Меню

Почему ток течет когда цепь замкнута

Вопрос знатокам электроники

Допустим, мы подключаем проводник с лампочкой только к отрицательному выводу батареи. Электрическое поле должно отталкивать электроны проводника, создавая тем самым ток и заставляя лампочку гореть. Однако, этого, конечно, не происходит. Почему? Почему ток течёт только в замкнутой цепи, хотя отрицательный заряд батареи может совершать работу? Что же происходит, когда встречаются разноименные электрические поля?

Дубликаты не найдены

Я лью воду в полный стакан, а воды в нем не прибавляется. Почему?

В проводнике нет положительных ионов. Там просто электроны свободно гуляют между атомами, но суммарный заряд равен нулю. В батарейке есть небольшой отрицательный заряд. Электроны пойдут по проводнику, но заряд быстро уравновесится и дальше току некуда будет течь

Если там нет ионов, значит без электронов суммарный заряд равен 0. Если добавляются свободно гуляющие электроны, то заряд будет отрицательным. Как вы получили суммарный нулевой заряд?

Там просто электроны-шлюхи, гуляют где с кем хотят. Но суммарный заряд куска металла равен нулю. Затем в них загоняют немного электронов и он становится отрицательным и когда они выравниваются с батарейкой ток течь перестает

не надо использовать термины, в которых не разбираетесь. выглядит глупо.

если упрощенно, при подключении будет идти ток, но очень недолго и очень слабый. пока не выровняются потенциалы соединенных частей. потом опять никакого тока.

«К проводникам относятся все металлы. У них внешние электроны связаны с ядром очень слабо и почти каждый атом превратился в положительный ион, выпустил в межатомное пространство один или даже несколько электронов. В металлах так много свободных электронов, что по отношению к ним применяют выражение ‘электронный газ’ или ‘электронная пыль’. «
Сворень Р.А. Электроника для начинающих.
В чем глупость?

в приведенной цитате все очень упрощенно расписано, как для маленьких. поэтому, когда то же самое пишет какой-то чувак из интернета, кажется что он дурак. а когда приведена цитата с источником — ну да, понятно почему так =))))

давай я попробую объяснить (опять же с упрощениями, все цифры условны)

есть атом какого-то металла (заряд ядра +10 электронов -10, суммарный заряд 0)

выстроим 100 таких атомов в цепочку, как бусы — вот у нас условно получился очень тонкий металлический провод. суммарный заряд провода = 0.

электроны могут перемещаться по этому проводу только перепрыгивая со своего атома на соседний. они не могут остаться где-то посередине.

сами по себе они никуда двигаться не будут, только если на них подействует внешняя сила. (вообще-то будут, но хаотично, в разных направлениях и не далеко, т.е. можно считать что никто никуда не движется)

когда на концы этого провода подается (+) и (-) возникает как раз такая сила. она заставляет электроны перепрыгивать с атома на атом в ту сторону где (+). т.е. образуется !упорядоченное! движение заряженных частиц — электрический ток.

это движение будет происходить до тех пор, пока потенциал (+) и (-) не выровняется (когда они выровняются пропадет сила, двигающая электроны)

теперь твой пример.

у тебя есть нейтральный кусок провода (100 нейтральных атомов), и заряженый кусок провода (100 атомов, у каждого из которых 2 лишних электрона, заряд атома -2, суммарный заряд -200).

ты их соединил. с одной стороны у тебя потенциал 0 (+), с другой -200 (-). возникает сила, которая начинает двигать электроны в сторону (+), т.е. нейтарльного куска.

в результате этого движения, все лишние электроны распределятся равномерно по всему проводу (200 атомов, у каждого 1 лишний электрон).

но теперь у тебя с одной стороны провода потенциал -100 и с другой -100. нету разности потенциалов — нету внешней силы, электроны больше никуда не двигаются. лампочка не горит.

что же происходит когда мы подключаем провод в розетку? все то же самое, с той лишь разницей, что из (-) электроны могут бесконечно приходить, а в (+) бесконечно уходить. и при этом потенциал (+) и (-) все равно никогда не выровняется, т.е. ток будет идти до тех пор, пока мы не разорвем цепь.

