Электрический ток в металлах

особыми ядерными силами. Притяжение электронов к ядру гораздо слабее взаимного притяжения частиц ядра, поэтому электроны могут отделяться от "своих" атомов и переходить к другим. В результате таких переходов образуются ионы – атомы, в которых число электронов не равно числу протонов. Если ион содержит отрицательных частиц больше, чем положительных, то такой ион называют отрицательным. В противоположном случае ион называют положительным.. Ионы чрезвычайно часто встречаются в веществах.

Все металлы состоят из ионов. Это объясняется тем, что несколько электронов от каждого атома металла отделяются и свободно движутся внутри металла, образуя так называемый "электронный газ". Именно из-за потери электронов (то есть отрицательных частиц) атомы металла и становятся положительными ионами.

Электрический ток в металлах

электрического поля.

В твердом состоянии все металлы имеют кристаллическое строение. Ионы металла расположены упорядоченно, образуя кристаллическую решетку. Внутри нее и находится "электронный газ". В жидких металлах упорядоченное расположение ионов отсутствует. Однако это никак не сказывается на поведении электронов.
Образование ионов из нейтральных молекул может происходить по нескольким причинам. Например, при повышении температуры увеличивается размах колебаний как самих молекул, так и атомов, входящих в их состав. Если температура превысит некоторое значение, то молекула распадется, и образуются ионы.

Направление ветра

Электрический ток в металлах

опыты Мандельштама - Папалекси и Стюарта - Толмена, проведенные в начале 20-го века.

Л.И. Мандельштам

Чтобы исключить влияние магнитного поля Земли (оно вызывает появление ЭДС во вращающейся катушке), вся установка помещалась в систему так называемых колец Гельмгольца - витков с током, своим магнитным полем компенсирующих поле земное.

Катушка с большим числом витков медной тонкой проволоки приводилась в быстрое вращение вокруг своей оси. Концы катушки с помощью гибких проводов были присоединены к чувствительному гальванометру. Раскрученную катушку резко тормозили. Свободные электроны металла продолжали двигаться по инерции, образуя слабый электрический ток, регистрируемый гальванометром.

Н. Д. Папалекси

Электрический ток в металлах

электрического тока в цепи мы можем судить лишь по различным явлениям, которые вызывает элеутрический ток. Такие явления называют действиями тока. Некоторые из этих действий легко наблюдать на опыте.

Действия
электрического тока

этого медный провод, покрытый изоляционным материалом, нужно намотать на железный гвоздь, а концы провода соединить с источником тока. Когда цепь замкнута, гвоздь становится магнитом (намагничивается) и притягивает небольшие железные предметы: гвоздики, железные стружки, опилки. С исчезновением тока в обмотке (при размыкании цепи) гвоздь размагничивается.

●

●

изображена висящая на нитях небольшая рамочка, на которую навито несколько витков тонкой медной проволоки. Концы обмотки присоединены к полюсам источника тока. Следовательно, в обмотке существует электрический ток, но рамка висит неподвижно.

Если эту рамку поместить между полюсами магнита, то она станет поворачиваться.

Магнитное действие тока

измеряющих электрические величины, например, в гальванометре. Стрелка прибора связана с подвижной катушкой, находящейся в магнитном поле. Когда в катушке существует электрический ток, стрелка отклоняется. Таким образом можно судить о наличии тока в цепи.

Условное обозначение на схемах

Изобретен 1820 Эрстедом и Ампером.

Гальвано́метр (гальвано — от фамилии учёного Луиджи Гальвани и древнегреческого metréo — измеряю) — высокочувствительный прибор для измерения малых электрических токов.

Может применяться как самостоятельно, так и являться частью большой измерительной системы. Принцип действия Гальванометра Lichtmarken: свет от лампы отражается в подвижном зеркале, закрепленном на катушке индуктивности. Отраженный от зеркала свет проэцируется на шкале прибора. Использование подвижного зеркала позволило сделать указатель практически безинерционным. Это, в свою очередь, позволило измерять минимальные значения тока и напряжения. А так же фиксировать нестабильности измеряемых величин. Гальванометр Lichtmarken был одним из первых серийных приборов, основанных на данном принципе.

Магнитное действие тока

по металлическому проводнику, однако за направление электрического тока условно принято считать направление движения положительных зарядов в проводнике. Эта условность сложилась исторически и в настоящее время сохранила свою силу.

+

+

+

-

-

-

Направление тока

Направление тока «принято по соглашению»

Атом (ион) металла

Свободные электроны

Металлическая проволока (проводник)

Направление движения электронов

Электрический ток в металлах – это упорядоченное движение свободных электронов.

Металлический проводник имеет металлическую кристаллическую решетку: в узлах решетки находятся положительные ионы металла , а вокруг хаотически двигаются свободные электроны – “электронный газ”.

На свободные электроны действует электрическом поле, электроны  направлено  двигаются к положительному полюсу источника тока.

Направление электрического тока