Источники электрического тока

Источники электрического тока – Класс!ная физика

Источник тока – это просто!

Источник тока – это устройство, в котором происходит преобразование какого-либо вида энергии в электрическую энергию. В любом источнике тока совершается работа по разделению положительно и отрицательно заряженных частиц, которые накапливаются на полюсах источника и создают между ними электрическое поле. Если полюса источника соединить проводами, то по ним пойдет электрический ток.

Существуют различные виды источников тока:

Механический источник тока

– механическая энергия преобразуется в электрическую энергию.

К ним относятся : электрофорная машина (диски машины приводятся во вращение в противоположных направлениях.

В результате трения щеток о диски на кондукторах машины накапливаются заряды противоположного знака), динамо-машина, генераторы.

Тепловой источник тока

– внутренняя энергия преобразуется в электрическую энергию.

Например, термоэлемент – две проволоки из разных металлов необходимо спаять с одного края, затем нагреть место спая, тогда между другими концами этих проволок появится напряжение.
Применяются в термодатчиках и на геотермальных электростанциях.

Световой источник тока

– энергия света преобразуется в электрическую энергию.

Например, фотоэлемент – при освещении некоторых полупроводников световая энергия превращается в электрическую. Из фотоэлементов составлены солнечные батареи.
Применяются в солнечных батареях, световых датчиках, калькуляторах, видеокамерах.

Химический источник тока

– в результате химических реакций внутренняя энергия преобразуется в электрическую.

Гальванический элемент – в цинковый сосуд вставлен угольный стержень. Стержень помещен в полотняный мешочек, наполнен-ный смесью оксида марганца с углем. В элементе используют клейстер из муки на растворе нашатыря.

При взаимодействии нашатыря с цинком, цинк приобретает отрицательный заряд, а угольный стержень – положительный заряд. Между заряженным стержнем и цинковым сосудом возникает электрическое поле.

В таком источнике тока уголь является положительным электродом, а цинковый сосуд – отрицательным электродом.

В гальваническом элементе электроды должны обязательно по-разному взаимодействовать с раствором. Поэтому электроды делают из разных материалов.

Из нескольких гальванических элементов можно составить батарею.

Что значит батарейка разрядилась?

Это значит, что электроды или раствор в гальваническом элементе уже израсходованы. Гальванический элемент (батарейку) следует заменить новым.

Источники тока на основе гальванических элементов применяются в бытовых автономных электроприборах, источниках бесперебойного питания.

Аккумуляторы

Аккумуляторы – это химические источники тока, в которых электроды не расходуются.
Например, простейший аккумулятор состоит из двух свинцовых пластин, погруженных в раствор серной кислоты.

Перед использованием аккумулятор необходимо зарядить, т.е. соединить полюсы аккумулятора с аналогичными полюсами какого-нибудь источника тока. При зарядке химическая энергия аккумулятора увеличивается.

После использования разрядившийся аккумулятор можно заряжать снова. Разряжаясь аккумулятор превращает химическую энергию в электрическую.

Аккумуляторы бывают кислотные и щелочные. Из отдельных аккумуляторов можно собрать аккумуляторные батареи. Аккумуляторы применяют тогда, когда источник тока выгоднее перезаряжать, чем заменять новым.

Например, в космосе аккумуляторы заряжают от солнечных батарей. Разряжаясь, они питают аппаратуру космического корабля.

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

Условное обозначение источника тока на электрической схеме

или батареи, состоящей из нескольких источников

КНИЖНАЯ ПОЛКА

Страшный опыт Мушенбрека.
Гальвани – “воскреситель мертвых”.
Вольта держит монеты во рту.

ИЗ ИСТОРИИ ИЗОБРЕТЕНИЙ

Луиджи Гальвани ( 1737-1798 ) – один из основоположников учения об электричестве, его опыты с «животным» электричеством положили начало новому научному направлению — электрофизиологии. В результате опытов с лягушками Гальвани предположил существование электричества внутри живых организмов.

Курьёзы в науке.

Простудившаяся жена профессора анатомии Болонского университета Луиджи Гальвани требовала заботы и внимания. Врачи прописали ей “укрепительный бульон” из лягушечьих лапок. Приготовляя лягушек для бульона, Гальвани и открыл знаменитое “живое электричество” – электрический ток.

Лейденская банка – первый источник тока.

К середине XVIII в. в Голландии, в Лейденском университете, ученые под руководством Питера ван Мушенбрука нашли способ накопления электрических зарядов.

Таким накопителем электричества была лейденская банка – стеклянный сосуд, стенки которого снаружи и изнутри оклеены свинцовой фольгой.

Лейденская банка, подключенная обкладками к электрической машине, могла накапливать и долго сохранять значительное количество электричества.Разряд лейденской банки имел достаточную мощность.

Если ее обкладки соединяли отрезком толстой проволоки, то в месте замыкания проскакивала сильная искра, и накопленный электрический заряд мгновенно исчезал. Так стало возможным получить кратковременный электрический ток. Затем банку надо было снова заряжать. Сейчас подобные приборы мы называем электрическими конденсаторами.

Это открытие произвело огромное впечатление на всех людей, даже совершенно далеких от науки. Каждый хотел испытать электрический разряд на себе и увидеть его действие на других.

Изобретатели лейденской банки Клейст и Мушенбрек первыми испытали удары зарядов: первый из них после испытания не захотел повторить ощущение даже за персидский престол, второй согласился страдать ради науки. За лейденские банки взялись и медики.

В 1744 году Кратценштейн из Галле разрядом излечил паралич пальца, потом Жильбер вдохнул жизнь в руку столяра, онемевшую от удара молотка. Публика стонала от ожиданий, все хотели бессмертия.

Изобретение гальванического элемента.

Первая электрическая батарея появилась в 1799 году.
Её изобрел итальянский физик Алессандро Вольта (1745 – 1827) — итальянский физик, химик и физиолог, изобретатель источника постоянного электрического тока.

Как-то раз он взял в руки трактат физиолога Луиджи Гальвани «Об электрических силах в мускуле» и понял, что лапка лягушки начинала дергаться только тогда, когда к ней прикасались двумя разными металлами.

Гальвани не заметил этого! Вольта решает поставить опыт Гальвани на себе: он взял две монеты из разных металлов и положил их в рот – сверху, на язык, и под его. Потом соединил монеты тонкой проволокой и ощутил вкус подсоленной воды.

