Постоянный электрический ток. Характеристики электрической цепи. Действие электрического тока и правила техники безопасности.

Задачи: Рассмотреть Физическую природу электрического тока (газы, жидкости, металлы). Понятия: сила тока, напряжение и сопротивление. Действие электрического тока и применение в бытовых приборах. Технику безопасности и меры первой медицинской помощи. Цель: Определить спектр действия электрического тока и меры безопасности Актуальность: При эксплуатации электрических приборов необходимо соблюдать ряд правил.

Электрический ток Непрерывное движение заряженных частиц в замкнутой цепи от источника (генератора) до потребителя (электродвигателей, лампочек освещения) по проводнику (проводу), соединяющему эти элементы. Электрический цепь - совокупность устройств, предназначенных для протекания электрического тока.

Механическое действие тока Каждый проводник, по которому течет электрический ток, образует вокруг себя магнитное силовое поле. Эти магнитные действия превращаются в движение в электромоторах, в магнитных подъемных устройствах, в магнитных вентилях и в реле.

Световое действие тока В лампах накаливания электрический ток нагревает проволоку из вольфрама до белого каления, так что она излучает свет. При этом 95% электроэнергии превращается в тепловую и только 5% превращается в световую энергию. В люминесцентных лампах используются свойства определенных газов, например неона или паров ртути, светиться при прохождении через них электрического тока. Коэффициент полезного действия таких ламп составляет от 15 до 20%.

Тепловое действие тока Во всех проводниках поток электронов ограничивается сопротивлением проводника. При этом проводник нагревается. Тепловое действие электрического тока используется: в электрокипятильниках, кухонных плитах, электропаяльниках, плавких предохранителях и при дуговой электросварке.

Химическое действие тока Электропроводящие жидкости (электролиты) содержат ионы как носители напряжения. Если пропускать через электролит электрический ток, то к положительному полюсу будут притягиваться отрицательно заряженные ионы, а к отрицательному полюсу положительно заряженные ионы. Это явление называют электролизом. Его используют для разложения воды на составляющие ее части, при нанесении гальванических покрытий и при получении чистых металлов.

Магнитное действие тока Явление взаимодействия катушки с током и магнита используют в устройстве приборов, измеряющих электрические величины. Стрелка прибора связана с подвижной катушкой, находящейся в магнитном поле. Когда в катушке существует электрический ток, стрелка отклоняется. Так можно судить о наличии тока в цепи. Магнитное действие наблюдается всегда, какой бы проводник ни был: твёрдый, жидкий или газообразный.

Постоянный ток Постоянным называется электрический ток, который с течением времени не изменяет своего направления и величины при прохождении по замкнутой электрической цепи. Генератор является источником постоянного тока, в котором осуществляется преобразование механической энергии в электрическую.

Сила тока Это количество электричества, прошедшее через поперечное сечение проводника в течение одной секунды. [ I ] = 1 A (ампер) = Кл : с Амперметр – измерительный прибор для определения силы постоянного и переменного тока в электрической цепи. Показания амперметра зависят от величины протекающего через него тока, в связи, с чем сопротивление амперметра по сравнению с сопротивлением нагрузки должно быть как можно меньшим. I = U : R = q : t

Напряжение Это величина, численно равная работе по перемещению единицы электрического заряда между двумя произвольными точками электрической цепи. U = I R = A : q [ U ] = 1 В (вольт) = Дж : Кл Вольтметр - электрический прибор для измерения или напряжений в электрических цепях. Вольтметр включается параллельно нагрузке или источнику электрической энергии.

Сопротивление Скалярная физическая величина, характеризующая свойства проводника и равная отношению напряжения на концах проводника к силе электрического тока, протекающего по нему. R = U : I = ρ l : S Удельное электрическое сопротивление (табличное значение) показывает сопротивление проводника данного материала длинной 1 м и площадью поперечного сечения 1 мм ². 1 м и площадью поперечного сечения 1 мм ². [ R ] = 1 Ом = В : А Омметр – это измерительный прибор специализированного назначения, предназначенный для определения сопротивления электрического тока.

