Вода и электрический ток

Вода и электрический ток

Электрический ток в жидкостях и газах

Электрический ток в жидкостях

В металлическом проводнике электрический ток образуется направленным движением свободных электронов и что при этом никаких изменений вещества, из которого проводник сделан, не происходит.

Такие проводники, в которых прохождение электрического тока не сопровождается химическими изменениями их вещества, называются проводниками первого рода . К ним относятся все металлы, уголь и ряд других веществ.

Но есть в природе и такие проводники электрического тока, в которых во время прохождения тока происходят химические явления. Эти проводники называются проводниками второго рода . К ним относятся главным образом различные растворы в воде кислот, солей и щелочей.

Если в стеклянный сосуд налить воды и прибавить в нее несколько капель серной кислоты (или какой-либо другой кислоты или щелочи), а затем взять две металлические пластины и присоединить к ним проводники опустив эти пластины в сосуд, а к другим концам проводников подключить источник тока через выключатель и амперметр, то произойдет выделение газа из раствора, причем оно будет продолжаться непрерывно, пока замкнута цепь т.к. подкисленная вода действительно является проводником. Кроме того, пластины начнут покрываться пузырьками газа. Затем эти пузырьки будут отрываться от пластин и выходить наружу.

При прохождении по раствору электрического тока происходят химические изменения, в результате которых выделяется газ.

Проводники второго рода называются электролитами , а явление, происходящее в электролите при прохождении через него электрического тока, — электролизом .

Металлические пластины, опущенные в электролит, называются электродами; одна из них, соединенная с положительным полюсом источника тока, называется анодом , а другая, соединенная с отрицательным полюсом,— катодом .

Чем же обусловливается прохождение электрического тока в жидком проводнике? Оказывается, в таких растворах (электролитах) молекулы кислоты (щелочи, соли) под действием растворителя (в данном случае воды) распадаются на две составные части, причем одна частица молекулы имеет положительный электрический заряд, а другая отрицательный.

Частицы молекулы, обладающие электрическим зарядом, называются ионами . При растворении в воде кислоты, соли или щелочи в растворе возникает большое количество как положительных, так и отрицательных ионов.

Теперь должно стать понятным, почему через раствор прошел электрический ток, ведь между электродами, соединенными с источником тока, создана разность потенциалов, иначе говоря, один из них оказался заряженным положительно, а другой отрицательно. Под действием этой разности потенциалов положительные ионы начали перемешаться по направлению к отрицательному электроду — катоду, а отрицательные ионы — к аноду.

Таким образом, хаотическое движение ионов стало упорядоченным встречным движением отрицательных ионов в одну сторону и положительных в другую. Этот процесс переноса зарядов и составляет течение электрического тока через электролит и происходит до тех пор, пока имеется разность потенциалов на электродах. С исчезновением разности потенциалов прекращается ток через электролит, нарушается упорядоченное движение ионов, и вновь наступает хаотическое движение.

В качестве примера рассмотрим явление электролиза при пропускании электрического тока через раствор медного купороса CuSO4 с опущенными в него медными электродами.

Явление электролиза при прохождении тока через раствор медного купороса: С — сосуд с электролитом, Б — источник тока, В — выключатель

Здесь также будет встречное движение ионов к электродам. Положительным ионом будет ион меди (Си), а отрицательным — ион кислотного остатка (SO4). Ионы меди при соприкосновении с катодом будут разряжаться (присоединяя к себе недостающие электроны), т. е. превращаться в нейтральные молекулы чистой меди, и в виде тончайшего (молекулярного) слоя отлагаться на катоде.

Отрицательные ионы, достигнув анода, также разряжаются (отдают излишние электроны). Но при этом они вступают в химическую реакцию с медью анода, в результате чего к кислотному остатку SO4 присоединяется молекула меди С u и образуется молекула медного купороса С uS О 4 , возвращаемая обратно электролиту.