Вольта отлично знал – это вкус электричества, и рожден он был металлами.

Так устроен простейший элемент Вольта:

Первый источник тока Вольта–«вольтов столб» был построен в точном соответствии с его теорией «металлического» электричества. Вольта положил друг на друга попеременно несколько десятков небольших цинковых и серебряных кружочков, проложив меж ними бумагу, смоченную подсоленной водой.

Вольта был и первым испытателем своего прибора. Ученый опускал руку в чашу с водой, к которой подсоединял один из контактов «столба», а к другому контакту прикреплял проволоку, свободным концом которой он прикасался ко лбу, к носу, к веку. Он чувствовал или укол, или резкий удар – и все это аккуратно записывал.

Иногда боль становилась невыносимой – и тогда Вольта размыкал свою цепь. Он понял, что его «столб» – это источник постоянного тока.
В 1800 году в журнале Лондонского королевского общества появилось письмо Вольты с описанием «вольтова столб». Так была изобретена первая в мире электрическая батарея.

Хотя силы Вольтова столба хватило бы только на то, чтоб зажечь всего лишь одну слабую лампу.

___

А известный русский ученый Петров в 1802 г. изготовил огромную батарею. Она состояла из 4200 медных и цинковых кружков, между каждой парой которых прокладывали картонные кружочки, пропитанные раствором нашатыря.

Эта батарея представляла собой 2100 медно-цинковых гальванических элементов, соединенных последовательно. Напряжение на ее зажимах составлялоколо 1650-1700 В.

Это был первый в истории источник постоянного тока сравнительно высокого напряжения.

СДЕЛАЙ САМ

Термоэлемент из электролампы

Если взять электрическую лампу без стеклянного баллона, ввернуть ее в патрон, укрепленный на подставке и соединить с гальванометром, то при нагревании горящей спичкой места соединения спирали с проволочкой гальванометр покажет наличие тока.

Лейденская банка

Затем взять полиэтиленовую крышку и вставить в середину ее металлический стержень. На верхний конец стержня насадить металлический (или из любого другого материала, но оклеенный фольгой) шарик.

Из фольги сделать кисточку и укрепить ее на нижнем конце стержня так, чтобы она при закрытой крышке касалась дна. Закрыть банку крышкой — и прибор готов!

Чтобы зарядить банку, прикоснитесь к шарику, например, наэлектризованной пластмассовой расческой. Чтобы увеличить заряд, проделайте это несколько раз, заново наэлектризовывая расческу.

ИНТЕРЕСНО

Культуры некоторых организмов способны вырабатывать электрический ток. Если опустить в жидкую культуру кишечной палочки или обычных дрожжей платиновый электрод, а другой — в такую же питательную среду, но без микробов, то возникает разность потенциалов

“ОЖИВЛЯЕМ” БАТАРЕЙКУ!

Не спешите выбрасывать старую батарейку, а попробуйте ее “оживить”.
В марганцево-цинковых элементах со временем из диоксида марганца образуется гидроксид марганца, который постепенно покрывает оксид и мешает протеканию химической реакции. Проще всего постучать по батарейке , например, камнем (при сотрясении разрушается образовавшийся поверхностный слой гидроксида).

Или же можно пробить в цинковом стаканчике батарейки отверстие, например, гвоздем и опустить батарейку в воду. Электролит разжижается, и ему легче проникнуть к диоксиду марганца. Таким способом можно увеличить срок службы батарейки почти на треть.

САМОДЕЛЬНЫЕ БАТАРЕЙКИ

Вкусная батарейка

Фрукты содержат в себе слабые растворы кислот. Если взять лимон или яблоко и воткнуть в него медную проволоку, а на расстоянии от неё кусочек оцинкованного железа, то получится гальванический элемент. Измерьте вольтметром напряжение на своей батарейке, он покажет около 1 В.

А можно убедиться в этом и без вольтметра: прикоснитесь языком одновременно до меди и цинка – язык защиплет!

А можно составить большую батарею, включив элементы последовательно. Вкусненько, не правда ли?!

Содовая батарейка

Надо развести питьевую соду до густоты сметаны, и выложить чайной ложкой на блюдце. На один край содового комка положить медную монету, а на другой конец – кусочек оцинкованного железа.

Вы получили гальванический элемент, который дает напряжение около 1В. Его можно измерить с помощью вольтметра, дотронувшись проводами, идущими от вольтметра, одновременно до меди и цинка.

Можно составить последовательную цепь из нескольких подобных элементов, напряжение на выходе батареи увеличится!

Солёная батарейка

Возьми по пять «желтых» и «белых» монет. Разложи их, чередуя между собой. Проложи между ними прокладки из промокашки или газеты, смоченной в крепком растворе поваренной соли.

Поставь все это столбиком и сожми. Батарейка готова! Подсоедини вольтметр к первой «желтой» и последней «белой монете.

Есть напряжение! А если взять этот столбик из монет большим и указательным пальцами, то можно ощутить легкий удар током!

! Не забудь сначала очистить все металлические детали от жира, очень хорошо это получается с помощью порошка «Пемоксоль» (для чистки посуды)!

“СУХОЙ” или “МОКРЫЙ”?

Действительно ли, так называемый, «сухой элемент» является сухим?
Отнюдь, полость элемента между электродами заполнена веществом в пастообразном состоянии, и чтобы оно не вытекало, и электроды не смещались, элемент сверху заливают смолой.

Угольно-цинковые гальванические являются самыми распространенными сухими элементами питания. В них электролит находится в пастообразном состоянии. Угольно-цинковые элементы могут “восстанавливаются” в течение перерыва в работе,

и в результате периодического “отдыха” срок службы элемента продлевается.

НУ и НУ

В далеких деревнях, на хуторах, где нет электричества, можно встретить интересную керосиновую лампу – “электростанцию”: она не только светит, но и вырабатывает электрическую энергию. Устройство ее довольно простое. Брусочки из двух различных полупроводниковых материалов смонтированы в виде трубки, которую надевают на укороченное ламповое стекло.

Каждая пара различных брусочков спаяна металлической пластинкой, образуя букву П. Когда лампа зажжена, . места спаек нагреваются, стороны брусочков, обращенные внутрь трубки, разогреваются воздухом, поднимающимся от пламени. Противоположные грани остаются холодными.

