Определение этого явления многие знают назубок. Электрический ток – это направленное движение заряженных частиц. Нас пичкают этим определением в школе, в университетах и даже в интернете на преобладающем большинстве сайтов вы найдете именно его.
У меня лично возникало очень много вопросов. Что это за частицы? Как они заряжены? Куда направленны? Что вызывает их движение?
Эти вопросы не давали мне покоя долгие годы.
Давайте разбираться. Забегая чуть-чуть вперед расскажу, что ток напрямую связан с движением электронов в веществе, будь то проводящие материалы или какая либо среда (воздух). Как мы знаем, все электроны имеют отрицательный заряд.
Начнем с первых.
И так, электрический ток в металлах. Погрузимся в строение вещества.
Металлы, как и все в нашем мире состоят из атомов. Они связаны между собой невидимыми силами и образуют жесткую конструкцию (кристаллическую решетку), что и делает материалы твердыми.
Возникает вопрос. Если атомы жестко связаны, а электроны связаны в атоме, то они и не могут двигаться и создавать электрический ток.
Это верно.
В проводящих ток веществах так же имеются и свободные электроны, которые блуждают в межатомном пространстве. И под действием электрического поля, которое появляется при включении электрической цепи в сеть, эти свободные электроны начинают двигаться в одном направлении.
Теперь вернемся к определению и дополним его новой информацией. Электрический ток – это направленное движение (под действием электрического поля) заряженных частиц (свободных электронов, блуждающих в металле).
С металла разобрались, теперь разберемся с другими средами (например, воздух).
Все видели грозу и молнии. Этот пример ярко показывает, что электрический ток может проходить не только в металлах, но и в воздухе.
Тут справедливо то же самое определение. Электрический ток – это направленное движение заряженных частиц.
Что это за частицы?
Для ответа на этот вопрос необходимо ввести понятие ионы.
Существуют положительные ионы и отрицательные ионы.
Откуда они взялись и что это такое?
Представим себе атом. К примеру, атом азота, так как в воздух его содержится преобладающее большинство.
Его атом содержит: 7 протонов, 7 нейтронов и 7 электронов.
Мы знаем что атом электрически нейтрален. Но если, в результате какого-либо воздействия (например, воздействия электрического поля), с электронной оболочки выбьется один электрон, и у нас возникнет пара ионов:
Отрицательный ион – это выбитый из атома электрон.
Положительный ион – это атом азота, который остался без одного электрона. То есть имеет структуру: 7 протонов, 7 нейтронов, и 6 электронов.
У нас получился один свободный электрон, который может двигаться под действием электрического поля.
Теперь представим что у нас огромное количество этих атомов азота, и следовательно огромное количество вырвавшихся свободных электронов. Это уже способно вызвать электрический ток.
Вернемся к определению, но дополним его новой информацией.
Электрический ток – это направленное движение (под действием электрического поля) заряженных частиц (свободных отрицательных ионов).
И так, подведем итог.
В металлах и прочих проводящих веществах носителями тока (заряда) являются свободные электроны, которые блуждают в межатомном пространстве, а в воздухе и других средах носителями тока (заряда) являются отрицательные ионы, то есть в своем роде тоже свободные электроны. И движутся эти электроны под действием электрического поля.
Рекомендую пройти по ссылочке ниже. Откуда люди берут ток?
Дайте мне кусок древесины и я заряжу ваш телефон
До новых встреч на Увлекательной науке