Так как этот химический процесс протекает длительное время, то на катоде отлагается медь, выделяющаяся из электролита. При этом электролит вместо ушедших на катод молекул меди получает новые молекулы меди за счет растворения второго электрода — анода.

Тот же самый процесс происходит, если вместо медных взяты цинковые электроды, а электролитом служит раствор цинкового купороса Z n SO4. Цинк также будет переноситься с анода на катод.

Таким образом, разница между электрическим током в металлах и жидких проводниках заключается в том, что в металлах переносчиками зарядов являются только свободные электроны, т. е. отрицательные заряды, тогда как в электролитах электричество переносится разноименно заряженными частицами вещества — ионами, двигающимися в противоположных направлениях. Поэтому говорят, что электролиты обладают ионном проводимостью.

Явление электролиза было открыто в 1837 г. Б. С. Якоби, который производил многочисленные опыты по исследованию и усовершенствованию химических источников тока. Якоби установил, что один из электродов, помещенных в раствор медного купороса, при прохождении через него электрического тока покрывается медью.

Это явление, названное гальванопластикой , находит сейчас чрезвычайно большое практическое применение. Одним из примеров тому может служить покрытие металлических предметов тонким слоем других металлов, т. е. никелирование, золочение, серебрение и т. д.

Электрический ток в газах

Газы (в том числе и воздух) в обычных условиях не проводят электрический ток. Например, голые провода воздушных линий, будучи подвешены параллельно друг другу, оказываются изолированными один от другого слоем воздуха.

Однако под воздействием высокой температуры, большой разности потенциалов и других причин газы, подобно жидким проводникам, ионизируются , т. е. в них появляются в большом количестве частицы молекул газа, которые, являясь переносчиками электричества, способствуют прохождению через газ электрического тока.

Но вместе с тем ионизация газа отличается от ионизации жидкого проводника. Если в жидкости происходит распад молекулы на две заряженные части, то в газах под действием ионизации от каждой молекулы всегда отделяются электроны и остается ион в виде положительно заряженной части молекулы.

Стоит только прекратить ионизацию газа, как он перестанет быть проводящим, тогда как жидкость всегда остается проводником электрического тока. Следовательно, проводимость газа — явление временное, зависящее от действия внешних причин.

Однако есть и другой вид электрического разряда, называемый дуговым разрядом или просто электрической дугой. Явление электрической дуги было открыто в начале 19-го столетия первым русским электротехником В. В. Петровым.

В. В. Петров, проделывая многочисленные опыты, обнаружил, что между двумя древесными углями, соединенными с источником тока, возникает непрерывный электрический разряд через воздух, сопровождаемый ярким светом. В своих трудах В. В. Петров писал, что при этом «темный покой достаточно ярко освещен быть может». Так впервые был получен электрический свет, практически применил который еще один русский ученый-электротехник Павел Николаевич Яблочков.

«Свеча Яблочкова», работа которой основана на использовании электрической дуги, совершила в те времена настоящий переворот в электротехнике.

Дуговой разряд применяется как источник света и в наши дни, например в прожекторах и проекционных аппаратах. Высокая температура дугового разряда позволяет использовать его для устройства дуговой печи. В настоящее время дуговые печи, питаемые током очень большой силы, применяются в ряде областей промышленности: для выплавки стали, чугуна, ферросплавов, бронзы и т.д. А в 1882 году Н. Н. Бенардосом дуговой разряд впервые был использован для резки и сварки металла.

В газосветных трубках, лампах дневного света, стабилизаторах напряжения, для получения электронных и ионных пучков используется так называемый тлеющий газовый разряд .

Искровой разряд применяется для измерения больших разностей потенциалов с помощью шарового разрядника, электродами которого служат два металлических шара с полированной поверхностью. Шары раздвигают, и на них подается измеряемая разность потенциалов. Затем шары сближают до тех пор, пока между ними не проскочит искра. Зная диаметр шаров, расстояние между ними, давление, температуру и влажность воздуха, находят разность потенциалов между шарами по специальным таблицам. Этим методом можно измерять с точностью до нескольких процентов разности потенциалов порядка десятков тысяч вольт.

