласно теории Вальтера Шоттки, это может произойти только в том случае, если определенное количество узлов решетки уже занято ионами. В физике эти узлы часто называют «дырами». Тогда тепловое движение ограничивается случайными перескоками ионов от одного узла к другому.

Диэлектрик раз и навсегда?

Когда мы называем то или иное вещество диэлектриком, мы должны понимать, что это обозначение достаточно условно, поскольку при определенных воздействиях на вещество, оно уже может потерять свои диэлектрические свойства. Почему это так?

Дело в том, что электрический ток действует на вещество только в течение очень короткого времени, поэтому поле в веществе также возникает только на короткое время. Поэтому даже вещества с очень низким удельным сопротивлением при определенных условиях могут считаться диэлектриками.

Хорошим примером является дистиллированная вода. Однако если напряжение прикладывается к веществу в течение очень длительного времени, то его уже можно смело отнести к проводникам. В этом и заключается волшебство.

Однако выяснилось, что проводником является не сама вода, а примеси, которые почти всегда присутствуют в воде. Совершенно верно: вода является универсальным растворителем и поэтому всегда содержит некоторое количество взвешенных или хорошо растворенных примесей. К ним относятся ионы минеральной соли, которые как раз и проводят электричество.

Виды и классификация диэлектрических материалов

Изоляторы классифицируются по группам в соответствии с различными критериями.

Классификация по общему состоянию материи:

• твердые — стекло, керамика, асбест,
• жидкости — растительные и синтетические масла, парафин, сжиженный газ, синтетические диэлектрики (кремний и фторорганические соединения — охлаждающие жидкости, фреон),
• Газы — воздух, азот и водород.

Диэлектрики могут быть естественного или искусственного происхождения, органическими или синтетическими.

К натуральным органическим изоляционным материалам относятся растительные масла, целлюлоза и каучук. Они характеризуются низкой тепло- и влагостойкостью и быстрым старением. Синтетические органические материалы — различные виды пластмасс.

К неорганическим диэлектрикам природного происхождения относятся: Слюда, асбест, мусковит, флогопит. Эти материалы устойчивы к химическому воздействию и могут выдерживать высокие температуры. Искусственные неорганические диэлектрические материалы — стекло, фарфор, керамика.

Почему диэлектрики не проводят электрический ток

Низкая проводимость обусловлена структурой молекул диэлектрика. Частицы материала плотно связаны друг с другом и не могут покинуть границы атома и перемещаться в пределах объема материала. Под воздействием электрического поля атомные частицы могут несколько ослабнуть — они могут стать поляризованными.

В зависимости от механизма поляризации диэлектрические материалы можно разделить на

• неполярные — материалы в различных агрегатных состояниях с электронной поляризацией (благородные газы, водород, полистирол, бензол),
• полярные — с дипольной релаксацией и электронной поляризацией (различные смолы, целлюлоза, вода),
• ионные — твердые диэлектрики неорганического происхождения (стекло, керамика).

Диэлектрические свойства вещества не являются постоянными. Под воздействием высокой температуры или высокой влажности электроны освобождаются от ядра и приобретают свойства свободных электрических зарядов. В этом случае изоляционные свойства диэлектрика снижаются.

Надежный диэлектрик — это материал с низким током утечки, который не превышает критического значения и не влияет на работу системы.

Где применяются диэлектрики и проводники

Материалы применяются во всех областях человеческой деятельности, где используется электричество: промышленность, сельское хозяйство, приборостроение, электрические сети и бытовые приборы.

Выбор проводника определяется его техническими свойствами. Изделия из серебра, золота и платины имеют самое низкое удельное сопротивление. Из-за высокой стоимости их применение ограничено космическими и военными приложениями. Медь и алюминий обладают несколько меньшей проводимостью, но их сравнительно низкая стоимость привела к их широкому использованию в качестве проводов и кабелей.

Чистые металлы без примесей лучше проводят электричество, но в некоторых случаях необходимо использовать проводники с высоким сопротивлением — для изготовления розеток, электропечей, электронагревателей. Для этого используются сплавы никеля, меди и марганца (манганин, константан). Электропроводность вольфрама и молибдена в три раза ниже, чем у меди, но их свойства широко используются при производстве электрических ламп и радиоприемников.

Твердые диэлектрики — это материалы, обеспечивающие безопасность и бесперебойную работу проводящих элементов. Они используются в качестве электроизоляционных материалов, которые предотвращают токи утечки и изолируют проводники друг от друга, от корпуса устройства и от земли. Примером такого продукта являются диэлектрические перчатки, описанные в нашей статье.