Закон Ома для участка цепи Сила тока в однородном участке цепи прямо пропорциональна напряжению, приложенному к участку, и обратно пропорциональна электрическому сопротивлению этого участка. Сила тока в однородном участке цепи прямо пропорциональна напряжению, приложенному к участку, и обратно пропорциональна электрическому сопротивлению этого участка. I = U : R I = U : R I сила тока (А), U напряжение (В), R сопротивление (Ом). I сила тока (А), U напряжение (В), R сопротивление (Ом).

Проводники и диэлектрики Проводниками называют тела, через которые электрические заряды могут переходить от заряженного тела к незаряженному. Способность проводников пропускать через себя электрические заряды объясняется наличием в них свободных носителей заряда (металлические тела в твердом и жидком состоянии, жидкие растворы электролитов). Диэлектриками, изоляторами, называются тела, через которые электрические заряды не могут переходить от заряженного тела - к незаряженному (воздух и стекло, плексиглас и эбонит, сухое дерево и бумага).

Электрический ток в металлах Это упорядоченное движение электронов под действием внешнего электрического поля. При протекании тока по металлическому проводнику не происходит переноса вещества, ионы металла, создающие кристаллическую решетку, не принимают участия в переносе электрического заряда.

Электрический ток в жидкостях Есть в природе проводники электрического тока второго рода (электролиты), в которых во время прохождения тока происходят химические явления. К ним относятся различные растворы в воде кислот, солей и щелочей, расплавы металлов. Электрический ток в жидкостях – это упорядоченное движение положительных и отрицательный ионов под действием внешнего электрического поля. Если в стеклянный сосуд налить воды и прибавить в нее несколько капель серной кислоты (другой кислоты или щелочи), взять две металлические пластины и присоединить к ним проводники, опустив пластины в сосуд, а к другим концам проводников подключить источник тока, то произойдет выделение газа из раствора. Причем оно будет продолжаться непрерывно, пока замкнута цепь.

Электролиз Явление, происходящее в электролите при прохождении через него электрического тока, электролизом. Металлические пластины, опущенные в электролит, называются электродами: соединенная с положительным полюсом источника тока - анод, другая, соединенная с отрицательным полюсом, катод.

Электрический ток в газах При обычных условиях все газы являются диэлектриками. Этим свойством объясняется широкое использование воздуха в качестве изолирующего вещества. Нагревание газа до высоких температур, использование ультрафиолетового или рентгеновского излучений, потока альфа- частиц или электронов – способы превращения газа в проводник. Действие любой из этих причин приводит к ионизации молекул газа. При этом от некоторых молекул отрывается один или несколько электронов, молекула превращается в положительный ион. Под воздействием электрического поля, образовавшиеся ионы и электроны начинают двигаться, создавая электрический ток. Нагревание газа до высоких температур, использование ультрафиолетового или рентгеновского излучений, потока альфа- частиц или электронов – способы превращения газа в проводник. Действие любой из этих причин приводит к ионизации молекул газа. При этом от некоторых молекул отрывается один или несколько электронов, молекула превращается в положительный ион. Под воздействием электрического поля, образовавшиеся ионы и электроны начинают двигаться, создавая электрический ток.

Действие электрического тока на организм человека Действие электрического тока на организм человека своеобразно и носит разносторонний характер. Электрический ток, проходя через тело человека, оказывает термическое, электролитическое и биологическое воздействие на различные системы организма. При этом могут возникнуть нарушения деятельности жизненно важных органов человека: мозга, сердца и легких.

Виды поражений человека электрическим током Электрический ток, протекающий через организм человека, воздействует на него термически, электролитически и биологически. Термическое действие характеризуется нагревом тканей, вплоть до ожогов Термическое действие характеризуется нагревом тканей, вплоть до ожогов Электролитическое разложением органических жидкостей, в том числе и крови Электролитическое разложением органических жидкостей, в том числе и крови Биологическое действие электрического тока проявляется в нарушении биоэлектрических процессов и сопровождается раздражением и возбуждением живых тканей и сокращением мышц. Биологическое действие электрического тока проявляется в нарушении биоэлектрических процессов и сопровождается раздражением и возбуждением живых тканей и сокращением мышц.

