ठोस अवस्था में धातुओं की क्रिस्टलीय संरचना होती है।
धातु मॉडल एक क्रिस्टल जाली है, जिसके नोड्स में कण एक अराजक दोलन गति करते हैं।

ध्यान दें!

सकारात्मक आयन क्रिस्टल जाली के नोड्स पर स्थित होते हैं। मुक्त इलेक्ट्रॉन उनके बीच के स्थान में गति करते हैं।

सभी मुक्त इलेक्ट्रॉनों का ऋणात्मक आवेश निरपेक्ष मान में जाली के सभी आयनों के धनात्मक आवेश के बराबर होता है। इसलिए, सामान्य परिस्थितियों में, धातु विद्युत रूप से तटस्थ होती है। इसमें मुक्त इलेक्ट्रॉन यादृच्छिक रूप से गति करते हैं। यदि धातु में एक विद्युत क्षेत्र बनाया जाता है, तो मुक्त इलेक्ट्रॉन एक दिशा (क्रमबद्ध) में गति करना शुरू कर देंगे, अर्थात। एक विद्युत प्रवाह होगा। हालांकि, इलेक्ट्रॉनों की यादृच्छिक गति संरक्षित है।

ध्यान दें!

धातुओं में विद्युत धारा मुक्त इलेक्ट्रॉनों की एक क्रमबद्ध गति है।

विद्युत क्षेत्र की क्रिया के तहत किसी चालक में इलेक्ट्रॉनों की गति कितनी होती है? यह छोटा है - केवल कुछ मिलीमीटर प्रति सेकंड, और कभी-कभी इससे भी कम।
यदि एक कंडक्टर में एक विद्युत क्षेत्र उत्पन्न होता है, तो यह कंडक्टर की पूरी लंबाई (प्रकाश की गति के करीब - 300,000 किमी / सेकंड) के साथ बड़ी गति से फैलता है, साथ ही, इलेक्ट्रॉन पूरे दिशा में एक दिशा में आगे बढ़ने लगते हैं। कंडक्टर की लंबाई।
प्रयोगों ने साबित कर दिया कि धातुओं में करंट इलेक्ट्रॉनों के कारण होता है। 1916 में मंडेलस्टम और पापलेक्सी का प्रयोग किया गया था। प्रयोग का उद्देश्य यह जांचना था कि विद्युत प्रवाह के वाहक, इलेक्ट्रॉन में द्रव्यमान है या नहीं। यदि इलेक्ट्रॉन का द्रव्यमान है, तो उसे यांत्रिकी के नियमों का पालन करना चाहिए, विशेष रूप से जड़त्व के नियम का। उदाहरण के लिए, यदि एक गतिमान चालक को अचानक धीमा कर दिया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन कुछ समय के लिए एक ही दिशा में जड़ता से गति करेंगे।
इस परीक्षण के लिए, शोधकर्ताओं ने कॉइल को एक पासिंग करंट के साथ घुमाया, और फिर इसे अचानक बंद कर दिया। परिणामी दबाव धारा को एक टेलीफोन का उपयोग करके रिकॉर्ड किया गया था।
फोन में करंट पर क्लिक करके मैंडेलस्टम और पापलेक्सी ने पाया कि इलेक्ट्रॉन का द्रव्यमान होता है। लेकिन वे इस द्रव्यमान को माप नहीं सके। इसलिए, यह अनुभव उच्च गुणवत्ता का है। बाद में, अमेरिकी भौतिकविदों टॉलमैन और स्टीवर्ट ने एक कॉइल के रोटेशन के समान विचार का उपयोग करते हुए, एक इलेक्ट्रॉन के द्रव्यमान को मापा। ऐसा करने के लिए, उन्होंने इसके टर्मिनलों पर कॉइल के ब्रेकिंग के दौरान होने वाले चार्ज को मापा।

विद्युत प्रवाह न केवल धातुओं में, बल्कि अन्य माध्यमों में भी मौजूद हो सकता है: अर्धचालक, गैसों और इलेक्ट्रोलाइट समाधानों में। विभिन्न वातावरणों में विद्युत आवेशों के वाहक भिन्न होते हैं।

ध्यान दें!

तो, इलेक्ट्रोलाइट्स (लवण, एसिड और क्षार) के समाधान में, वाहक सकारात्मक और नकारात्मक आयन होते हैं, गैसों में - सकारात्मक और नकारात्मक आयन, साथ ही साथ इलेक्ट्रॉन। अर्धचालकों में, आवेश वाहक इलेक्ट्रॉन और छिद्र होते हैं (एक छेद चालन तंत्र की व्याख्या करने के लिए एक आविष्कृत कण है, वास्तव में, यह एक खाली स्थान है जो एक इलेक्ट्रॉन द्वारा कब्जा नहीं किया जाता है)।

अर्धचालक अर्धचालकों से बने होते हैं। उनमें से कुछ यहां हैं:

photocell	फोटोरेसिस्टर	फोटोडिओड	एकीकृत सर्किट	ट्रांजिस्टर

अर्धचालक कम तापमान पर बिजली का संचालन नहीं करते हैं; डाइलेक्ट्रिक्स हैं। जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, विद्युत आवेश वाहकों की संख्या बढ़ती है, अर्धचालक चालक बन जाता है। ऐसा क्यों हो रहा है? परमाणु के बाहरी कोश पर स्थित संयोजकता इलेक्ट्रॉन मुक्त हो जाते हैं और विद्युत क्षेत्र की क्रिया के तहत अर्धचालक में विद्युत धारा उत्पन्न होती है। इसी तरह की प्रक्रिया अर्धचालक में प्रकाश, अशुद्धियों आदि के संपर्क में आने पर होती है।
तापमान की क्रिया के तहत अर्धचालकों की विद्युत चालकता में परिवर्तन से उन्हें थर्मामीटर के रूप में उपयोग करना संभव हो जाता है।

प्रकाश के प्रभाव में अर्धचालकों की विद्युत चालकता में परिवर्तन का उपयोग फोटोरेसिस्टर्स में किया जाता है। उनका उपयोग सिग्नलिंग, उत्पादन प्रक्रियाओं के रिमोट कंट्रोल, भागों की छंटाई के लिए किया जाता है। आपातकालीन स्थितियों में, वे आपको दुर्घटनाओं को रोकने के लिए स्वचालित रूप से मशीनों और कन्वेयर को रोकने की अनुमति देते हैं।

निम्नलिखित को ऐतिहासिक रूप से स्वीकार किया गया है:

धारा की दिशा चालक में धन आवेशों की गति की दिशा से मेल खाती है।

इस मामले में, यदि केवल वर्तमान वाहक ऋणात्मक रूप से आवेशित कण हैं (उदाहरण के लिए, किसी धातु में इलेक्ट्रॉन), तो धारा की दिशा इलेक्ट्रॉन गति की दिशा के विपरीत होती है।

कंडक्टर के माध्यम से करंट का मार्ग निम्नलिखित क्रियाओं के साथ होता है:

चुंबकीय (सभी कंडक्टरों में देखा गया)।

इस संपत्ति का उपयोग करके, आप विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र में परिवर्तन का जवाब देने वाले उपकरणों के साथ एक चरण तार तोड़ने की जगह पा सकते हैं, उदाहरण के लिए, एक चरण डिटेक्टर के साथ एक संकेतक स्क्रूड्राइवर।

यदि किसी चुम्बक के ध्रुवों के बीच करंट ले जाने वाला तार का फ्रेम रखा जाए, तो वह घूम जाएगा। इस घटना का उपयोग गैल्वेनोमीटर डिवाइस में किया जाता है।

गैल्वेनोमीटर की सुई चुंबकीय क्षेत्र में चलती कुण्डली से जुड़ी होती है। जब कुंडली में धारा प्रवाहित होती है, तो सुई विक्षेपित हो जाती है। इस प्रकार, गैल्वेनोमीटर का उपयोग करके, हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि सर्किट में करंट है। पदार्थ के एकत्रीकरण की स्थिति की परवाह किए बिना वर्तमान का चुंबकीय प्रभाव स्वयं प्रकट होता है। जब चाबी बंद हो जाती है, तो कोई यह देख सकता है कि कील के चारों ओर तार का घाव लोहे की छोटी वस्तुओं को कैसे आकर्षित करना शुरू कर देता है।

