Что такое электрический ток?... Опции

[Гость_Гость_kkk_*_*]

Эл.ток из школьного учебника - это направленное движение заряженных частиц!? Заряженные частицы, в зависимости от среды бывают: электроны, ионы, дырки, атомы, нейтроны, протоны - больше не знаю, есть ещё какие? Далее, возмем метал, там электроны - электрон движется со скоростью несколько миллиметров в секунду и то на своей орбите!!! А эл.ток почти со скоростью света? Поэтому резонный вопрос - что-же такое "направленное движение заряженных частиц" по проводнику?

[Dmitry_G]

Это туфта для школьников.Реально все объяснятся в квантовой механике, энергетическим состоянием электронов в атом. кристаллов-все не так просто. Чтобы что-то понять или хотя бы представить нужно закончить 3-4 курса института.

Сообщение отредактировал Dmitry_G - 31.3.2009, 11:29

[DoctorGauss]

Заряженные частицы, в зависимости от среды бывают: электроны, ионы, дырки, атомы, нейтроны, протоны - больше не знаю, есть ещё какие?

Нейтроны не имеют заряда. И "дырки" - это отсутствие электрона в узле кристаллической решетки проводника.

Далее, возмем метал

Что же вы так сужаете, только металл берете?

...там электроны - электрон движется со скоростью несколько миллиметров в секунду и то на своей орбите!!!...

Да, это так называемая "орбитальная" (извиняюсь, "планетарная") модель атома: ядро=протон+нейтрон, а вокруг летают электроны.
Есть другие модели атомов, но это уже все-таки квантовая механика. Может быть обойдемся простыми понятиями, не залезая в квантовые дебри?

...А эл.ток почти со скоростью света?

Не понимаю, где у Вас возникает противоречие. Нигде не сказано, что заряженная частица должна двигаться со скоростью, соизмеримой со скоростью света. Она и не двигается в том смысле, которое Вы подразумеваете в вопросе (сейчас электрон под нумером 123 находится в России, а через мгновение уже в США). Здесь все немного сложнее и проще, смотря какие вещи вы хотите объяснить и какую используете "лабораторную модель заряженной частицы". По-моему, для начала стоит себе уяснить, что ток появляется под действием разности потенциалов. По аналогии можно использовать представления о перемещении воды в водопроводном кране. Если есть напор (аналог разности потенциалов), то вода потечет сразу, как только Вы откроете кран, но та вода (те молекулы воды), которая находится на водозаборе, дойдет до Вас через некоторое время. Хотя водой Вы пользуетесь сразу же, как только откроете кран. Тоже самое и с электрическим током. Есть электроны, которые ближе к Вам, а есть, которые дальше. Но ток возникает мгновенно.
Вот только нет такого понятия "скорость электрического тока". Есть понятие скорости заряженной частицы в среде. Если рассуждать, что раз есть заряженная частица и она обладает конечной скоростью, а ток - это поток заряженных частиц, то видимо, ток должен обладать какой-то скоростью. Вот только нигде в литературе я это утверждение не встречал.

Поэтому резонный вопрос - что-же такое "направленное движение заряженных частиц" по проводнику?

Это ток.

Сообщение отредактировал DoctorGauss - 31.3.2009, 15:04

[Viktor2004]

Эл.ток из школьного учебника - это направленное движение заряженных частиц!? Заряженные частицы, в зависимости от среды бывают: электроны, ионы, дырки, атомы, нейтроны, протоны - больше не знаю, есть ещё какие? Далее, возмем метал, там электроны - электрон движется со скоростью несколько миллиметров в секунду и то на своей орбите!!! А эл.ток почти со скоростью света? Поэтому резонный вопрос - что-же такое "направленное движение заряженных частиц" по проводнику?

Ток создают не те электроны, которые крутятся по своим орбитам, а валентные электроны, которые находятся на самой верхней орбите, менее всего притягиваются к атомному ядру и в металлах настолько слабо, что от своего родного ядра отрываются и начинают свободно гулять по кристаллической решетке металла. Куда электрическое поле приложить, в ту сторону они и поплывут. Получается ток.
По поводу скорости. Действительно сам электрон двигается с маленькой скоростью. Представьте себе узкий желоб в котором плотно насыпаны шарики. Вы начали с одного конца медленно двигать шарики, а через все шарики передалось взаимодействие и они двигаются все сразу, толкая один другого. Так вот желоб это проводник, шарики - электроны, рука которая двигает - электрическое поле. Взаимодействие электронов передается со скоростью света, но это не значит что лампочка загорится именно от того электрона, который только что вышел из контакта батарейки.
Я понятно рассказал?

