Электрический ток

– от хромированной  решетки радиатора иномарки  до  посеребрённой  серёжки  в ухе  когда-либо  сталкивалось   с   раствором   или   расплавом   солей,   а следовательно, и  с электротоком в  жидкостях.  Электроток в растворе. Электролиты

Нам  известно,  что  заряд  в  проводниках (металлах) переносят отрицательно заряженные электроны.

Упорядоченное  движение  заряженных  частиц  называется  электрическим

током.

Но если мы соберем  прибор (с электродами из графита): [pic]

то убедимся, что стрелка амперметра отклоняется  – через  раствор  идет

ток! Какие же заряженные частицы есть в растворе?

Вещества, растворы которых проводят электрический  ток,  называются

электролитами.

Растворы сахара, спирта, глюкозы  и  некоторых  других  веществ  не

проводят электрический  ток. Вещества,  растворы  которых  не   проводят   электрический   ток, называются неэлектролитами.

Электролитическая диссоциация

13

Процесс  распада  электролита  на  ионы  называется  электролитической

диссоциацией.

Диссоциация молекул  электролитов происходит в следующей  последовательности:

а) ориентация молекул  воды вокруг полюсов молекулы электролита

б) гидратация молекулы электролита

в) её ионизация

г) распад  её на гидратированные ионы

По  отношению  к  степени  электролитической  диссоциации  электролиты

делятся на сильные  и слабые.

Сильные электролиты  – такие, которые  при  растворении  практически

полностью диссоциируют. У них значение степени диссоциации  стремится к единице.

Слабые электролиты  –  такие,  которые  при  растворении  почти  не

диссоциируют. Их степень диссоциации стремится  к нулю.

Из  этого  делаем  вывод,  что  переносчиками  электрического   заряда

(носителями  электрического  тока)  в  растворах   электролитов  являются  не

электроны, а  положительно и отрицательно заряженные гидратированные ионы

Температурная зависимость  сопротивления электролита

При повышении  температуры облегчается процесс  диссоциации,  повышается, и подвижность ионов и сопротивление электролита падает. 
 
 
 

14

5.5 Электрический ток в живых тканях

Важная роль электрических импульсов для  жизнедеятельности организмов предполагалась еще более 200 лет назад. Сейчас известно, что эти импульсы используются для  обеспечения управления работой  органов и передачи информации между ними в процессе жизнедеятельности. Роль кабелей для передачи сигналов в сложнейшем “биологическом компьютере” играют нервы, основу которых составляют узко специализированные клетки - нейроны. Основные функции этих клеток - прием, обработка и усиление электрических сигналов. Нейроны связываются друг с другом в “сеть” при помощи специальных удлиненных выростов - аксонов, выполняющих функции проводников. Исследования распространения электрических сигналов в аксонах выполнялись совместно биологами, химиками и физиками в 30-60 годах нашего века и явились одним из первых удачных примеров плодотворного сотрудничества представителей смежных естественных наук.

Как оказалось, свойства электрических импульсов, распространяющихся в аксонах существенно отличаются от привычных для электротехники: 1) скорость распространения импульсов по аксону оказывается на несколько порядков меньше характерных для металлических; 2) после прохождения электрического импульса существует “мертвое” время, в течение которого распространение следующего импульса невозможно. 3) существует пороговое значение напряжения (импульсы с амплитудой ниже пороговой не распространяются); 4) при медленном нарастании напряжения даже до превышающего порог значения импульс по аксону не передается (“аккомодация”). 

15

Перечисленные нехарактерные для традиционной электротехники особенности проводимости аксонов нашли объяснения в рамках весьма специфического электрохимического механизма, центральная роль в котором  принадлежит полу проницаемой для  ионов клеточной мембране, отделяющей содержащий аномально высокую концентрацию ионов K+ и низкую - Na+ внутренний объем клетки (и ее аксона) от окружающей среды, заполненной физиологическим раствором. В результате хаотического теплового движения частиц через границу между областями с различными концентрациями положительных ионов возникают диффузионные потоки (K+ - из клетки, Na+ - внутрь ее), скорости которых регулируются проницаемостью клеточной мембраны и электрической разностью потенциалов по обе стороны от нее. Изменения проницаемости мембраны для каждого из ионов приводит к изменению количества заряженных частиц, пересекающих границу и, следовательно, к изменению электрического потенциала аксона относительно внешней среды. Как показали опыты, проводимость участка мембраны изменяется в зависимости от приложенной к нему разности потенциалов. Т.о. подаваемый на участок аксона электрический импульс изменяет на небольшое время (зависящее от свойств аксона) проводимость мембраны, что ведет к перераспределению зарядов, усилению импульса и формированию его заднего фронта. При этом аксон одновременно играет роль проводника и “усиливающих подстанций - ретрансляторов”, что позволяет избежать затухания сигналов, передаваемых в организме на достаточно большие расстояния. 
 