Разрыв молекул воды на водород и кислород, Ом и Ячейка Мэйера

Начиная эту статью, я хотел бы повториться, для изготовления Ячейки Мэйера нужны трубки из нержавеющей стали, с внутренним диаметром 1,22 см. Описание трубок вы можете найти в статье Резонансный контур молекул воды. С учётом результатов, уже имевших место, я считаю, что нахожусь намного ближе к конечной реализации ячейки Мэйера, чем большинство «Кулибиных» нашей страны.

Эта статья содержит выводы, сделанные из прошлой статьи о структуре молекул воды и саму «идею» разрыва молекул воды на водород и кислород под действием слабого электрического тока, с соблюдением главного закона электрического тока – закона Ома. В статье раскрыта основная ошибка, которую допускают при конструировании Ячейки Мэйера. Я обещал схему устройства, она будет, но только после моих экспериментов.

1. В соответствии с Дипольной теорией электрического тока и изложенного Представления о воде: При воздействии энергии источника электрического тока образующего электромагнитное поле, все диполи атомов проводника (в нашем случае – воды) поворачиваются, ориентируясь своими одноимёнными полюсами в одном направлении.

2. В соответствии с изложенным Представлением о воде: Энергия приложенного электромагнитного излучения, переходя во внутреннюю энергию организованной водной структуры в результате её искажений, будет накапливаться ею, пока не достигнет энергии водородной связи, которая в 500–1000 раз больше энергии электромагнитного поля. При достижении этой величины происходит разрыв водородной связи, и структура разрушается.

Надо полагать электромагнитное излучение – это и есть электромагнитное поле.

Эти постулаты, верны даже для обыкновенного электролизёра, объясняя значительный расход энергии на разрыв молекул воды. Но перед нами стоит задача, разрывать молекулы воды при малых затратах энергии.

3. В соответствии с патентом Мэйера: Комбинация пульсирующего и постоянного электрического поля приводит к тому, что в некоторый момент сила электрической связи в молекуле ослабляется настолько, что сила внешнего электрического поля превосходит энергию связи, и атомы кислорода и водорода освобождаются как самостоятельные газы. Оптимальный выход газа достигается в резонансной схеме. Частота подбирается равной резонансной частоте молекул.

Даже из этих предложений понятно, что у Мэйера были нерезонансная и резонансная схемы. Если Вы прочли мои предыдущие статьи о Ячейке Мэйера, то станет ясно: вероятнее всего, там, где используются пластины, это нерезонансная схема, а там где используются трубки – резонансная. Мы занимаемся резонансной схемой, поэтому мы должны воздействовать на воду двумя воздействиями – постоянным электрическим полем и пульсирующим (высокочастотным, или резонансным).

Меня крайне удивляет, как наши «Кулибины» не обращают внимание на то, что имеет место сразу два воздействия, я даже не говорю про третье – лазерное? Написано то, чёрным по белому. А они разрабатывают, изготавливают и гордятся тем, что сделали Ячейку Мейера, в которой разницы от принципа действия обыкновенного электролизёра никакой, да и энергии тратится больше, чем на выходе. Мало того, они ещё свои бесполезные труды размещают в интернете. Наверное, чтобы и другие помучались, затратив свои силы на бесполезное устройство. Не одним же им мучаться.

Из приведённого ранее материала, мы можем сделать выводы, ответив на вопрос: Чем разрываются молекулы воды на водород и кислород в ячейке Мэйера?

1. Необходимо создать постоянное электрическое поле для молекул воды, которое заставит диполи молекул воды, повернуться в направлении электродов своими полюсами. Источником тока для этого может являться обыкновенный импульсный источник питания. При этом, работать он должен Пачками импульсов.