विषय "धातुओं में विद्युत प्रवाह"

पाठ का उद्देश्यधातुओं में विद्युत धारा की प्रकृति का अध्ययन जारी रखें, विद्युत धारा के प्रभाव का प्रयोगात्मक अध्ययन करें।

पाठ मकसद:

शैक्षिक -विद्युत प्रवाह की प्रकृति पर सामान्य विचारों का निर्माण, विद्युत परिपथों के साथ काम करने की क्षमता का निर्माण, विद्युत परिपथों को इकट्ठा करना।

शिक्षात्मक- ज्ञान को व्यवहार में लागू करते समय त्रुटियों को खोजने और उनसे बचने की क्षमता का गठन, साथ ही तार्किक रूप से नई घटनाओं की व्याख्या करना, उनके ज्ञान को गैर-मानक स्थितियों में लागू करना।

शैक्षिक -ध्यान केंद्रित करने, संवाद करने, तर्क के साथ किसी की राय की रक्षा करने की क्षमता का गठन।

उपकरण और सामग्री: करंट स्रोत, पॉकेट टॉर्च के लिए बिजली का बल्ब, बिजली की घंटी, स्विच, लेड वायर, कॉपर सल्फेट का घोल, इलेक्ट्रोमैग्नेट, कॉपर और जिंक प्लेट, क्रिस्टल जाली मॉडल, गैल्वेनोमीटर।

त्सो: कंप्यूटर प्रस्तुति, मल्टीमीडिया प्रोजेक्टर।

प्रदर्शन:

1) सरलतम विद्युत परिपथों का संयोजन।

2) कॉपर सल्फेट के इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान तांबे का अलगाव

3) विद्युत चुम्बक की भाँति धारा के साथ कुण्डली की क्रिया।

शिक्षण योजना।

1. ज्ञान अद्यतन करना (10 मिनट)।
2. नई सामग्री का अध्ययन "धातुओं में विद्युत प्रवाह" (10 मिनट)

"विद्युत धारा की क्रियाएं" (12 मिनट)

1. फिक्सिंग (9 मिनट)
2. होमवर्क (2 मिनट)
3. संक्षेप (2 मिनट)

कक्षाओं के दौरान।

हैलो दोस्तों!

हमारा ग्रह कैसे रहेगा,

लोग उस पर कैसे रहेंगे?

गर्मी, चुंबक, प्रकाश के बिना

और विद्युत किरणें।

इस चौपाई में विद्युत किरणों का उल्लेख है। आप क्या सोचते हैं की यह क्या है? (बिजली)

1) विद्युत धारा किसे कहते हैं?

2) किसी परिपथ में विद्युत धारा के विद्यमान रहने के लिए क्या आवश्यक है?

3) आरेखों के साथ कार्य करें: विद्युत परिपथ के प्रस्तावित मुख्य भागों का नाम दें

पदनाम प्रस्तावित: विद्युत दीपक, कुंजी, एमीटर, वाल्टमीटर, वर्तमान स्रोत, घंटी, आदि।

4) और अब देखते हैं कि आप विद्युत सर्किट के संकलन में उल्लंघन कैसे देखते हैं।

इससे पहले कि आप दो विद्युत परिपथ हैं, जिनके आरेख स्क्रीन पर प्रस्तुत किए जाते हैं।

1. आपने किन उल्लंघनों पर ध्यान दिया? चाबी बंद करने पर पहले सर्किट में काम करने वाला लैंप क्यों नहीं जलता? जवाब।विद्युत सर्किट टूट गया है। दीपक के जलने के लिए, सर्किट में एक विद्युत प्रवाह मौजूद होना चाहिए, और यह एक बंद सर्किट के साथ संभव है जिसमें केवल बिजली के कंडक्टर होते हैं।

2) कंडक्टर गैर-कंडक्टर या इंसुलेटर से कैसे भिन्न होते हैं? जवाब।छात्र इस खाई को पाटते हैं। दीपक जलता है।

2. सर्किट बंद होने पर दूसरे सर्किट में घंटी क्यों नहीं बजती? जवाब।किसी चालक में विद्युत धारा प्राप्त करने के लिए उसमें विद्युत क्षेत्र बनाना आवश्यक है। इस क्षेत्र के प्रभाव में मुक्त आवेशित कण व्यवस्थित रूप से गति करने लगेंगे और यह विद्युत धारा है। कंडक्टरों में एक विद्युत क्षेत्र बनाया जाता है और इसे विद्युत क्षेत्र स्रोतों द्वारा लंबे समय तक बनाए रखा जा सकता है। विद्युत सर्किट में एक वर्तमान स्रोत होना चाहिए। हम सर्किट को एक करंट सोर्स से जोड़ते हैं और घंटी बजती है। विद्युत धारा के अस्तित्व के लिए, निम्नलिखित शर्तें आवश्यक हैं: -------- कंडक्टर में मुक्त विद्युत आवेशों की उपस्थिति; - कंडक्टर के लिए बाहरी विद्युत क्षेत्र की उपस्थिति। छात्र, वर्तमान स्रोत को सर्किट से जोड़कर, सही उत्तर प्रदर्शित करता है।

2. नई चीजें सीखनासामग्री "धातुओं में विद्युत प्रवाह" - 10 मिनट . स्लाइड नंबर 1 हमारे पाठ का विषय: "धातुओं में विद्युत प्रवाह। विद्युत प्रवाह की क्रियाएं »दोस्तों, कौन जानता है कि विद्युत प्रवाह की क्रिया से कैसे बचा जाए यदि आप गलती से किसी विद्युत उपकरण को छू लेते हैं जो सक्रिय हो गया है? जवाब।इसके लिए ग्राउंडिंग की आवश्यकता होती है, क्योंकि पृथ्वी एक संवाहक है और अपने विशाल आकार के कारण, एक बड़ा आवेश धारण कर सकती है। शिक्षक।ग्राउंडिंग किस सामग्री से बनी होती है? जवाब।ग्राउंडिंग धातु से बना है। शिक्षक।धातुओं को प्राथमिकता क्यों दी जाती है? हम इस प्रश्न का उत्तर नए विषय "धातुओं में विद्युत धारा" का अध्ययन करने के बाद देंगे। पाठ का विषय अपनी नोटबुक में लिखें।

धातु की प्रारंभिक परिभाषाओं में सबसे प्रसिद्ध 18वीं शताब्दी के मध्य में एम.वी. लोमोनोसोव: "धातु एक हल्का शरीर है जिसे जाली बनाया जा सकता है। ऐसे केवल छह शरीर हैं: सोना, चांदी, तांबा, टिन, लोहा और सीसा। ” ढाई शताब्दियों के बाद धातुओं के बारे में बहुत कुछ ज्ञात हो गया है। डी। आई। मेंडेलीव की तालिका के सभी तत्वों में से 75% से अधिक धातुओं की संख्या से संबंधित हैं।

आज हम धातुओं के एक महत्वपूर्ण गुण - विद्युत चालकता से परिचित होंगे। धातुओं की संरचना पर विचार करें। प्रदर्शनक्रिस्टल जाली का मॉडल, धातुओं की संरचना के मॉडल की एक छवि स्क्रीन पर पेश की जाती है।

धातु मॉडल एक क्रिस्टल जाली है, जिसके नोड्स में कण एक अराजक दोलन गति करते हैं।

एक विद्युत क्षेत्र के प्रभाव में मुक्त इलेक्ट्रॉन गति करते हैं। इस तथ्य की अंतिम पुष्टि 1913 में हमारे देश के भौतिकविदों एल। आई। मंडेलस्टम और एन। डी। पापलेक्सी के साथ-साथ अमेरिकी भौतिकविदों बी। स्टीवर्ट और आर। टोलमैन द्वारा किया गया प्रयोग था। स्क्रीन पर तस्वीर को देखो