Читайте также:  Холодильник постоянный или переменный ток

Источник

Почему для течения тока сеть должна быть замкнутой?

Всем привет. Никогда не понимал причину этого явления. Напряжение — это разность потенциалов. Ток течёт от большего к меньшего (аналогия — давление и вода. Вода течёт от точки с большим давлением к точке с меньшим) . Однако в случае с током сеть должна быть замкнутой. Почему?
Ну в общем в голове 2 связанных между собой вопроса одной тематики.

1. Будет ли гореть лампочка, если один контакт присоединить к фазе, а второй просто заземлить (ведь 0 — это по сути провод с нулевым потенциалом, как и земля)

2. Почему ток не может течь от плюса одной батарейки к минусу другой? Ведь по сути разность потенциалов есть.. . а тока нету 🙂

а куда электронам-от деваться?? ? Ну потекут они от минуса батарейки к плюсу, протекут чуть-чуть, на проводе возникнет избыток электронов, их заряд уравновесит напряжение — и больше ничего никуда не потечет.

все равно, как поставить турбинку внутри заваренной наглухо трубы. Ну создаст она избиотк давления с одной стороны — и все, тока не будет

Сеть должна быть замкнутой и в случае с водой! Что значит от большего к меньшему? Если у вас вода течет от большего к меньшему, то большее давление будет убывать, а меньшее расти! давление выровняется и течение воды прекратится! Чтобы вода текла постоянно, требуется чтобы насос непрерывно создавал необходимую разность давлений, а вода должна поставляться (насосом) в точку с большим давлением и отводиться от точки с меньшим давлением! Как раз это и обеспечивается замкнутой цепью. С электричеством все точно так же.

1) Будет, так как цепь замкнута.
2) Разность потенциалов отсутсвует, ничего течь не будет.

Нагородили здесь много разной чуши., аж диву даёшся. Не надо нелепых аналогий с водой, с песком или ещё с чем либо смешным.
Классическая замкнутая цепь состоит : — из источника питания, двух соеденительных проводов, и нагрузки, (в данном случае -лампочка) . Это надо запомнить.

Источник



Замкнутая и разомкнутая электрическая цепь

К основным элементам электрических цепей относятся:

  • источники питания;
  • провода;
  • потребители (приемники);
  • защитные и коммутационные устройства.

Элементы электрических цепей бывают активными либо пассивными. Пассивными элементами являются провода, потребители и конденсаторы. Активными считаются двигатели, аккумуляторы, которые заряжаются, и источники питания.

Электрическая цепь может находиться в замкнутом или разомкнутом положении.

Электрическая цепь в замкнутом положении

Наиболее простой замкнутой цепью считается соединение проводниками источника питания с приемником. Проводники всегда должны изолироваться.

Для того, чтобы обеспечить стабильную и безопасную работу электроцепи, в нее включают вспомогательные элементы. К ним относятся приборы измерения напряжения и тока, разнообразные включатели и переключатели, а также прочие устройства.

Замкнутая электрическая цепь делится на две составляющие: внутреннюю и внешнюю.

Закон Ома для замкнутой цепи

Закон Ома для замкнутой цепи показывает зависимость силы тока от электродвижущей силы, сопротивления источника питания и сопротивлений нагрузки.

Сложно разобраться самому?

Попробуй обратиться за помощью к преподавателям

Значение силы тока равняется отношению ЭДС источника к суммарному значению внешнего и внутреннего сопротивления цепи. Данную зависимость опытным путем вывел ученый Георг Ом в начале XIX века и описал ее следующим математическим выражением:

где \(I\) – сила тока;

\(ε\) – ЭДС источника питания;

\(R\) – внешнее сопротивление цепи;

\(r\) – внутренне сопротивление источника.

Чтобы рассчитать силу тока на отдельно взятом сопротивлении, используют следующее выражение:

После проведения преобразований, ЭДС источника питания замкнутой цепи с несколькими внешними сопротивлениями (потребителями) будет выглядеть так:

Читайте также:  Лампа люминесцентная номинальный рабочий ток

Физическое понимание закона Ома для замкнутой цепи

Замкнутая цепь может быть образована потребителями только в сочетании с источником питания. Ток, который протекает через потребителя, возвращается к источнику. Именно поэтому на силу тока влияет как сопротивление потребителя, так и сопротивление самого источника. Соответствующим образом общее сопротивление любой замкнутой цепи равняется сумме сопротивления потребителя и сопротивления источника.