В результате на холодном конце одного брусочка накапливается положительный заряд, а на холодной грани другого брусочка – отрицательный. Соединив грани соответствующих пар проволокой, получим термоэлектрогенератор.
Пока в наше время такие устройства не находят промышленного использования, т.к.

коэффициент полезного действия такой термопары низкий – всего 6-8%. Это в несколько раз меньше, чем к. п. д. современных тепловых электростанций.

Ветряная ферма в Альтамонт Пэсс (Калифорния) состоит из 300 ветряных турбин. Чтобы производить столько же электричества, сколько производит атомная электростанция, ветряная ферма должна занимать площадь примерно в 140 квадратных миль.

ПОПРОБУЙ РАСКУСИ

( или задачки “на 5” )

1. Как изменится действие элемента Вольта, если его медный электрод заменить цинковым или цинковый заменить вторым медным?

2. Если алюминиевый чайник, в который налит раствор поваренной соли, присоединен
медным проводом к одной клемме гальванометра, а ко второй клемме присоединен железный стакан, то что произойдет при переливании жидкости из чайника в стакан?

Следующая страница «Занимательные фишки для 8 класса»

Источник: http://class-fizika.ru/8_25.html

Электрический ток. Источники электрического тока. — DRIVE2

Первую запись хочу посвятить электрическому току. Материал я взял из учебника по физике за 8 класс. Автор А.В. Перышкин. Издательство ДРОФА, Москва 2006.

§ 32 Электрический ток. Источники электрического тока.

Когда говорят об использовании электрической энергии в быту,на производстве или транспорте, то имеют в виду работу электрическоготока. Электрический ток подводят к потребителю от электростанциипо проводам. Поэтому, когда в домах неожиданно гаснутэлектрические лампы или прекращается движение электропоездов,

троллейбусов, говорят, что в проводах исчез ток.

Что же такое электрический ток и что необходимо для его возникновения
и существования в течение нужного нам времени?

Слово «ток» означает движение или течение чего-то.

Что может перемещаться в проводах, соединяющих электростанцию
с потребителями электрической энергии?

Мы уже знаем, что в телах имеются электроны, движением которыхобъясняются различные электрические явления (см. § 31).Электроны обладают отрицательным электрическим зарядом. Электрическими

зарядами могут обладать и более крупные частицы вещества — ионы. Следовательно, в проводниках могут перемещаться различные заряженные частицы.

——————————————————————————————————-
Электрическим током называется упорядоченное (направленное) движение заряженных частиц.
——————————————————————————————————–

Чтобы получить электрический ток в проводнике, надо создать в нем электрическое поле. Под действием этого поля заряженные частицы, которые могут свободно перемещаться в этом проводнике, придут в движение в направлении действия на них электрических сил. Возникнет электрический ток.

Чтобы электрический ток в проводниках существовал длительное время, необходимо все это время поддерживать в нем электрическое поле. Электрическое поле в проводниках создается и может длительное время поддерживаться источниками электрического тока.

Источники тока бывают различные, но во всяком из них совершается работа по разделению положительно и отрицательно заряженных частиц. Разделенные частицы накапливаются на полюсах источника тока. Так называют места, к которым с помощью клемм или зажимов подсоединяют проводники.

Один полюс источника тока заряжается положительно, другой — отрицательно. Если полюсы источника соединить проводником, то под действием электрического поля свободные заряженные частицы в проводнике начнут двигаться в определенном направлении, возникнет электрический ток.

В источниках тока в процессе работы по разделению заряженных частиц происходит превращение механической, внутренней или какой-нибудь другой энергии в электрическую. Так, например, в электрофорной машине (рис. 42) в электрическую энергию превращается механическая энергия.

Можно осуществить и превращение внутренней энергии в электрическую. Если две проволоки, изготовленные из различных металлов, спаять, а затем нагреть место спая, то в проволоках возникнет электрический ток (рис. 43).

Такой источник тока называется термоэлементом. В нем внутренняя энергия нагревателя превращается в электрическую энергию. При освещении некоторых веществ, например селена, оксида меди (I), кремния, наблюдается потеря отрицательного электрического заряда (рис. 44).

Это явление называется фотоэффектом. На нем основано устройство и действие фотоэлементов. Термоэлементы и фотоэлементы изучают в курсе физики старших классов.

Рассмотрим более подробно устройство и работу двух источников тока
— гальванического элемента и аккумулятора, которые будем использовать в опытах по электричеству.

В гальваническом элементе (рис. 45) происходят химические реакции и внутренняя энергия, выделяющаяся при этих реакциях, превращается в электрическую.

Изображенный па рисунке 46 элемент состоит из цинкового сосуда (корпуса) Ц. В корпус вставлен угольный стержень У, у которого имеется металлическая крышка М. Стержень помещен в смесь оксида марганца (IV) MnO2 и размельченного углерода С. Пространство между цинковым корпусом и смесью MnO2 с С заполнено желеобразным раствором соли (хлорида аммония NH4Cl) P.

В ходе химической реакции цинка Zn с хлоридом аммония NH4Cl цинковый сосуд становится отрицательно заряженным.

Оксид марганца несет положительный заряд, а вставленный в него угольный стержень используется для передачи положительного заряда.

Между заряженными угольным стержнем и цинковым сосудом, которые называются электродами, возникает электрическое поле. Если угольный стержень и цинковый сосуд соединить проводником, то по всей длине под действием электрического поля свободные электроны придут в упорядоченное движение. Возникнет электрический ток.

Гальванические элементы — самые распространенные в мире источники постоянного тока. Их достоинством является удобство и безопасность в использовании.

В быту часто применяют батарейки, которые можно подзаряжать многократно — аккумуляторы (от лат. слова аккумуляторе — накоплять). Простейший аккумулятор состоит из двух свинцовых пластин (электродов), помещенных в раствор серной кислоты.

Чтобы аккумулятор стал источником тока, его надо зарядить. Для зарядки через аккумулятор пропускают постоянный ток от какого-нибудь источника. В процессе зарядки в результате химических реакций один электрод становится положительно заряженным, а другой — отрицательно.

Когда аккумулятор зарядится, его можно использовать как самостоятельный источник тока. Полюсы аккумуляторов обозначены знаками «+» и «-». При зарядке положительный полюс аккумулятора соединяют с положительным полюсом источника тока, отрицательный — с отрицательным полюсом.

