Меню

Почему именно электроны участвуют в создании электрического тока в проводниках тест

Электрический ток

Электрический ток — направленное движение заряженных частиц в электрическом поле.

Заряженными частицами могут являться электроны или ионы (заряженные атомы).

Атом, потерявший один или несколько электронов, приобретает положительный заряд. — Анион (положительный ион).
Атом, присоединивший один или несколько электронов, приобретает отрицательный заряд. — Катион (отрицательный ион).
Ионы в качестве подвижных заряженных частиц рассматриваются в жидкостях и газах.

В металлах носителями заряда являются свободные электроны, как отрицательно заряженные частицы.

В полупроводниках рассматривают движение (перемещение) отрицательно заряженных электронов от одного атома к другому и, как результат, перемещение между атомами образовавшихся положительно заряженных вакантных мест — дырок.

За направление электрического тока условно принято направление движения положительных зарядов. Это правило было установлено задолго до изучения электрона и сохраняется до сих пор. Так же и напряжённость электрического поля определена для положительного пробного заряда.

На любой единичный заряд q в электрическом поле напряженностью E действует сила F = qE, которая перемещает заряд в направлении вектора этой силы.

Заряды в электрическом поле

На рисунке показано, что вектор силы F = -qE, действующей на отрицательный заряд -q, направлен в сторону противоположную вектору напряжённости поля, как произведение вектора E на отрицательную величину. Следовательно, отрицательно заряженные электроны, которые являются носителями зарядов в металлических проводниках, в реальности имеют направление движения, противоположное вектору напряжённости поля и общепринятому направлению электрического тока.

Электрический ток

Количество заряда Q = 1 Кулон, перемещённое через поперечное сечение проводника за время t = 1 секунда, определится величиной тока I = 1 Ампер из соотношения:

Отношение величины тока I = 1 Aмпер в проводнике к площади его поперечного сечения S = 1 m 2 определит плотность тока j = 1 A/m 2 :

Работа A = 1 Джоуль, затраченная на транспортировку заряда Q = 1 Кулон из точки 1 в точку 2 определит значение электрического напряжения U = 1 Вольт, как разность потенциалов φ1 и φ2 между этими точками из расчёта:

U = A/Q = φ1φ2

Электрический ток может быть постоянным или переменным.

Постоянный ток — электрический ток, направление и величина которого не меняются во времени.

Переменный ток — электрический ток, величина и направление которого меняются с течением времени.

Ещё в 1826 году немецкий физик Георг Ом открыл важный закон электричества, определяющий количественную зависимость между электрическим током и свойствами проводника, характеризующими их способность противостоять электрическому току.
Эти свойства впоследствии стали называть электрическим сопротивлением, обозначать буквой R и измерять в Омах в честь первооткрывателя.
Закон Ома в современной интерпретации классическим соотношением U/R определяет величину электрического тока в проводнике исходя из напряжения U на концах этого проводника и его сопротивления R:

Электрический ток в проводниках

В проводниках имеются свободные носители зарядов, которые под действием силы электрического поля приходят в движение и создают электрический ток.

В металлических проводниках носителями зарядов являются свободные электроны.
С повышением температуры хаотичное тепловое движение атомов препятствует направленному движению электронов и сопротивление проводника увеличивается.
При охлаждении и стремлении температуры к абсолютному нулю, когда прекращается тепловое движение, сопротивление металла стремится к нулю.

Электрический ток в жидкостях (электролитах) существует как направленное движение заряженных атомов (ионов), которые образуются в процессе электролитической диссоциации.
Ионы перемещаются в сторону электродов, противоположных им по знаку и нейтрализуются, оседая на них. — Электролиз.
Анионы — положительные ионы. Перемещаются к отрицательному электроду — катоду.
Катионы — отрицательные ионы. Перемещаются к положительному электроду — аноду.
Законы электролиза Фарадея определяют массу вещества, выделившегося на электродах.
При нагревании сопротивление электролита уменьшается из-за увеличения числа молекул, разложившихся на ионы.

Электрический ток в газах — плазма. Электрический заряд переносится положительными или отрицательными ионами и свободными электронами, которые образуются под действием излучения.

Существует электрический ток в вакууме, как поток электронов от катода к аноду. Используется в электронно-лучевых приборах — лампах.

