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 - течь в проводах, соединяющих
электростанцию с потребителями электрической энергии? Простой опыт позволяет
разобраться в этом вопросе.
Два электрометра с
большими шарами располагают на некотором расстоянии друг от друга. Один из них
электризуют заряженной палочкой, что можно увидеть по отклонению стрелки. Затем
за изолирующую ручку берут проводник, в середину которого впаяна неоновая
лампочка. Соединяют наэлектризованный шар с ненаэлектризованным. Лампочка на
мгновение вспыхивает. По отклонениям стрелок на электрометрах приходят к выводу:
левый шар теряет часть своего заряда, а правый такой же заряд приобретает.
Подумаем над тем, что происходит в данном опыте. Так
как заряд одного шара уменьшился, а заряд другого увеличился, то это означает,
что по проводнику, которым соединяли шары, прошли электрические заряды, что
сопровождалось свечением лампочки. В этом случае говорят, что по проводнику
протекает электрический ток.
Итак, ток,
протекавший по соединительному проводнику и неоновой лампочке, был
кратковременным: лампочка вспыхнула и погасла. А как получить ток, который
существовал бы длительное время? Очевидно, что для этого одному из концов
проводника необходимо сообщать избыточные заряды, а от другого - заряды
отводить, т. е. электризовать их по-разному. Для этого используются специальные
устройства, получившие название источников тока.
Что
же заставляет заряды двигаться вдоль проводника? Ответ может быть только один -
электрическое поле. Любой источник тока имеет два полюса (так называют
места, к которым с помощью клемм или зажимов подсоединяют проводники), один
полюс заряжен положительно, другой - отрицательно. При работе источника тока
между его полюсами создается электрическое поле. Когда к этим полюсам
присоединяют проводник, то в нём также возникает электрическое поле, созданное
источником тока. Под действием этого электрического поля свободные заряды внутри
проводника начинают двигаться по проводнику с одного полюса на другой. Возникает
упорядоченное движение электрических зарядов. Это и есть электрический ток. Если
проводник отключить от источника тока, то электрический ток прекращается.
Итак, электрическим током называется
упорядоченное (направленное) движение электрических зарядов под действием
электрического поля.
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 в электрическую энергию превращается
механическая энергия
Можно осуществить и превращение
внутренней энергии в электрическую. Если две проволоки, изготовленные из разных
металлов, спаять, а затем нагреть место спая, то в проволоках возникнет
электрический ток
Такой источник тока называется термоэлементом, в нем внутренняя энергия нагревателя превращается в электрическую энергию. При освещении некоторых веществ, например селена, оксида меди (I), кремния, световая энергия непосредственно превращается в электрическую энергию - это явление фотоэффекта. На нем основано устройство и действие фотоэлементов. Термоэлементы и фотоэлементы изучают в курсе физики старших классов.