ПИТАННЯ ДЛЯ ОБГОВОРЕННЯ
Об’єднайтесь у групи. Протягом хвилини згадайте й запишіть назви пристроїв, для роботи яких необхідний електричний струм.
Для роботи необхідний електричний струм таким пристроям: смартфон, ноутбук, холодильник, пральна машина, електрочайник, телевізор, настільна лампа та мікрохвильова піч.
КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ
Що таке електричний струм?
Електричний струм — це впорядкований (напрямлений) рух заряджених частинок.
Сформулюйте умови виникнення та існування електричного струму.
Для виникнення та існування електричного струму необхідно, щоб у середовищі були вільні заряджені частинки та існувало електричне поле, сила якого спричинятиме їхній напрямлений рух.
Які речовини відносять до провідників, діелектриків, напівпровідників? Наведіть приклади.
До провідників відносять речовини, що добре проводять струм (наприклад, метали, графіт, водні розчини солей), до діелектриків — речовини, які погано проводять струм (ебоніт, скло, гума, гази), а до напівпровідників — речовини, провідність яких значно гірша за провідники, але краща за діелектрики (германій, кремній, арсен).
Чому метали добре проводять електричний струм?
Висока електрична провідність металів пояснюється наявністю в них великої кількості вільних електронів, які здатні вільно переміщатися по всьому об’єму провідника.
Наведіть приклади використання провідників і діелектриків.
Провідники використовують для виготовлення ліній електропередач, з’єднувальних дротів та контактів, тоді як діелектрики застосовують для ізоляції кабелів, виготовлення корпусів електроприладів та ізоляторів на опорах ЛЕП.
ВПРАВА № 31
1. Запишіть назви кількох предметів, виготовлених із речовин, які є: а) провідниками; б) діелектриками.
До предметів, виготовлених із провідників, належать мідний дріт, сталева голка та алюмінієва ложка, а до діелектриків — пластмасова лінійка, скляна склянка та гумові чоботи.
2. Яким вимогам має відповідати матеріал для виготовлення корпусів розеток і вимикачів?
На мою думку, такий матеріал обов’язково має бути діелектриком для безпеки людини, а також мати високу міцність та термостійкість, щоб не плавитися під час можливого нагрівання контактів.
3. Чому важко, а іноді практично неможливо зарядити електроскоп у приміщенні з високою вологістю повітря?
При високій вологості на поверхні ізолювальних частин приладу утворюється тонка плівка води, яка є провідником, через що електричний заряд швидко «стікає» з електроскопа в землю або повітря.
4. Чому в досліді (див. рис. 31.1) кондуктори електрометрів з’єднували металевим стрижнем?
Кондуктори з’єднували металевим стрижнем, оскільки метали є провідниками, що мають вільні заряджені частинки (електрони), які здатні переносити заряд від одного приладу до іншого.
Для чого стрижень був закріплений на пластмасовій ручці?
Стрижень закріпили на пластмасовій ручці для того, щоб електричний заряд не переходив на тіло людини, оскільки пластмаса є діелектриком і не проводить струм.
Як зміняться результати досліду, якщо: а) замість металевого стрижня скористатися пластмасовим; б) зарядити електрометр А позитивно?
а) Якщо скористатися пластмасовим стрижнем, заряд не перейде з одного електрометра на інший, оскільки пластмаса не має вільних носіїв заряду. б) Якщо зарядити електрометр А позитивно, то після з’єднання металевим стрижнем вільні електрони перетечуть із незарядженого електрометра Б на позитивно заряджений А, внаслідок чого обидва прилади стануть зарядженими позитивно.
5. Чи рухаються вільні заряджені частинки в провіднику, коли в ньому немає струму?
Так, вільні заряджені частинки в провіднику рухаються навіть за відсутності електричного струму.
Поясніть свою відповідь.
На мою думку, це пов’язано з тим, що частинки перебувають у безперервному хаотичному тепловому русі. Оскільки цей рух не є впорядкованим (напрямленим), електричний струм у провіднику не виникає.
6. Скористайтеся додатковими джерелами інформації та дізнайтеся, які речовини є найкращими діелектриками і де їх застосовують.
Я думаю, що найкращими твердими діелектриками є фторопласт (тефлон), порцеляна, загартоване скло та різні види гуми. Їх широко застосовують для ізоляції електричних дротів, виготовлення корпусів електроприладів, а також як ізолятори на високовольтних лініях електропередачі.
ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ ЗАВДАННЯ
Виготовте тестер електричної провідності й експериментально перевірте інформацію, що міститься в п. 3 § 31.
Я виготовив тестер із батарейки, лампочки та дротів за наведеною інструкцією і під час перевірки переконався, що металеві предмети замикають електричне коло і лампочка світиться, а пластмасові чи гумові предмети струм не проводять. Результати мого досліду повністю підтверджують інформацію з підручника про те, що метали є провідниками, а пластик і гума — діелектриками.
Перевірте електричну провідність різних речовин (водних розчинів солі, цукру; води тощо) і складіть відповідні переліки.
За результатами проведеного експерименту я склав переліки речовин за їхньою електричною провідністю: до провідників належать водний розчин кухонної солі та звичайна водопровідна вода, а до діелектриків — дистильована вода та водний розчин цукру. На мою думку, розчин солі добре проводить струм через наявність у ньому вільних заряджених частинок (іонів), тоді як у розчині цукру такі носії заряду відсутні.