Вы думаете, что ваш ребенок тупой и не понимает элементарных вещей? Не спешите винить его в этом. Возможно он не понимает потому, что ему непонятно объясняют! Покажите ему эту статью и даже сложные понятия для него стаут простыми.
Итак, куда течет ток от плюса к минусу или от минуса к плюсу?
Давайте разбираться. И, кстати, а что такое ток? Можно ли его увидеть? Зайдите на кухню или ванную и поверните водопроводный кран. И вы увидите ТОК! Точнее ПОТОК воды из крана. Точно так же электрический ток это тоже поток но не воды а электронов - элементарных частиц с отрицательным зарядом.
Увидеть электроны невооруженным глазом нельзя, но увидеть его действие очень просто. Достаточно подсоединить к батарейке светодиод или включить в квартире свет. А есть ли ток в розетке, как вы думаете? И да и нет. Если в розетку ничего не включено, то тока нет. Но стоит включить в нее электрообогреватель, утюг или другой прибор, то ток потечет. А что же есть в розетке? В ней есть напряжение в 220 Вольт, да еще и переменное. Но об этом чуть позже.
Итак, куда течет ток?
Поток воды: реки, ручьи текут сверху вниз с гор или возвышенности. Это происходит потому, что на воду действует сила тяжести и стремится опустить воду как можно ниже. Попробуйте налить воду в стакан и убедитесь что вода собирается на дне а не зависает в воздухе.
Точно так же электрический ток течет от места с более высоким электрическим потенциалом туда, где этот потенциал ниже. То есть электрический потенциал имеет тот же смысл, что и высота для потоков воды. Где же взять электрический потенциал? Для этого нужны источники напряжения: батарейки, аккумуляторы, сетевые адаптеры и т.д.
Если высоту измеряют относительно уровня моря, то электрический потенциал относительно земли, это так называемое "заземление", относительно общей шины, которая проходит через весь дом и к ней подключены все розетки ("зануление") или просто общий провод электросхемы.
Поэтому потенциал может быть выше уровня земли или нуля, он называется положительным, и ниже уровня земли - отрицательным. Подключите к общему проводу минусовой контакт батарейки и получите положительный потенциал, и отрицательный, если подключите к общему плюсовой контакт.
Но пользоваться потенциалом не удобно, поэтому пользуются такой величиной как напряжение. Напряжение - это разность потенциалов между двумя точками на схеме. И чем больше эта разность, тем больше напряжение.
Проделайте простой опыт. Возьмите пластиковую бутылку, наполните ее водой до самого горлышка и проколите небольшое отверстие у самого дна бутылки, посередине и у самого горлышка. Видите, что у самого дна струйка воды самая большая а у горлышка еле еле течет?
Это происходит потому, что разность между уровнями воды на поверхности и у донышка больше всего и вода сильнее давит и выталкивает воду через отверстие.
Так и напряжение, чем оно больше, тем больше будет электрический ток. Если вы подключите светодиод к одной пальчиковой батарейке, то он не засветится или будет гореть очень слабо.
А вот от двух батареек, включенных последовательно, для этого плюс одной батарейки нужно соединить с минусом другой, будет ярко светиться. А если взять больше батареек, то через светодиод потечет слишком большой ток и он перегорит.
Напряжение измеряют в специальных единицах - вольт. Единица была названа в честь великого итальянского ученого18-го века Алессандра Вольта. Он сделал много открытий в области электричества.
А силу тока измеряют в амперах, единица была названа в честь другого ученого Андре-Мари Ампера, французского физика конца 18 -го века.
А теперь давайте вспомним наши опыты с бутылкой воды, батарейками и светодиодом. Получается, что чем больше напряжение, тем больше ток. заметили? А как именно связаны между собой напряжение и сила тока? Оказывается прямо пропорционально!
Эту зависимость выражают простой формулой: U = R * I. Эта формула выражает закон Ома. В которой I обозначает силу тока в амперах (А) а U напряжение в вольтах (В).
А что же такое R? Эта величина называется электрическое сопротивление и измеряют его в омах (Ом), названных в честь немецкого ученого Георга Симона Ома, который и открыл закон Ома. Таким образом, проводник будет иметь сопротивление 1 Ом если через него течет ток силой в 1 А, при этом напряжение на его концах 1 В.
Как почувствовать на себе что такое сопротивление? Возьмите стакан сока или воды и попробуйте попить из него через трубочку или просто через край. Как пить проще и быстрее? Вот поэтому можно сказать, что трубочка имеет большее сопротивление.
Сопротивление металлических проволок, например медных или алюминиевых очень мало, сотые и тысячные доли ома и поэтому они называются проводниками. А сопротивление керамических изоляторов, которые вы видите на высоковольтных линиях электропередач несколько миллионов ом или мегаом. И подобные материалы называют изоляторы или диэлектрики.
Есть еще материалы которые не проводники и не изоляторы а нечто среднее. Это полупроводники. Например, кремний, германий, арсенид галлия, которые используют для производства транзисторов и микросхем - основа современной электронной техники, компьютеров, смартфонов и т.д.
Ну и совсем уж необычные вещества - сверхпроводники у которых нет сопротивления! Не очень маленькое а именно ноль! Даже медная проволока будет нагреваться если через нее пропустить большой ток, проволока из сверхпроводника не нагревается совсем!
Именно поэтому сверхпроводники используют в обмотках мощных магнитов в ускорителях элементарных частиц. Единственный минус сверхпроводников в том, что они являются сверхпроводниками только при очень низких температурах.
Но ученые активно ищут вещества и материалы, которые были бы сверхпроводниками при комнатной температуре. Но об этом я напишу в отдельной статье.
Итак, куда же течет ток от минуса к плюсу или наоборот?
Вы помните, что электрический ток это поток отрицательно заряженных частиц - электронов. А отрицательное притягивается к положительному. Действительно, в электронных лампах, например, электроны движутся от отрицательного катода, источника электронов к положительному аноду.
В проводниках, металлических проводах, электроны тоже движутся к плюсу. В полупроводниках электроны движутся от минуса к плюсу, а положительно заряженные "дырки" (что это за "звери" в следующей статье) от плюса к минусу.
В растворах электролитов, например в растворе пищевой поваренной соли положительно заряженные катионы натрия движутся от плюсу к минусу а отрицательно заряженные анионы хлора от минуса к плюсу.
Казалось бы, что все логично, ток течет от минуса к плюсу? Но физики очень давно почему то решили что ток течет от плюса к минусу. Вот такой получается парадокс!
Итак, что мы узнали из этой статьи:
- Что такое электрический ток.
- Что такое электрическое напряжение и потенциал, в чем его измеряют.
- В чем измеряют силу тока.
- Что такое электрическое сопротивление, в чем его измеряют и как оно связано с силой тока и напряжением.
- Ну и наконец, куда течет ток от плюса к минусу или от минуса к плюсу.
Уважаемые радиолюбители, папы и мамы, бабушки и дедушки! Эта статья написана в рамках проекта "Онлайн школа начинающего радиолюбителя". Дайте прочитать эту статью своим детям, внукам особенно если они не любят или не понимают физику.
Мне важно знать их и ваше мнение. насколько понятно то, что описано в статье, что нужно изменить, добавить и улучшить.
Напишите ваше мнение в комментариях!
Поставьте ЛАЙК, если вам понравилась статья!