वैज्ञानिकों ने अपनी धुरी के चारों ओर एक बहु-मोड़ कॉइल को बहुत तेज़ घूर्णन में लाया। फिर, कॉइल के तेज मंदी के साथ, इसके सिरों को गैल्वेनोमीटर के लिए बंद कर दिया गया, और डिवाइस ने एक अल्पकालिक विद्युत प्रवाह दर्ज किया। घटना का कारण, जो धातु के क्रिस्टल जाली के नोड्स के बीच मुक्त आवेशित कणों की जड़ता के कारण होता है। चूँकि प्रारंभिक वेग की दिशा और परिणामी धारा की दिशा अनुभव से ज्ञात होती है, वाहकों के आवेश का चिन्ह पाया जा सकता है: यह ऋणात्मक हो जाता है। इसलिए, धातु में मुक्त आवेश वाहक मुक्त इलेक्ट्रॉन होते हैं। गैल्वेनोमीटर सुई के विचलन से, कोई सर्किट में बहने वाले विद्युत आवेश के परिमाण का न्याय कर सकता है। अनुभव ने सिद्धांत की पुष्टि की। विद्युत के शास्त्रीय सिद्धांत की विजय हुई।


एक विद्युत संकेत भेजा गया, उदाहरण के लिए, मास्को से व्लादिवोस्तोक (s = 8000 किमी) तक तार द्वारा, लगभग 0.03 सेकंड में वहां पहुंचता है। और अब आप बाहरी दुनिया के ज्ञान की ओर बढ़ सकते हैं। धातुओं में समाप्त विद्युत प्रवाह। आइए अगले खंड पर चलते हैं "विद्युत प्रवाह की क्रियाएं"

धात्विक चालक में हम इलेक्ट्रॉनों को गति करते नहीं देख सकते। हम एक विद्युत धारा के कारण होने वाली विभिन्न घटनाओं से एक सर्किट में करंट की उपस्थिति का न्याय कर सकते हैं। ऐसी घटनाओं को वर्तमान क्रियाएं कहा जाता है इनमें से कुछ क्रियाओं को प्रयोगात्मक रूप से देखना आसान होता है।

धारा का ऊष्मीय प्रभाव।

करंट की रासायनिक क्रिया। विद्युत धारा की रासायनिक क्रिया की खोज सर्वप्रथम 1800 में की गई थी। अनुभव। हम कॉपर सल्फेट के विलयन के साथ एक प्रयोग करेंगे। हम दो कार्बन इलेक्ट्रोड को आसुत जल में कम करते हैं और सर्किट को बंद कर देते हैं। हम देखते हैं कि बल्ब जलता नहीं है। हम कॉपर सल्फेट का घोल लेते हैं और इसे एक शक्ति स्रोत से जोड़ते हैं। प्रकाश बल्ब जलता है। निष्कर्ष। रासायनिक धारा का प्रभाव यह है कि अम्ल (लवण, क्षार) के कुछ विलयनों में जब विद्युत धारा प्रवाहित होती है, तो पदार्थों का विमोचन होता है। घोल में निहित पदार्थ इस घोल में डूबे हुए इलेक्ट्रोड पर जमा होते हैं। जब कॉपर सल्फेट (CuSO 4) के घोल से करंट प्रवाहित किया जाता है, तो शुद्ध कॉपर (Cu) एक नकारात्मक चार्ज इलेक्ट्रोड पर छोड़ा जाएगा। इसका उपयोग शुद्ध धातु प्राप्त करने के लिए किया जाता है। एल्युमिनियम, रासायनिक रूप से शुद्ध धातु इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा प्राप्त की जाती है, निकल चढ़ाना, क्रोमियम चढ़ाना, गिल्डिंग का उत्पादन किया जाता है। धातुओं को क्षरण से बचाने के लिए, उनकी सतह को अक्सर ऐसी धातुओं से लेपित किया जाता है जिनका ऑक्सीकरण करना मुश्किल होता है, अर्थात निकल या क्रोमियम चढ़ाना होता है। इस प्रक्रिया को इलेक्ट्रोप्लेटिंग कहा जाता है। दोस्तों, आप धातुओं को जंग से बचाने के कौन से तरीके जानते हैं?

चीनी दार्शनिक कन्फ्यूशियस ने एक बार कहा था, "प्राकृतिक प्रतिभा होना अच्छा है, लेकिन व्यायाम, दोस्तों, हमें प्राकृतिक प्रतिभा से अधिक देता है।" एक रूसी कहावत कहती है: "सीखना हमेशा उपयोगी होता है।" .1) आप अपने नंगे हाथों से बिजली के नंगे तारों को क्यों नहीं छू सकते? (हाथों पर नमी में हमेशा विभिन्न लवणों का घोल होता है और यह एक इलेक्ट्रोलाइट है। इसलिए, यह तारों और त्वचा के बीच अच्छा संपर्क बनाता है।)

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पूर्वावलोकन:

आठवीं कक्षा में भौतिकी का पाठ।

विषय "धातुओं में विद्युत प्रवाह"

पाठ का उद्देश्य धातुओं में विद्युत धारा की प्रकृति का अध्ययन जारी रखें, विद्युत धारा के प्रभाव का प्रयोगात्मक अध्ययन करें।

पाठ मकसद:

शैक्षिक -विद्युत प्रवाह की प्रकृति पर सामान्य विचारों का निर्माण, विद्युत परिपथों के साथ काम करने की क्षमता का निर्माण, विद्युत परिपथों को इकट्ठा करना।

शिक्षात्मक - ज्ञान को व्यवहार में लागू करते समय त्रुटियों को खोजने और उनसे बचने की क्षमता का गठन, साथ ही तार्किक रूप से नई घटनाओं की व्याख्या करना, उनके ज्ञान को गैर-मानक स्थितियों में लागू करना।

शैक्षिक -ध्यान केंद्रित करने, संवाद करने, तर्क के साथ किसी की राय की रक्षा करने की क्षमता का गठन।

उपकरण और सामग्री: करंट स्रोत, पॉकेट टॉर्च के लिए बिजली का बल्ब, बिजली की घंटी, स्विच, लेड वायर, कॉपर सल्फेट का घोल, इलेक्ट्रोमैग्नेट, कॉपर और जिंक प्लेट, क्रिस्टल जाली मॉडल, गैल्वेनोमीटर।

त्सो : कंप्यूटर प्रस्तुति, मल्टीमीडिया प्रोजेक्टर।

प्रदर्शन:

1) सरलतम विद्युत परिपथों का संयोजन।

2) कॉपर सल्फेट के इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान तांबे का अलगाव

3) विद्युत चुम्बक की भाँति धारा के साथ कुण्डली की क्रिया।

शिक्षण योजना।

1. ज्ञान अद्यतन करना (10 मिनट)।
2. नई सामग्री का अध्ययन "धातुओं में विद्युत प्रवाह" (10 मिनट)

"विद्युत धारा की क्रियाएं" (12 मिनट)

1. फिक्सिंग (9 मिनट)
2. होमवर्क (2 मिनट)
3. संक्षेप (2 मिनट)

कक्षाओं के दौरान।

विषय की घोषणा, पाठ के उद्देश्य।

1) ज्ञान की प्राप्ति -10 मिनट।

हैलो दोस्तों!

हमारा ग्रह कैसे रहेगा,

लोग उस पर कैसे रहेंगे?

गर्मी, चुंबक, प्रकाश के बिना

और विद्युत किरणें।

इस चौपाई में विद्युत किरणों का उल्लेख है। आप क्या सोचते हैं की यह क्या है? (बिजली)

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1. विद्युत धारा किसे कहते हैं?
2. किसी परिपथ में विद्युत धारा के विद्यमान रहने के लिए क्या आवश्यक है?