Кроме свинцовых, или кислотных, аккумуляторов широко применяют железоникелевые, или щелочные, аккумуляторы. В них используется раствор щелочи, а пластины состоят одна из спрессованного железного порошка, вторая — из пероксида никеля. На рисунке 47 изображена батарея из трех таких аккумуляторов.

Аккумуляторы имеют широкое и разнообразное применение. Онислужат для освещения железнодорожных вагонов, автомобилей, для запуска автомобильного двигателя. Батареи аккумуляторов питают электроэнергией подводную

лодку под водой. Радиопередатчики и научная аппаратура на искусственных спутниках 3емли также получают электропитание от аккумуляторов, установленных на спутнике.

На электростанциях электрический ток получают с помощью генераторов (от лат. слова генератор — создатель, производитель). Этот электрический ток используется в промышленности, на транспорте, в сельском хозяйстве.

Вопросы

1. Что такое электрический ток?

2. Что нужно создать в проводнике, чтобы в нем возник и существовал ток?

3. Какие превращения энергии происходят внутри источника тока?

4. Как устроен сухой гальванический элемент?

5. Что является положительным и отрицательным полюсами батареи?

6. Как устроен аккумулятор?

7. Где применяются аккумуляторы?

Источник: https://www.drive2.ru/b/1137893/

Типы источников тока

Источниками электрического тока называют приборы, превращающие в электрическую энергию другие виды энергии, источники делятся на два класса: химические и физические.

Химические источники тока преобразуют химическую энергию в электрическую. Они состоят из одного источника или множества первичных или вторичных источников тока, объединенных в батарею.

Превращение химической энергии в электрическую энергию выполняется в них непосредственно, без участия других видов энергий. Химические источники тока имеют разную степень многократного использования.

В зависимости от возобновляемости введено разделение на два типа.

Первичные источники – батарейки. Их невозможно использовать повторно из-за необратимости химических реакций протекающих во время работы.
Вторичные источники – аккумуляторы. Перед использованием они заряжаются специальными приборами. Накопленный заряд транспортируется вместе с аккумуляторами.

Во время эксплуатации аккумуляторов химическая энергия веществ, образовавшихся в процессе зарядки, преобразуется в электрическую энергию. После окончания заряда аккумулятора возможна регенерация веществ, необходимых для его работы путем зарядки.

Топливные элементы – аналогичны батарейкам, но для прохождения химической реакции вещества поступают в них снаружи, а продукты реакции удаляются, что дает возможность элементам эффективно работать долгое время.

Полутопливные элементы содержат одно из реагирующих веществ, второе при функционировании все время поступает в элемент. Срок службы установлен запасом не возобновляемого вещества.

Если возможна регенерация не возобновляемого вещества путем зарядки, то полутопливный элемент восстанавливает работоспособность как аккумулятор.
Возобновляемые элементы – механически или химически перезаряжаемые элементы. В них предусмотрена возможность замены после окончания разряда израсходованных веществ.

В отличие от топливных эти элементы работают с периодическим возобновлением реагентов. Следует учитывать некоторую условность разделения на аккумуляторы и батарейки. Свойства аккумуляторов проявляются у щелочных батареек, их можно реанимировать при степени разряда 24-40 %. Некоторые аккумуляторы, как и батарейки, используются один раз. По типу используемого электролита химические источники тока делятся на: cолевые, щелочные, кислотные.

Физические источники тока преобразуют механическую, световую, тепловую, ядерную и другие виды энергии кроме химической в электрическую.

Источником тока принято называть множество приборов питания: батарейки, электрогенераторы, лабораторные блоки питания, источники питания системных блоков персональных компьютеров и многие другие. Перечисленные источники питания характеризуются выходным напряжением.

Выбирая батарейку или блок питания, мы, прежде всего, ориентируемся на рабочее выходное напряжение, которое обязан поддерживать источник в пределах небольшого отклонения.

Электрический ток изменяется в зависимости от сопротивления нагрузки в широких пределах, на некоторых источниках электроэнергии указан максимально возможный ток, который может отдать источник в нагрузку в зависимости от его мощности.

Если основной параметр для выбора источника питания напряжение, то почему батарейки называются источниками тока, ведь правильнее их было бы называть источниками напряжения? Так сложилось исторически, принято называть источники питания источниками тока. На этом путаница не заканчивается.

В электротехнике существуют четко обозначенные понятия источник тока и источник напряжения. Учитывая все это, нам приходится иметь дело с терминологией сложившейся исторически и терминологией принятой в электротехнике, подкрепленной четкими определениями.

Идеальный источник напряжения обладает бесконечно малым внутренним сопротивлением, что дает возможность ему поддерживать напряжение на подключенной нагрузке, не зависимо от сопротивления нагрузки. Батарейки, аккумуляторы, источники питания компьютеров все это реальные источники напряжения. При подключении нагрузки соответствующей области применения, например для батарейки фонарика это небольшая лампа накаливания, напряжение уменьшается на незначительную величину, так как мы имеем дело с реальным, а не идеальным источником напряжения, внутренне сопротивление источника не равно нулю, но имеет очень малую величину.

А что же такое источник тока с точки зрения электроники и электротехники? Идеальный источник тока обладает бесконечно большим внутренним сопротивлением и способен поддерживать на нагрузке постоянный ток независимо от сопротивления нагрузки. При изменении сопротивления нагрузки изменяется напряжение на клеммах источника тока.

Реальный источник тока это специальный электронный прибор, электрическая схема которого поддерживает стабильный ток в нагрузке независимо от сопротивления нагрузки. Такие приборы применяются мало, но в некоторых случаях они не заменимы. Наиболее часто источники стабильного тока применяются при зарядке аккумуляторов.

Для правильной зарядки аккумуляторов их необходимо заряжать стабильным током, соответствующим паспортным данным. Интересное и очень ценное свойство источника стабильного тока – при замыкании выходных клемм не происходит выхода из строя прибора, так как ток остается стабильным, даже если сопротивление нагрузки около нуля.

Это свойство лежит в основе источника стабильного тока, а не обеспечивается различными электронными защитами как у источников напряжения.

