"Телефонное дело. Пособие для сержантского состава и курсантов учебных подразделений войск связи" - читать интересную книгу автора (Жуков Д. П.)

Мы уже говорили, что в ряде тел, особенно в металлах, происходит непрерывное движение свободных электронов, которые с различными скоростями и в различных направлениях хаотически перемещаются (блуждают) между атомами.
Повторим опыт с заряженными телами Л и Б, но теперь соеди-v ним их между собой куском металлического проводника (рис. 3); между концами проводника возникнет разность потенциалов. Под действием этой разности потенциалов хаотическое перемещение свободных электронов упорядочится, т. е. электроны начнут перемещаться по проводнику в определенном направлении от отрицательно заряженного тела Б к положительно заряженному телу А. Одновременно в том Ж'е направлении будет происходить передача, электронов от атома к атому.
Такое упорядоченное и направленное движение электронов в металлическом проводнике называется электрическим током.
В нашем случае (см. рис. 3) течение электрического тока будет до тех пор, пока не исчезнет разность потенциалов между телами А и Б, что практически произойдет почти мгновенно, так как потенциалы обоих тел очень быстро уравняются и разности потенциалов уже не будет. Для получения непрерывного течения электрического тока по проводнику необходимо все время поддерживать разность потенциалов между концами проводника.
Таким образом, необходимым условием для прохождения электрического тока по проводнику является наличие разности потенциалов между началом и концом или между какими-нибудь двумя точками проводника.
Это электрическое явление очень сходно с течением жидкостей. Представим себе два сосуда, соединенных трубой с краном (рис. 4) и налитых водой до разных уровней. Откроем кран; вода немедленно потечет из сосуда с более высоким уровнем в сосуд с более низким уровнем, и это течение воды будет происходить до тех пор, пока не исчезнет разность уровней в сосудах.
Если при помощи насоса (рис. 5) поддерживать все время разность уровней, то движение воды будет происходить непрерывно.
к я т
ЛЛЙг*! Т
-,б
Рис. 4. Два сообщающихся сосуда:
А и Б - сосуды; В - вода; Т- трубка; К - кран
Рис. 5. Насос, поддерживающий в сосудах разность уровней жидкостей:
А и Б - сосуды; В - вода; Т - трубка; К - кран; Н - насос
§ 4. Электродвижущая сила и напряжение
На примере с жидкостью мы видели, что для получения разности уровней в сосудах необходимо применить силу насоса, который совершил бы работу по подъему воды от низшего уровня к высшему.
Подобно этому, для получения непрерывного течения электрического тока в проводнике необходима какая-то сила, которая все время поддерживала бы разность потенциалов на концах этого проводника.
Такая сила носит название электродвижущей силы.
Электродвижущей силой называется причина, которая создает непрерывно действующую разность потенциалов на концах проводника.
Электродвижущая сила, или сокращенно э.д.с., обозначается буквой Е.
Э.д.с. может быть получена следующими двумя основными способами:
1. Путем химической реакции, когда химическая энергия превращается в энергию электрическую. Приборы, создающие таким путем э.д.с., носят название гальванических элементов и аккумуляторов.
2. Путем движения проводника в поле действия магнита, когда энергия движения превращается в энергию электрическую. Такие приборы называются динамомашинами.
У перечисленных источников тока, будь то гальванический элемент или динамомашина, действие э.д.с. совершенно одинаково. Оно заключается в том, что э.д.с. создает на зажимах источника тока разность электрических потенциалов и поддерживает ее определенное время.
Эти зажимы называют полюсами источника тока (рис. 6).
Один зажим испытывает недостаток электронов и, следовательно, обладает положительным зарядом (+); другой зажим
10
испытывает избыток электронов и, следовательно, обладает отрицательным зарядом (-).
Наличие э.д.с. на полюсах источника тока еще не означает течения электрического тока. Но если эти полюса соединить между
Д
г О
Рис. 6 Обозначение полюсов источника тока:
а - гальванический элемент; б - динамомашина
собой при помощи какого-нибудь проводника, мы получим замкнутую электрическую цепь, по которой потечет электрический ток (рис. 7).
Разность потенциалов, которая устанавливается между полюсами источника тока при замкнутой электрической цепи, называется напряжением. Напряжение всегда меньше э.д.с. Напряжение обозначается буквой U.
г^плягиъ-
Рис. 7. Замкнутая электрическая цепь:
Е - электродвижущая сила
или соьриценно э. д. с.;
U - напряжение
Рис. 8. Включение вольтметра для
измерения:
о - э. д. с. источника тока; б - напряжения; V - вольтметр; Б - батарея
Единицей измерения электродвижущей силы и напряжения служит вольт. У нас вольт сокращенно обозначается буквой в, а в международном обозначении - буквой V.
Например, надо записать, что э.д.с. источника тока равна 12 вольтам, пишется это так: Е- 12 в.
Для того чтобы измерить э.д.с. источника тока или напряжение, применяется прибор, называемый вольтметром.
На рис. 8 показано включение вольтметра для измерения э.д.с. источника тока и напряжения на его зажимах.
§ 5. Направление и сила электрического тока
В замкнутой цепи электроны перемещаются от отрицательного псхжоса источника тока к положительному, а следовательно, и электрический ток течет от минуса {-) к плюсу (+) (рис. 9).
11