3) आरेखों के साथ कार्य करें: विद्युत परिपथ के प्रस्तावित मुख्य भागों का नाम दें

पदनाम प्रस्तावित: विद्युत दीपक, कुंजी, एमीटर, वाल्टमीटर, वर्तमान स्रोत, घंटी, आदि।

4) और अब देखते हैं कि आप विद्युत सर्किट के संकलन में उल्लंघन कैसे देखते हैं।

इससे पहले कि आप दो विद्युत परिपथ हैं, जिनके आरेख स्क्रीन पर प्रस्तुत किए जाते हैं।

1. आपने किन उल्लंघनों पर ध्यान दिया? चाबी बंद करने पर पहले सर्किट में काम करने वाला लैंप क्यों नहीं जलता?जवाब। विद्युत सर्किट टूट गया है। दीपक के जलने के लिए, सर्किट में एक विद्युत प्रवाह मौजूद होना चाहिए, और यह एक बंद सर्किट के साथ संभव है जिसमें केवल बिजली के कंडक्टर होते हैं।

2) कंडक्टर गैर-कंडक्टर या इंसुलेटर से कैसे भिन्न होते हैं?जवाब। छात्र इस खाई को पाटते हैं। दीपक जलता है।

2. सर्किट बंद होने पर दूसरे सर्किट में घंटी क्यों नहीं बजती?जवाब। किसी चालक में विद्युत धारा प्राप्त करने के लिए उसमें विद्युत क्षेत्र बनाना आवश्यक है। इस क्षेत्र के प्रभाव में मुक्त आवेशित कण व्यवस्थित रूप से गति करने लगेंगे और यह विद्युत धारा है। कंडक्टरों में एक विद्युत क्षेत्र बनाया जाता है और इसे विद्युत क्षेत्र स्रोतों द्वारा लंबे समय तक बनाए रखा जा सकता है। विद्युत सर्किट में एक वर्तमान स्रोत होना चाहिए। हम सर्किट को एक करंट सोर्स से जोड़ते हैं और घंटी बजती है। विद्युत धारा के अस्तित्व के लिए निम्नलिखित शर्तें आवश्यक हैं: -------- चालक में मुक्त विद्युत आवेशों की उपस्थिति; - कंडक्टर के लिए बाहरी विद्युत क्षेत्र की उपस्थिति। छात्र, वर्तमान स्रोत को सर्किट से जोड़कर, सही उत्तर प्रदर्शित करता है।

2. नई चीजें सीखनासामग्री "धातुओं में विद्युत प्रवाह" - 10 मिनट. स्लाइड नंबर 1 हमारे पाठ का विषय: "धातुओं में विद्युत प्रवाह। विद्युत प्रवाह की क्रियाएं »दोस्तों, कौन जानता है कि विद्युत प्रवाह की क्रिया से कैसे बचा जाए यदि आप गलती से एक विद्युत उपकरण को छूते हैं जो सक्रिय हो गया है?जवाब। इसके लिए ग्राउंडिंग की आवश्यकता होती है, क्योंकि पृथ्वी एक संवाहक है और अपने विशाल आकार के कारण, एक बड़ा आवेश धारण कर सकती है।शिक्षक। ग्राउंडिंग किस सामग्री से बनी होती है?जवाब। ग्राउंडिंग धातु से बना है।शिक्षक। धातुओं को प्राथमिकता क्यों दी जाती है? हम इस प्रश्न का उत्तर नए विषय "धातुओं में विद्युत धारा" का अध्ययन करने के बाद देंगे। पाठ का विषय अपनी नोटबुक में लिखें।

धातु की प्रारंभिक परिभाषाओं में सबसे प्रसिद्ध 18वीं शताब्दी के मध्य में एम.वी. लोमोनोसोव: "धातु एक हल्का शरीर है जिसे जाली बनाया जा सकता है। ऐसे केवल छह शरीर हैं: सोना, चांदी, तांबा, टिन, लोहा और सीसा। ” ढाई शताब्दियों के बाद धातुओं के बारे में बहुत कुछ ज्ञात हो गया है। डी। आई। मेंडेलीव की तालिका के सभी तत्वों में से 75% से अधिक धातुओं की संख्या से संबंधित हैं।

आज हम धातुओं के एक महत्वपूर्ण गुण - विद्युत चालकता से परिचित होंगे। धातुओं की संरचना पर विचार करें।प्रदर्शन क्रिस्टल जाली का मॉडल, धातुओं की संरचना के मॉडल की एक छवि स्क्रीन पर पेश की जाती है।

धातु मॉडल एक क्रिस्टल जाली है, जिसके नोड्स में कण एक अराजक दोलन गति करते हैं।

ठोस अवस्था में धातुओं की क्रिस्टलीय संरचना होती है। क्रिस्टल में कणों को एक निश्चित क्रम में व्यवस्थित किया जाता है, जिससे एक स्थानिक (क्रिस्टल) जाली बनती है। जैसा कि आप पहले से ही जानते हैं, किसी भी धातु में, कुछ वैलेंस इलेक्ट्रॉन परमाणु में अपना स्थान छोड़ देते हैं, जिसके परिणामस्वरूप परमाणु एक सकारात्मक आयन में बदल जाता है। धनात्मक आयन धातु के क्रिस्टल जाली के नोड्स पर स्थित होते हैं, और मुक्त इलेक्ट्रॉन (इलेक्ट्रॉन गैस) उनके बीच की जगह में चलते हैं, अर्थात। उनके परमाणुओं के नाभिक से बंधे नहीं हैं।
सभी मुक्त इलेक्ट्रॉनों का ऋणात्मक आवेश निरपेक्ष मान में जाली के सभी आयनों के धनात्मक आवेश के बराबर होता है। इसलिए, सामान्य परिस्थितियों में, धातु विद्युत रूप से तटस्थ होती है।
धातु के कंडक्टरों में विद्युत क्षेत्र की क्रिया के तहत कौन से विद्युत आवेश चलते हैं?एक विद्युत क्षेत्र के प्रभाव में मुक्त इलेक्ट्रॉन गति करते हैं। इस तथ्य की अंतिम पुष्टि 1913 में हमारे देश के भौतिकविदों एल। आई। मंडेलस्टम और एन। डी। पापलेक्सी के साथ-साथ अमेरिकी भौतिकविदों बी। स्टीवर्ट और आर। टोलमैन द्वारा किया गया प्रयोग था। स्क्रीन पर तस्वीर को देखो

