Номер 2, страница 141 - гдз по физике 8 класс учебник Громов, Родина

Глава 3. Электрические явления. Параграф 34. Электрическая цепь. Направление электрического тока. Вопросы - номер 2, страница 141.

Условие.

2. Какой должна быть цепь, чтобы в ней мог существовать постоянный электрический ток?

Решение.

1. Из чего состоит электрическая цепь?

Электрическая цепь представляет собой совокупность устройств и объектов, образующих путь для электрического тока. Любая простейшая электрическая цепь состоит из следующих основных элементов:

1. Источник тока (или источник ЭДС) – это устройство, которое создает и поддерживает электрическое поле, необходимое для упорядоченного движения заряженных частиц. В источнике происходит преобразование какого-либо вида энергии (например, химической, механической, световой) в электрическую. Примерами являются батарейки, аккумуляторы, генераторы.

2. Потребитель электрической энергии (нагрузка) – это элемент цепи, который использует электрическую энергию для выполнения полезной работы, преобразуя ее в другие виды энергии, такие как тепловая, световая, механическая. Примерами потребителей являются лампы накаливания, резисторы, электродвигатели.

3. Соединительные провода – проводники, которые физически соединяют все элементы цепи в единое целое, обеспечивая путь для протекания тока.

Кроме этих обязательных элементов, в состав более сложных цепей могут входить и вспомогательные компоненты, такие как:

• Коммутационные устройства (выключатели, кнопки, реле) для управления цепью – замыкания, размыкания или переключения ее участков.

• Измерительные приборы (амперметры, вольтметры) для контроля электрических величин в цепи.

• Защитные устройства (предохранители, автоматические выключатели) для предотвращения повреждений при перегрузках или коротких замыканиях.

Ответ: Электрическая цепь состоит как минимум из источника тока, потребителя (нагрузки) и соединительных проводов. Она также может включать в себя управляющие, измерительные и защитные устройства.

2. Какой должна быть цепь, чтобы в ней мог существовать постоянный электрический ток?

Для того чтобы в электрической цепи мог существовать постоянный (не изменяющийся со временем) электрический ток, должны одновременно выполняться два фундаментальных условия:

1. Наличие в цепи источника электродвижущей силы (ЭДС). Необходим элемент, который бы создавал и постоянно поддерживал разность потенциалов между двумя точками цепи. Эту функцию выполняет источник тока. Внутри него сторонние силы (неэлектрической природы) совершают работу по разделению зарядов, перемещая их против сил электрического поля. Эта работа и обеспечивает непрерывное движение зарядов по всей цепи.

2. Цепь должна быть замкнутой. Должен существовать непрерывный путь для движения заряженных частиц от одного полюса источника через все элементы внешней цепи к другому полюсу. Если в каком-либо месте цепь будет разомкнута (например, при размыкании выключателя), упорядоченное движение зарядов прекратится, и ток в цепи исчезнет.

Ответ: Чтобы в цепи мог существовать постоянный электрический ток, она должна быть замкнутой и содержать источник ЭДС.

3. Какое направление в цепи выбирают за направление тока?

В физике и электротехнике принято условное, или так называемое техническое, направление электрического тока. Это соглашение было введено задолго до того, как была установлена природа носителей заряда в металлах (электронов).

За направление электрического тока условно принимается направление упорядоченного движения положительных свободных зарядов.

Исходя из этого определения, во внешней цепи (участок цепи вне источника) ток направлен от положительного полюса (+) источника к его отрицательному полюсу (-). Внутри самого источника, под действием сторонних сил, ток течет от отрицательного полюса к положительному, таким образом замыкая контур.

Следует помнить, что в большинстве проводников, например в металлах, носителями тока являются отрицательно заряженные электроны. Их реальное движение происходит в направлении, противоположном условному, то есть от отрицательного полюса к положительному. Тем не менее все фундаментальные законы и правила (например, закон Ома, правило правой руки для определения направления силы Ампера) сформулированы и применяются именно для условного направления тока.

Ответ: За направление тока в цепи условно принимают направление движения положительно заряженных частиц, то есть от положительного полюса источника к отрицательному во внешней цепи.