Источник: https://xn--80aabspfh9bq.xn--p1ai/current_sources.php

Источники электрического тока

Слайд 1

Источники электрического тока Выполнил: Рубцов Антон ученик 8 Б класса МОУ СОШ № 105 Научный руководитель: Маслова Е. А. учитель физики

Слайд 2

Выбор темы Я захотел изучить историю создания источников электрического тока, а также сделать некоторые источники своими руками, повторив опыты известных ученых.

Актуальность Человечество не может существовать без электрической энергии и возможно кому то удастся открыть новые источники электрического тока более экономичные и менее затратные. Цель работы – изучение основных видов источников электрического тока, принципа их действия и изготовление источников своими руками.

Задачи: 1. Рассмотреть основные виды источников электрического тока. 2. Изучить принцип действия источников тока. 3. Изготовить некоторые источники своими руками.

Слайд 3

Основная часть Источник тока – это устройство, в котором происходит преобразование какого-либо вида энергии в электрическую энергию. В любом источнике тока совершается работа по разделению положительно и отрицательно заряженных частиц, которые накапливаются на полюсах источника.

Электрический ток – направленное (упорядоченное) движение заряженных частиц (электронов, ионов и др.) За направление тока принимают направление движения положительно заряженных частиц.

Если ток создается отрицательно заряженными частицами (например, электронами), то направление тока считают противоположным направлению движения частиц.

Слайд 4

История создания первых источников тока

Слайд 5

Свойства янтаря Впервые на электрический заряд обратил внимание Фалес Милетский. Он обнаружил, что янтарь, потёртый о шерсть, приобретает свойства притягивать мелкие предметы. Окаменелая смола древних деревьев которые росли на нашей планете 38-120 млн лет назад.

Слайд 6

Электрическая машина Отто фон Герике Отто фон Герике придумал первую электрическую машину. Он налил расплавленную серу внутрь полого стеклянного шара, а затем, когда сера затвердела, разбил стекло.

Затем Герике укрепил серный шар так, чтобы его можно было вращать рукояткой. Для получения заряда надо было одной рукой вращать шар, а другой – прижимать к нему кусок кожи.

Читайте также: Схемы металлоискателей

Трение поднимало напряжение шара до величины, достаточной, чтобы получать искры длиной в несколько сантиметров.

Слайд 7

Лейденская банка Лейденская банка представляет собой стеклянную бутылку, с обеих сторон обвернутую фольгой. Внутри банки имеется металлический стержень. Подключенная обкладками к электрической машине банка могла накапливать значительное количество электричества.

Если ее обкладки соединяли отрезком толстой проволоки, то в месте замыкания проскакивала сильная искра, и накопленный электрический заряд мгновенно исчезал. Так стало возможным получить кратковременный электрический ток. Затем банку надо было снова заряжать.

Сейчас подобные приборы мы называем электрическими конденсаторами.

Слайд 8

Элемент Гальвани Луиджи Гальвани (1737-1798) – один из основоположников учения об электричестве, его опыты с «животным» электричеством положили начало новому научному направлению — электрофизиологии. В результате опытов с лягушками Гальвани предположил существование электричества внутри живых организмов. В честь него был назван гальванический элемент – батарейка.

Слайд 9

Вольтов столб Алесандро Вольта (1745 – 1827) – итальянский физик, химик и физиолог, изобретатель источника постоянного электрического тока. Его первый источник тока – «вольтов столб». Вольта положил друг на друга попеременно несколько десятков небольших цинковых и серебряных кружочков, проложив меж ними бумагу, смоченную подсоленной водой.

Слайд 10

Основные виды источников электрического тока Механические Тепловые Световые Химические Термоэлемент Фотоэлемент Электрофорная машина Гальванический элемент

Слайд 11

Источники тока животного происхождения

Слайд 12

Электричество внутри живых организмов У многих растений возникают токи повреждений. Срезы листьев, стебля всегда заряжены отрицательно по отношению к нормальной ткани.

Слайд 13

Животные, вырабатывающие электрический ток Электрический скат (до 220 В) Американский сомик (до 360 В) Угорь (до 1200 В)

Слайд 14

Фрукты и овощи, вырабатывающие электрический ток. Фрукты и овощи можно разделить на изначально содержащие и приобретшие внутрищелочной или кислотный баланс в процессе окисления. К первым относятся цитрусовые (лимон) и картошка. А ко вторым, например соленый огурец и маринованный помидор.

Слайд 15

Атмосферное электричество При движении воздуха воздушные различные потоки в результате соприкосновения электризуются. Одна часть облака (верхняя) электризуется положительно, а другая (нижняя) – отрицательно. В момент, когда заряд облака станет большим, между двумя его наэлектризованными частями проскакивает мощная электрическая искра – молния.

Слайд 16

Практическая часть

Слайд 17

Самодельные батарейки Для изготовления самодельных батареек нам потребуются приборы и материалы: Медная пластинка Цинковая пластинка Лимон, огурец, сода, вода, монетки Вольтметр Соединительные провода

Слайд 18

Гальванический элемент из лимона Вырабатывает электрический ток напряжением

Слайд 19

Гальванический элемент из первого соленого огурца Вырабатывает электрический ток напряжением

Слайд 20

Гальванический элемент из второго и третьего огурцов

Слайд 21

Батарея из двух соленых огурцов Вырабатывает электрический ток напряжением

Слайд 22

Батарея из трех соленых огурцов Вырабатывает электрический ток напряжением

Слайд 23

Лампочка, включенная в цепь из трех соленых огурцов Собрали цепь Лампочка загорелась

Слайд 24

Содовая батарейка Вырабатывает электрический ток напряжением

Слайд 25

Содовая батарея из двух и трех элементов

Слайд 26

Лампочка, включенная в цепь трех содовых элементов Собрали цепь Лампочка загорелась

Слайд 27

Соленая батарейка Вырабатывает электрический ток напряжением

Слайд 28

Заключение Для достижения цели данной работы я решил следующие задачи: Рассмотрел основные виды источников электрического тока. 1. Механические источники тока 2. Тепловые источники тока 3. Световые источники тока 4.

Химические источники тока Изучил принцип работы источников тока. Изготовил некоторые источники своими руками. 1. Гальванический элемент из лимона. 2. Гальванический элемент из соленого огурца. 3. Содовую батарейку. 4.

Соленую батарейку.