वैज्ञानिकों ने अपनी धुरी के चारों ओर एक बहु-मोड़ कॉइल को बहुत तेज़ घूर्णन में लाया। फिर, कॉइल के तेज मंदी के साथ, इसके सिरों को गैल्वेनोमीटर के लिए बंद कर दिया गया, और डिवाइस ने एक अल्पकालिक विद्युत प्रवाह दर्ज किया। घटना का कारण, जो धातु के क्रिस्टल जाली के नोड्स के बीच मुक्त आवेशित कणों की जड़ता के कारण होता है। चूँकि प्रारंभिक वेग की दिशा और परिणामी धारा की दिशा अनुभव से ज्ञात होती है, वाहकों के आवेश का चिन्ह पाया जा सकता है: यह ऋणात्मक हो जाता है। इसलिए, धातु में मुक्त आवेश वाहक मुक्त इलेक्ट्रॉन होते हैं। गैल्वेनोमीटर सुई के विचलन से, कोई सर्किट में बहने वाले विद्युत आवेश के परिमाण का न्याय कर सकता है। अनुभव ने सिद्धांत की पुष्टि की। विद्युत के शास्त्रीय सिद्धांत की विजय हुई।धातु के कंडक्टरों में विद्युत प्रवाह एक विद्युत क्षेत्र के प्रभाव में मुक्त इलेक्ट्रॉनों की एक क्रमबद्ध गति है
यदि कंडक्टर में कोई विद्युत क्षेत्र नहीं है, तो इलेक्ट्रॉन बेतरतीब ढंग से चलते हैं, जैसे गैस या तरल पदार्थ के अणु कैसे चलते हैं। समय के प्रत्येक क्षण में, विभिन्न इलेक्ट्रॉनों की गति मॉड्यूल और दिशाओं में भिन्न होती है। यदि कंडक्टर में एक विद्युत क्षेत्र बनाया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन अपनी अराजक गति को बनाए रखते हुए, स्रोत के सकारात्मक ध्रुव की ओर स्थानांतरित होने लगते हैं। इलेक्ट्रॉनों की अराजक गति के साथ, उनका क्रमबद्ध स्थानांतरण उत्पन्न होता है - बहाव। एक विद्युत क्षेत्र की क्रिया के तहत एक कंडक्टर में इलेक्ट्रॉनों की क्रमबद्ध गति की गति कुछ मिलीमीटर प्रति सेकंड होती है, और कभी-कभी इससे भी कम। लेकिन जैसे ही कंडक्टर में एक विद्युत क्षेत्र उत्पन्न होता है, यह निर्वात में प्रकाश की गति (300,000 किमी / सेकंड) के करीब एक जबरदस्त गति से कंडक्टर की पूरी लंबाई के साथ फैलता है।
साथ ही विद्युत क्षेत्र के प्रसार के साथ, सभी इलेक्ट्रॉन कंडक्टर की पूरी लंबाई के साथ एक ही दिशा में चलना शुरू कर देते हैं। इसलिए, उदाहरण के लिए, जब एक विद्युत लैंप का सर्किट बंद हो जाता है, तो लैंप सर्पिल में मौजूद इलेक्ट्रॉन भी एक व्यवस्थित तरीके से चलने लगते हैं।
यह जल आपूर्ति प्रणाली में पानी के प्रवाह के साथ विद्युत प्रवाह की तुलना करके और पानी के दबाव के प्रसार के साथ विद्युत क्षेत्र के प्रसार की तुलना करके इसे समझने में मदद करेगा। जब पानी पानी के टॉवर में ऊपर उठता है, तो पानी का दबाव (दबाव) पूरे प्लंबिंग सिस्टम में बहुत तेजी से फैलता है। जब हम नल चालू करते हैं, तो पानी पहले से ही दबाव में होता है और बहने लगता है। लेकिन जो पानी उसमें था वह नल से बहता है, और टावर से पानी बहुत बाद में नल तक पहुंच जाएगा, क्योंकि। पानी की गति दबाव के प्रसार की तुलना में कम गति से होती है।
जब वे एक चालक में विद्युत प्रवाह के प्रसार की गति के बारे में बात करते हैं, तो उनका मतलब कंडक्टर के साथ विद्युत क्षेत्र के प्रसार की गति से होता है।
एक विद्युत संकेत भेजा गया, उदाहरण के लिए, मास्को से व्लादिवोस्तोक (s = 8000 किमी) तक तार द्वारा, लगभग 0.03 सेकंड में वहां पहुंचता है। और अब आप बाहरी दुनिया के ज्ञान की ओर बढ़ सकते हैं। धातुओं में समाप्त विद्युत प्रवाह। आइए अगले खंड पर चलते हैं "विद्युत प्रवाह की क्रियाएं"

नई सामग्री का अध्ययन "विद्युत प्रवाह की क्रियाएं"धात्विक चालक में हम इलेक्ट्रॉनों को गति करते नहीं देख सकते। हम एक विद्युत धारा के कारण होने वाली विभिन्न घटनाओं से एक सर्किट में करंट की उपस्थिति का न्याय कर सकते हैं। ऐसी घटनाओं को वर्तमान क्रियाएं कहा जाता है इनमें से कुछ क्रियाओं को प्रयोगात्मक रूप से देखना आसान होता है।

धारा का ऊष्मीय प्रभाव।कार्यक्रम डिस्क भौतिकी पाठ ग्रेड 8। सिरिल और मेथोडियस का वर्चुअल स्कूल

करंट की रासायनिक क्रिया।विद्युत धारा की रासायनिक क्रिया की खोज सर्वप्रथम 1800 में की गई थी।अनुभव। हम कॉपर सल्फेट के विलयन के साथ एक प्रयोग करेंगे। हम दो कार्बन इलेक्ट्रोड को आसुत जल में कम करते हैं और सर्किट को बंद कर देते हैं। हम देखते हैं कि बल्ब जलता नहीं है। हम कॉपर सल्फेट का घोल लेते हैं और इसे एक शक्ति स्रोत से जोड़ते हैं। प्रकाश बल्ब जलता है।निष्कर्ष। रासायनिकधारा का प्रभाव यह है कि अम्ल (लवण, क्षार) के कुछ विलयनों में जब विद्युत धारा प्रवाहित होती है, तो पदार्थों का विमोचन होता है। घोल में निहित पदार्थ इस घोल में डूबे हुए इलेक्ट्रोड पर जमा होते हैं। जब कॉपर सल्फेट के विलयन में धारा प्रवाहित की जाती है (CuSO .) 4 ) शुद्ध तांबा (Cu) ऋणात्मक आवेशित इलेक्ट्रोड पर छोड़ा जाएगा। इसका उपयोग शुद्ध धातु प्राप्त करने के लिए किया जाता है। एल्युमिनियम, रासायनिक रूप से शुद्ध धातु इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा प्राप्त की जाती है, निकल चढ़ाना, क्रोमियम चढ़ाना, गिल्डिंग का उत्पादन किया जाता है। धातुओं को क्षरण से बचाने के लिए, उनकी सतह को अक्सर ऐसी धातुओं से लेपित किया जाता है जिनका ऑक्सीकरण करना मुश्किल होता है, अर्थात निकल या क्रोमियम चढ़ाना होता है। इस प्रक्रिया को इलेक्ट्रोप्लेटिंग कहा जाता है। दोस्तों, आप धातुओं को जंग से बचाने के कौन से तरीके जानते हैं?

धारा की चुंबकीय क्रिया। अनुभव।हम एक सर्किट में एक लोहे की कोर के साथ एक कुंडल शामिल करते हैं और धातु की वस्तुओं के आकर्षण का निरीक्षण करते हैं। गैल्वेनोमीटर में करंट की चुंबकीय क्रिया का उपयोग। गैल्वेनोमीटर। योजनाबद्ध संकेतनअध्ययन सामग्री का समेकन। एक नए विषय पर प्रश्न। सेवाचीनी दार्शनिक कन्फ्यूशियस ने एक बार कहा था, "प्राकृतिक प्रतिभा होना अच्छा है, लेकिन व्यायाम, दोस्तों, हमें प्राकृतिक प्रतिभा से अधिक देता है।" एक रूसी कहावत कहती है: "सीखना हमेशा उपयोगी होता है।" .1) आप अपने नंगे हाथों से बिजली के नंगे तारों को क्यों नहीं छू सकते? (हाथों पर नमी में हमेशा विभिन्न लवणों का घोल होता है और यह एक इलेक्ट्रोलाइट है। इसलिए, यह तारों और त्वचा के बीच अच्छा संपर्क बनाता है।)

गृहकार्य। पी. 34.35 एल। नंबर 1260, 1261। धातुओं "एल्यूमीनियम", "गोल्ड", "आयरन" पर एक रिपोर्ट तैयार करें

आइए देखें कि विद्युत परिपथ बनाने के लिए किन तत्वों को तारों से जोड़ा जा सकता है: एक गैल्वेनिक सेल, कोशिकाओं की एक बैटरी, एक प्रकाश बल्ब, एक घंटी, प्रतिरोध, एक स्विच (या कुंजी), एक एमीटर और एक वोल्टमीटर।

आरेख, जो परिपथ में तत्वों को जोड़ने की विधियों को दर्शाता है, आरेख कहलाता है। यह एक इलेक्ट्रिक टॉर्च जैसा दिखता है।

और इस तरह सर्किट दिखता है, जिसमें एक स्रोत, एक कॉल और दो (या अधिक) बटन होते हैं, जिसके द्वारा आप कॉल को स्वतंत्र रूप से चालू कर सकते हैं, उदाहरण के लिए, अस्पताल में (या हवाई जहाज पर) जब आपको आवश्यकता हो एक बीमार व्यक्ति के लिए एक नर्स को बुलाओ।

आइए हम धातुओं की संरचना को याद करें: क्रिस्टल जाली के नोड्स पर सकारात्मक आयन होते हैं, और इलेक्ट्रॉन इन नोड्स के बीच स्वतंत्र रूप से चलते हैं, जिससे एक "इलेक्ट्रॉन गैस" बनती है जो धातु कंडक्टर की पूरी मात्रा पर कब्जा कर लेती है। इसलिए, धातुओं में विद्युत प्रवाह इलेक्ट्रॉनों की एक क्रमबद्ध गति है। विद्युत क्षेत्र की अनुपस्थिति में, इलेक्ट्रॉन पर्याप्त रूप से उच्च गति के साथ, बेतरतीब ढंग से, बेतरतीब ढंग से चलते हैं।

लेकिन जब एक स्रोत से एक विद्युत क्षेत्र की आपूर्ति की जाती है, और इसकी प्रसार गति 300,000 किमी / सेकंड होती है, तो धातु कंडक्टर के पूरे आयतन में सभी इलेक्ट्रॉन कम गति से एक व्यवस्थित तरीके से चलने लगते हैं, जो कि कई मिमी / सेकंड है। .

