Электрический ток/сопротивление

Низкое сопротивление

Высокое сопротивление

Чем больше диаметр, тем меньше

сопротивление

Очень большое

сопротивление

Отсутствие

проводимости

Чем меньше длина, тем меньше

сопротивление

Вода в трубе

Электроны в

проводнике

Небольшое

количество

воды

Низкий ток

 

                     Много воды                 Высокий ток

Если снова проводить аналогию с гидравликой, то станет ясно, что скорость движения воды зависит не только от разницы уровней в резервуарах, но и от длины и диаметра соединяющего трубопровода. Точно так же поток электронов в проводнике большего диаметра будет больше. Чем короче проводник между положительным и отрицательным полюсами, тем большее количество электронов протечет по нему. Движение электронов по проводнику называют током, а процесс, препятствующий току — сопротивлением. Сопротивление зависит не только от размеров проводника, но и от материала, из которого он изготовлен, и его температуры.

Производство электричества

Индукция

Химическая реакция

Электростатический заряд

Термоэлектричество

Фотогальваника

 

                                                                           Пьезоэлектричество

Имеющиеся знания о природе и движении электрического тока позволяют разобраться в методах его получения. Получить разницу потенциалов можно с помощью магнитной индукции, химической реакции, нагрева, освещения, давления или трения. Не для всякого материала можно использовать все эти методы. Например, для генерирования напряжения давлением необходим пьезоэлемент. А производство электричества с помощью химических реакций невозможно без гальванического элемента.

Гальванический элемент

Разные

материалы

Общее напряжение

Электролит

активный

пассивный

Диаграмма электрохимических потенциалов

Стандартный гальванический элемент

 

Контактная разность потенциалов между проводниками возникает при соприкосновении разнородных металлов. Напряжение в зоне контакта тем больше, чем дальше металлы отстают друг от друга в ряду электрохимических потенциалов. Здесь приведены значения этих потенциалов. Следует обратить внимание на то, что ток в зоне контакта возникает в результате осаждения одного контактирующего металла на поверхности другого. Аналогичный ток появляется между двумя проводниками из разнородных металлов, помещенных в электролит. Электролиты представляют собой химические вещества (соли и кислоты), растворы или расплавы которых проводят электрический ток. Электролитическая проводимость сопровождается переходом ионов металла в раствор с поверхности электродов. Такой переход называется электролизом, а сами электроды именуются анодом (положительный полюс) и катодом (отрицательный полюс). При растворении металла электродов образуются ионы, способные свободно перемещаться. При замыкании цепи катионы начинают двигаться к катоду, а анионы к аноду. В результате происходит процесс восстановления ионов металла на электродах.

Если два разнородных металла поместить в электролит, получим так называемый гальванический элемент. Между двумя электродами появится постоянное напряжение. На этом построен принцип работы всех батареек. Батарейки превращают химическую энергию в электрическую. Они представляют собой два разнородных материала, помещенных в один или два электролита, разделенных перегородкой. Напряжение батарейки зависит от того, из каких металлов выполнены электроды. Стартерная батарея автомобиля также является гальваническим элементом.