[Инк]

Я аж школу вспомнил DoctorGauss разжевал и в рот положил.
Помню как-то объяснял эту теорию другу, у которого стаж работы электриком несколько лет, так он аж прозрел

[Гость_Гость_kkk_*_*]

Это я создал эту тему... Вот что пишут в квантовой модели эл.тока: "Электрический ток – это квантовый процесс передачи электрической энергии от источника тока к потребителю тока, связанный с образованием собственного магнитного поля проводника." - разве можно назвать это объяснением природы эл.тока? Кстати фотон тоже не имеет заряда. Так же в инете можно много найти информации, о том что квантовая теория также не в состоянии объяснить что такое эл.ток! По поводу "поиска" тока в проводниках - все сейчас говорят о нанотехнологиях. Прочитал в инете, что из себя представляет процесс этих самых нанотех. Оказалось что в 1982г два янка изобрери "микроскоп", который представляет собой очень острый металлический штырь, конец которого заточен так, что там фактически расположен всего - ОДИН атом. В свою очередь атом настолько мал, что представляет собой всего-лишь 1/10 часть нано! Тем не менее ученые очень рады что с помощью этого микроскопа могут смотреть за атомами - позиционируя этот прибор над поверхностью металла и пропуская через него слабый эл.ток. Т.е. могут на таком уровне видеть так сказать "во очию" что там происходит (говорят что видят даже кристалическую решетку атома) - но вот сам эл.ток что-то так и не увидели. Тут один из опонентов привел пример о водопроводе с водой - знаете мне кажется он абсолютно не коректен - подумайте сами ВОДУ мы видим, ощущаем, знаем что она имеет различные состояния - а ЭЛ.ТОК?

[Viktor2004]

Элементарные частицы обладают по крайней мере тремя обязательными свойствами:
-масса
-заряд
-спин

Так вот любое перемещение заряда вызовет эл.ток. Это не обязательно движение электронов. В растворе поваренной соли носители заряда - ионы. И уж их-то при протекании тока точно можно видеть в микроскоп. А что такое сам заряд, что такое сама масса на элементарном уровне еще не знает никто, зато хорошо известны их свойства, которыми мы пользуемся.

Сообщение отредактировал Viktor2004 - 1.4.2009, 7:54

[DoctorGauss]

...Тут один из опонентов...

Да какой-же я оппонент? Я, скорее, добровольный помощник, который тоже хочет знать истину (которая, как известно, в идеале недостижима).
По поводу определения понятия "ток" могу сказать только одно. Для практического применения знаний в области электротехники хватит того определения тока, который в учебнике. Что такое ток на самом деле, Вы (и я, и все люди, которые сейчас живут или будут когда либо жить) никогда не узнаете. Процесс познания бесконечен (уже спорное заявление, об истинности которого можно спорить до хрипоты), и определение тока со временем может изменяться бесконечное число раз.
Дело в том, что Ваш вопрос больше философский, нежели технический. Для сравнения, дайте определение простому предмету "стол". Вряд ли у Вас получится дать всеобъемлющее определение, т.к. это определение можно давать с разных философских позиций/теорий. Однако Вы не задумываетесь, что стол может состоять из атомов, а те в свою очередь из протонов, нейтронов и электронов, а те в свою очередь из кварков, а те в свою очередь...
То же самое и с током. Нам не важно знать, что такое ток на самом деле, сколько важна его модель, и свойства этой модели, вызывающие изменения в окружающем мире. Модель при этом может быть различной, учитывающей только те факторы и явления, которые нас интересуют в данный момент. Вот с этой точки зрения и есть смысл давать определения предметам и явлениям, в частности, электрическому току.

...пример о водопроводе с водой - знаете мне кажется он абсолютно не коректен - подумайте сами ВОДУ мы видим, ощущаем, знаем что она имеет различные состояния - а ЭЛ.ТОК?

Электрический ток тоже не предмет нашей больной фантазии. Его наличие в цепи можно зарегистрировать с помощью, например, амперметра, устройство которого разработано на основе определенных физических(!) явлений. А чувства человека - это далеко не идеальный инструмент для получения наиболее полного представления о Мире. И мне этот пример с водой кажется очень наглядным, т.к. с его помощью человеку, далекому от электротехники, можно объяснить довольно сложные электрические явления (по аналогии).

Сообщение отредактировал DoctorGauss - 1.4.2009, 8:10

[Инк]

пример о водопроводе с водой - знаете мне кажется он абсолютно не коректен - подумайте сами ВОДУ мы видим, ощущаем, знаем что она имеет различные состояния - а ЭЛ.ТОК?