Жидкие диэлектрики используются в конденсаторах, силовых кабелях, рециркуляционных системах охлаждения турбогенераторов и маслонаполненных высоковольтных переключателях. Материалы используются в качестве наполнителей и пропитывающих агентов.

Газообразные изоляционные материалы. Воздух является естественным изолятором, который также обеспечивает рассеивание тепла. Азот используется там, где процессы окисления неприемлемы. Водород используется в мощных генераторах с высокой теплоемкостью.

Скоординированная работа трубопроводов и диэлектриков обеспечивает безопасную и стабильную работу заводов и сетей снабжения. Выбор конкретного элемента для конкретного применения зависит от физических свойств и технических параметров вещества.

Электродвигатели, лампы, плитки, которые работают от электричества, называются приемниками или потребителями. Ток передается на приемник по кабелям.

Вода — проводник…

Вода часто озадачивает исследователей; это одна из самых загадочных жидкостей на нашей планете. Даже такой, казалось бы, простой вопрос, как его проводимость, оказывается весьма неоднозначным.

Вода прекрасно проводит электричество. Это аксиома; многие люди это знают. Нас часто предупреждают не купаться в открытых водоемах во время грозы и не прикасаться к электрооборудованию мокрыми руками.

… и диэлектрик

Однако выяснилось, что проводником является не сама вода, а примеси, которые почти всегда присутствуют в воде. Совершенно верно: вода является универсальным растворителем и поэтому всегда содержит некоторое количество взвешенных или хорошо растворенных примесей. К ним относятся ионы минеральной соли, которые как раз и проводят электричество.

Можно очистить живительную жидкость, перегнать ее, есть такие методы. И тогда он становится диэлектриком, то есть практически не включается под действием тока.

Чистота — понятие временное

Дистиллированную воду можно увидеть и купить в некоторых розничных магазинах и аптеках. Она используется при производстве некоторых продуктов, необходима в медицине, например, для разведения порошкообразных лекарств, используемых для инъекций, и в других областях человеческой деятельности.

Однако после того, как мы купили определенное количество такой очищенной воды, она недолго остается стерильной. Следовательно, он не всегда является диэлектриком. Опять же, в игру вступают свойства растворимости; он поглощает газы из воздуха, частицы вещества со стенок контейнеров и т.д.

Например, в растворе соляной кислоты (1 моль/л) измерения показывают степень диссоциации на ионы 0,78 (78 %), но раствор не содержит 22 % недиссоциированных молекул, так как почти все молекулы диссоциированы.

Диэлектрики

Диэлектрики не имеют свободных носителей заряда. В таких материалах при нормальных внешних условиях не может протекать электрический ток. Наиболее популярными материалами, не проводящими электричество, являются слюда, керамика, резина и каучук.

Воздух и некоторые газы также могут быть включены, при этом степень загрязнения имеет решающее значение. При наличии достаточного количества свободных ионов они теряют свои диэлектрические свойства. Поэтому нельзя слепо полагать, что какое-либо вещество является абсолютным диэлектриком и не проводит электричество. При определенных условиях большинство веществ, называемых диэлектриками, могут приобретать свойства полупроводников.

Например, оксид железа, препятствующий протеканию тока в обычных условиях, при повышении давления и температуры переходит в проводящее состояние, при этом его внутренняя структура не нарушается.

В целом, качественное различие между веществами, которые позволяют или препятствуют протеканию электрического тока, заключается в их проводящем состоянии. В металлах она постоянна, а в диэлектриках и полупроводниках — это возбужденная фаза. Проводимость количественно определяется как электрическое сопротивление.

Как известно, электрический ток — это упорядоченное движение носителей электрического заряда. Такими носителями могут быть электроны в металлах, полупроводниках и газах, ионы в электролитах и газах, а в полупроводниках носителями являются дырки: незанятые валентные связи в атомах, которые по модулю равны заряду электрона, но несут положительный заряд.

Задаваясь вопросом, какие вещества проводят электрические токи, мы должны начать с того, что заставляет токи течь, а именно с наличия заряженных частиц в данном веществе. Ток смещения здесь не рассматривается, поскольку он не является током проводимости и поэтому не имеет прямого значения.

Металлы по праву являются самыми важными проводниками тока в современной электротехнике. Для металлов характерны слабые связи валентных электронов, т.е. электронов на внешних энергетических уровнях атомов, с атомными ядрами.

