Общее представление об электрической цепи | | Печать | |
Ученикам - Учебник по физике |
17.01.2013 19:35 |
Когда батарея зажигает электрическую лампочку карманного фонаря, заставляет работать электромотор или поддерживает ток в электролитической ванне, она передает энергию внешней цепи (лампе, мотору или электролитической ванне). Там энергия преобразуется в теплоту или в механическую энергию. Если цепь содержит электронную лампу с нагретой нитью, электроны при прохождении от нити через вакуум получают большую кинетическую энергию и ударяются об анод. В электронной лампе, сконструированной так, что электроны ударяются о небольшую область анода, эту часть анода можно довести до белого каления. В металлической проволоке энергия, переданная батареей, также преобразуется в кинетическую энергию движения электронов по проволоке. После столкновения электронов с атомами проволоки кинетическая энергия преобразуется в энергию хаотического движения атомов. Вследствие частых столкновений электроны никогда не приобретают большой кинетической энергии. Получаемая электронами энергия почти сразу же превращается в теплоту. Если в цепи есть электродвигатель, большая часть энергии может быть использована для поднятия тяжестей, хотя часть энергии обязательно превратится в теплоту. Рассмотрим цепь, изображенную на рис. Каждый электрон, проходя от нити к аноду, ускоряется, приобретая кинетическую энергию, равную разности потенциалов между нитью и анодом, создаваемой батареей. Проходящий электрон уносит один отрицательный заряд от нити и нейтрализует один положительный заряд на аноде. Если мы выключим батарею, ток сразу же прекратится. Когда же батарея подключена, то пока один электрон движется от нити к аноду, другой должен двигаться вдоль проволоки от отрицательного полюса батареи, чтобы занять место, покинутое первым электроном. Таким образом, по проводу течет ток, равный току от нити к аноду. Небольшое электрическое поле в проводе вынуждает электроны двигаться. Таким образом, при наличии тока различные точки проводящей проволоки находятся не точно при одном и том же потенциале. Если проволока достаточно длинна и тонка и если сила тока достаточно велика, то разность потенциалов на концах проволоки будет достаточно большой, чтобы ее можно было измерить.
Портал России |