А по-моему пример замечательный, очень наглядный. Наглядность и заключается в том что воду мы видим и можем провести аналогию с током. В большинстве случаев для электрика достаточным будет использование модели, где электроны - шарики, движущиеся со скоростью несколько мм/с, под действием неощутимого электромагнитного поля. Раз уж вы, товарищи, полезли в дальнюю степь, я бы вам очень порекомендовал бы прочесть книгу Никонова - Апгрейд обезьяны. С половиной книги я согласен, с половиной - нет. Отличная книга, там есть глава, где автор задумывается о теориях и моделях:

В этом мире существует только реальность и разные информационные модели, ее описывающие. Больше ничего. Если модель, придуманная учеными,
адекватна, то есть дает предсказуемый результат, то есть из нее рано или поздно можно получить практическую пользу, ее называют истинной - гипотеза переходит в общепризнанную теорию.
Научные модели сменяют одна другую, заменяясь более точными. То есть более практичными. Иногда случаются казусы. Когда-то люди не знали, что
такое тепло. И физиками была выдвинута теория теплорода - особой невесомой жидкости, которой чем больше в каком-либо теле, тем оно горячее. Передача
тепла от тела к телу - просто перетекание из горячего в холодное теплорода.
Теперь-то мы "знаем" (придерживаемся другой модели), что температура - это просто мера внутренней энергии тела, быстрота колебаний его молекул, а
когда-то "ошибочная" теория теплорода позволила вывести адекватные формулы, которыми физики пользуются до сих пор. "Неверная" теория позволила вывести
"верные" формулы, которые точно описывают процессы теплопередачи! Вот вам отличный пример того, что нет истин, а есть лишь придуманные описательные
системы - качественные и количественные.
Можно ли сказать, что теория теплорода была заблуждением? Так и тянет ляпнуть "да". Ведь наука от этой модели уже отказалась! Значит, она ложна?
Помилуйте, как же ложна, если эта модель позволила вывести верные формулы?..
Разве может из Лжи вытекать Истина, дорогие традиционалисты?

[Viktor2004]

Пример с водой пожалуй самый наглядный и точный. Представьте себе замкнутый трубопровод, в котором насос качает воду вкруговую. Ну, для нагрузки включим в цепь водяную вертушку. Так вот,
-насос это батарейка постоянного тока
-трубопровод это провода
-вертушка это сопротивление
-выключатель, это запорный кран
-скорость протекания воды это ток
-силовой напор воды это напряжение
-количество воды протекаемое в единицу времени это мощность

Теперь вместо вертушки-сопротивления подключим конденсатор - водонапорную башню. Насос будет закачивать в башню воду, вода поднимется до той высоты водяного столба, насколько хватит силы насоса или напряжения батарейки. Выше воду не закачать, так же как и конденсатор не зарядить напряжением выше чем источник питания. Емкость конденсаторов разная, зависит от площади обкладок конденсатора и других факторов. Емкость башни тоже зависит от ее диаметра.

Соответственно источник переменного тока будет насос, который переключается на прокачку воды то в одну, то в другую сторону.

А теперь вам задачка. Представьте и опишите аналог трансформатора для водяного трубопровода.
Для этой цели придется найти в трубопроводе аналог электрического поля и магнитного поля. Подскажу что электрическое поле это давление в трубе.

Сообщение отредактировал Viktor2004 - 1.4.2009, 13:27

[TzaR]

Пример с водой пожалуй самый наглядный и точный. Представьте себе
А теперь вам задачка. Представьте и опишите аналог трансформатора для водяного трубопровода.

ну если напряжение ето "силовой напор воды"
то для водянного трудопровода это какой-то сливной колодец если понижающий или дополнительный насос если повышающий.

Сообщение отредактировал TzaR - 1.4.2009, 13:33

[Viktor2004]

Ну в трансформаторе две обмотки электрически изолированы. И значит должно быть два автономных трубопровода, изолированных по воде. В первом движение воды задается насосом, а во втором должно передаваться через трансформатор. А вот что это за трансформатор и как трансформируется энергия воды?

[Roman_D]

Ну в трансформаторе две обмотки электрически изолированы. И значит должно быть два автономных трубопровода, изолированных по воде. В первом движение воды задается насосом, а во втором должно передаваться через трансформатор. А вот что это за трансформатор и как трансформируется энергия воды?

Представим себе емкость, разделенную пополам эластичной мембраной. Диаметры входного и выходного отверстий разные. Возвратно-поступательное движение жидкости с одной стороны емкости вызывает колебания мембраны и возвратно-поступательное движение жидкости в выходной трубе, но с другой скоростью, пропорциональной соотношению сечений отверстий (типа коэффициент трансформации)... (ффу... надеюсь, понятно... )

[TzaR]

Ну в трансформаторе две обмотки электрически изолированы. И значит должно быть два автономных трубопровода, изолированных по воде. В первом движение воды задается насосом, а во втором должно передаваться через трансформатор. А вот что это за трансформатор и как трансформируется энергия воды?