2. Необходимо создать условия для резонанса молекул воды, которые по достижении на электродах ячейки достаточной амплитуды приложенного напряжения от источника (пункт 1), с каждой полуволной тока резонансной частоты молекул воды, заставят двигаться электроны атомов водорода на более удалённые от центров атомов орбиты. Что в итоге, приведёт к разрыву валентной связи атомов водорода и кислорода и как следствие к разрыву молекул воды на водород и кислород. Источником тока для этого, может так же являться обыкновенный импульсный источник питания, заряжающий высоковольтный конденсатор, который должен разряжаться по окончании Пачки импульсов источника постоянного электрического поля.

Каждый электрик должен знать:  Импульсная и Частотная характеристики

Ом и Ячейка Мэйера

Перейдём к тому, что я не предполагал излагать в своих статьях ранее, но то, что обязательно должно быть опубликовано для Вашего обозрения. Речь пойдёт о непоколебимости фундаментального закона радиоэлектроники, а именно – законе Ома. Это именно то, что мешает большинству «Кулибиных» понять безрезультатность своих практических попыток победить элементарные законы физики, противопоставляя им закон «Сила есть, ума не надо». К их сожалению, этот закон действовал у динозавров (у которых был мозг по размеру меньше человеческого), а сегодня действует лишь в человеческих отношениях, и то не всегда, а к науке он не применим вовсе. При конструировании Ячейки Мэйера, мы обязаны выполнять закон Ома, иначе у Вас ничего серьёзного не получится.

Вода – проводник электрического тока. Из различных состояний воды, самое высокое сопротивление электрическому току имеет дистиллированная вода. Чем больше химических примесей находится в воде, тем меньше её сопротивление электрическому току.

Величину, которая, по сути, характеризует её свойства проводить электрический ток, называют диэлектрической проницаемостью. Диэлектрическая проницаемость – величина обратно пропорциональная электрическому сопротивлению материалов. Из учебника физики для дистиллированной воды она равна 80 единиц. При нагревании до 100 градусов диэлектрическая проницаемость уменьшается до 55, на высоких частотах начиная с 2 ГГц (СВЧ-диапазон), вода так же уменьшает свою проницаемость.
Закон Ома для участка цепи выглядит следующим образом:

где I — ток на участке цепи, U — напряжение (потенциал) приложенный к участку цепи, R — сопротивление участка цепи электрическому току.

Из ранее написанного не трудно понять, что если мы не меняем состав воды – мы не меняем её сопротивления электрическому току.

Теперь, мысленно раскроим (развернём) наши трубки ячейки Мейера в плоские обкладки простейшего конденсатора. Площадь пластин получается довольно большой, значит и ток будет не малым. Мы знаем, что промежуток между пластинами заполнен водой, кроме того, мы знаем, что вода обладает своим сопротивлением электрическому току, а значит и величиной обратно пропорциональной – электрической проводимостью. Во всех средствах информации, без исключения, можно встретить информацию о том, что там, где есть электрический ток и где сыро (вода в любых её агрегатных состояниях), там опасно потому, что вода проводит электрический ток. Но почему то, при изготовлении Ячейки Мэйера, все напрочь об этом забывают, и говорят о «чудесной» диэлектрической проницаемости. Тот, кто это делает, тешит себя тем, что вода – изолятор. На самом деле, всё наоборот. Если рассмотреть формулу закона Ома, мы увидим, что увеличение напряжения прикладываемого к пластинам, при неизменяющемся сопротивлении воды, вызовет пропорциональный рост тока, проходящего через воду. Площадь пластин довольно огромна, поэтому слабого тока «не ждите»! И тем более, того, что на ячейке будет накапливаться энергия.

Как же при таком «элементарном» понятии, не требующем доказательства, ячейка Мэйера работает на высоком напряжении при малом токе? Всё просто, понимание не обременённого знаниями специалиста того, как работает ячейка Мэйера связано с невежеством этого специалиста.