एक विद्युत प्रवाह के अस्तित्व के लिए, यह आवश्यक है: मुक्त आवेशित कणों की उपस्थिति, एक विद्युत क्षेत्र (स्रोत), एक उपभोक्ता और विद्युत प्रवाह के संवाहक।

विद्युत प्रवाह, जब एक भार से गुजरता है, तो अलग-अलग क्रियाएं होती हैं। हम किन क्रियाओं का निरीक्षण कर सकते हैं?

थर्मल क्रिया. इस क्रिया को देखने के लिए हम एक प्रयोग करेंगे।

हम दो इंसुलेटेड रैक पर एक लंबा तार लगाएंगे। कई जगहों पर हम कागज के टुकड़ों के लटकते हुए लटकन को आसानी से जोड़ देंगे। हम तार को एक समायोज्य स्रोत से जोड़ते हैं (जैसे LATR, ताकि वोल्टेज को धीरे-धीरे बढ़ाया जा सके)। हम स्थापना चालू करते हैं, धीरे-धीरे वोल्टेज बढ़ाते हैं, एक निश्चित मूल्य पर तार गर्म होने लगता है, और कागज के टुकड़े प्रकाश करते हैं। आइए इस तथ्य पर ध्यान दें कि प्रयोग के दौरान तार अधिक मजबूती से झुकता है। यह इस तथ्य के कारण है कि यह गर्म हो गया है, और गर्म होने पर, सभी निकायों का विस्तार होता है, और तार लंबा हो जाता है।

यांत्रिक क्रिया. एक छोटा पंखा कनेक्ट करें। ब्लेड क्यों घूम रहे हैं? क्योंकि जब कोई विद्युत धारा मोटर से होकर गुजरती है, तो चुंबकीय क्षेत्र में फ्रेम (यांत्रिक गति) घूमते हैं और पंखे के ब्लेड को घुमाते हैं।

चुंबकीय क्रिया. ओर्स्टेड के प्रयोग पर विचार करें, जिसे उन्होंने 1820 में किया था। पहले प्रयोग के अनुसार इंस्टालेशन पर हम करंट को चालू करते हुए रैक पर मैग्नेटिक सुई लाएंगे। तीर पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र में अपनी सामान्य दिशा से विचलित हो जाएगा और कंडक्टर के लंबवत हो जाएगा, कंडक्टर के पास एक मजबूत चुंबकीय क्षेत्र की उपस्थिति को ठीक करेगा जिसके माध्यम से वर्तमान प्रवाह होता है। जब करंट बंद हो जाता है, तो हम देखते हैं कि तीर विचलित हो जाता है और फिर से "उत्तर" की दिशा दिखाता है।

रासायनिक क्रिया. एक भार के रूप में, अब हम विद्युत परिपथ में एक ग्लास बीकर में डाले गए दो कार्बन इलेक्ट्रोड शामिल करते हैं जिसमें कॉपर सल्फेट का घोल डाला जाता है।

किसी भी अशुद्धियों को दूर करने के लिए इलेक्ट्रोड को सैंडपेपर से साफ करना सबसे पहले आवश्यक है। हम सर्किट को एक विनियमित स्रोत में चालू करते हैं ... और थोड़ी देर बाद हम इसे बंद कर देते हैं और हम देखते हैं कि तांबे की एक पतली परत नकारात्मक इलेक्ट्रोड (कैथोड) पर अलग हो गई है।

क्या कुछ और है शारीरिकविद्युत प्रवाह की क्रिया: जीवों पर प्रभाव। पहली बार, मेंढक के पैरों की तैयारी के दौरान, लुइगी गलवानी ने पैर की मांसपेशियों के संकुचन की खोज की। यही है, जब शरीर से करंट गुजरता है, तो सभी मांसपेशियां सिकुड़ जाती हैं, शरीर को अप्रिय परिणामों से बचाने की कोशिश करती हैं।

विद्युत प्रवाह की दिशा का आविष्कार अमेरिकी बैंकर बेंजामिन फ्रैंकलिन ने किया था, जो अपने खाली समय में बिजली में लगे हुए थे।

उनका मानना ​​​​था कि एक बड़े सकारात्मक ढेर से पैसा ग्राहकों की छोटी नकारात्मक जेबों में प्रवाहित होता है। इसलिए, उन्होंने सुझाव दिया: वर्तमान सकारात्मक ध्रुव से नकारात्मक की ओर जाता है।

इस नियम को पूरी दुनिया में स्वीकार किया गया है।

बहुत बाद में, थॉमसन द्वारा इलेक्ट्रॉन की खोज के बाद, उन्होंने महसूस किया कि वर्तमान की भौतिक (सच्ची) दिशा "माइनस" से "प्लस" की ओर है। स्रोत पर उन स्थानों से धारा प्रवाहित होती है जहाँ इलेक्ट्रॉनों की अधिक मात्रा उन स्थानों पर जमा हो जाती है जहाँ पर्याप्त इलेक्ट्रॉन नहीं होते हैं।

लेकिन नियमों का आविष्कार पहले ही किया जा चुका है: गिलेट का नियम, बाएं हाथ का नियम, दाहिने हाथ का नियम, एम्पीयर नियम और अन्य "प्लस" से "माइनस" में करंट को निर्देशित करने के लिए। और यह निर्णय लिया गया कि कुछ भी नहीं बदला जाए, लेकिन यह मान लिया जाए कि करंट "प्लस" से "माइनस" में चला जाता है।

इस प्रकार, हमने विचार किया है कि धातुओं में करंट क्या है, करंट की क्या क्रियाएं हैं, और वास्तविक भौतिक दिशा से "प्लस" से "माइनस" तक करंट की आम तौर पर स्वीकृत दिशा के बीच क्या अंतर है।

ठोस अवस्था में धातु, जैसा कि ज्ञात है, एक क्रिस्टलीय संरचना होती है। क्रिस्टल में कणों को एक निश्चित क्रम में व्यवस्थित किया जाता है, जिससे एक स्थानिक (क्रिस्टल) जाली बनती है।

धनात्मक आयन धातु क्रिस्टल जाली के नोड्स पर स्थित होते हैं, और मुक्त इलेक्ट्रॉन उनके बीच की जगह में चलते हैं। मुक्त इलेक्ट्रॉन अपने परमाणुओं के नाभिक से बंधे नहीं होते (चित्र 53)।

चावल। 53. धातु जाली

सभी मुक्त इलेक्ट्रॉनों का ऋणात्मक आवेश निरपेक्ष मान में जाली के सभी आयनों के धनात्मक आवेश के बराबर होता है. इसलिए, सामान्य परिस्थितियों में, धातु विद्युत रूप से तटस्थ होती है। इसमें मुक्त इलेक्ट्रॉन बेतरतीब ढंग से चलते हैं। लेकिन अगर धातु में एक विद्युत क्षेत्र बनाया जाता है, तो विद्युत बलों की कार्रवाई के तहत मुक्त इलेक्ट्रॉन एक दिशा में आगे बढ़ना शुरू कर देंगे। विद्युत प्रवाह होगा। इस मामले में, इलेक्ट्रॉनों की यादृच्छिक गति को संरक्षित किया जाता है, जैसे कि यादृच्छिक गति को मिडज के झुंड में संरक्षित किया जाता है, जब हवा के प्रभाव में, यह एक दिशा में चलता है।

इसलिए, धातुओं में विद्युत प्रवाह मुक्त इलेक्ट्रॉनों की एक क्रमबद्ध गति है.

