Будем учиться вместе. Книга для мальчиков - Страница 6

– Спасибо вам, ребята, молодцы! Как новая стала машина! – сказала она и расцеловала крайне довольных и перемазанных друзей.

Когда мы с ребятами стали рассматривать другие возможные неисправности стиральной машины, то оказалось, что их может быть очень много. И касаются они в основном электрической части конструкции. А вот законов электричества ни Саша, ни Миша толком еще не знали.

Что такое электричество и почему оно занимает большое место в технике, расскажет другой специалист – электрик который недавно проводил в нашем доме электричество.

– В нашем быту, ребята, имеется очень много электроприборов. И вам уже сейчас приходится часто сталкиваться с ними. А знаете ли вы, что такое электрический ток? Давайте разбираться вместе.

Начнем с электрона – одной из самых мельчайших частиц нашего макромира. Ведь электрон также неисчерпаем, как и атом. И если раньше ученые воспринимали этот постулат как некое, хотя и гениальное, но все же предвидение, то нынешние исследования действительно открыли нам составляющие электрона.

Нужно ли так глубоко воспринимать электрон ребятам? Да? Нет! Ребятам важно знать, что для удобства объяснения природы электричества, мы берем электрон как мельчайшую ее частицу.

А что такое электрический ток – лучше всего показать и объяснить на примере воды. Если водопроводный кран закрыт неплотно или неисправен, из него постоянно будут капать капли. Для понимания движения электротока в проводнике сравним его с движением водного потока. Пусть капля воды будет подобием электрона. Но когда мы кран открываем, то капли, соединяясь вместе, составляют поток капель – струю, а поток электронов будет так же составлять электроток.

Итак, электроток – это поток электронов, перемещающихся внутри электрического проводника (например, металла провода). Ведь вода также течет по водопроводным трубам внутри них. Но стоит только эту трубу перекрыть, зачеканить деревом, например, то вода не сможет пройти и остановится, прервет свой поток.

Так же и у электротока, который хорошо «течет» по проводникам: металлам, водным, химическим растворам, углю, живым организмам и др., но совсем не проходит в таких материалах, как стекло, фарфор, слюда, воздух, пластмассы. Эти материалы назвали изоляторами (непроводниками). Изолятор, как деревянный чекан, не дает течь воде, стопорит движение электронов. Тогда электрический поток так же не сможет течь по изолятору.

Но откуда и куда течет электропоток в проводниках? Снова обратимся к примеру воды. Вода в водопроводной сети берет исток от водохранилища и течет по трубам до «потребителя» – крана. Так и электроны «бегут» от источника тока (аккумулятора, электростанции, электрической батарейки) по проводнику (проводу, например) к потребителю – электрической лампочке, телевизору, электромотору и др.

И если мы представим себе устройство водопроводной сети в доме, где живем, в виде труб и системы кранов, то давайте построим самую простейшую цепь электрического тока.

Приготовим небольшую деревянную дощечку, вырежем медную и цинковую пластинки и прикрепим их к дощечке. Затем опустим эти пластинки в стакан с раствором поваренной соли (крепким), то при этом можем получить простейший источник электрического тока.

Электрический ток появляется в результате перемещения электрических зарядов (электронов). Эти заряды условно разделяются на положительные (+) и отрицательные (—). В источнике тока, который мы сделали на цинковой пластинке, возникают отрицательные (—) заряды, а на медной положительные (+).

Пластинки, на которых появляются электрические заряды, называются электродами, а раствор, в который опускают электроды – электролитом. Принято условно считать, что ток (электроны) идет от плюса (+) к минусу (—). Попав с пластинок в проводник, ток в проводнике возникает под влиянием электрического поля, которое, действуя на электроны, приводит их в движение.

Электрическое поле обладает свойством распространяться вдоль провода с огромной скоростью, близкой к скорости света, т. е. 300 000 км в секунду.

Такую же большую величину имеет распространение тока в проводе. Когда на одном конце провода возникает ток, то этот процесс распространяется настолько быстро, почти мгновенно, что на другом конце провода ток пойдет практически в тот же момент.

Поэтому, если мы медную пластинку одного источника (+) соединим с цинковой пластинкой второго (—), а медную пластинку второго (+) с цинковой пластинкой третьего (—) и к свободным концам (+) и (—) присоединим лампочку от карманного фонарика, то она сразу же загорится.

Отсюда можно вывести очень важный закон для движения тока: у всякого источника тока должно всегда быть два конца! На одном должен быть отрицательный заряд (+), на другом отрицательный заряд (—). А у потребителя (электрической лампочки и других) два места (контакта) для подключения (+) и (—). Один конец спирали, которая соединена с цоколем (+), и второй конец спирали в лампочке соединяется с отрицательным выводом (—).

Самый простой источник тока, который мы сделали, работает недолго. В нем быстро разъедается цинковая пластинка, после чего электрический ток не возникает. Но человек научился делать сухие гальванические элементы. Например, из трех сухих элементов сделана батарейка для карманного фонарика. Сухие элементы и батарейки используют не только для карманных фонариков, но и для телефона, питания радиоприемников и т. п.

Электрическая энергия для заводов, фабрик, наши домов вырабатывается на электрических станциях (гидро-, тепловых, атомных) при помощи специальных машин, которые называются генераторами. Электрические станции – это крупные источники электрической энергии, которую потребляют и дома.

– А знаешь ли ты, Саша, почему к тебе в квартиру идут сразу два провода, хотя подчас в одной оплетке? Нет?

И на этот вопрос электрику пришлось отвечать самому:

– Да потому, что и тут на потребитель подается, условно (+) (фазовое напряжение) и (—) – нулевой провод (земля).

Эти провода оканчиваются розеткой с двумя гнездами, а вилка электрического утюга, плитки, стиральной машины и т. д. тоже имеет два штыря – (+) и (—). Только при их наличии потребитель будет работать.

И когда электроэнергия вдруг переставала поступать в вашу квартиру, вам, наверное, приходилось видеть, как электрик разводил руками: ничего, мол, не могу сделать – фаза пропала, то есть (—) есть, а (+) – нет. А отсюда и нет движения электронов – электротока.

Чтобы увидеть, как протекает ток по электрической цепи, давайте составим простейшую электрическую цепь. Источником электрического тока в этой цепи является батарейка (сухие гальванические элементы), которая посредство соединена с потребителем электрической энергии – лампочкой. В такой цепи лампочка будет гореть.

Но достаточно в каком-нибудь месте разорвать любой провод (разрезаем один провод ножницами, и лампочка погаснет. Почему? Потому, что в месте разрыва проводника есть воздух – изолятор (непроводник тока).

Отсюда еще один закон тока – электрический ток может возникнуть только в замкнутой цепи.

В месте разрыва включим (подсоединим разорванные концы провода) кнопку. Нажимая на нее, можно замыкать и размыкать электрическую цепь.

Далее обратим внимание на три основных характеристики электротока. Ведь любой предмет можно измерить – он будет иметь определенную длину, ширину, высоту.