Фізика. 8 клас. Максимович

§ 20. Електричний струм у різних середовищах

Людина — це лише дрібна «піщинка» в океані природи. Усе, що вона створює, є відображенням того, що існує у природі з часів виникнення Землі. Електричний струм — не виняток. «Електричні» риби — скати, африканські річкові соми, рибки-зіркогляди, вугрі — створюють електричний струм у воді. Блискавка — це струм у повітрі, який часто бачимо під час грози. Але людина зуміла провести електричний струм до своєї оселі лише у XVIII ст.

Дізнайтеся про...

електричний струм у металах;
електричний струм у рідинах;
електричний струм у газах.

1. Електричний струм у металах

Найкращими провідниками електричного струму є метали. У твердому стані вони мають кристалічну будову. Їхні частинки розміщені в певному порядку — у вузлах кристалічної ґратки. Кожен атом є електрично нейтральним, оскільки позитивний заряд ядра дорівнює негативному заряду всіх електронів, що рухаються навколо нього по різних орбітах. Електрони, що рухаються по найвіддаленіших від ядер орбітах, притягуються ними найслабше і тому можуть покинути свої орбіти, стати вільними. У вузлах кристалічної ґратки тоді залишаються позитивні частинки (позитивні йони), а вільні електрони за відсутності в провіднику електричного поля рухаються хаотично (мал. 20.1) з різними швидкостями та в різних напрямках. Якщо ж цей провідник помістити в електричне поле, то рух усіх вільних електронів стає впорядкованим (мал. 20.2). У провіднику виникне електричний струм. Тому, кажучи про електричний струм у металах, мають на увазі напрямлений рух вільних електронів.

Мал. 20.1. Хаотичний рух вільних електронів у металах

Мал. 20.2. Електричний струм у металах

Електричний струм у металах — напрямлений рух вільних електронів.

Поміркуйте і дайте відповідь

1. Чим відрізняється рух вільних електронів у металевому провіднику, коли по ньому проходить струм, від того, коли струму в ньому немає?

2. Електричний струм у рідинах

Дистильована вода й кухонна сіль є діелектриками, тому не проводять електричного струму. Проте якщо розчинити сіль у воді, то утворений розчин (електроліт) добре проводить електричний струм. Чому? Під впливом молекул води (Н₂О) відбувається розпад молекул кухонної солі (NaCl) на позитивні йони натрію (Na⁺) та негативні йони хлору (Сl^-), тобто утворюються вільні заряджені частинки — йони.

Електролітична дисоціація — процес розпаду молекул речовини на позитивні та негативні йони під впливом молекул розчинника.

Якщо створити електричне поле, то в електроліті виникне електричний струм, тобто позитивні та негативні йони будуть рухатися напрямлено.

Електричний струм в електролітах — напрямлений рух позитивних та негативних йонів.

Поміркуйте і дайте відповідь

1. Поясніть зміст приказки: «У воді від грози не сховаєшся».

3. Електричний струм у газах

Гази за звичайних умов складаються з нейтральних молекул. Але якщо їх нагрівати або опромінювати рентгенівським чи радіоактивним випромінюванням, впливати на них швидкими електронами або іншими зарядженими частинками, що надходять з космічного простору, то молекули розпадаються на електрони і позитивні йони. А деякі молекули, приєднавши електрони, стають негативними йонами. Утворюються вільні заряджені частинки. Якщо вони потрапляють під вплив електричного поля — виникатиме електричний струм.

Електричний струм у газах — напрямлений рух вільних електронів, позитивних і негативних йонів.

Газовий розряд — процес проходження електричного струму в газах.

Поміркуйте і дайте відповідь

1. Мешканці Заполяр’я часто скаржаться, що взимку все навколо них стає дуже наелектризованим. Чому так?

Запам'ятайте

Електричний струм у металах — напрямлений рух вільних електронів.

Електричний струм в електролітах — напрямлений рух позитивних та негативних йонів.

Електричний струм у газах — напрямлений рух вільних електронів, позитивних і негативних йонів.

Газовий розряд — процес проходження електричного струму в газах.

Перевірте себе

1. Розпізнайте неправдиву інформацію.

За відсутності електричного поля вільні електрони у провіднику рухаються напрямлено. Носіями електричного струму в газах є вільні електрони. Морська вода проводить електричний струм.

2. Заповніть табличку.

№ з/п	Середовище	Носії струму
1
2
3

3. Доповніть інтелект-карту, використовуючи інформацію з інтернет-джерел, наведіть приклади проявів, а також практичного використання електричного струму в різних середовищах.

4. Чому блискавка найчастіше влучає у вершини гір?

5. Чому під час грози не можна купатися у відкритих водоймах?

Словник фізичних термінів (для пошуку інформації в англомовних джерелах)

Метали	Metals
Електролітична дисоціація	Electrolytic dissociation
Електроліти	Electrolytes
Газовий розряд	Gas discharge

Зміст