Электричество в нашей жизни

Электролитическим способом добываются при переработке руды цветные металлы: медь, алюминий, свинец, цинк, магний и другие. Химическое действие тока используется для получения водорода, хлора и каустика из водного раствора поваренной соли, выделения так называемой «тяжелой воды», используемой в производстве атомной энергии. Электролитическим методом производятся химические удобрения, лечебные препараты и многие другие продукты, необходимые в народном хозяйстве. При помощи электролиза производится никелировка, хромирование, посеребрение металлических предметов.

Русским академиком Борисом Семёновичем Якоби в 1837 году был найден электролитический способ получения металлических оттисков с предметов — гальванопластика.

Электрический ток обладает ещё одним важным свойством: он воздействует на находящуюся вблизи магнитную стрелку.

Каждый может легко проделать такой опыт. К одному из металлических выводов батарейки электрического фонарика плотно прикрутите оголённый провод (рис. 2). Затем возьмите обычный карманный компас и поместите его под проводом. Если теперь прикоснуться другим концом провода к свободному металлическому язычку батарейки, то магнитная стрелка компаса отклонится в сторону.

Рис. 2. Магнитное поле тока отклоняет стрелку компаса.

Отчего это происходит?

Опытным путём установлено, что при прохождении по проводнику электрического тока в окружающем его пространстве начинают действовать магнитные силы, создаётся, как говорят, магнитное поле тока. Магнитные силы этого поля и заставляют подвижную стрелку компаса отклоняться в сторону. Иными словами: магнитное поле тока взаимодействует с магнитным полем, создаваемым постоянным стальным магнитом — стрелкой.

В описанном опыте результат взаимодействия тока и магнита — это движение компасной стрелки — магнита. Но можно заставить двигаться и проводник. Поместим проводник, к которому подключена батарея, между полюсами подковообразного магнита, то-есть в магнитном поле магнита, так, чтобы проводник мог свободно перемещаться (рис. 3). Проводник придёт в движение: в зависимости от направления тока он будет выталкиваться из магнита или втягиваться в него.

Рис. 3. Находящийся в магнитном поле проводник, по которому течёт ток, приходит в движение.

Взаимодействие тока с магнитом лежит в основе устройства многочисленных электроизмерительных приборов и различных электромоторов. Исключительная заслуга в теоретическом исследовании и разработке наиболее удобных по конструкции электромоторов переменного тока принадлежит русскому учёному М. О. Доливо-Добровольскому.

Обратимся теперь к явлению, получившему название электромагнитной индукции. Будем перемещать в магнитном поле магнита проводник, к которому присоединён гальванометр — прибор, указывающий наличие тока. Отклонение стрелки гальванометра покажет нам, что когда проводник пересекает магнитное поле, в проводнике возникает ток — так называемый ток индукции. Ток прекращается, как только мы перестаём перемещать проводник.

Выше мы говорили о том, что в магнитном поле проводник, по которому течёт ток, приходит в движение. При этом электрическая энергия тока переходит в энергию механического движения проводника.

В случае возникновения тока индукции наблюдается как раз обратное явление. Мы перемещаем в магнитном поле проводник, и в результате в проводнике возникает ток. Механическая энергия движения проводника переходит при этом в энергию тока.

Следует отметить, что индукционный ток возникает также и в покоящемся замкнутом проводнике, если в пространстве, которое ограничивает проводник, создать меняющееся — усиливающееся или ослабевающее магнитное поле, например, путём вращения магнита вокруг неподвижного проводника.

На законах электромагнитной индукции основано устройство машин, вырабатывающих электроэнергию, — генераторов электрического тока.

Важнейший вклад в разработку законов электромагнитной индукции сделан русским физиком Э. X. Ленцем.

4. КАК УСТРОЕНЫ ГЕНЕРАТОРЫ И МОТОРЫ

На рисунке 4 изображена проволочная рамка, укреплённая на изолированной оси между полюсами магнитов, то-есть в магнитном поле. Начнём вращать рамку. При своём движении она будет пересекать магнитное поле. Благодаря этому в ней возникнет электрический ток, который через укреплённые на оси кольца и прижатые к ним пластинки — «щётки» можно подвести к лампочке.

Рис. 4. Схема генератора переменного тока.