Электрические травмы Ожог может быть вызван прохождением электрического тока через тело человека с силой более 1А или воздействием на него электрической дуги. Ожоги могут быть поверхностные и внутренние. Металлизация кожи возникает вследствие проникновения в ее верхние слои мельчайших частиц металла, испарившегося под действием электрической дуги. Электрические знаки представляют собой пятна серого или бледно-желтого цвета в виде мозоли на поверхности кожи в месте контакта с токоведущими частями. Электрические знаки безболезненны и с течением времени сходят. Механические повреждения являются следствием непроизвольных сокращений мышц организма под действием тока. При этом возможны разрывы кожи, кровеносных сосудов и нервной ткани, вывихи суставов и даже переломы костей. Электроофтальмия - поражение глаз, вызванное интенсивным излучением электрической дуги, в спектре которой имеются вредные для глаз ультрафиолетовые и инфракрасные лучи.

Первая помощь при ударе током Обеспечьте свою безопасность. По возможности отключите источник тока. Подходите к пострадавшему мелкими шагами по 10 см. Обеспечьте свою безопасность. По возможности отключите источник тока. Подходите к пострадавшему мелкими шагами по 10 см. Отпихните пострадавшего от источника тока при помощи деревянного стула или швабры (предмет должен быть неэлектропроводным). До того, как это будет сделано, пострадавший может ударить током любого, кто к нему прикоснется. Отпихните пострадавшего от источника тока при помощи деревянного стула или швабры (предмет должен быть неэлектропроводным). До того, как это будет сделано, пострадавший может ударить током любого, кто к нему прикоснется. Пошлите кого-нибудь за медицинской помощью. Проверьте дыхание пострадавшего и при необходимости сделайте ему искусственное дыхание "рот в рот". Если у пострадавшего отсутствует сердцебиение, сделайте ему массаж сердца. Пошлите кого-нибудь за медицинской помощью. Проверьте дыхание пострадавшего и при необходимости сделайте ему искусственное дыхание "рот в рот". Если у пострадавшего отсутствует сердцебиение, сделайте ему массаж сердца. Если пострадавший пришел в сознание, укройте и согрейте его. Если пострадавший пришел в сознание, укройте и согрейте его.

Экспериментальная часть для проектной работы Цель : Цель : Получение электрического тока из фруктов и овощей. Задача: Создать фруктовую и овощную батарейку. Предмет исследования: Получения электрического тока. Гипотеза: Из фруктов и овощей можно сделать батарейку.

Ход исследования Для создания батарейки понадобится цинковая пластина, медная проволока, фрукт или овощ. В самодельном гальваническом элементе цинковая пластина действует как отрицательный электрод, а медная проволочка – как положительный. Электролитом (жидкость проводящая ток) является сок фруктов и овощей. Можно сделать гальванические элементы из различных овощей и фруктов: лимон, яблоко, картошка, помидор. В каждом элементе был сделан замер напряжения с помощью вольтметра.

Результаты измерений Фрукты и овощи Напряжение, В Фрукты и овощи Напряжение, В Лимон 0,97 Лимон 0,97 Яблоко 0,95 Яблоко 0,95 Картошка 0,82 Картошка 0,82 Помидор 0,9 Помидор 0,9 Где же в жизни можно применять это свойство овощей и фруктов? Можно зажечь светодиод, для этого достаточно напряжение в 3 В, что соответствует 4 картофелинам или 4 лимонам.

Домашние опыты Магнитное действие токаИсточник тока

Выводы Используя фрукты и овощи можно создать батарейку, однако не любой фрукт или овощ для этого подходит. Полученный источник тока можно использовать для приборов с низким потреблением энергии. Для более мощной батарейки надо много овощей и фруктов.

Спасибо за внимание!