§ 24. Действия электрического тока

Вы уже знаете, что электрическим током называют процесс направленного движения частиц, имеющих электрический заряд. Но как узнать, течет ли в проводнике ток? Ведь увидеть, например, как в металлическом стержне движутся свободные электроны, невозможно. Известно, что о наличии электрического тока мы узнаём благодаря его действиям. Именно о разных действиях тока пойдет речь в этом параграфе.

Узнаём о тепловом и световом действиях электрического тока

Тепловое действие электрического токапроявляется в нагревании проводника, в котором течет ток. Когда вы гладите утюгом, припаиваете деталь электрическим паяльником, готовите на электрической плите или пользуетесь электрочайником, обогреваете комнату электрическим обогревателем, то используете бытовые устройства, функционирование которых основано на тепловом действии тока (рис. 24.1).

Тепловое действие тока широко используют также в промышленности (сварка, резка, плавка металлов) и сельском хозяйстве (обогрев теплиц и инкубаторов, сушка зерна, сенажа).

Проявления теплового действия электрического тока можно наблюдать и в природе: энергия, выделяющаяся во время молнии, может вызвать лесной пожар (рис. 24.2).

Пожар из-за удара молнии является примером, когда тепловое действие тока наносит вред. Приведите другие примеры вредного теплового действия тока.

Если в цепь включить лампу накаливания, ее нить нагреется и начнет излучать свет. В лампе накаливания одновременно с тепловым действием мы наблюдаем световое действие электрического тока. Кстати, в лампе

накаливания в свет преобразуется лишь 5 % электрической энергии (рис. 24.3, а). В последнее время широко используют энергосберегающие лампы — в них в свет преобразуется до 50 % электрической энергии (рис. 24.3, б, в).

Приведите примеры светового действия тока в природе.

Наблюдаем химическое действие электрического тока

Когда через растворы солей, кислот, щелочей проходит ток, на электродах, погруженных в раствор, происходят химические реакции. В таком случае мы имеем дело с химическим действием электрического тока.

Так, если в сосуд с водным раствором купрум (II) сульфата (CuSO₄) опустить два угольных электрода и пропустить через раствор электрический ток (рис. 24.4, а), то через некоторое время один из электродов покроется тонким слоем чистой меди (рис. 24.4, б).

В конце раздела II вы ознакомитесь с разными случаями химического разложения веществ в результате действия электрического тока, а также узнаете о применении этого явления.

Следует отметить, что химическое действие тока проявляется не всегда. Пропустив ток, например, через металлы, мы не обнаружим никаких химических изменений.

Знакомимся с магнитным действием электрического тока

Проводник, в котором течет электрический ток, приобретает магнитные свойства. Убедиться в этом можно с помощью обычного железного гвоздя. Намотаем на гвоздь изолированный провод и пропустим по проводу ток. Гвоздь начнет притягивать к себе железные предметы, то есть проявит магнитные свойства (рис. 24.5).

Работа различных электродвигателей, электроизмерительных приборов возможна только благодаря магнитному действию электрического тока (рис. 24.6).

Подробнее о магнитном действии тока вы узнаете в 9 классе, изучая магнитные явления.

Рассматривая разные действия электрического тока, следует обратить внимание на то, что чаще всего несколько действий проявляются одновременно. Например, во время опыта, демонстрирующего химическое действие тока (см. рис. 24.4), температура раствора купрум (II) сульфата увеличивается, а если возле сосуда поместить магнитную стрелку, она отклонится.

Узнаём о действии электрического тока на организмы

Электрический ток оказывает тепловое, химическое, магнитное действия на организмы, в том числе на человека. Наверное, некоторые из вас посещали в поликлинике кабинет физиотерапии. Многие приборы в этом кабинете предназначены для электролечения: тепловое действие электрического тока используют для прогревания частей тела, химическое и магнитное — для стимулирования деятельности органов, улучшения обмена веществ и т. д.

Следует, однако, помнить, что далеко не всегда электрический ток оказывает на организм человека целебное действие. Ток может вызвать ожог, судороги и даже стать причиной смерти. Поэтому прежде чем пользоваться любым электрическим прибором или устройством, нужно внимательно изучить инструкцию к нему и строго ее соблюдать.

Подводим итоги

Электрический ток оказывает тепловое действие (нагревание проводника), магнитное действие (отклонение магнитной стрелки, намагничивание железа), может оказывать химическое действие (химическое разложение веществ) и световое действие (свечение лампы). Очень часто разные действия электрического тока проявляются одновременно.

Электрический ток оказывает тепловое, химическое и магнитное действия на организмы, в том числе на человека.

Контрольные вопросы    —

1. Как узнать, есть ли в проводнике ток? 2. Перечислите действия электрического тока. 3. Докажите, что электрический ток оказывает тепловое действие; может оказывать световое действие. 4. Опишите опыт, подтверждающий, что электрический ток оказывает химическое действие. 5. Всегда ли проявляется химическое действие тока? 6. Что нужно сделать, чтобы намагнитить железный гвоздь? 7. Приведите примеры, подтверждающие, что электрический ток воздействует на организм человека. Как это воздействие проявляется? Где его используют?

Упражнение № 24

1.    Приведите не упомянутые в § 24 примеры бытовых технических устройств, работа которых основана на тепловом действии тока.

2.    Почему использование электрических приборов и устройств требует особой осторожности?

3.    Почему вспышка молнии сопровождается громом?

4.    Некоторые рыбы, например электрический скат и электрический угорь, используют действие электрического тока для защиты, охоты, ориентации в пространстве. Воспользуйтесь дополнительными источниками информации и узнайте о таких рыбах больше.

5.    Электрообогреватель, работающий в комнате, выделяет в течение суток 81 МДж теплоты. Сколько дров нужно сжечь в камине, чтобы передать комнате такое же количество теплоты? КПД камина 45 %.