Во многих статьях о Ячейке Мэйера написано, что «вероятно диэлектрическая проницаемость воды равна 5 (пяти)». Это что, бред, или все те, кто читает эти слабо познавательные статьи, заранее знают, что частота лежит за пределами 2 ГГц? Напрашивается единственный вывод: информация не полная и значительно искажена.

В завершение статьи выделим правилo, которoе мы должны соблюдать при разработке ячейки Мэйера.

В связи с тем, что сопротивление воды величина постоянная, то когда мы говорим о повышении напряжения, то в соответствии с законом Ома, у нас пропорционально будет расти и ток. Поэтому, если мы не переместим воздействие на воду в область СВЧ-частот, то на разрыв молекул воды на водород и кислород мы будем тратить большое количество энергии. Как я ранее писал, воздействие должно быть на резонансной частоте молекул воды. Именно на этой частоте сопротивление воды электрическому току большое и по закону Ома потребляемый ячейкой Мэйера ток очень маленький.

Это правило соответствует классической физике, но позже, Вы прочтёте в моих статьях результаты практических исследований Канарёва, которые при определённых условиях позволяют судить о том, что Закон Ома «работает» не всегда. Для тех посетителей сайта, которым интересно самим изучить книгу профессора Ф.М. Канарева «Вода – новый источник энергии», даю ссылку: http://depositfiles.com/files/beqt10v0l. По ней Вы сможете бесплатно скачать книгу Канарёва с «Депозита».

В следующей статье — «Выбор СВЧ-колебаний, ввод и вывод энергии» мы рассмотрим виды (моды) высокочастотных колебаний в волноводе (резонаторе) и определимся, какую моду выбрать.

Тимеркаев Борис — 68-летний доктор физико-математических наук, профессор из России. Он является заведующим кафедрой общей физики в Казанском национальном исследовательском техническом университете имени А. Н. ТУПОЛЕВА — КАИ

Вода не проводит электричество

Всем известно, что вода и электричество — весьма опасное сочетание. Однако сама по себе вода ток не проводит. Тогда почему вода считается хорошим проводником?

Чтобы в этом разобраться, нужно представить атом, который состоит из протонов, нейтронов и электронов. Соотношение нейтронов и электронов определяют заряд атома. Если число протонов больше, чем электронов, заряд положительный, если наоборот — отрицательный. Поскольку атомы стремятся к нейтральному заряду, они отдают или забирают электроны. При переходе электрона от отрицательно заряженного атома к атому с положительным зарядом образуется электрический ток.

Так как молекулы воды не имеют заряда, то и электричество они не проводят. Поэтому дистиллированная вода считается диэлектриком, то есть ток она не проводит. Однако такая вода встречается нечасто. Вся вода, которая течёт из-под крана, содержится в реках, озёрах и морях, — это минеральный раствор той или иной концентрации. В ней содержатся как положительно (кальций, магний, натрий, железо), так и отрицательно (хлор, сульфат, карбонат) заряженные частицы, поэтому такая вода хорошо проводит ток, и тем лучше, чем больше концентрация минеральных солей.

Вода и электрический ток

Автор:
Опубликовано 01.01.1970

Начнем с начала. У всех дома есть электрические розетки. Возьмем два гвоздя… Впрочем, нет, давайте сначала подойдем с теоретической стороны, к практике приступим несколько позже.

Радиоэлектроника, электротехника, электрика — всего этого не могло бы быть, если бы не было электрического тока. И уж коль скоро Вы решились познать науку Радиоэлектронику, надо бы разобраться в начале, а что, собственно, такое — электрический ток. В учебнике физики дано такое определение: электрический ток — это направленное движение заряженных частиц. Движущиеся заряженные частицы — это электроны, причем их заряд отрицателен. Есть еще протоны — частицы с положительным зарядом и нейтроны — с нейтральным зарядом, но ни те ни другие не движутся. Значит, говоря об электрическом токе, мы будем иметь ввиду некую оголтелую толпу именно электронов, несущихся из пункта А в пункт Б, с очень большой скоростью… Это в общем.

