Естественные науки

объясните пожалуйста кое-что по физике!!!

Изучаю ЭДС. описывается опыт, когда соединяют проводником два металлических шарика, несущих противоположные заряды. Возникает эл. ток, но он кратковременный. Заряды быстро нейтрализуются ( каким образом?просто достигают шарика, заряженного противоположно? что с ними при этом происходит?) и потенциалы становятся одинаковыми. Чтобы ток был постоянным, надо поддерживать напряжение между шариками. Для этого нужно устройство, которое будет перемещать заряды от одного шарика к другому в противоположном направлении. ( вот тут я не понимаю. Допустим, у одного шарика заряд отрицательный (т.е есть свободные электроны) а другое тело заряжено положительно(т.е протонов больше,чем электронов). Тогда получается, что при наличии этого устройства, электроны от положительно заряженного шарика должны двигаться к отрицательно-заряженному,что вообще абсурдно и проблему не решает. Как таким образом можно сделать ток постоянным, я представить себе не могу! как же все происходит в действительности? расскажите пожалуйста!!!!мои представления крайне примитивны(
Это устройство - обыкновенная батарейка. Батарейка (за счет энергии химической реакции веществ внутри нее ) переносит электроны приходящие по внешней цепи к положительному шарику опять к отрицательному полюсу. Круговое движение эаряда барышня. ЭДС и есть та работа, которую необходимо совершить для перемещения 1 заряда по этому кругу.
Татьяна Синёва
Татьяна Синёва
7 623
Лучший ответ
Между двумя электрическими зарядами противоположного знака существует сила притяжения (з-н Кулона) . Это фундаментальное свойство электрических зарядов, обнаруженное экспериментально. Предположим, имеем электрон и положительный ион (атом, в электронной оболочке которого не хватает одного электрона) . Если заряды предоставить самим себе, то они начнут сближаться - это и есть электрический ток. Сблизившись заряды образуют некоторую электрически нейтральную конфигурацию (в нашем примере - электрически нейтральный атом) . Это и есть нейтрализация, о которой Вы пишете. Заряды не исчезают, они продолжают существовать, только их электрическое поле очень быстро убывает с расстоянием - практически не отличимо от нуля.

Точно то же самое происходит и в случае заряженных шариков. Только в проводнике движутся электроны, отрицательные заряды, а положительные ионы совершают квазидвижение. Представьте ион (атом, в оболочке которого не хватает одного электрона) , окруженный нейтральными атомами. Под действием электрического поля электрон из нейтрального атома может перескочить в оболочку иона. В результате ион станет нейтральным, а рядом вместо нейтрального атома будет ион - как будто положительный заряд сместился.

Что касается э. д. с. и поддержания тока. Действительно, нужно устройство, которое будет перемещать электроны от положительного шарика (вопреки кулоновским силам) к отрицательному. Но это перемещение осуществляется не в изначальном проводнике (называемом нагрузкой) , по которому течет ток, а внутри источника э. д. с. Грубо говоря, вы руками отрываете электрон от шарика и, преодолевая кулоновские силы, по воздуху переносите его на другой шарик, совершая при этом работу. Но, как правило, заряды внутри источника э. д. с. перемещаются за счет химических реакций (батарейки, аккумуляторы) или с помощью магнитного поля (генераторы).
Дело в том, что когда только начинали изучать электричество, электрон ещё не был открыт, и учёные считали, ток течёт от + к - (по аналогии как тепло идёт от печки и согревает комнату) , т. е. положительные заряды создают ток. После того, как выяснили, что именно электроны являются носителями тока, договорились считать, что ток течёт от + к - (хотя всё наоборот) .
Когда два разноимённо заряженных шара соединяют проводником возникает кратковременный ток (разряд) , электроны ( - ) соединяются с протонами ( + ) и образуют нейтральные ( по заряду ) атомы, и происходит это очень быстро под влиянием электрического поля ( вспомните определение тока ).
Чтобы создать постоянный эл. ток нужно устройство, "делающее" свободные заряды, чтобы постоянно было бы эл. -магнитное поле, т. е. сила, действующая на электроны, для поддержания тока (пока вы тянете за собой на верёвочке предмет, он движется. Вы прекратили тянуть, он остановился) .
В то время таким устройством был гальванический элемент (проще батарейка) , который химическим путём постоянно "делал" свободные электроны. В 19-м веке Майкл Фарадей открыл эл. -магн. индукцию, к-рая работает до сих пор (но это другой вопрос) .
Как же это происходит на самом деле? Скорость электрона в проводнике очень маленькая, а удар током получаешь сразу. Почему?
Представьте себе трубу от Москвы до Владивостока, труба заполнена шарами впритык. Вы в Москве, а на конце трубы - весы. Вы стали давить (с достаточной силой) на первый шар, и во Владивостоке почти сразу стали падать шары ( скорость распространения эл. -магн. поля - скорость света) . Это аналогия действия эп-магн. поля.
P.S. Прошу прощения у предыдущего автора, я начал вводить текст раньше, но закончил позже
Анжэй Воронов
Анжэй Воронов
5 859