Пізнаємо природу. 6 клас. Коршевнюк

§ 12. Як виникає та яку роботу виконує електричний струм

• 1. Придумай три запитання про електрони, що починаються словами де, як, який і дай відповіді на них.
• 2. Холодильник охолоджує продукти, мікрохвильова піч — нагріває страви, на екрані телевізора з’являється зображення, світлофор регулює рух транспорту і пішоходів. Що спільного між такими різними приладами?
• 3. Розглянь вироби на колажі. Що потрібно, аби ці вироби працювали? Запропонуй якнайбільше способів згрупувати зображені вироби.

НАУКОВА ДОВІДКА. ЕЛЕКТРИЧНИЙ СТРУМ ТА ЕЛЕКТРИЧНЕ КОЛО

Ще в XVII столітті науковці навчилися отримувати електричний струм. Так називають напрямлений рух електронів (або інших заряджених частинок). Значно пізніше з’ясували, що електричний струм спричинюється рухом електронів і винайшли спосіб керувати ним.

Ми не бачимо струм, але бачимо роботу, яку він виконує. Наприклад, завдяки струму обертається барабан пральної машини, у радіоприймачах лунає музика, лампа освітлює кімнату, нагрівається праска тощо. Розглянуті приклади ілюструють теплову, звукову, світлову дію електричного струму.

Завдання 1. Укажи, які світлини колажу ілюструють дію електричного струму: механічну, звукову, світлову, теплову.

Зрозуміти, що необхідно для виникнення електричного струму та як він виконує роботу, допоможе модель найпростішого електричного пристрою, що називають електричним колом. Складники електричного кола та їхнє призначення подано в таблиці 10.

Таблиця 10

Складники електричного кола та їх призначення

На малюнку 29 показано, як з наведених у таблиці складників утворюється електричне коло та ілюструє роботу електричного струму — світіння лампи.

Мал. 29. Електричне коло

На малюнку 29 джерелом електричного струму є батарейка. У батарейці відбуваються хімічні реакції й енергія, яка в них виділяться, перетворюється на електричну.

Як видно з малюнка 29, усі складники електричного кола з’єднані між собою дротами. По них проходить електричний струм. Перш ніж струм потрапить від батарейки до лампи й вона засвітиться, струм надходить до вимикача. На малюнку 29, 1 вимикач увімкнений, тож утворилося замкнуте електричне коло. У замкнутому електричному колі проходить електричний струм і лампа світиться. Коли будь-який електроприлад під’єднують до електромережі і вмикають, теж створюється замкнуте електричне коло.

На малюнку 29, 2 вимикач вимкнений, електричне коло роз’єднане, струм до лампи не доходить, й вона не світиться.

З власного досвіду ти знаєш, що в приміщенні лампу легко увімкнути й так само — вимкнути, якщо, звичайно, вимикач не зіпсований.

Завдання 1. Сформулюй, що необхідно для виникнення електричного струму.

Завдання 2. Назви трьох споживачів електроенергії, про які не йдеться в довідці, і два приклади використання батарейок.

ТЕХНОТЕКА

Зарубіжні вчені створили тканину, яка перетворює енергію, що виробляється під часу рухів тіла, в електричну. Таке перетворення здійснює винайдена дослідниками речовина, з якої виготовлено волокна тканини.

Науковці планують вплітати тканину в одяг чи підошву взуття, щоб збирати енергію від найменших рухів тіла й використовувати для роботи смартфонів, смартгодинників чи інших мобільних пристроїв.

• Як ти вважаєш, які проблеми допоможе розв’язати такий винахід?

НУМО ДОСЛІДЖУВАТИ. ЕЛЕКТРИЧНЕ КОЛО ТА ЗДАТНІСТЬ ТІЛ ПРОВОДИТИ ЕЛЕКТРИЧНИЙ СТРУМ

Дотримуйся правил безпеки під час виконання дослідження.

Тобі знадобляться: батарейка, лампа (світлодіод), з’єднувальні дроти, тіла для дослідження (обери на власний розсуд або скористайся переліком: простий олівець, металева ложка, пластикова ложка, алюмінієва фольга, залізний цвях, канцелярська гумка, дерев’яна лінійка, порцелянова чашка).

Завдання 1. Дослідити, що необхідно для існування електричного струму в електричному колі.

Увага! Під час складання електричного кола вимикач повинен бути в положенні «вимкнено»

Крок 1. Склади електричне коло, як на малюнку 29, 2, або ознайомся з тим, що надасть вчитель/вчителька.

Крок 2. Увімкни вимикач. Чи світиться лампа?

Крок 3. З’ясуй, чи світитиметься лампа, якщо:

• а) вилучити один із складників електричного кола;
• б) змінити послідовність складників в електричному колі.

Запиши висновок про те, які умови необхідні, щоб в електричному колі існував електричний струм. Що в дослідженні свідчило про те, що коло замкнуте? На який вид енергії перетворилась електрична енергія у проведеному досліді?

Завдання 2. Дослідити, які тіла проводять електричний струм.

Вислови припущення: які із вибраних для дослідження тіл пропускають електричний струм, а які — ні. Перевір своє припущення експериментально.

Крок 4. Виконай дослід, скориставшись колажем як інструкцією.

