Якими явищами супроводжується електричний струм?

Наявність струму в електроланцюзі завжди проявляється будь-якою дією. Наприклад, робота при конкретної навантаженні або якесь супутнє явище. Отже, саме дію електроструму говорить про його присутності як такому в тій чи іншій електроланцюзі. Тобто, якщо працює навантаження, то струм має місце бути.

Відомо, що електричний струм викликає різного роду дії. Наприклад, до таких належать теплові, хімічні, магнітні, механічні або світлові. При цьому різні дії електричного струму здатні виявляти себе одночасно. Більш докладно про всіх проявах ми розповімо Вам в даному матеріалі.

Теплове явище

Відомо, що температура провідника підвищується при проходженні через нього струму. В якості таких провідників виступають різні метали або їх розплави, напівметали або напівпровідники, а також електроліти та плазма. Наприклад, при пропущенні через дріт з ніхрому електричного струму відбувається її сильне нагрівання. Дане явище використовують в приладах нагріву, а саме: в електричних чайниках, кип’ятильниках, обігрівачі та т.п. Електродугове зварювання відрізняється найбільшою температурою, а саме нагрів електродуги може досягати до 7 000 градусів за Цельсієм. При такій температурі досягається легке розплавлення металу.

Кількість виділеної теплоти безпосередньо залежить від того, яка напруга було докладено до даної ділянки, а також від електроструму і часу його проходження по ланцюга.

Для розрахунку обсягів виділеної теплоти використовується або напруга, або сила струму. При цьому необхідно знання показника опору в електричного кола, оскільки саме воно провокує нагрів через обмеження струму. Також кількість тепла можна визначити за допомогою струму і напруги.

Хімічне явище

Хімічна дія електроструму полягає в електролізі іонів в електроліті. Анод при електролізі приєднує до себе аніони, катод – катіони.

Іншими словами, під час електролізу на електродах джерела струму відбувається виділення певних речовин.

Наведемо приклад: в кислотний, лужний або ж сольовий розчин опускаються два електроди. Після пропускається по електроланцюзі струм, що провокує створення позитивного заряду на одному з електродів, на іншому – негативного. Іони, які знаходяться в розчині, відкладаються на електроді з іншим зарядом.

Хімічна дія електроструму застосовується в промисловості. Так, використовуючи дане явище, здійснюють розкладання води на кисень і водень. Крім того, за допомогою електролізу отримують метали в їх чистому вигляді, а також здійснюють гальванічне покриття поверхні.

Магнітне явище

Електричний струм в провіднику будь-якого агрегатного стану створює магнітне поле. Іншими словами, провідник при електричному струмі наділяється магнітними властивостями.

Таким чином, якщо до провідника, в якому протікає електрострум, наблизити магнітну стрілку компаса, то та почне повертатися і займе до провідника перпендикулярне положення. Якщо ж на сердечник з заліза намотати даний провідник і пропустити крізь нього постійний струм, то даний сердечник прийме властивості електромагніту.

Природа магнітного поля завжди полягає в наявності електричного струму. Пояснимо: рухомі заряди (заряджені частинки) утворюють магнітне поле. При цьому струми протилежного напрямку відштовхуються, а однакового спрямування – притягуються. Дане взаємодія обгрунтовано магнітним і механічним взаємодією магнітних полів електрострумів. Виходить, що магнітне взаємодія струмів першочергово.

Магнітна дія застосовується в трансформаторах і електромагнітах.

Світлове явище

Найпростіший приклад світлового дії – лампа розжарювання. В даному джерелі світла спіраль досягає потрібної температурної величини за допомогою проходить крізь неї струму до стану сказу. Тим самим і випромінюється світло. У традиційній лампочці розжарювання всього лише п’ять відсотків всієї електроенергії витрачається на світло, інша ж левова частка перетворюється в тепло.

Більш сучасні аналоги, наприклад, люмінесцентні лампи найбільш ефективно перетворять електроенергію в світло. Тобто, близько двадцяти відсотків всієї енергії лежить в основі світу. Люмінофор приймає УФ-випромінювання, що йде від розряду, що виникає в ртутних парах або в інертних газах.

Найефективніша реалізація світлового дії струму відбувається в світлодіодних джерелах світла. Електричний струм, проходячи через pn-перехід, провокує рекомбінацію носіїв заряду з випромінюванням фотонів. Кращими led випромінювачами світла є прямозоні напівпровідники. Змінюючи склад даних напівпровідників, можливе створення світлодіодів для різних світлових хвиль (різної довжини і діапазону). Коефіцієнт корисної дії світлодіода досягає 50 відсотків.

Механічне явище

Нагадаємо, що навколо провідника з електричним струмом виникає магнітне поле. Всі магнітні дії перетворюються в рух. Прикладом служать електричні двигуни, магнітні підйомні установки, реле і ін.

У 1820 році Андре Марі Ампер вивів відомий всім «Закон Ампера», який якраз описує механічна дія одного електроструму на інший.

Даний закон говорить, що паралельні провідники з електричним струмом однакового спрямування відчувають тяжіння один одному, а протилежного напрямку, навпаки, відштовхування.

Також закон ампера визначає величину сили, з якою магнітне поле впливає на невеликий відрізок провідника з електричним струмом. Саме дана сила лежить в основі функціонування електричного двигуна.

Посилання на основну публікацію