§34. Электрический ток. Источники электрического тока
Электрический ток — это направленное, организованное движение заряженных частиц. Чтобы возник ток, необходимо два условия:
- наличие свободных носителей заряда (электронов или ионов),
- наличие сил, заставляющих их перемещаться, — то есть электрического поля.
В металлических проводниках ток создаётся движением свободных электронов.
Если проводник соединить с двумя телами, имеющими противоположные заряды, возникающее электрическое поле приводит электроны в движение — появляется электрический ток. Однако такой ток длится очень недолго, потому что заряды на телах быстро выравниваются. Для постоянного тока требуется источник электрической энергии, который непрерывно разделяет заряды и поддерживает разность потенциалов.
Источники тока преобразуют различные виды энергии в электрическую. Примеры:
- Механическая энергия → электрическая в электрофорной машине.
- Тепловая энергия → электрическая в термоэлементах.
- Световая энергия → электрическая в фотоэлементах и солнечных батареях.
- Химическая энергия → электрическая в гальванических элементах, батарейках и аккумуляторах.
Батарейки — это одноразовые химические источники, в которых протекающие реакции создают разность потенциалов между электродами.
Аккумуляторы — многоразовые устройства: их можно заряжать и использовать вновь. Современные модели с наноструктурированными электродами способны заряжаться всего за несколько минут.
На электростанциях электрическую энергию получают иначе: генераторы преобразуют механическую энергию вращения турбин в электрическую, обеспечивая крупномасштабное производство электроэнергии.