В трансформаторе обмотки связаны электромагнитно, как воду связать электромагнитно?))) мембрана не пропустит большие обьемы, она только передаст колебания.

Если же на границе поставить нагнетающий насос то(забыв что это насос и назвав его "водяной трансформатор") то после него повысится давление(читать напряжение) и в целом для системы, он будет играть роль повышающего трансформтора.

Сообщение отредактировал TzaR - 1.4.2009, 15:14

[Viktor2004]

Представим себе емкость, разделенную пополам эластичной мембраной. Диаметры входного и выходного отверстий разные. Возвратно-поступательное движение жидкости с одной стороны емкости вызывает колебания мембраны и возвратно-поступательное движение жидкости в выходной трубе, но с другой скоростью, пропорциональной соотношению сечений отверстий (типа коэффициент трансформации)... (ффу... надеюсь, понятно... )

Емкость с мембраной это скорее более точный аналог конденсатора. Водонапорная башня это аккумулятор.
В Вашей схеме есть неувязочка. Электрическая цепь должна быть замкнута. При протекании постоянного тока, в первичке ток идет, а во вторичке нет. Только в момент включения и выключения. А так трансформатор работает только при переменном токе. Баллон с мембраной и фитингами разного диаметра. Включаем насос, мембрана надулась, а как контур замкнуть? Логика подсказывает что трансформатор работает путем перехода энергии электрического поля в магнитное и наоборот. Магнитное поле создается изменяющимся электрическим полем. Что в водопроводе является аналогом магнитного поля, если электрическое поле это давление. Как сделать трубопроводную индуктивность? Ответив на этот вопрос из двух индуктивностей сделаем и трансформатор, обладающий всеми аналогичными свойствами с электрическим трансформатором.

Если же на границе поставить нагнетающий насос то(забыв что это насос и назвав его "водяной трансформатор") то после него повысится давление(читать напряжение) и в целом для системы, он будет играть роль повышающего трансформтора.

Ваша схема аналогична той, что в электрическую цепь добавить еще батарейку. Повысится напряжение. Но это же не трансформатор.

[Roman_D]

Емкость с мембраной это скорее более точный аналог конденсатора. Водонапорная башня это аккумулятор.
В Вашей схеме есть неувязочка. Электрическая цепь должна быть замкнута. При протекании постоянного тока, в первичке ток идет, а во вторичке нет. Только в момент включения и выключения. А так трансформатор работает только при переменном токе.

Для начала примем тот мерзостный факт, что одна труба заменяет и фазу и ноль.

Баллон с мембраной и фитингами разного диаметра. Включаем насос, мембрана надулась, а как контур замкнуть? Логика подсказывает что трансформатор работает путем перехода энергии электрического поля в магнитное и наоборот.

И до фига постоянного тока проходит сквозь трансформатор?

Хорошо, в свободное время нарисую картинку.

[Viktor2004]

Для начала примем тот мерзостный факт, что одна труба заменяет и фазу и ноль. Хорошо, в свободное время нарисую картинку.

Труба-то одна, но у нее два конца. И ток наружу выливаться не должен

И до фига постоянного тока проходит сквозь трансформатор?

Свободно протекает. Практически без потерь.

Сообщение отредактировал Viktor2004 - 1.4.2009, 16:15

[Roman_D]

В трансформаторе обмотки связаны электромагнитно, как воду связать электромагнитно?

Короче, вследствие взаимного непонимания и возможности протекания постоянного тока через транс без потерь предлагаю сменить марку пива и теорию.

[Viktor2004]

Короче, вследствие взаимного непонимания и возможности протекания постоянного тока через транс без потерь предлагаю сменить марку пива и теорию.

Ну если мы подключим обмотку транса к постоянному току, в момент подключения на вторичке будет бросок напряжения, затем "ноль". А по первичке ток будет идти и индуктивность для него не помеха. Согласны? Так же должно быть и с водой.

[Roman_D]

Ну если мы подключим обмотку транса к постоянному току, в момент подключения на вторичке будет бросок напряжения, затем "ноль". А по первичке ток будет идти и индуктивность для него не помеха. Согласны? Так же должно быть и с водой.

Напрягём моск. Так оно и есть.

Труба-то одна, но у нее два конца. И ток наружу выливаться не должен

Для моделирования переменного тока замыкания трубы в кольцо уже не надо. Тем более реально такого не бывает.

Сообщение отредактировал Roman_D - 1.4.2009, 17:02