Жить без электрической энергии - самого удобного вида энергии немыслимо. Ее можно передавать на огромные расстояния, в огромных количествах, с наименьшими потерями. Ее можно преобразовывать в любой другой вид энергии.
Что же такое электрический ток?
Носителями электрических зарядов являются электроны, оторвавшиеся от своих атомов. Такие электроны могут свободно перемещаться между атомами, поэтому их называют свободными электронами.
Если проводник поместить в электрическое поле, то хаотическое движение свободных электронов превратится в направленное. Направленное движение заряженных частиц - и есть электрический ток.
Проводники - материалы, в которых имеются свободные носители электрических зарядов. Свободные носители зарядов - это любые заряженные подвижные частицы, которые обеспечивают протекание заряда по проводнику.
Если натирать шелком или мехом стекло, янтарь, смолу, каучук и другие вещества, они приобретают электрический заряд. Одни тела заряжаются положительно, а другие - отрицательно. Вокруг электрического заряда всегда существует электрическое поле, благодаря которому между заряженными телами происходит взаимодействие.
Одноименно заряженные тела отталкиваются, а разноименно заряженные - притягиваются. В процессе перемещения зарядов электрическое поле в проводнике исчезает.
Все источники электрического тока сами по себе не создают электрической энергии, а только преобразуют в нее другие виды энергии. Для получения длительного электрического тока необходимо иметь источник тока, который бы поддерживал электрическое поле в проводнике.
Большую группу источников тока составляют устройства для преобразования химической энергии в электрическую. Если в раствор серной кислоты опустить два электрода - медный и цинковый и соединить их с лампочкой, то увидим, что в электрической цепи появился ток. Если вместо медного электрода взять сухой элемент уголь и включить его в цепь, то химическая энергия будет превращаться в электрическую.
При работе гальванических элементов разрушаются электроды, состав раствора меняется. Поэтому со временем отработанные химические элементы приходится заменять новыми. Химические процессы в них необратимы.
Действие электрического тока может проявляться слабее и сильнее. Величину электрического заряда называют ещё количеством электричества. Сила тока определяется количеством электричества, проходящим через поперечное сечение проводника в одну секунду.
Две лампочки подключены к разным источникам тока. По показателям амперметра ток в цепях примерно одинаковый, но работа совершается разная. Лампа, подключенная к городской сети даёт гораздо больше тепла, чем лампочка карманного фонаря, подключенная к аккумулятору. Оказывается, величина работы электрического тока зависит не только от силы тока, но и от другой величины, называемой напряжением, которая измеряется вольтметром.
Если в цепь с источником тока включить поочередно различные проводники, то при одинаковом напряжении на концах этих проводников сила тока в них окажется неодинаковой.
Мы знаем, что свободные электроны, перемещаясь в кристаллической решетке, взаимодействуют с ионами, которые оказывают как бы тормозящее действие. На преодоление этого действия электроны затрачивают часть своей энергии, поэтому сила тока в проводнике уменьшается.
Рассмотренные нами величины - сила тока, напряжение и сопротивление характеризуют любую электрическую цепь и взаимосвязаны между собой. Эту зависимость называют законом Ома. Это один из основных законов электрического тока.