Физический смысл зависимости силы тока от ЭДС и сопротивлений состоит в том, что с увеличением ЭДС растет энергия носителей зарядов. Это значит, что скорость их упорядоченного движения увеличивается. Однако, если при этом увеличивается сопротивление цепи, их движение замедляется, и соответственно, уменьшается сила тока.

Электроток течет по замкнутой цепи, обязательным условием его бесперебойного движения есть надежные соединения всех элементов.

Не нашли что искали?

Просто напиши и мы поможем

Источниками питания в различных цепях могут быть аккумуляторы, генераторы и гальванические элементы.

Также существуют различные потребители, в основном это осветительные приборы и двигатели различных устройств.

Для надежного соединения используют металлические провода разнообразных размеров и с различными свойствами. Зачастую проводники изолирую между собой.

Для того, чтобы ток начал перемещаться по цепи, должны быть соединены две ее точки, причем в одной из этих точек должен быть избыток носителей заряда. Таким образом, создается разность потенциалов между ними. Главным устройством, создающим такую разность, есть источник питания.

Потребители в электроцепи считаются нагрузками. Нагрузки создают сопротивление течению тока.

Электроток применяют для создания искусственного освещения. Простые электролампочки есть наглядным примером простой замкнутой цепи.

Электрическая цепь в разомкнутом положении

Если заряды не протекают по цепи, то на ее концах есть напряжение. В таком положении цепь, как бы, находится в процессе ожидания соединения данных концов для течения тока. Такая цепь считается разомкнутой.

Для подключения и отключения электролампочек необходим разрыв электроцепи. Для удобного использования были придуманы различные рубильники и выключатели. Их функцией является управление потоком электрических зарядов.

Рубильники есть наглядным примером принципа работы переключателей или выключателей. Однако для их применения в мощных электрических цепях требуется обустройство безопасной эксплуатации. Некоторые части рубильников бывают открытыми, поэтому есть опасность их воспламенения при попадании горючих материалов. На сегодняшний день есть выключатели, защищенные изолирующим корпусом.

Источник

Почему ток течет когда цепь замкнута

Электрической цепью называют совокупность различных устройств, которые соединены конкретным способом. Устройства должны обеспечивать путь для протекания электрического тока. Существуют различные элементы цепей, служащие для множества целей. Для описания цепей используют специальные электрические схемы.

В состав любой электрической цепи входят различные элементы:

  • Источник тока. Им, например, может быть катушка индуктивности, по которой какое-то время шёл ток внешнего источника.
  • Проводники;
  • Нагрузка (в случае, когда она постоянна, вольтамперная характеристическая кривая представляет собой прямую линию, а такая нагрузка зовётся линейной;
  • Устройства защиты;
  • Устройства коммутации.

Готовые работы на аналогичную тему

Различают два вида элементов цепей: пассивные и активные. Пассивные представляют собой соединительные элементы и приборы-потребители электроэнергии, также к пассивным элементам относятся конденсаторы. Активные элементы — это электродвигатели, заряжающиеся аккумуляторы и различные источники ЭДС.

Основными видами электрической цепи являются:

  • замкнутая цепь;
  • разомкнутая цепь.

Замкнутая электрическая цепь

Замкнутая электрическая цепь представляет собой наиболее простой вариант соединения. Она состоит из источника электроэнергии, потребителя энергии и соединительных элементов в виде обычных проводов. Провода в цепи обязательно должны иметь соответствующую изоляцию.

Для обеспечения стабильной и безопасной работы электрической цепи ее снабжают дополнительными элементами. Обычно это различные электроизмерительные приборы, с помощью которых можно узнать величину токов и напряжения в системе, а также оборудование, предназначенное для замыкания и размыкания цепи.

Все замкнутые электрические цепи делят на две основные части:

  • внешний участок цепи;
  • внутренний участок цепи.
Читайте также:  Первая атомная электростанция которая дала ток

Внутренний участок цепи – непосредственно источник электроэнергии у потребителя.