И именно из-за слабости этих связей, когда по какой-то причине в проводнике возникает разность потенциалов (вихревое электрическое поле или приложенное напряжение), эти электроны начинают лавинообразно двигаться то в одну, то в другую сторону, происходит движение электронов проводимости через кристаллическую решетку, подобное движению «электронного газа».

Типичные представители металлических проводников: медь, алюминий, вольфрам.

Следующими в списке идут полупроводники. По способности проводить электричество полупроводники занимают промежуточное положение между проводниками, такими как медные провода, и диэлектриками, такими как оргстекло. Здесь электрон связан с двумя атомами одновременно — атомы образуют ковалентные связи друг с другом — так что каждый отдельный рассматриваемый электрон, прежде чем начать двигаться и генерировать ток, должен сначала получить энергию, прежде чем он сможет покинуть свой атом.

Может ли бумага проводить ток

Важным преимуществом этих материалов является то, что они изготавливаются из возобновляемого сырья, т.е. целлюлозы. Технология производства заключается в кипячении древесной стружки и опилок в щелочном растворе с добавками. Волокна целлюлозы отделяются, целлюлоза концентрируется путем удаления части воды, а металлические примеси удаляются. Затем происходит прокатка между валками при повышенном давлении и температуре. Чем выше плотность бумаги, тем выше ее механическая и электрическая прочность. Для изготовления конденсаторов используется самая тонкая и самая прочная бумага. Достаточно сказать, что плотность конденсаторной бумаги достигает 1,6 т/м3, что более чем в 1,5 раза превышает плотность воды. Электрическое сопротивление бумаги толщиной 10 мкм, пропитанной трансформаторным маслом, составляет до 10 МВ/см.

Электротехнический картон используется в качестве диэлектрических прокладок, шайб, распорок, в качестве изоляции для магнитных цепей, пазовой изоляции для вращающихся механизмов и т.д. Картон обычно используется после пропитки трансформаторным маслом. Электрическое сопротивление пропитанного картона достигает 40-50 кВ/мм. Поскольку оно выше, чем сопротивление трансформаторного масла, в масляной среде часто устанавливают специальные картонные барьеры для повышения электрического сопротивления трансформаторов. Масляная барьерная изоляция обычно имеет сопротивление E=300-400 кВ/см. Недостатком картона является его гигроскопичность. Из-за проникновения влаги механическая прочность снижается, а электрическая прочность резко уменьшается (в четыре раза и более).

В последние годы производство изоляторов для воздушных линий на основе силиконовой резины развивается быстрыми темпами. Этот материал относится к группе эластомеров, важнейшим свойством которых является эластичность. Силиконовая резина может использоваться не только для изоляторов, но и для гибких кабелей. В энергетической промышленности используются различные виды резины: Натуральный каучук, бутадиеновый каучук, стирол-бутадиеновый каучук, этилен-пропиленовый каучук и органосиликоновый каучук.

Органосиликоновые каучуки основаны на полиорганосилоксанах:

Удельное сопротивление

Лучшая или худшая проводимость тока определяется удельным сопротивлением — ⍴ (Ro). Здесь показаны сопротивления некоторых металлов, используемых в электротехнике.

Удельное сопротивление зависит от температуры. Чем ниже температура, тем меньше сопротивление. Причина этого в том, что при снижении температуры электроны движутся менее хаотично и меньше сталкиваются. При температуре абсолютного нуля (-273˚C) механизм останавливается. В этот момент большинство материалов теряют способность проводить электричество, но некоторые материалы демонстрируют сверхпроводимость, при которой удельное сопротивление равно нулю. Ток в проводнике никак не ограничен.

Конечно, каждый из этих уровней немного смещается после того, как атомы попадают в твердую кристаллическую решетку. Следовательно, зона, в которой сосредоточена вся энергия, является общей для всей решетки.

Электропроводность воды

Химически вода представляет собой соединение H2O. Молекула воды электрически нейтральна, поэтому она не может участвовать в переносе электрического заряда, то есть чистая вода является плохим проводником электричества, но сама молекула электрически полярна, поскольку высокая электронная плотность сосредоточена в области атома кислорода.

В воде электропроводность увеличивается за счет присутствия в ней различных ионов. Например, даже чистая дистиллированная вода обладает определенной проводимостью, которая обусловлена растворением углекислого газа с образованием свободных протонов H+ и отрицательно заряженных углеводородных (HCO3) групп. Благодаря этому процессу электропроводность дистиллированной воды составляет 5,5*10-6 С/м. Чтобы понять значение приведенной выше цифры, важно знать, что электропроводность меди при 20 °C составляет 5,96*107 См/м, что превышает электропроводность чистой воды на 13 порядков!