Слайд 29

Библиография Абрамов С.С.. Большая энциклопедия Кирилла и Мифодия . 2009 Википедия – свободная энциклопедия. www . ru . wikipedia . org . Джулиан Холанд . Большая иллюстрированная энциклопедия эрудита. «Махаон» 2001г; Карцев В.П. Приключения великих уравнений. М.: Просвещение, 2007

Источник: https://nsportal.ru/ap/library/drugoe/2013/02/13/istochniki-elektricheskogo-toka

Источники электрического тока :: Класс!ная физика

ИСТОЧНИКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА

Источник тока – это устройство, в котором происходит преобразование какого-либо вида энергии в электрическую энергию.
В любом источнике тока совершается работа по разделению положительно и отрицательно заряженных частиц, которые накапливаются на полюсах источника.
Существуют различные виды источников тока:

Механический источник тока

– механическая энергия преобразуется в электрическую энергию.

К ним относятся : электрофорная машина (диски машины приводятся во вращение в противоположных направлениях. В результате трения щеток о диски на кондукторах машины накапливаются заряды противоположного знака), динамо-машина, генераторы.

Тепловой источник тока

– внутренняя энергия преобразуется в электрическую энергию.

Световой источник тока

– энергия света преобразуется в электрическую энергию.

Химический источник тока

– в результате химических реакций внутренняя энергия преобразуется в электрическую.

Например, гальванический элемент – в цинковый сосуд вставлен угольный стержень. Стержень помещен в полотняный мешочек, наполнен-ный смесью оксида марганца с углем. В элементе используют клейстер из муки на растворе нашатыря.

В таком источнике тока уголь является положительным электродом, а цинковый сосуд – отрицательным электродом.
Из нескольких гальванических элементов можно составить батарею.

Аккумуляторы – в автомобилях, электромобилях, сотовых телефонах.

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

Условное обозначение источника тока на электрической схеме

или батареи, состоящей из нескольких источников

КНИЖНАЯ ПОЛКА

ИЗ ИСТОРИИ ИЗОБРЕТЕНИЙ

Луиджи Гальвани ( 1737-1798 ) –
– один из основоположников учения об электричестве, его опыты с «животным» электричеством положили начало новому научному направлению — электрофизиологии. В результате опытов с лягушками Гальвани предположил существование электричества внутри живых организмов.

Курьёзы в науке.

Простудившаяся жена профессора анатомии Болонского университета Луиджи Гальвани требовала заботы и внимания. Врачи прописали ей “укрепительный бульон” из лягушечьих лапок. Приготовляя лягушек для бульона , Гальвани и открыл знаменитое “живое электричество” – электрический ток.

Лейденская банка – первый источник тока.

Таким накопителем электричества была лейденская банка – стеклянный сосуд, стенки которого снаружи и изнутри оклеены свинцовой фольгой.

Изобретение гальванического элемента.Первая электрическая батарея появилась в 1799 году.
Её изобрел итальянский физик Алессандро Вольта (1745 – 1827) — итальянский физик, химик и физиолог, изобретатель источника постоянного электрического тока.

Как-то раз он взял в руки трактат физиолога Луиджи Гальвани «Об электрических силах в мускуле» и понял, что лапка лягушки начинала дергаться только тогда, когда к ней прикасались двумя разными металлами.

Гальвани не заметил этого! Вольта решает поставить опыт Гальвани на себе: он взял две монеты из разных металлов и положил их в рот – сверху, на язык, и под его.

Потом соединил монеты тонкой проволокой и ощутил вкус подсоленной воды.

Вольта отлично знал – это вкус электричества, и рожден он был металлами.
Его первый источник тока – «вольтов столб» был построен в точном соответствии с его теорией «металлического» электричества. Вольта положил друг на друга попеременно несколько десятков небольших цинковых и серебряных кружочков, проложив меж ними бумагу, смоченную подсоленной водой.

Вольта был и первым испытателем своего прибора.

Ученый опускал руку в чашу с водой, к которой подсоединял один из контактов «столба», а к другому контакту прикреплял проволоку, свободным концом которой он прикасался ко лбу, к носу, к веку.

Он чувствовал или укол, или резкий удар – и все это аккуратно записывал. Иногда боль становилась невыносимой – и тогда Вольта размыкал свою цепь. Он понял, что его «столб» – это источник постоянного тока.

В 1800 году в журнале Лондонского королевского общества появилось письмо Вольты с описанием «вольтова столб». Так была изобретена первая в мире электрическая батарея. Хотя силы Вольтова столба хватило бы только на то, чтоб зажечь всего лишь одну слабую лампу.

___

А известный русский ученый Петров в 1802 г. изготовил огромную батарею. Она состояла из 4200 медных и цинковых кружков, между каждой парой которых прокладывали картонные кружочки, пропитанные раствором нашатыря.

Эта батарея представляла собой 2100 медно-цинковых гальванических элементов, соединенных последовательно. Напряжение на ее зажимах составлялоколо 1650-1700 В.

Это был первый в истории источник постоянного тока сравнительно высокого напряжения.

СДЕЛАЙ САМ !

Термоэлемент из электролампы.

Лейденская банка.

Лейденскую банку (или конденсатор) легко сделать самому. Для этого нужна стеклянная банка.
Стенки банки с внешней стороны и внутренней стороны надо на 2/3 оклеить фольгой (без складок!). Затем взять полиэтиленовую крышку и вставить в середину ее металлический стержень.

На верхний конец стержня насадить металлический (или из любого другого материала, но оклеенный фольгой) шарик. Из фольги сделать кисточку и укрепить ее на нижнем конце стержня так, чтобы она при закрытой крышке касалась дна. Закрыть банку крышкой — и прибор готов!
Чтобы зарядить банку, прикоснитесь к шарику, например, наэлектризованной пластмассовой расческой.

Чтобы увеличить заряд, проделайте это несколько раз, заново наэлектризовывая расческу.

ИНТЕРЕСНО!

Культуры некоторых организмов способны вырабатывать электрический ток. Если опустить в жидкую культуру кишечной палочки или обычных дрожжей платиновый электрод, а другой — в такую же питательную среду, но без микробов, то возникает разность потенциалов

“ОЖИВЛЯЕМ” БАТАРЕЙКУ!

САМОДЕЛЬНЫЕ БАТАРЕЙКИ

Вкусная батарейка.

А можно убедиться в этом и без вольтметра: прикоснитесь языком одновременно до меди и цинка – язык защиплет!