Внешний участок цепи – система, которая состоит из одного или многих потребителей электроэнергии, а также соединительных проводов и приборов. Все они должны иметь отношение к функционированию замкнутой электрической цепи.

Закон Ома для замкнутой цепи

Закон Ома для замкнутой цепи показывает определенное значение тока. Оно зависит от сопротивления источника, а также от сопротивления нагрузки.

Величина тока в замкнутой цепи, которая состоит из источника цепи, будет равняться отношению электродвижущей силы источника к сумме внешнего и внутреннего сопротивлений. При этом источник тока должен обладать внешним и внутренним нагрузочным сопротивлением.

Такая зависимость была установлена экспериментальным путем в начале 19 века известным ученым Георгом Омом. Он смог описать результаты собственных опытов на математическом уровне.

Закон Ома для замкнутой цепи можно записать следующим образом:

  • $\varepsilon$ — электродвижущая сила источника напряжения;
  • $R$ — сопротивление всех внешних элементов цепи, например, проводников;
  • $r$ — внутреннее сопротивление источника напряжения;
  • $I$ – сила тока в цепи.

Расчет для определенного сопротивления:

$\varepsilon =I_1 R_1+I_1 r$

$\varepsilon=I_2 R_2+I_2 r$

После подстановки полученных значений, формула приобретает такой вид:

Физический смысл закона Ома для замкнутой цепи

Замкнутую электрическую цепь образуют потребители энергии только в совокупности с источником тока. Проходящий через потребителя ток течет обратно на его источник. Поэтому току достается сопротивление проводника и источника. Из этого складывается общее сопротивление замкнутой цепи, предполагающее наличие двух основных компонентов: сопротивления источника и сопротивления потребителя.

Зависимость тока от электродвижущей силы источника и сопротивления цепи состоит в следующем: при увеличении электродвижущей силы увеличивается энергия носителей зарядов. Это означает, что становится больше скорость движения зарядов в упорядоченном виде. Если увеличивать размер сопротивления цепи, то величина тока будет уменьшаться.

Электрический ток проходит непосредственно по замкнутой цепи. Необходимым условием присутствия электрического тока в цепи является надежное соединение проводниками источника электрической энергии с ее потребителями.

Источники электроэнергии для различной аппаратуры: генераторы, аккумуляторы, гальванические элементы.

В различных устройствах могут быть определенные потребители электрической энергии. Чаще всего их представляют в виде ламп или электродвигателей.

Для соединения источников и потребителей в единую цепь применяют проводники из металлических материалов. Они могут быть различной формы, длины, толщины, обладать определенными техническими характеристиками. Часто применяются проводники, которые изолированы друг от друга.

Для возникновения тока нужно соединить две точки. Одна из точек должна иметь избыток электронов по отношению ко второй точке. Специалисты называют это действие созданием разности потенциалов между точками. Источник тока служит основным элементом для создания разности потенциалов в электрической цепи.

Любой потребитель электрической энергии может являться нагрузкой в цепи. Нагрузка создает сопротивление электрическому току.

Электрический ток активно используют при создании искусственного освещения. Электрические простые лампы служат примером замкнутой цепи.

Разомкнутая электрическая цепь

При отсутствии потока электронов необходимое напряжение источника цепи проявляется на концах точек. В этом случае происходит процесс ожидания момента соединения концов точек, чтобы возобновился поток электронов. Подобную цепь принято называть разомкнутой.

При связывании концов проводов, где существует разрыв, непрерывность всей цепи восстановится. Это основная разница между замкнутой и разомкнутой цепью.

При включении и выключении электрического освещения (лампы) требуется постоянно осуществлять похожие процессы. Для удобства были созданы специальные устройства. Их называют выключателями или рубильниками. Они в автоматическом режиме по сигналу управляют потоками электронов в цепи, контролируя начало и завершение работы электрооборудования.

Рубильники практически идеально подходят для демонстрации принципов работы выключателей и переключателей. Однако при использовании их в больших электрических цепях существует немало проблем, связанных с безопасной эксплуатацией. Так как некоторые части рубильников открыты, то существует вероятность воспламенения горючих материалов. В современных выключателях применяются подвижные и неподвижные контакты, которые защищены изоляционным корпусом.

Источник