Понятие об электричестве

Все вещества в природе делятся на проводники, изоляторы и полупроводники. Проводники (серебро, медь, алюминий) способны проводить электрический ток ¾ их сопротивление близко к нулю (R»0) . Изоляторы (фарфор, текстолит, трансформаторное масло) практически не проводят ток ¾ их сопротивление близко к бесконечности (R»¥). Полупроводники (кремний, германий) занимают промежуточное положение между проводниками и изоляторами (0<<R<<¥).

Высокая проводимость проводников объясняется тем, что в них имеются электроны, слабо связанные с ядром, которые свободно могут перемещаться между соседними атомами. При отсутствии электрического поля эти электроны находятся в состоянии беспорядочного движения (рисунок 1.3, а). При приложении к проводнику напряжения электроны начнут перемещаться от отрицательного полюса к положительному (рисунок 1.3, б) со скоростью »1 мм/сек. Направленное движение свободных электронов в проводниках под действием электрического поля называется электрическим током. Исторически принято, что электрический ток течет от «+» к «-». Электроны же как отрицательно заряженные частицы движутся от «-» к «+».

Рисунок 1.3

Для того, чтобы наглядно представить что такое электричество рассмотрим систему водяного отопления (рисунок 1. 4).

Рисунок 1.4

Система состоит из следующих элементов:

1) устройство для нагрева воды и создания давления ¾ заставляет воду двигаться по трубе;

2) труба ¾ направляет движение воды;

3) поток воды ¾ переносит тепловую энергию;

4) радиатор отопления ¾ забирает тепловую энергию у воды и нагревает окружающую среду.

На рисунке 1.5 изображена простейшая электрическая схема.

Рисунок 1.5

Она состоит из следующих элементов:

1) устройство для переноса электронов от «+» к «-» (источник напряжения) ¾ заставляет электроны двигаться по проводникам;

2) провод (металлический проводник) ¾ направляет движение электронов;

3) электрический ток (поток электронов) ¾ переносит электрическую энергию;

4) электронагреватель ¾ превращает электрическую энергию (энергию движущихся электронов) в тепловую и нагревает окружающую среду.