А можно составить большую батарею, включив элементы последовательно.
Вкусненько, не правда ли ?!

Содовая батарейка.

Вы получили гальванический элемент, который дает напряжение около 1В. Его можно измерить с помощью вольтметра, дотронувшись проводами, идущими от вольтметра , одновременно до меди и цинка.

Солёная батарейка.

Есть напряжение! А если взять этот столбик из монет большим и указательным пальцами, то можно ощутить легкий удар током!

!!! Не забудь сначала очистить все металлические детали от жира, очень хорошо это получается с помощью порошка «Пемоксоль» (для чистки посуды)!

“СУХОЙ” или “МОКРЫЙ” ?

Действительно ли, так называемый, «сухой элемент» является сухим? Отнюдь, полость элемента между электродами заполнена веществом в пастообразном состоянии,

и чтобы оно не вытекало, и электроды не смещались, элемент сверху заливают смолой.

Угольно-цинковые гальванические являются самыми распространенными сухими элементами питания. В них электролит находится в пастообразном состоянии.
Угольно-цинковые элементы могут “восстанавливаются” в течение перерыва в работе, и в результате периодического “отдыха” срок службы элемента продлевается.

НУ и НУ !!!

Каждая пара различных брусочков спаяна металлической пластинкой, образуя букву П. Когда лампа зажжена, . места спаек нагреваются, стороны брусочков, обращенные внутрь трубки, разогреваются воздухом, поднимающимся от пламени. Противоположные грани остаются холодными.

коэффициент полезного действия такой термопары низкий – всего 6-8%. Это в несколько раз меньше, чем к. п. д. современных тепловых электростанций.

ПОПРОБУЙ РАСКУСИ !

( или задачки “на 5” )

2. Если алюминиевый чайник, в который налит раствор поваренной соли, присоединен медным проводом к одной клемме гальванометра, а ко второй клемме присоединен железный стакан,

то что произойдет при переливании жидкости из чайника в стакан?

Другие страницы по темам физики за 8 класс:

К 1 сентября! Проверочный тест
Тепловое движение. Температура
Внутренняя энергия. Способы изменения внутренней энергии
Теплопередача.

Теплопроводность
Конвекция
Излучение
Теплопередача в природе и технике
Количество теплоты
Нагревание и охлаждение тел
Энергия топлива
Агрегатные состояния вещества
Плавление кристаллических тел
Отвердевание кристаллических тел
Парообразование.

Испарение
Кипение
Конденсация
Влажность воздуха
Работа газа и пара при расширении. ДВС
Паровая турбина. КПД теплового двигателя
Два рода зарядов.

Электроскоп
Проводники и диэлектрики
Электрическое поле
Источники тока
Электрические цепи
Действия электрического тока
Сила тока
Напряжение
Измерения силы тока и напряжения
Электрическое сопротивление
Закон Ома для участка цепи
Соединение проводников
Работа и мощность электрического тока
Короткое замыкание. Предохранители Магнитное поле
Магнитное поле прямого проводника. Магнитные линии
Магнитное поле катушки с током. Электромагнит
Постоянные магниты
Магнитное поле Земли
Действие магнитного поля на проводник с током. Электродвигатель
Плоское зеркало

Смотри еще страницы по теме «Электричество»:

А вы об этом знаете?
Легенды об янтаре
“Круглая” загадка
Звезды Диоскуров
Огни святого Эльма
О полярных сияниях
Электризатор в сутане
Чудо природы-шаровая молния
Жизнь среди молний
Изобретение лейденской банки
Изобретатель громоотводов Б.Франклин
Гальвани-воскреситель из мертвых
А.Вольта и монеты во рту
“Лошадиная” авария
Электрические фонтаны Гастона Планте

Источник: http://class-fizika.narod.ru/8_25.htm

Источники электрического тока

Цель урока: выяснить физическую природу электрического тока; дать понятие источников тока, показать основные физические процессы, протекающие в источниках тока; закрепить знания учащихся об условиях возникновения и существования электрического тока; изучить устройство различных типов источников электрического тока:

развивать умения анализировать учебный материал, наблюдать, сравнивать, сопоставлять изучаемые явления и факты, делать выводы; развивать такие качества мышления, как логичность, доказательность, способность к оценочным действиям; развивать умение анализировать принцип работы источников тока.

Оборудование: гильза, подвешенная на шелковой нити, стеклянная палочка, лист бумаги, электрофорная машина, термоэлемент, фотоэлемент, гальванический элемент, батарея, гальванометр, спиртовка, штатив с муфтой и лапкой, свеча, фонарь, компьютер, мультимедийный проектор, экран, карточки-тесты, инструкция для домашнего проекта «Сделай батарейку».

Ход урока.

Организационный момент. Сообщение темы и цели урока.

Здравствуйте дети. Садитесь. На этом уроке учителем физики буду я – зовут меня Наталья Анатольевна.

1 слайд

Тема нашего урока «Электрический ток. Источники электрического тока».

Что бы вы хотели узнать при изучении данной темы?

Целью нашего урока будет ответить на интересующие вас вопросы.

Но сначала мы вспомним пройденный материал.

Устный опрос. Актуализация опорных знаний.

Посмотрите на слайд, и ответь на вопрос. 2 слайд

Как можно наэлектризовать тело?

Как отличить наэлектризованное тело от ненаэлектризованного?

Посмотрите на слайд, и ответь на вопрос. 3 слайд

Какие виды зарядов вы знаете?

Как взаимодействуют тела, имеющие разноименные и одноименные заряды?

Какие существуют вещества по проводимости электрического заряда?

Назовите вещества, которые являются проводниками электрического заряда?

Объяснение нового материала.

Эксперимент: берем металлическую гильзу на штативе и подносим к ней заряженную палочку.

Вопрос: почему незаряженная гильза притягивается к заряженной палочке? (или что существует вокруг любого заряженного тела?)

Объяснение: вокруг заряженной палочки существует электрическое поле, которое действует на незаряженную гильзу с электрической силой, где сила распределяет заряды внутри гильзы.

Представьте, вы едите в трамвае, спешите к другу, а взял и встал; приходите домой, и хотите включить свет в коридоре, а лампочка не загорается; хотите поиграть в игру на компьютере, включаете его в разетку, а он не работает. Что же произошло?