मंडेलस्टम लियोनिद इसाकोविच (1879-1944)
रूसी भौतिक विज्ञानी, शिक्षाविद। उन्होंने रेडियोफिजिक्स और रेडियो इंजीनियरिंग के विकास में महत्वपूर्ण योगदान दिया।

पापालेक्सी निकोलाई दिमित्रिच (1880-1947)
रूसी भौतिक विज्ञानी, शिक्षाविद। वह रेडियो इंजीनियरिंग, रेडियोफिजिक्स, रेडियो खगोल विज्ञान के क्षेत्र में अनुसंधान में लगे हुए थे।

धातुओं में करंट इलेक्ट्रॉनों के कारण होने का प्रमाण हमारे देश के भौतिकविदों लियोनिद इसाकोविच मैंडेलस्टम और निकोलाई दिमित्रिच पपलेक्सी के साथ-साथ अमेरिकी भौतिकविदों बाल्फोर स्टीवर्ट और रॉबर्ट टॉलमैन के प्रयोग थे।

विद्युत क्षेत्र की क्रिया के तहत कंडक्टर में स्वयं इलेक्ट्रॉनों की गति की गति छोटी होती है - कुछ मिलीमीटर प्रति सेकंड, और कभी-कभी इससे भी कम। लेकिन जैसे ही कंडक्टर में एक विद्युत क्षेत्र उत्पन्न होता है, यह निर्वात में प्रकाश की गति (300,000 किमी / सेकंड) के करीब एक जबरदस्त गति से कंडक्टर की पूरी लंबाई के साथ फैलता है।

साथ ही विद्युत क्षेत्र के प्रसार के साथ, सभी इलेक्ट्रॉन कंडक्टर की पूरी लंबाई के साथ एक ही दिशा में चलना शुरू कर देते हैं। इसलिए, उदाहरण के लिए, जब एक विद्युत लैंप का सर्किट बंद हो जाता है, तो लैंप सर्पिल में मौजूद इलेक्ट्रॉन भी एक व्यवस्थित तरीके से चलने लगते हैं।

यह जल आपूर्ति प्रणाली में पानी के प्रवाह के साथ विद्युत प्रवाह की तुलना करके और पानी के दबाव के प्रसार के साथ विद्युत क्षेत्र के प्रसार की तुलना करके इसे समझने में मदद करेगा। जब पानी पानी के टॉवर में उगता है, तो पानी का दबाव (दबाव) पूरे प्लंबिंग सिस्टम में बहुत तेजी से फैलता है। जब हम नल चालू करते हैं, तो पानी पहले से ही दबाव में होता है और तुरंत बहने लगता है। लेकिन उसमें जो पानी था वह नल से बहता है, और टावर से पानी बहुत बाद में नल तक पहुंचेगा, क्योंकि पानी की गति दबाव फैलने की तुलना में कम गति से होती है।

जब वे एक चालक में विद्युत प्रवाह के प्रसार की गति के बारे में बात करते हैं, तो उनका मतलब कंडक्टर के साथ विद्युत क्षेत्र के प्रसार की गति से होता है।

एक विद्युत संकेत भेजा गया, उदाहरण के लिए, मास्को से व्लादिवोस्तोक (s = 8000 किमी) तक तार द्वारा लगभग 0.03 सेकंड में वहां पहुंच जाता है।

प्रशन

1. कैसे समझाएं कि सामान्य परिस्थितियों में धातु विद्युत रूप से तटस्थ होती है?
2. जब किसी धातु में विद्युत क्षेत्र दिखाई देता है तो उसके इलेक्ट्रॉनों का क्या होता है?
3. धातु में विद्युत धारा क्या है?
4. किसी चालक में विद्युत धारा के प्रसार की गति के बारे में बात करते समय किस गति का अर्थ होता है?

व्यायाम

इंटरनेट का उपयोग करते हुए, पता करें कि धातुओं में इलेक्ट्रॉन कितनी तेजी से चलते हैं। इसकी तुलना प्रकाश की गति से करें।

इस पाठ में हम इस बात से परिचित होंगे कि धातुओं में विद्युत धारा क्यों उत्पन्न होती है, समझाइए कि धातुएँ अच्छी चालक क्यों होती हैं। इसके अलावा, हम विद्युत प्रवाह के प्रभावों और इसकी दिशा का अध्ययन करेंगे। हम रिक्के के प्रयोग पर विचार करेंगे, जो इस बात की पुष्टि करता है कि एक धातु कंडक्टर व्यावहारिक रूप से तब नहीं बदलता है जब एक विद्युत प्रवाह इसके माध्यम से बहता है, यह पता करें कि प्रौद्योगिकी और रोजमर्रा की जिंदगी में एक व्यक्ति द्वारा वर्तमान की कौन सी क्रियाओं का सबसे अधिक उपयोग किया जाता है, और यह भी समझें कि दिशा क्यों है वर्तमान इलेक्ट्रॉनों की गति की दिशा के साथ मेल नहीं खाता है।

विषय: विद्युत घटना

पाठ: धातुओं में विद्युत धारा। विद्युत प्रवाह की क्रियाएं। वर्तमान दिशा

पिछले पाठों में, हमने विद्युत प्रवाह की घटना से जुड़ी लगभग सभी अवधारणाओं का अध्ययन किया है: विद्युत आवेश, विद्युत क्षेत्र, धारा स्रोत, सरलतम विद्युत परिपथ और विद्युत परिपथ। अब हमें यह पता लगाना है कि धातुओं में विद्युत धारा कैसे प्रवाहित होती है, विद्युत धारा का क्या प्रभाव पड़ता है और धारा की दिशा भी।

धातु, जैसा कि हमने पिछले पाठों में प्रयोगों से पाया है, बिजली का संचालन अच्छी तरह से करती है। इस तथ्य को स्पष्ट करने के लिए, आइए हम अपने आप से यह प्रश्न पूछें: धातुएँ क्या हैं?

धातु, एक नियम के रूप में, पॉलीक्रिस्टलाइन पदार्थ हैं (कई क्रिस्टल से मिलकर) (चित्र 1, 2)।

चावल। 2. लौह संरचना ()

अर्थात्, धातुओं में हम परमाणुओं की एक क्रमबद्ध संरचना के साथ काम कर रहे हैं: प्रत्येक परमाणु अपने विशिष्ट स्थान पर होता है।

जैसा कि हम पहले से ही जानते हैं, इलेक्ट्रॉन परमाणुओं के नाभिक के चारों ओर घूमते हैं।

मुक्त विद्युत आवेश किससे उत्पन्न होता है?

तथ्य यह है कि दूर के इलेक्ट्रॉन (जो नाभिक से सबसे दूर की कक्षाओं में हैं) बल्कि कमजोर रूप से नाभिक से बंधे होते हैं। इसलिए, वे एक परमाणु से दूसरे परमाणु में काफी आसानी से जा सकते हैं। इलेक्ट्रॉनों की यह यादृच्छिक गति कुछ हद तक एक इलेक्ट्रॉन गैस की याद दिलाती है। यदि धातु के अंदर कोई विद्युत क्षेत्र नहीं है, तो इन मुक्त इलेक्ट्रॉनों की गति कुछ हद तक गर्मी के दिन (चित्र 3) में हवा में उठी हुई गति की याद दिलाती है।

चावल। 3. धातु चालक के भीतर इलेक्ट्रॉनों की गति ()

जब धातु के अंदर एक विद्युत क्षेत्र दिखाई देता है तो सब कुछ बदल जाता है। एक विद्युत क्षेत्र आवेशित कणों को गतिमान करता है। परमाणुओं के नाभिक यथावत रहते हैं, लेकिन इलेक्ट्रॉन एक व्यवस्थित तरीके से गति करने लगते हैं।

इलेक्ट्रॉन, एक परमाणु से दूसरे परमाणु में कूदते हुए, उस दिशा में गति करते हैं जिस दिशा में विद्युत क्षेत्र उन्हें इंगित करता है। इस आंदोलन को कहा जाता है धातुओं में विद्युत धारा.