 

16

6.Пример проявления тока

  Молния

Из всех явлений природы молния — одно из наиболее распространенных и зрелищных. Одним из первых электрическую природу  молний установил американский государственный деятель и ученый Б.Франклин. В 1752 он провел опыт с бумажным змеем, к шнуру которого был прикреплен металлический ключ, и получил от ключа искры во время грозы. С тех пор молнии и грозы продолжают интенсивно изучаться. Но, несмотря на обилие новых приборов, и методов исследования, микрофизические процессы, приводящие к зарядке грозовых облаков, остаются предметом споров.

В целом картина  формирования молний выгладит следующим  образом. Земная атмосфера представляет собой исключительно хороший диэлектрик, расположенный между двумя проводниками - поверхностью земли снизу и верхними слоями атмосферы, включая ионосферу, сверху . Эти слои являются пассивными компонентами глобальной электрической цепи. Между отрицательно заряженной поверхностью земли и положительно заряженной верхней атмосферой поддерживается постоянная разность потенциалов величиной около 300 000 В. В соответствии с идеей, впервые высказанной Вильсоном в 20-е годы, принято считать, что этот «ионосферный потенциал» является результатом заряда, получаемого от гроз, которые создают глобальную электрическую «батарею».

В силу ряда причин, вершина облака заряжается положительным  электричеством, а нижняя часть –  отрицательным. В модели осадков, разработанной  в 1929 Дж. Симпсоном, предполагается, что когда в верхней части облака в вихре пурги ледяные кристаллы сталкиваются друг с другом,

17

они разламываются  и электризуются. Более крупные  осколки заряжаются отрицательно, осаждаются в нижнюю часть облака и там  тают. Также когда

крупные дождевые капли у основания облака разбрызгиваются  порывами ветра, то большая часть  капли разряжается положительно, а сдуваемые с нее мельчайшие брызги – отрицательно. Мелкая водяная  пыль, заряженная положительно, также  относится потоками воздуха вверх, а более тяжёлые отрицательно заряженные капли падают вниз облака. Также существуют другие механизмы разделения заряда облаков, которые продолжают исследоваться и на которых мы здесь останавливаться не будем.

Итак, нижняя часть  облака, обращённая к земле, заряжена отрицательно, а верхняя часть - положительно. Космические лучи сталкиваются с молекулами воздуха и ионизируют их (в результате происходит разделение положительных и отрицательных зарядов). Положительные заряды двигаются вниз к отрицательно заряженной земле и скапливаются под облаком, а отрицательные заряды - притягиваются к верхней части облака, заряжая его отрицательно. При накоплении достаточного заряда происходит электрический пробой атмосферы - молния. Разряд молнии характеризуется чрезвычайно быстрым нарастанием тока до пикового значения, как правило, достигаемого за время от 1 до 80 мкс (миллионных долей секунды), и последующим падением тока обычно за 3–200 мкс после пикового значения.

Такова одна из моделей молний, которая активно  исследуется в последнее время. Сложность проблемы объясняется тем, что в формировании молнии и грозы задействованы сразу несколько явлений, характерные длины которых изменяются на 15 порядков величины. Это и разделение зарядов на молекулярном уровне, и вспышки молний, покрывающие расстояния в несколько километров, и конвекционные потоки воздуха, которые могут охватывать континенты

18

7.Заключение

В заключение необходимо отметить что задачи, поставленные мною, решены. То есть я рассмотрела  электрический ток во всех средах:

1.электрический  ток в металлах

2.Электрический  ток в вакууме

3.Электрический  ток в газах

4.Электричский  ток жидкостях

5.Электрический  ток в живых тканях.

Также я рассмотрела  молнию её строение и происхождение.

Говорить о  той роли, которую играет электричество в наши дни, просто нет смысла – перефразируя известную поговорку « без электричества и ни туда и ни сюда»

Мне понравилась  эта тема тем, что она играет важную роль в наши дни. Неизвестно что бы было с жизнью человека без электричества.