Проводники и непроводники электричества — Электричество — Комплексные работы

Вещества, через которые передаются электрические заряды, называются проводниками.

Хорошими проводниками электричества являются металлы, земля, растворы солей, кислот или щелочей в воде и графит. Человеческое тело также является электропроводящим.

Лучшими проводниками электричества из металлов являются серебро, медь и алюминий, поэтому электрические кабели обычно изготавливаются из меди или алюминия.

Вещества, которые не несут зарядов, называются непроводниками (или изоляторами). К хорошим изоляторам относятся эбонит, янтарь, фарфор, резина, различные пластмассы, шелк, парафин и масла. Изоляторы (например, оболочки кабелей из резины) используются для изоляции кабелей, по которым течет электричество от внешних объектов.

1. Какие вещества называются проводниками электричества?
2. Какие вещества называются изоляторами?
3. Назовите проводники и изоляторы электричества.

Электрическая цепь и ее составные части

Батарея (гальванический элемент) может быть источником электричества.

На электростанции электроэнергия вырабатывается генераторами, приводимыми в действие паровыми и водяными турбинами.

Электродвигатели, лампы, плитки, которые работают от электричества, называются приемниками или потребителями. Ток передается на приемник по кабелям.

Выключатели используются для включения и выключения электроприемников в нужное время. Источник питания, приемник и выключатель, соединенные проводами, образуют цепь.

Для того чтобы по цепи проходил ток, она должна быть замкнутой, то есть состоять только из электрических проводников. Если провод обрывается в каком-либо месте или на его место ставится изолятор, ток в цепи прерывается. Такая цепь называется разомкнутой.

1. Какую роль играет источник питания в цепи?
2. Из каких частей состоит схема?
3. Что такое замкнутый контур? Разомкнутая цепь?
4. Какие приемники или потребители вам известны?

Электрические схемы

На уроках географии следует использовать рисунок и карту. На плане и карте топографическими знаками показаны леса, деревни, горы и реки.

В электротехнике вы также используете чертеж карты. В этом типе чертежа вы рисуете источники, приемники, переключатели, провода и изделия, составляющие цепи, и соединения между ними. Этот чертеж называется принципиальной схемой.

Если вы знаете условные обозначения (см. таблицу ниже), понять схему не составит труда. Если один и тот же символ встречается в электрической схеме несколько раз, рядом с ним проставляются цифры, а на этикетке электрической схемы указывается размер, тип и функция.

1. Что такое электрическая схема?
2. Что изображено на электрической схеме?

Элементы электрической цепи показаны на электрических схемах

«Слесарь», И.Г.Спиридонов, Г.П.Буфетов, В.Г.Копелевич

Помимо автоматических выключателей, в производственных помещениях существуют также обычные автоматические выключатели. В больших зданиях автоматические выключатели могут использоваться для одновременного отключения целого участка сети (например, этажа или группы квартир). В школах автоматические выключатели устанавливаются в закрытых щитах в классах, где они используются для включения двигателей различных машин. Выключатели выпускаются однополюсными, двухполюсными и трехполюсными. Каучук a — униполярный; b — биполярный;…

Сопротивление, ток и мощность

Электрическое сопротивление (R) проводника измеряется в Ω и также зависит от его геометрических размеров:

S — площадь поперечного сечения проводника в м2, l — его длина в метрах. Ток, протекающий через проводник, измеряется в амперах и подчиняется закону Ома для части цепи:

U — напряжение в вольтах. Мощность, передаваемая электрическим током через проводник, равна:

Теперь возьмем проводники из разных материалов одинакового размера и пропустим через них одинаковый ток. Как видно из формул, чем больше удельное сопротивление проводника, тем больше энергии выделяется при прохождении через него электрического тока.

Именно поэтому сечение алюминиевого кабеля больше, чем сечение медного кабеля при одинаковом токе. Медь нагревается до температуры, при которой изоляция расплавится при максимальном токе.

Использование никеля для нагревательных элементов обусловлено его высокой удельной прочностью и устойчивостью к плавлению. Преломляющая способность и повышенная стойкость вольфрама позволили использовать его для нитей накаливания ламп.

Золото проводит электричество немного лучше, чем алюминий, но используется только в электронике, поскольку не образует оксидов.