Даже под самым наисовременнейшим микроскопом, нам ни за что не разглядеть электрон. А уж пощупать его — тем более никак. Вы, уважаемый читатель, можете, конечно возразить, мол, если сунуть два гвоздя в розетку, а потом за них схватиться — вот тут то как раз и можно очень мило все пощупать. Да еще как пощупать. «А вот ни фига» — отвечу я. То мы почувствуем — это всего лишь результат прохождения тока через живые ткани организма. А один отдельно взятый электрон пощупать НЕЛЬЗЯ! К чему все это? Да к тому, что в физике полно таких вот виртуальных вещей: они как бы есть, но на что они похожи — никто толком не знает. Как же тогда можно их изучать. Вот поэтому физику и чтят в народе наукой темной и безнадежно свирепой. А меж тем, дело решается очень просто. Надо только найти что-то более знакомое, то, что каждый человек тысячу раз видел, щупал, нюхал, пробовал на зуб и т.д. Причем, это что-то по поведению должно быть похожим на то, что мы изучаем. В данный момент мы изучаем электрический ток. Давайте попробуем подобрать что-то такое, что на него похоже, и что каждый видел.

Вот часто говорят: «ток течет». Это наводит на хорошую аналогию. А не сравнить ли нам электрический ток с током воды? Итак. Ток течет по проводам — вода течет по трубам. Ток течет от «+» к «-» — вода течет сверху вниз… Как видим — общего много. Поехали!

Для начала, давайте соберем хитроумную экспериментально-научную установку для выяснения свойств электрического тока на водяной модели. Для этого нам потребуется:
— 2 одинаковые пластиковые бутылки любого объема с пробками,
— кусок тонкого шланга (примерно 30 см).
— два гвоздя.

Отрезаем у бутылок дно, в пробочке ковыряем (сверлим) дырочки, вставляем туда концы шланга. Подвешиваем конструкцию на стенку при помощи гвоздей на одном уровне:

Приступаем к проведению научных экспериментов.
После каждого эксперимента мы будем делать вывод на основании полученных результатов. Если эксперименты и выводы покажутся Вам идиотскими — не удивляйтесь. Оно так и есть — все до идиотизма просто! Значит все у нас получится :).

Эксперимент 1.
Заполним левую бутылку водой (правая пока пуста), и смотрим, что происходит.
А происходит вот чего: вода начинает перетекать по шлангу из левой бутылки в правую. Сначала, когда в правой бутылке еще почти нет воды, а левая полна до краев — скорость перетекания воды большая. Но постепенно, по мере того, как заполняется правая и опустошается левая бутылка, скорость уменьшается. В тот момент, когда уровни воды в обеих бутылках сравняются, скорость станет равна нулю. Иначе говоря, ток воды в шланге исчезнет.
Вывод 1: Вода течет из бутылки, уровень воды в которой больше.
Вывод 2: Чем больше разность уровней — тем сильнее ток воды в шланге
Вывод 3: Если уровни равны, вода не течет вообще.

Эксперимент 2. Для него нам понадобится секундомер.
Перельем воду из правой бутылки в левую. То есть, снова сделаем так, чтобы в левой было много, а в правой — ничего. Запустим секундомер. Когда уровни в бутылках уровняются — остановим секундомер. Время запишем.
Повторим то же самое, но слегка зажмем шланг (но так, чтобы вода могла течь).
Сравним результаты измерений времени в первом и втором опыте. Время 2-го опыта, очевидно, будет больше.
Вывод: Чем тоньше шланг — тем меньше в нем сила водяного тока.