हम जानते हैं कि विद्युत धारा आवेशित कणों की एक निर्देशित, क्रमबद्ध गति है। धातुओं में गतिमान आवेशित कणों की भूमिका किसके द्वारा निभाई जाती है? इलेक्ट्रॉनों. अन्य पदार्थों में, ये आयन या आयन और इलेक्ट्रॉन हो सकते हैं।

आवेशित कणों (धातुओं - इलेक्ट्रॉनों में) की गति बहुत धीमी होती है (मिलीमीटर प्रति सेकंड के अंश)। प्रश्न उठता है: क्यों, जब हम स्विच दबाते हैं, तो प्रकाश बल्ब लगभग तुरंत ही जल जाता है?

तथ्य यह है कि कंडक्टरों के अंदर एक विद्युत क्षेत्र बड़ी गति से फैलता है (प्रकाश की गति से - लगभग 300,000 किलोमीटर प्रति सेकंड)।

जब सर्किट बंद हो जाता है, तो क्षेत्र लगभग तुरंत फैल जाता है। और पहले से ही क्षेत्र के बाद, इलेक्ट्रॉन धीरे-धीरे और एक ही बार में पूरे सर्किट के साथ चलना शुरू कर देते हैं। इस स्थिति की तुलना पानी के पाइप में पानी की गति से की जा सकती है। पानी को पाइपों में दबाव से स्थानांतरित करने के लिए मजबूर किया जाता है, जो, जब नल खोला जाता है, तो लगभग तुरंत फैल जाता है, जिससे पानी "निकटतम" नल से बाहर निकलने के लिए मजबूर हो जाता है। उसी समय, इसी दबाव में सारा पानी पाइपों से होकर गुजरता है। यह पता चला है कि दबाव एक विद्युत क्षेत्र का एक एनालॉग है, और पानी इलेक्ट्रॉनों का एक एनालॉग है। जैसे ही विद्युत क्षेत्र की क्रिया रुकती है, विद्युत आवेशों की क्रमबद्ध गति तुरंत रुक जाती है।

एक तार्किक प्रश्न उठता है: क्या कंडक्टर इस तथ्य के कारण बदलता है कि इलेक्ट्रॉनों ने इसे "छोड़ दिया"? यह पुष्टि करने के लिए कि सभी इलेक्ट्रॉन समान हैं, जर्मन वैज्ञानिक रिक्के (चित्र 4) द्वारा एक प्रयोग किया गया था जब ट्राम लाइनों पर तीन अलग-अलग कंडक्टरों का उपयोग किया गया था: एल्यूमीनियम और दो तांबे।

चावल। 4. कार्ल विक्टर रिक्के ()

एक वर्ष के दौरान रिक्के ने तीन कंडक्टरों के श्रृंखला कनेक्शन का अवलोकन किया: कॉपर + एल्युमिनियम + कॉपर। चूंकि ट्राम लाइनों में करंट काफी बड़ा होता है, इसलिए प्रयोग ने एक स्पष्ट उत्तर देना संभव बना दिया: क्या इलेक्ट्रॉन जो विभिन्न कंडक्टरों में एक नकारात्मक चार्ज के वाहक हैं, वही हैं?

वर्ष के दौरान, कंडक्टरों का द्रव्यमान नहीं बदला, प्रसार नहीं हुआ, यानी कंडक्टरों की संरचना अपरिवर्तित रही। इससे यह निष्कर्ष निकला कि इलेक्ट्रॉन एक चालक से दूसरे चालक में जा सकते हैं, लेकिन उनकी संरचना नहीं बदलती।

आइए अब बात करते हैं कि विद्युत प्रवाह का क्या प्रभाव पड़ता है। रोजमर्रा की जिंदगी और तकनीक में उन्हें इतना व्यापक आवेदन किस वजह से मिला?

विद्युत प्रवाह की तीन मुख्य क्रियाएं हैं:

1. थर्मल।जब करंट प्रवाहित होता है, तो कंडक्टर गर्म हो जाता है। यह करंट की सबसे महत्वपूर्ण क्रियाओं में से एक है, जिसका उपयोग मनुष्य करता है। सबसे सरल उदाहरण कुछ घरेलू हीटर हैं (चित्र 5)।

चावल। 5. इलेक्ट्रिक हीटर ()

2.रासायनिक।एक कंडक्टर अपनी रासायनिक संरचना को बदल सकता है जब उसमें से करंट प्रवाहित होता है। विशेष रूप से, विद्युत प्रवाह की सहायता से, कुछ धातुओं को उनके शुद्ध रूप में खनन किया जाता है, उन्हें विभिन्न यौगिकों से अलग किया जाता है। उदाहरण के लिए, एल्यूमीनियम इस तरह से प्राप्त किया जाता है (चित्र 6)।

चावल। 6. एल्यूमीनियम संयंत्र की इलेक्ट्रोलिसिस दुकान ()

3. चुंबकीय।यदि कंडक्टर के माध्यम से करंट प्रवाहित होता है, तो ऐसे कंडक्टर के पास चुंबकीय सुई अपनी स्थिति बदल देगी।

अब बात करते हैं विद्युत प्रवाह की दिशा.

धनात्मक विद्युत आवेशों की गति की दिशा को विद्युत धारा की दिशा के रूप में लिया जाता है।

लेकिन हमने अभी इस तथ्य के बारे में बात की है कि धातुओं में करंट उन इलेक्ट्रॉनों को स्थानांतरित करके बनाया जाता है जिन पर ऋणात्मक आवेश होता है। ऐसा विरोधाभास क्यों पैदा होता है?

जब विद्युत धारा की दिशा के बारे में प्रश्न उठा तो किसी को भी इलेक्ट्रॉनों के अस्तित्व के बारे में पता नहीं था। यह मान लेने का निर्णय लिया गया कि धारा धनात्मक आवेशों की दिशा में चलती है। समय बीतता गया, वैज्ञानिकों ने पाया कि धातुओं में, विशेष रूप से, इलेक्ट्रॉन चलते हैं, लेकिन सब कुछ वैसा ही छोड़ने का फैसला किया गया जैसा वह था। यह इस तथ्य के कारण है कि चार्ज का संकेत व्यावहारिक रूप से हमें रूचि नहीं देता है, हम वर्तमान की कार्रवाई में बहुत अधिक रुचि रखते हैं।

एक चालक में इलेक्ट्रॉनों की गति विद्युत क्षेत्र की दिशा के विपरीत होती है (चित्र 7)।

चावल। 7. एक चालक में इलेक्ट्रॉनों की गति ()

इस पाठ में, हमने यह पता लगाया कि धातुओं में धारा कैसे प्रवाहित होती है, विद्युत धारा की क्रियाओं के बारे में सीखा, और धारा की दिशा भी निर्धारित की।

अगले पाठ में हम धारा की संख्यात्मक विशेषताओं से परिचित होना शुरू करेंगे।

ग्रन्थसूची

1. Gendenshtein L.E., Kaidalov A.B., Kozhevnikov V.B. भौतिकी 8 / एड। ओरलोवा वी.ए., रोइज़ेना आई.आई. - एम .: मेनेमोसिन।
2. पेरीश्किन ए। वी। भौतिकी 8. - एम।: बस्टर्ड, 2010।
3. Fadeeva A. A., Zasov A. V., Kiselev D. F. भौतिकी 8. - M ।: शिक्षा।

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1. शैक्षणिक विचारों का त्योहार "ओपन लेसन" ()।
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गृहकार्य

1. पी। 34-36, प्रश्न 1-4, पी। 81, प्रश्न 1-7, पी। 83, प्रश्न 1-3, पी। 84। पेरीश्किन ए। वी। भौतिकी 8. - एम।: बस्टर्ड, 2010।
2. कौन से उपकरण करंट के ऊष्मीय प्रभाव का उपयोग करते हैं? चुंबकीय क्रिया?
3. समुद्र के पानी में धारा प्रवाहित करने से धारा के क्या प्रभाव देखे जा सकते हैं?