Электрический ток в полупроводниках

Полупроводники занимают промежуточное положение между проводниками и диэлектриками по своему удельному сопротивлению.
Знаковым отличием полупроводников от металлов можно считать зависимость их удельного сопротивления от температуры.
С понижением температуры сопротивление металлов уменьшается, а у полупроводников, наоборот, возрастает.
При стремлении температуры к абсолютному нулю металлы стремятся стать сверхпроводниками, а полупроводники — изоляторами.
Дело в том, что при абсолютном нуле электроны в полупроводниках будут заняты созданием ковалентной связи между атомами кристаллической решётки и, в идеале, свободные электроны будут отсутствовать.
При повышении температуры, часть валентных электронов может получать энергию, достаточную для разрыва ковалентных связей и в кристалле появятся свободные электроны, а в местах разрыва образуются вакансии, которые получили название дырок.
Вакантное место может быть занято валентным электроном из соседней пары и дырка переместится на новое место в кристалле.
При встрече свободного электрона с дыркой, восстанавливается электронная связь между атомами полупроводника и происходит обратный процесс – рекомбинация.
Электронно-дырочные пары могут появляться и рекомбинировать при освещении полупроводника за счет энергии электромагнитного излучения.
В отсутствие электрического поля электроны и дырки участвуют в хаотическом тепловом движении.
В электрическое поле в упорядоченном движении участвуют не только образовавшиеся свободные электроны, но и дырки, которые рассматриваются как положительно заряженные частицы. Ток I в полупроводнике складывается из электронного In и дырочного Ip токов.

Читайте также:  Обними меня ток не крепко

К числу полупроводников относятся такие химические элементы, как германий, кремний, селен, теллур, мышьяк и др. Самым распространенным в природе полупроводником является кремний.

Замечания и предложения принимаются и приветствуются!

Источник

Тест. Электрический ток. Действие электрического тока

Avatar

Список вопросов теста

Вопрос 1

Электрическим током называют ….

Варианты ответов
  • Хаотическое движение свободных заряженных частиц под действием электрического поля
  • Направленное движение свободных заряженных частиц под действием электрического поля
  • Направленное движение электронов по проводам
  • Направленное движение свободных заряженных частиц под действием магнитного поля
Вопрос 2

Как называются приборы, создающие электрическое поле?

Варианты ответов
  • элемент питания
  • источник тока
  • источник энергии
  • электромеханический генератор
Вопрос 3

Чтобы в проводнике возник электрический ток необходимо

Варианты ответов
  • Действие на электроны силы, вызывающей их движение
  • Создание в проводнике электрического поля
  • Наэлектризовать проводник трением
  • Самостоятельно передвигать электроны в проводнике
Вопрос 4

Какой процесс происходит во всех источниках тока ..

Варианты ответов
  • Разделение положительно и отрицательно заряженных частиц
  • Скопление электронов или ионов
  • Создание потоков заряженных частиц
  • Соединение положительно и отрицательно заряженных частиц
Вопрос 5

Полюсы источника тока — это место, где

Варианты ответов
  • Разделяются электрические заряды
  • Накапливаются электрические заряды разного знака
  • Электрические заряды взаимодействуют
Вопрос 6

Какая энергия необходима для разделения в источнике тока электрических зарядов?

Варианты ответов
  • механическая
  • внутренняя
  • энергия химических реакции
  • любая из перечисленных или другой вид энергии
Вопрос 7

За счет какой энергии происходит разделение заряженных ча­стиц в гальваническом элементе?

Варианты ответов
  • механическая
  • внутренняя
  • энергия химических реакций
  • энергия свет
Вопрос 8

Что в гальваническом элементе служит положительным элек­тродом, что — отрицательным?

Варианты ответов
  • Положительным — угольный стержень, отрицательным — слой смолы
  • Положительным — угольный стержень, отрицательным — цинковый сосуд
  • Положительным — слой смолы, отрицательным — цинко­вый сосуд
  • Положительным — угольный стержень, отрицательным — клейстер
Вопрос 9

Аккумулятор дает электрический ток только после того, как

Варианты ответов
  • Его согрели в теплом помещении
  • Наэлектризовали его электроды
  • Его зарядили от другого источника тока
Вопрос 10

Какие явления свидетельствуют о тепловом действии тока?

Варианты ответов
  • Изменение свойств проводника под влиянием тока
  • Его удлинение вследствие нагревания
  • Свечение раскаленного проводника с током
Вопрос 11

Какое явление, сопровождающее прохождение тока через про­водящую электричество жидкость, обусловлено химическим действием тока?