Прикладай вільні кінці дротів до досліджуваних тіл по черзі та спостерігай за лампою. Якщо лампа (світлодіод) світиться, то електричний струм проходить через тіло. Якщо лампа не світиться, то тіло не проводить електричний струм.

Крок 5. Результати спостережень записуй в таблицю 11, яку попередньо накресли в зошиті.

Таблиця 11

Досліджувані тіла	Матеріал, з якого виготовлено тіло	Лампа (світлодіод)
		світиться	не світиться

Крок 6. Класифікуй досліджені тіла на ті, що проводять електричний струм, і ті, що його не проводять. Який висновок можеш зробити про здатність різних матеріалів проводити електричний струм?

Крок 7. Обговоріть результати дослідження з учнівством свого класу і вчителем/вчителькою.

Користуючись електроприладами, дотримуйся інструкції з їх використання, аби уникнути ураження електричним струмом. Адже він може викликати опіки й судоми, порушити роботу серця. Необережне поводження з електроприладами в побуті стає причиною нещасних випадків, пожеж.

НАУКОВА ДОВІДКА. ПРОВІДНИКИ ТА ІЗОЛЯТОРИ ЕЛЕКТРИЧНОГО СТРУМУ

Речовини й матеріали, які проводять електричний струм, називаються провідниками. До них належать усі метали й вироби з них. Тому частини електротехнічних виробів, які повинні пропускати електричний струм, виготовлено з металів, наприклад дроти всередині електричних кабелів, штирі в штекерах. Тіло людини й вода також проводять електричний струм. Тож заборонено торкатися електроприладів мокрими руками, варто обачно користуватися електроприладами, якщо поблизу є вода (наприклад, у ванній кімнаті).

У металах, з яких виготовлені дроти, чимало електронів, які рухаються невпорядковано по всьому металу. Та варто під’єднати дріт до джерела струму (наприклад, до батарейки), і рух електронів стає впорядкованим — виникає електричний струм. Сказане ілюструє малюнок 30.

Мал. 30. Рух електронів у мідному дроті: 1 — немає електричного струму; 2 — є електричний струм

Речовини й матеріали, які не проводять електричний струм, називають ізоляторами електрики, як-от сірка, кисень, пластик, порцеляна, гума, папір. Ізолятори наявні в електричних виробах задля їх безпечного використання (мал. 31). Наприклад, вилки й розетки, кабелі побутових приладів мають ізоляцію (пластиковий корпус).

Мал. 31. Використання електропровідників та ізоляторів

Завдання 4. Для ремонтних робіт електрики використовують металеву викрутку з пластмасовою чи гумовою ручкою. Поясни, чому викрутку виготовлено з різних матеріалів.

ПАРАД ПОРАД

Як захиститися від небезпечного впливу електричного струму

Коли люди одночасно вмикають багато електроприладів (наприклад, праску, водонагрівач, електрочайник, пральну машинку тощо) або подовжувач з кількома розетками, трапляється перевантаження електромережі. Тоді електричні дроти можуть нагрітися, а ізоляційний матеріал — спалахнути. В такому разі можливе займання електроприладів і навіть будівель.

Для захисту електрообладнання застосовують запобіжники (автомати). Вони розмикають електричне коло, як тільки виникає перевантаження. Тобі обов’язково необхідно дізнатися у дорослих, де розташований автомат (запобіжник) у приватному будинку чи квартирі, де ти живеш, та як ним користуватися. Якщо відбудеться займання праски чи іншого електроприладу, запобіжник може автоматично не спрацювати і припинити надходження електричного струму тобі прийдеться власноруч. Так ти вимкнеш електричну мережу в квартирі/будинку.

Замінювати електричні лампи, ремонтувати електричні прилади можна лише вимкнувши їх з розетки, від’єднавши від електромережі.

ПЛІЧ-О-ПЛІЧ

Обговоріть відомі вам правила безпечного поводження з електроприладами. За необхідності використайте додаткові джерела інформації й створіть інфографіку «Правила безпеки при користуванні електроприладами та електрообладнанням». Презентуйте інфографіку друзям, родичам, учнівству своєї школи так, щоб переконати їх у важливості неухильного дотримання правил.

Люди повсюдно використовують електричну енергію (електроенергію, електрику). Наприклад, коли заряджають телефон, підігрівають їжу, вмикають телевізор, працюють на комп’ютері, освітлюють приміщення. Деякі приклади використання електроенергії ілюструє колаж.

З роками людство споживає все більше й більше електричної енергії. Але запаси електрики небезмежні. Тож ощадливо використовуй електрику і спонукай до цього людей із свого оточення.

ТОБІ ДО СНАГИ

1. Назви одне джерело електричного струму, два ізолятори електрики, три споживача електричного струму.

2. Якщо в тебе є батарейка, дроти і лампа, як змусити лампу засвітитися? Поясни, використовуючи мову науки.

3. Чому дроти побутових приладів обгорнуті пластиковою оболонкою?

4. Долучись до дискусії. Хто з її учасників міркує правильно? Поясни, використовуючи здобуті знання. Виправ помилки в міркуваннях.

5. Назви правила безпеки під час користування електроприладами. До яких наслідків призведе їх недотримання?

6. Поміркуй, які два електричні винаходи ти вважаєш найважливішими. З додаткових джерел дізнайся, як люди обходилися без них. Яка інформація вразила тебе найбільше? Дібраними відомостями поділися із однокласниками/однокласницями, друзями.