Электричество шаг за шагом

Р-16. ПОЛЕЗНЫЙ ОБМАН — НАПОМИНАНИЕ ОБ УДАРЕ. Многие, возможно, видели, как при ударе большим молотом по куску гранита из него вылетают искры, — это часть энергии удара превращается в тепло и оно накаляет разлетающиеся мельчайшие осколки камня. Примерно так же нагреваются ладони при бурных аплодисментах или пила в результате мелких и частых ударов её зубьев о распиливаемое дерево. И таким же образом электрический ток нагревает металл, по которому он движется, — свободные электроны, включившиеся в этот ток, сталкиваются с неподвижными атомами вещества, в котором он протекает. При этом, конечно, ток пропускают не по меди или алюминию, в которых свободные электроны двигаются легко и почти беспрепятственно. Ток пропускают по металлам, где электроны часто сталкиваются с атомами самого вещества и легко превращают в тепло значительную часть своей энергии. Это, конечно, упрощённая картина, и нужно не забывать об этом упрощении.

Используя металлы, которые не плавятся при достаточно высокой температуре (например, вольфрам плавится при 3380 градусах), и переместив все события в небольшой стеклянный баллон, из которого откачан воздух с его кислородом, или в баллон, который заполнен газом, не допускающим быстрого разрушения металла, создают простейшие электрические лампы, излучающие свет. Тепловое действие тока начали использовать более 200 лет назад, а вот электрическая лампочка появилась ещё лет через 70, ей недавно исполнилось 130 лет.

Электрический ток, если в нём участвуют свободные ионы, может выполнять ещё одну важную работу, именуемую «гальванопластика», — ионы могут переносить вещество, которое они представляют. Так, например, на дешёвом чёрном металле технология гальванопластики создаёт блестящее никелевое или иное декоративное и защитное покрытие.

Чтобы понять, как именно оценивается сила тока в проводнике, попробуйте представить себе, что внутри этого проводника создан своего рода контрольный пункт — проводник как бы перегорожен поперечной сеткой, и автоматы с фотоэлементами считают, сколько зарядов проходит через это поперечное сечение за единицу времени. В металлическом проводнике, в частности, таким способом подсчитывается количество электронов, которые упорядоченно смещаются в одну сторону, от «минуса» к «плюсу». Чем больше электронов проходит через наш условный контрольный пункт за определённое время, тем, следовательно, выше интенсивность их движения, тем больше, тем сильнее ток.