31. Електричний струм. Електрична провідність матеріалів - Бар'яхтар

• Назад до змісту

Контрольні запитання

1. Що таке електричний струм?

Електричний струм — це напрямлений рух заряджених частинок.

2. Сформулюйте умови виникнення та існування електричного струму.

Для виникнення та існування електричного струму необхідні дві умови: наявність у середовищі вільних заряджених частинок, які можуть переміщатися, та наявність електричного поля, яке створює і підтримує цей напрямлений рух.

3. Які речовини відносять до провідників, діелектриків, напівпровідників? Наведіть приклади.

• Провідники: Добре проводять струм завдяки великій кількості вільних заряджених частинок. Приклади: метали, графіт, водні розчини солей, кислот і лугів, плазма.
• Діелектрики: Погано проводять струм, у них майже відсутні вільні заряджені частинки. Приклади: ебоніт, порцеляна, гума, скло.
• Напівпровідники: Проводять струм гірше за провідників, але їхня провідність зростає за певних умов (нагрівання, освітлення). Приклади: германій, кремній, арсен.

4. Чому метали добре проводять електричний струм?

Це пояснюється наявністю в металах великої кількості вільних електронів, що можуть легко переміщатися між атомами.

5. Наведіть приклади використання провідників і діелектриків.

Провідники використовують для виготовлення проводів ліній електропередачі (найчастіше метали). Діелектрики (ізолятори) застосовують для розташування проводів на опорах, щоб запобігти стіканню заряду в землю.

Вправа № 31

1. Запишіть назви кількох предметів, виготовлених із речовин, які є: а) провідниками; б) діелектриками.

До провідників належать мідна монета, сталевий ключ та алюмінієва фольга, а до діелектриків — пластикова лінійка, порцелянова чашка та силіконовий чохол.

2. Яким вимогам має відповідати матеріал для виготовлення корпусів розеток і вимикачів?

Такий матеріал має бути надійним діелектриком, витримувати нагрівання та бути достатньо міцним, щоб забезпечити безпеку та довговічність.

3. Чому важко, а іноді практично неможливо зарядити електроскоп у приміщенні з високою вологістю повітря?

Волога осідає на приладі у вигляді тонкого шару води, який проводить струм і дозволяє заряду швидко «втекти» з електроскопа.

4. Чому в досліді (див. рис. 31.1) кондуктори електрометрів з’єднували металевим стрижнем?

Металевий стрижень використали як провідник, оскільки його вільні електрони можуть швидко передати заряд від одного електрометра до іншого.

Для чого стрижень був закріплений на пластмасовій ручці?

Пластмаса є діелектриком, тому вона зупиняє перехід електричного заряду на руки 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 пластмаса не має вільних носіїв заряду. б) Електрони перейдуть із нейтрального приладу на позитивний, і обидва прилади отримають позитивний заряд.

5. Чи рухаються вільні заряджені частинки в провіднику, коли в ньому немає струму?

Так, частинки рухаються. Це хаотичний рух. Електричний струм виникає лише тоді, коли цей рух стає напрямленим під дією електричного поля.

6. Скористайтеся додатковими джерелами інформації та дізнайтеся, які речовини є найкращими діелектриками і де їх застосовують.

Найефективнішими твердими діелектриками вважають фторопласт (тефлон), електротехнічну порцеляну та загартоване скло. Фторопласт ідеальний для ізоляції дротів, які працюють при високих температурах, а порцеляну та скло використовують як потужні ізолятори на високовольтних лініях.

Експериментальне завдання

Виготовте тестер електричної провідності й експериментально перевірте інформацію, що міститься в п. 3 § 31.

Зібравши просте коло з батарейки та лампочки, я перевірив різні предмети: лампа світилася при контакті з металами та гасла при торканні до пластику чи сухого дерева. Це підтверджує, що метали проводять струм, а пластмаса — ні.

Перевірте електричну провідність різних речовин (водних розчинів солі, цукру; води тощо) і складіть відповідні переліки.

За результатами досліду я розділив рідини на дві групи:

• Провідники: розчин кухонної солі та звичайна вода з-під крана.
• Діелектрики: дистильована вода та розчин цукру.