Номер 1, страница 70, часть 2 - гдз по физике 8 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 2. Глава 6. Характеристики электрических цепей. Параграф 64. ЭДС в цепи постоянного тока. Закон Ома для полной цепи. Повторим изученное - номер 1, страница 70.

Условие.

• Каковы условия существования электрического тока?

Решение.

Для существования электрического тока, то есть для упорядоченного (направленного) движения заряженных частиц, необходимо одновременное выполнение трех фундаментальных условий.

1. Наличие свободных носителей заряда.

В среде, по которой должен протекать ток (в проводнике), должны присутствовать частицы, способные свободно перемещаться и обладающие электрическим зарядом. Без таких частиц ток невозможен, так как некому будет переносить заряд. В зависимости от вещества, носители заряда могут быть разными:

• в металлах и их сплавах — это свободные электроны, оторвавшиеся от своих атомов и образующие так называемый "электронный газ";

• в растворах и расплавах электролитов (солей, кислот, щелочей) — это положительно и отрицательно заряженные ионы;

• в ионизированных газах (плазме) — свободные электроны и положительные ионы;

• в полупроводниках — электроны (носители отрицательного заряда) и "дырки" (квазичастицы, ведущие себя как носители положительного заряда).

2. Наличие электрического поля.

Сами по себе свободные носители заряда в проводнике движутся хаотично (тепловое движение). Чтобы их движение стало упорядоченным и направленным, на них должна действовать постоянная сила. Эту силу создает электрическое поле. Под действием электрического поля на каждую заряженную частицу действует сила $ \vec{F} = q\vec{E} $, где $ q $ — заряд частицы, а $ \vec{E} $ — напряженность электрического поля. Эта сила и заставляет заряды двигаться в определенном направлении. Для поддержания тока в цепи необходимо, чтобы это поле существовало постоянно. Эту задачу выполняют источники тока (например, батарейки, аккумуляторы, генераторы), которые создают и поддерживают разность потенциалов (напряжение) на концах проводника.

3. Замкнутость электрической цепи.

Для того чтобы ток мог протекать непрерывно и длительное время, необходим замкнутый путь для движения зарядов. Если цепь разомкнуть, то заряды очень быстро накопятся на ее концах, создав собственное электрическое поле, которое скомпенсирует поле источника тока. В результате упорядоченное движение зарядов прекратится, и ток исчезнет. Замкнутая электрическая цепь, как правило, состоит из источника тока, проводников, соединяющих его с нагрузкой (потребителем электроэнергии, например, лампочкой), и самой нагрузки.

Ответ:

Для существования электрического тока необходимо выполнение трех условий: 1) наличие в среде свободных носителей электрического заряда; 2) наличие внешнего электрического поля, создаваемого источником тока, для упорядоченного движения этих зарядов; 3) замкнутость электрической цепи для обеспечения непрерывности тока.