Джерела електричного струму

Вітаю!Розпочинаємо вивчення теми №5!

Наразі онайомимося із різними джерелами електричного струму та перетворенням енергії, яке в них відбувається!

Багатьом знайома ситуація: необхідно терміново зателефонувати, ви берете мобільний телефон і з прикрістю виявляєте, що батарея акумуляторів розрядилась, а телефон із дива технічної думки перетворився на шматок пластику. Те саме може статись із акумуляторами фотоапарата, плеєра, ліхтарика, годинника. Що робити далі, знає навіть першокласник, а от як працює акумулятор ми дізнаємось сьогодні. Зрозуміло, що будь-який справний електротехнічний пристрій працюватиме тільки тоді, коли виконані умови існування електричного струму: наявність вільних заряджених частинок і електричного поля. За створення електричного поля «відповідають» джерела струму. У джерелах електричного струму електричне поле творюється і підтримується завдяки розділенню різнойменних електричних зарядів. У результаті на одному полюсі джерела накопичуються частинки, що мають позитивний заряд, а на другому – частинки, що мають негативний заряд. Між полюсами виникає електричне поле. Під дією цього поля в провіднику, яким з’єднані полюси, вільні заряджені частинки починають напрямлений рух, тобто виникає електричний струм. Однак, розділити різнойменні заряди не так просто, адже між ними існують сили притягання. Для розділення у джерелах електричного струму різнойменних зарядів, а отже, для створення електричного поля, необхідно  виконати роботу. Її можна виконати за рахунок механічної, хімічної, теплової та інших видів енергії.

Джерела електричного струму – пристрої, що перетворюють різні види енергії на електричну енергію.

                  Усі джерела електричного струму можна умовно розділити на фізичні та хімічні.

До фізичних джерел електричного струму прийнято відносити пристрої, в яких розділення зарядів відбувається за рахунок механічної, світлової або теплової енергії. Прикладом такого джерела струму є електрофорна машина , турбогенератори електростанцій і термоелементи.

Незважаючи на всю різноманітність фізичних джерел електричного струму, у повсякденному житті ми здебільшого маємо справу з хімічними джерелами електричного струму – гальванічними елементами й акумуляторами.

Гальванічний елемент уперше створив італійський учений Алесандро Вольта; назвав його на честь свого співвітчизника Гальвані. 

         Будь-який гальванічний елемент складається з двох електродів та електроліту. Електроди можна виготовити з різних матеріалів. Досить часто замість одного з металевих електродів використовують вугільний електрод або такий, що містить оксиди металів. Електролітом слугує тверда або рідка речовина, що проводить електричний струм завдяки наявності в ній великої кількості вільних заряджених частинок – йонів.

       Через деякий час «працездатність» гальванічного елемента закінчується через виснаження запасу речовин, що беруть участь у реакціях.

З часом гальванічні елементи стають непридатними до роботи, і їх не можна використовувати вдруге. А от інший тип хімічних джерел електричного струму – електричні акумулятори – можна використовувати багаторазово. Акумулятори, як і гальванічні елементи, складаються з двох електродів, поміщених в електроліт. Так, свинцевий акумулятор, використовуваний в автомобілях. Має один електрод зі свинцю, а другий – із плюмбум діоксиду; електролітом слугує водний розчин сульфатної кислоти. Усередині акумулятора відбуваються хімічні реакції, у результаті яких електрод із свинцю набуває негативного заряду. А електрод із плюмбуму діоксиду – позитивного. При цьому сульфатна кислота перетворюватиметься на воду. Коли концентрація сульфатної кислоти зменшиться до певного межового значення, акумулятор розрядиться – стане непридатним до роботи. Однак його можна знову зарядити.  Під час заряджання акумулятора хімічні реакції ідуть у зворотньому напрямку і концентрація сульфатної кислоти відновлюється. Крім свинцевих (кислотнх) акумуляторів широко використовують феронікелеві (лужні), кадмієво-нікелеві та інші види акумуляторів. Вибір певних хімічних джерел струму продиктований сферою їхнього застосування. Так, в автомобілях доцільно використовувати відносно дешеві кислотні акумуляторні батареї, і те, що вони є досить важкими не є вирішальним фактором. А от джерела струму для мобільних телефонів мають бути легкими та безпечними, тому в них варто використовувати так звані

літій іонні батареї, хоча вони є порівняно дорогими.

Домашнє завдання

Візьміть лимон, мідний дріт, залізний цвях і виготовте із цих предметів гальванічний елемент. Намалюйте його будову, підпишіть назви складників. Подумайте, яким фруктом або овочем можна замінити лимон. Принесіть виготовлене джерело струму до школи та переконайтеся, що воно працює, приєднавши його провідниками до гальванометра.

Список використаних джерел

1. https://www.youtube.com/watch?v=uWXdUI8Q0S0

2. https://www.youtube.com/watch?v=zqXX9rVo7io

3. https://blogger.googleusercontent.com/img/proxy/AVvXsEgviG3N4rTx_swxie7NaLyazlfin6XjG909tZ4O607ozf4Fq9hMxJRcD_rtFO3Fn97AnMzJkl4jvn3TiVxPqBQarr-D6v3-Zy_CsvbkZ-nGwajLywlfSYS8BPOqa05JsdG7vfN0IGvG3HKn6f_a6L1G0IORK3WjHoWPRJfDCpQX8H43QIFAb_Q-kk54hQHzBKbsIPNFxy5JWZuPGGlgfzLnJkP0540r1Wb43OoIAcOCKT-qjMF9Wk6Tg0j13xSBftLgog8PjP4=

4.  Божинова Ф.Я., Кірюхін М.М., Кірюхіна О.О. Фізика. 9 клас. – Х.: Вид-во «Ранок», 2013.

5. Гончаренко С.У., Коршак Є.В., Коршак Н.М. Методика розв’язування задач з фізики. – К.: Вища шк., 1976.

6. Гельфгат И.М., Генденштейн Л. Э., Кирик Л.А. 1001 задача по физике с решениями. – Харьков – Москва, «Развивающее обучение», 1996.

7. Гофман Ю.В. Законы, формулы, задачи физики. Справочник. – К.: Наук. Думка, 1994.

8. Элементарный учебник физики. Под редакцией акад. Г.С. Ландсберга Том II «Электричество и магнетизм». – М.: Изд-во «Наука» - главная редакция физико-математической литеретуры, 1996.

9. Коршак Є.В., Ляшенко О. Планування уроків фізики у 8 класі. – Фізика та астрономія в школі. – 1999. - №4. – С.14-18.

10. Крот Ю. Є. Фізика у визначеннях, таблицях і схемах. – Х.: Вид-во «Ранок», 2013.

11. Лукашик В.І. Збірник запитань і задач з фізики. – К.: Рад. шк., 1991. – 208с.

12. Петрусенко Н.И. Сборник диктантов по физике. – Минск: Нар. Асвета, 1982. – 64с.

13. Савченко В.Ф. та ін. Уроки фізики у 7-8 класах: Метод. Посіб. Для вчителів/ В.Ф. Савченко, С.В. Коршак, О.І. Ляшенко. Фізичні бувальщини. На допомогу вчителю фізики/ В.Ф. Савченко. – К.; Ірпінь: ВТФ «Перун», 2002. – 320с.

14. Савченко М.О. Фізика: Розв’язування задач. – Тернопіль: Навч. книга – Богдан, 2004.

15.Соколович Ю.А., Богданова Г.С. Фізика. Довідник з прикладами розв’язування задач. – Х.: Вид-во «Ранок», 2013.