ПИТАННЯ ДЛЯ ОБГОВОРЕННЯ
Об’єднайтесь у групи. Протягом хвилини згадайте й запишіть назви пристроїв, для роботи яких необхідний електричний струм.
Електрика потрібна для роботи багатьох побутових приладів, таких як: мобільні телефони, комп’ютери, холодильники, пральні машини, чайники, телевізори, освітлювальні прилади та мікрохвильовки.
КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ
Що таке електричний струм?
Це процес впорядкованого (напрямленого) руху частинок, що мають електричний заряд.
Сформулюйте умови виникнення та існування електричного струму.
Для цього потрібні дві обов’язкові умови: наявність вільних заряджених частинок у речовині та електричне поле, яке змусить ці частинки рухатися в одному напрямку.
Які речовини відносять до провідників, діелектриків, напівпровідників? Наведіть приклади.
Провідники — це матеріали, що добре пропускають струм (метали, графіт, солона вода). Діелектрики майже не проводять електрику (скло, гума, пластик). Напівпровідники займають проміжне місце: їхня здатність проводити струм залежить від зовнішніх умов, наприклад, температури (кремній, германій).
Чому метали добре проводять електричний струм?
У металах є величезна кількість вільних електронів, які не прив’язані до конкретних атомів і можуть вільно пересуватися по всьому шматку матеріалу.
Наведіть приклади використання провідників і діелектриків.
З провідників роблять дроти та контакти для передачі енергії. Діелектрики використовують для ізоляції цих дротів, стовпів ЛЕП та корпусів техніки, щоб захистити людей від удару струмом.
ВПРАВА № 31
1. Запишіть назви кількох предметів, виготовлених із речовин, які є: а) провідниками; б) діелектриками.
а) Провідники: мідний кабель, залізний цвях, срібний ланцюжок. б) Діелектрики: пластикова пляшка, гумові чоботи, керамічна чашка.
2. Яким вимогам має відповідати матеріал для виготовлення корпусів розеток і вимикачів?
Такий матеріал обов’язково повинен бути діелектриком для безпеки користувача. Також він має бути міцним і не плавитися при нагріванні контактів.
3. Чому важко, а іноді практично неможливо зарядити електроскоп у приміщенні з високою вологістю повітря?
У вологому приміщенні на поверхні приладу утворюється непомітна плівка води. Вода проводить струм, тому заряд не тримається на електроскопі, а стікає в землю або повітря.
4. Чому в досліді (див. рис. 31.1) кондуктори електрометрів з’єднували металевим стрижнем?
Тому що метал є провідником. Через стрижень вільні електрони можуть швидко перебігти від одного приладу до іншого і вирівняти заряд.
Для чого стрижень був закріплений на пластмасовій ручці?
Пластмаса є діелектриком (ізолятором). Ручка потрібна, щоб заряд не перейшов на тіло людини, яка тримає стрижень.
Як зміняться результати досліду, якщо: а) замість металевого стрижня скористатися пластмасовим; б) зарядити електрометр А позитивно?
а) Заряд не передасться, бо в пластмасі немає вільних носіїв заряду. Стрілка другого приладу залишиться на нулі. б) Якщо один прилад має позитивний заряд, то електрони перетечуть до нього з нейтрального приладу. У підсумку обидва електрометри стануть позитивно зарядженими.
5. Чи рухаються вільні заряджені частинки в провіднику, коли в ньому немає струму?
Так, частинки рухаються постійно.
Поясніть свою відповідь.
Це хаотичний тепловий рух. Частинки літають у різні боки безладно, тому загального спрямованого потоку не виникає, і струму немає.
6. Скористайтеся додатковими джерелами інформації та дізнайтеся, які речовини є найкращими діелектриками і де їх застосовують.
Найкращі діелектрики — це тефлон (фторопласт), скло, порцеляна та слюда. Їх застосовують для ізоляції високовольтних ліній, у конденсаторах та для захисту електричних схем.
ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ ЗАВДАННЯ
Виготовте тестер електричної провідності й експериментально перевірте інформацію, що міститься в п. 3 § 31.
Зробивши просте коло з батарейки і лампочки, можна переконатися: при торканні до металевих предметів лампочка світиться (струм йде), а при контакті з пластиком чи гумою — ні. Це підтверджує, що метали є провідниками, а полімери — діелектриками.
Перевірте електричну провідність різних речовин (водних розчинів солі, цукру; води тощо) і складіть відповідні переліки.
Експеримент показує, що розчин кухонної солі та звичайна вода з-під крана проводять струм (лампочка горить). А от дистильована вода та розчин цукру — це діелектрики (лампочка не горить). Це пояснюється тим, що у солоній воді є вільні заряджені іони, а в цукровому сиропі їх немає.