Электрический ток
Радиоэлектроника, электротехника,
электрика - всего этого не могло бы быть, если бы не было электрического
тока. И уж коль скоро Вы решились познать науку Радиоэлектронику, надо
бы разобраться в начале, а что, собственно, такое - электрический ток.
В учебнике физики дано такое определение: электрический ток - это
направленное движение заряженных частиц. Движущиеся заряженные частицы -
это электроны, причем их заряд отрицателен. Есть еще протоны - частицы с
положительным зарядом и нейтроны - с нейтральным зарядом, но ни те ни
другие не движутся. Значит, говоря об электрическом токе, мы будем иметь
ввиду некую оголтелую толпу именно электронов, несущихся из пункта А в
пункт Б, с очень большой скоростью? Это в общем.
Даже под самым наисовременнейшим
микроскопом, нам ни за что не разглядеть электрон. А уж пощупать его -
тем более никак. Вы, уважаемый читатель, можете, конечно возразить, мол,
если сунуть два гвоздя в розетку, а потом за них схватиться - вот тут
то как раз и можно очень мило все пощупать. Да еще как пощупать!!! "А
вот ни фига" - отвечу я. То мы почувствуем - это всего лишь результат
прохождения тока через живые ткани организма. А один отдельно взятый
электрон пощупать НЕЛЬЗЯ!
К чему все это? Да к тому, что в физике полно таких вот виртуальных
вещей: они как бы есть, но на что они похожи - никто толком не знает.
Как же тогда можно их изучать?..
Вот поэтому физику и чтят в народе наукой темной и безнадежно свирепой. А
меж тем, дело решается очень просто. Надо только найти что-то более
знакомое, то, что каждый человек тысячу раз видел, щупал, нюхал,
пробовал на зуб и т.д. Причем, это что-то по поведению должно быть
похожим на то, что мы изучаем. В данный момент мы изучаем электрический
ток. Давайте попробуем подобрать что-то такое, что на него похоже, и что
каждый видел.
Вот часто говорят: "ток течет". Это наводит на хорошую аналогию. А не
сравнить ли нам электрический ток с током воды?
Итак. Ток течет по проводам - вода течет по трубам. Ток течет от "+" к
"-" - вода течет сверху вниз? Как видим - общего много. Поехали!
Для начала, давайте соберем хитроумную экспериментально-научную
установку для выяснения свойств электрического тока на водяной модели.
Для этого нам потребуется:
- 2 одинаковые пластиковые бутылки любого объема с пробками,
- кусок тонкого шланга (примерно 30 см).
- два гвоздя.
Отрезаем у бутылок дно, в пробочке ковыряем (сверлим) дырочки, вставляем
туда концы шланга. Подвешиваем конструкцию на стенку при помощи гвоздей
на одном уровне:
Приступаем к проведению научных экспериментов.
После каждого эксперимента мы будем делать вывод на основании полученных
результатов. Если эксперименты и выводы покажутся Вам идиотскими - не
удивляйтесь. Оно так и есть - все до идиотизма просто! Значит все у нас
получится :).
Заполним левую бутылку водой (правая пока пуста), и смотрим, что
происходит.
А происходит вот чего: вода начинает перетекать по шлангу из левой
бутылки в правую. Сначала, когда в правой бутылке еще почти нет воды, а
левая полна до краев - скорость перетекания воды большая. Но постепенно,
по мере того, как заполняется правая и опустошается левая бутылка,
скорость уменьшается. В тот момент, когда уровни воды в обеих бутылках
сравняются, скорость станет равна нулю. Иначе говоря, ток воды в шланге
исчезнет.
Вывод 1: Вода течет из бутылки, уровень воды в которой больше.
Вывод 2: Чем больше разность уровней - тем сильнее ток воды в шланге
Вывод 3: Если уровни равны, вода не течет вообще.
Для него нам понадобится секундомер.
Перельем воду из правой бутылки в левую. То есть, снова сделаем так,
чтобы в левой было много, а в правой - ничего. Запустим секундомер.
Когда уровни в бутылках уровняются - остановим секундомер. Время
запишем.
Повторим то же самое, но слегка зажмем шланг (но так, чтобы вода могла
течь).
Сравним результаты измерений времени в первом и втором опыте. Время 2-го
опыта, очевидно, будет больше.
Вывод: Чем тоньше шланг - тем меньше в нем сила водяного тока.
По результатам проделанных экспериментов, подведем итоги. А именно -
выясним, от чего зависит сила тока в шланге.
Итак,
1. Чем больше разность уровней в бутылках - тем больше сила тока.
2. Чем сильнее сжат шланг, то есть, чем больше сопротивление шланга
текущей по нему воде - тем меньше сила тока.
Объединим это в один закон:
Чем больше разность уровней и чем меньше
сопротивление - тем больше сила тока
|