Варианты ответов
  • Выделение на опущенных в жидкость электродах веществ, входящих в состав молекул этой жидкости
  • Выделение на положительно заряженном электроде металла
  • Выделение на обоих электродах газа
Читайте также:  Постоянный электрический ток конспекты
Вопрос 12

Какое еще действие, кроме теплового и химического, оказы­вает электрический ток?

Варианты ответов
  • магнитное
  • механическое
  • других действий ток не оказывает
Вопрос 13

С помощью какого прибора можно обнаружить электрический ток в цепи?

Варианты ответов
  • электрометра
  • электроскопа
  • гальванометра
  • гальванического элемента
Вопрос 14

Какое действие тока используется. в устройстве гальваноме­тра?

Варианты ответов
  • тепловое
  • магнитное
  • химическое
Вопрос 15

Какое действие электрического тока не наблюдается в метал­лах?

Варианты ответов
  • тепловое
  • химическое
  • магнитное
Вопрос 16

В каком из приведенных здесь примеров используется хими­ческое действие электрического тока?

Варианты ответов
  • Зарядка аккумулятора
  • Приготовление пищи в электродуховом шкафу
  • Плавление металла в электропечи
Вопрос 17

Какое действие электрического тока происходит во всех про­водниках?

Источник

Тест по физике на тему: «Электрический ток»

Тест: «Электрический ток»

1. Электрическим током называют

1) движение заряженных частиц
2) направленное движение частиц
3) направленное движение заряженных частиц
4) направленное движение электронов

2. Чтобы в проводнике возник электрический ток, необходимо

1) действие на электроны сил, вызывающих их движение
2) создание в проводнике электрического поля
3) наэлектризовать проводник

3. Каково назначение источника тока?

1) Поддерживать существование в проводнике электрического поля
2) Создавать электрические заряды в проводнике
3) Освобождать электроны в проводнике от связи с атомами

4. Какой процесс происходит во всех источниках тока?

1) Разделение положительно и отрицательно заряженных частиц
2) Создание потоков заряженных частиц
3) Скопление электронов или ионов

5. Полюсы источника тока — это место, где

1) разделяются электрические заряды
2) накапливаются электрические заряды разного знака
3) электрические заряды взаимодействуют

6. Сколько полюсов и какие имеет источник тока?

1) 2; положительный и отрицательный
2) 3; положительный, отрицательный и нейтральный
3) 2; отрицательный и нейтральный
4) 2; положительный и нейтральный

7. Какая энергия необходима для разделения в источнике тока электрических зарядов?

1) Механическая
2) Внутренняя
3) Химическая
4) Любая из перечисленных или другой вид энергии

8. За счет какой энергии происходит разделение заряженных частиц в гальваническом элементе?

1) Механической
2) Внутренней
3) Энергии химических реакций
4) Энергии света

9. Что в гальваническом элементе служит положительным электродом, что — отрицательным?

1) Положительным — угольный стержень, отрицательным — слой смолы
2) Положительным — угольный стержень, отрицательным — цинковый сосуд
3) Положительным — слой смолы, отрицательным — цинковый сосуд
4) Положительным — угольный стержень, отрицательным — клейстер

10. Аккумулятор дает электрический ток только после того, как

1) его согрели в теплом помещении
2) наэлектризовали его электроды
3) его зарядили от другого источника тока

Источник



Тест с ответами: “Электрический ток”

1. Что называют электрическим током:
а) направленное движение электронов
б) направленное движение заряженных частиц +
в) направленное движение частиц

2. Что необходимо, чтобы в проводнике возник электрический ток:
а) создание в проводнике электрического поля +
б) действие на электроны сил, вызывающих их движение
в) наэлектризовать проводник

3. Назначение источника тока:
а) создавать электрические заряды в проводнике
б) освобождать электроны в проводнике от связи с атомами
в) поддерживать существование в проводнике электрического поля +

4. Во всех источниках тока происходит этот процесс:
а) разделение положительно и отрицательно заряженных частиц +
б) скопление электронов или ионов
в) создание потоков заряженных частиц

5. Полюсами источника тока называется место, где:
а) электрические заряды взаимодействуют
б) разделяются электрические заряды
в) накапливаются электрические заряды разного знака +