По результатам проделанных экспериментов, подведем итоги. А именно — выясним, от чего зависит сила тока в шланге.
Итак,

1. Чем больше разность уровней в бутылках — тем больше сила тока.
2. Чем сильнее сжат шланг, то есть, чем больше сопротивление шланга текущей по нему воде — тем меньше сила тока.

Объединим это в один закон:
Чем больше разность уровней и чем меньше сопротивление — тем больше сила тока

Электрический ток в жидкостях

Всем знакомо определение электрического тока. Оно представляется как направленное движение заряженных частиц. Подобное движение в различных средах имеет принципиальные отличия. Как основной пример этого явления можно представить течение и распространение электрического тока в жидкостях. Такие явления характеризуются различными свойствами и серьезно отличаются от упорядоченного движения заряженных частиц, которое происходит в обычных условиях не под воздействием различных жидкостей.

Рисунок 1. Электрический ток в жидкостях. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Формирование электрического тока в жидкостях

Несмотря на то, что процесс проводимости электрического тока осуществляется посредством металлических приборов (проводников), ток в жидкостях лежит в зависимости от движения заряженных ионов, которые приобрели или потеряли по некой определенной причине подобные атомы и молекулы. Показателем такого движения выступает изменение свойств определенного вещества, где проходят ионы. Таким образом, нужно опираться на основное определение электрического тока, чтобы сформировать специфическое понятие формирования тока в различных жидкостях. Определено, что разложение отрицательно заряженных ионов способствует движению в область источника тока с положительными значениями. Положительно заряженные ионы в таких процессах будут двигаться в противоположном направлении – к отрицательному источнику тока.

Каждый электрик должен знать:  Как определить потребляемую мощность прибора самостоятельно

Попробуй обратиться за помощью к преподавателям

Жидкие проводники делятся на три основных типа:

Электролитическая диссоциация — процесс разложения молекул определенного раствора на отрицательные и положительные заряженные ионы.

Можно установить, что электроток в жидкостях может возникать после изменения состава и химического свойства используемых жидкостей. Это напрочь противоречит теории распространения электрического тока иными способами при использовании обычного металлического проводника.

Опыты Фарадея и электролиз

Течение электрического тока в жидкостях – это продукт процесса перемещения заряженных ионов. Проблемы, связанные с возникновение и распространением электротока в жидкостях, стали причиной изучения знаменитого ученого Майкла Фарадея. Он при помощи многочисленных практических исследований смог найти доказательства, что масса вещества, выделяемая в процессе электролиза, зависит от количества времени и электричества. При этом имеет значение время, в течение которого проводились эксперименты.

Задай вопрос специалистам и получи
ответ уже через 15 минут!

Также ученый смог выяснить, что в процессе электролиза при выделении определенного количества вещества необходимо одинаковое количество электрических зарядов. Это количество удалось точно установить и зафиксировать в постоянной величине, которая получила название числа Фарадея.

В жидкостях электрический ток имеет иные условия распространения. Он взаимодействует с молекулами воды. Они в значительной степени затрудняют все передвижения ионов, что не наблюдалось в опытах с использование обычного металлического проводника. Из этого следует, что образование тока при электролитических реакциях будет не столь большим. Однако при увеличении температуры раствора проводимость постепенно увеличивается. Это означает, что напряжение электрического тока растет. Также в процессе электролиза было замечено, что вероятность распада определенной молекулы на отрицательные или положительные заряды ионов увеличивается из-за большого числа молекул используемого вещества или растворителя. При насыщении раствора ионами сверх определенной нормы, происходит обратный процесс. Проводимость раствора вновь начинает снижаться.

В настоящее время процесс электролиза нашел свое применения во многих областях и сферах науки и на производстве. Промышленные предприятия его используют при получении или обработке металла. Электрохимические реакции участвуют в:

  • электролизе солей;
  • гальванике;
  • полировке поверхностей;
  • иных окислительно-восстановительных процессах.