А что такое «Ток»? «Ток» – это течение или движение чего-то.

Давайте посмотрим видеоролик и ответим на вопросы, что такое электрический ток и какие условия нужны для его существования?

Видеоролик – 2 часть.

4 слайд

Что же такое электрический ток? 4 слайд – 1 щелчок. Записать определение в тетрадь.

Электрический ток – это упорядоченное (направленное) движение заряженных частиц.

А теперь давайте выясним, что необходимо для существования электрического тока?

Условия для существования электрического тока: (4 слайд – 2 щелчок)

наличие свободных электронов в проводнике; (4 слайд – 3 щелчок)

наличие внешнего электрического поля для проводника. (4 слайд – 4 щелчок)

Чтобы электрический ток в проводнике существовал длительное время, необходимо все время поддерживать в нем электрическое поле. Электрическое поле в проводниках создается и может длительное время поддерживаться источниками электрического тока.

5 слайд

Источник тока – это устройство, в котором происходит преобразование какого-либо вида энергии в электрическую энергию.

Источники тока бывают различные, но в любом из них совершается работа по разделению положительно и отрицательно заряженных частиц. Разделенные частицы накапливаются на полюсах источника тока.

Один полюс источника тока заряжается положительно, другой – отрицательно.

Если полюсы источника соединить проводником, то под действием электрического поля заряженные частицы начнут двигаться в определенном направлении, возникнет электрический ток.

Видеоролик – 2 часть.

Изучим более подробно различные виды источников тока. У вас на столах лежат карточки под №1, куда вы будете записывать источники тока, которые будем рассматривать, и будете записывать, какие преобразования энергии в них происходят и где они применяются.

6 слайд

Таблица. Классификация источников тока.

Заполнение таблицы учащимися по ходу изучения источников тока.

И так рассмотрим первый источник тока – электрофорная машина.

7 слайд (не забывать про таблицу)

Посмотрим принцип действия. Что вы увидели?

Виды источников тока:

электрофорная машина

электрофорная машина применяется для создания кратковременного электрического тока.

какие преобразования энергии происходят в электрофорной машине? (7 слайд – щелчок) (механическая энергия → электрическую энергию);

8 слайд (не забывать про таблицу)

термоэлемент

это термоэлемент, он состоит из двух проводников, изготовленные из разных материал и спаянных с одного края. Я его присоединила к прибору, который показывает наличие электрического тока в термоэлементе, теперь свечой я нагрею место спая. Что вы увидели?;

какие преобразования энергии происходят в термоэлементе? (8 слайд – щелчок) (внутренняя энергия → электрическую энергию);

9 слайд (не забывать про таблицу)

фотоэлемент

я фотоэлемент присоединила к прибору, который показывает электрический ток в фотоэлементе. Теперь, я, направлю на фотоэлемент фонарик. Что вы увидели?

какие преобразования энергии происходят в фотоэлементе? (9 слайд – щелчок) (световая энергия → электрическую энергию);

10 слайд (не забывать про таблицу)

гальванический элемент

рассмотрим более подробно устройство и принцип действия гальванического элемента.

Устройство гальванического элемента: (записать в тетрадь)

цинковый сосуд (Ц);

угольный стержень (У);

полотняный мешочек (П);

клейстер (К);

смола (С)

Состоит из цинкового сосуда (Ц), в который вставлен угольный стержень (У). Стержень помещен в полотняный мешочек (П) со смесью оксида марганца с углем. Мешочек помещен в густой клейстер (К), приготовленный из муки на растворе нашатыря. Цинковый сосуд помещен в картонную коробку (К) и залит сверху слоем смолы (С).

– При взаимодействии нашатыря с цинком от цинка отделяются положительные ионы. Цинк становится отрицательно заряженным, а угольный стержень – положительно заряженным. Между заряженным цинковым сосудом и угольным стержнем, возникает электрическое поле.

какие преобразования энергии происходят в гальваническом элементе? (10 слайд – щелчок) (внутренняя энергия, возникающая при химических реакциях → электрическую энергию);

из нескольких гальванических элементов можно составить батарею.

11 слайд

Батарея (элемент питания) – обиходное название источника электричества для автономного питания портативного устройства.

12 слайд

Первая электрическая батарея появилась в 1799 году. Её изобрел итальянский физик Алессандро Вольта (1745 – 1827) — итальянский физик, химик и физиолог, изобретатель источника постоянного электрического тока.

Где используются гальванические элементы?

13 слайд (не забывать про таблицу)

аккумулятор;

Виды аккумуляторов:

кислотный (свинцовый);

щелочной (железоникелевый).

Рассмотрим устройство свинцового аккумулятора.

14 слайд

Устройство кислотного (свинцового) аккумулятора: (записать в тетрадь)

две свинцовые пластины (электроды);

раствор серной кислоты.

какие преобразования энергии происходят в свинцовом аккумуляторе? (внутренняя энергия, возникающая при химических реакциях → электрическую энергию)

15 слайд

существуют еще и другие аккумуляторы. Герметичные малогабаритные аккумуляторы (ГМА). ГМА используются для малогабаритных потребителей электрической энергии (телефонные радиотрубки, переносные радиоприемники, электронные часы, измерительные приборы, сотовые телефоны и др.).

Работа с учебником. (найти в конце параграфа §32)

Где используются аккумуляторы?

С помощью чего получают электрический ток на ЭС?

Где используют генераторы?

16 слайд (не забывать про таблицу)

генератор.

На электростанциях генератор соединен совместно с турбиной. В результате вращения турбины, т.е. за счет механической энергии, в генераторе возникает электрический ток, т.е. возникает электрическая энергия.

– И так мы с вами изучили различные источники тока. А так же вы должны были по ходу изучения заполнять таблицу. Давайте проверим.

17 слайд

Проверить правильность заполнения таблицы.

Поднимите руки, кто заполнил таблицу как я?

Таблицу вложите в тетрадь.

Домашнее задание.

– давайте запишем домашнее задание в дневник.

18 слайд

§ 32, Л.№ 1233, 1236.

Домашний проект. Сделать батарейку по инструкции (по желанию).

19 слайд

У вас на столах лежит карточка №2, в ней инструкция к творческому заданию.

Закрепление изученного материала

Весь материал – смотрите документ.

Источник: https://videouroki.net/razrabotki/istochniki-elektricheskogo-toka.html