6. Какие полюса и их количество имеет источник тока?
а) 3; положительный, отрицательный и нейтральный
б) 2; положительный и отрицательный +
в) 2; отрицательный и нейтральный

7. Для разделения в источнике тока электрических зарядов необходима такая энергия:
а) химическая
б) механическая
в) внутренняя
г) все ответы верны +

Читайте также:  Идеальный ток холостого хода асинхронного двигателя

8. В гальваническом элементе разделение заряженных частиц происходит за счёт этой энергии:
а) энергии химических реакций +
б) энергии света
в) внутренней

9. Что в гальваническом элементе служит положительным электродом, а что — отрицательным:
а) положительным — слой смолы, отрицательным — цинковый сосуд
б) положительным — угольный стержень, отрицательным — цинковый сосуд +
в) положительным — угольный стержень, отрицательным — клейстер

10. Аккумулятор дает электрический ток только после того, как:
а) его зарядили от другого источника тока +
б) его согрели в теплом помещении
в) наэлектризовали его электроды

11. За направление электрического тока условно принимают то направление, по которому движутся в проводнике:
а) электроны и отрицательные ионы
б) отрицательные ионы
в) положительные ионы +

12. При протекании электрического тока через растворы солей в растворах выделяются вещества. В этом проявляется:
а) тепловое действие тока
б) химическое действие тока +
в) магнитное действие тока

13. При силе тока 4 А с электрическим сопротивлением 2 Ом, чему равно напряжение на участке цепи:
а) 8 В +
б) 2 В
в) 16 В

14. Если напряжение увеличить в 4 раза, а сопротивление остается неизменным, как изменится сила тока на участке цепи:
а) уменьшится в 4 раза
б) не изменится
в) увеличится в 4 раза +

15. Резисторы с сопротивлением 2 Ом и 3 Ом соединены последовательно. Необходимо выбрать верное утверждение:
а) сила тока в первом резисторе меньше, чем во втором
б) общее сопротивление резисторов больше 3 Ом +
в) общее сопротивление резисторов равно 1,2 Ом

16. Проволоку разрезали пополам и сложили вдвое. Её сопротивление изменится?
а) не изменится
б) увеличится в 4 раза
в) уменьшится в 4 раза +

17. Что необходимо для того чтобы в проводнике возник электрический ток:
а) только создать в нем электрическое поле +
б) только наличие в нем свободных электрических зарядов
в) только иметь потребителя электрической энергии

18. Устройство плавкого предохранителя основано на действии электрического тока:
а) на химическом
б) на тепловом +
в) на магнитном

19. В электрическую цепь включены параллельно друг другу сопротивления 2 Ом и 3 Ом. По меньшему из них течет ток 6 А. По большему – течет ток:
а) 4 А +
б) 2 А
в) 3 А

20. Сила тока измеряется в:
а) Джоулях
б) Омах
в) Амперах +

21. Каким бывает электрический ток:
а) заряженным и незаряженным
б) кратковременным и долговременным +
в) быстрым и медленным

22. В обычных условиях газ:
а) не проводит электрический ток +
б) проводит электрический ток
в) может проводить или не проводить ток в зависимости от вида газа

23. Ток начинает существовать когда:
а) когда молекулы начинают двигаться хаотично
б) появляются свободные заряды +
в) когда молекулы газа начинают сталкиваться друг с другом

24. Какие разряды электрического тока существуют:
а) самостоятельные +
б) ограниченные
в) неограниченные

25. Какой разряд можно назвать самым слабым:
а) тлеющий
б) тихий +
в) искровой

26. Что называется рекомбинацией:
а) аналогичный процесс ионизации
б) происходит одновременно с ионизацией
в) обратный процесс ионизации +

27. В результате чего возникает электрический ток в газах:
а) ионизации +
б) понижения температуры
в) расщепления молекул

28. Какой из разрядов электрического тока применяется в бактерицидных лампах:
а) дуговой
б) искровой
в) тлеющий +

29. Как называются разряды, которые существуют, пока на них действует тело из вне:
а) тлеющие разряды
б) несамостоятельные разряды +
в) самостоятельные разряды

30. Что называется электрическим полем:
а) особый вид материи, проявляющий себя в действии на электрические заряды +
б) вид материи, имеющий электрические заряды
в) особый вид материи, проявляющий себя в действии на движущиеся электрические заряды

Источник