Электрический ток в вакууме и жидкостях

Рисунок 2. Виды жидкостей. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Распространение электрического тока в жидкостях и иных средах представляет собой довольно сложный процесс, который имеет собственные характеристики, особенности и свойства. Дело в том, что в подобных средах полностью отсутствуют заряды в телах, поэтому их принято называть диэлектриками. Главной целью исследований стало то, чтобы создать такие условия, при которых атомы и молекулы могли бы начать свое движения и процесс образования электрического тока начался. Для этого принято использовать специальные механизмы или устройства. Основным элементом таких модульных устройств стали проводники в виде металлических пластин.

Для определения основных параметров тока необходимо воспользоваться известными теориями и формулами. Самым распространенным являются закон Ома. Он выступает в роли универсальной амперной характеристики, где осуществляется принцип зависимости тока от напряжения. Напомним, что напряжение измеряется в единице Ампер.

Для проведения опытов с водой и солью необходимо подготовить сосуд с соленой водой. Это даст практическое и визуальное представление о процессах, которые происходят при образовании электрического тока в жидкостях. Также установка должна содержать электроды прямоугольной формы и источники питания. Для полномасштабной подготовки к опытам нужно иметь амперную установку. Она поможет провести энергию от сети питания к электродам.

В роли проводников будут выступать металлические пластины. Их опускают в используемую жидкость, а затем подключается напряжение. Сразу начинается перемещение частиц. Оно проходит в хаотичном режиме. При возникновении магнитного поля между проводниками все процессе движения частиц упорядочиваются.

Ионы начинают меняться зарядами и объединяться. Таким образом, катоды становятся анодами, а аноды – катодами. В этом процессе необходимо также учитывать еще несколько важных факторов:

  • уровень диссоциации;
  • температура;
  • электрическое сопротивление;
  • использование переменного или постоянного тока.

В конце эксперимента происходит образование слоя соли на пластинах.

Так и не нашли ответ
на свой вопрос?

Просто напиши с чем тебе
нужна помощь

Развенчивая мифы: 10 малоизвестных фактов об электричестве

Получайте на почту один раз в сутки одну самую читаемую статью. Присоединяйтесь к нам в Facebook и ВКонтакте.

1. Батареи хранят электрический заряд или электроны

Если спросить любого человека «Что такое аккумулятор», то большинство ответит, что в нем хранится электричество, или, возможно, внутри аккумулятора «плавают» свободные электроны. Тем не менее, это далеко от истины. Внутри батареи находится «химический бульон», известный как электролит, который хранится между электродами (положительный и отрицательный). Когда батарея подключается к устройству, электролит химически преобразуется в ионы, и электроны «выбрасываются» из положительного электрода. После этого электроны притягиваются к отрицательному электроду и «по дороге» питают устройство, подключенное к батарее.

2. Электрический ток зависит от толщины проволоки

Довольно широко распространено неправильное представление о том, как электричество «течет» через провода — якобы более толстые провода позволяют пропускать больше электрического тока, поскольку в них «больше места для электронов и меньше сопротивление». Интуитивно это кажется правильным: к примеру, на четырехполосном шоссе одновременно может ехать больше автомобилей, чем на однополосном. Тем не менее, электрический ток ведет себя по-другому. Течение электрического тока можно сравнить с рекой: в широком месте река течет медленно и спокойно, а в узком русле поток ускоряется.

3. Электричество не весит вообще ничего

Поскольку невозможно увидеть электричество невооруженным глазом, то легко предположить, что электричество — это просто энергия, которая течет из точки А в точку Б и не имеет массы или веса. В некотором смысле, это верно: электрический ток не имеет массы или веса. Тем не менее, электричество — это не просто форма невидимой энергии, а поток заряженных частиц-электронов, каждая из которых имеет массу и вес. Но современная наука не позволяет определить этот вес, поскольку он является ничтожно малым.

4. Удар током низкого напряжения не опасен

Штепсельные розетки и вилки всегда вызывают огромное беспокойство у родителей, воспитывающих маленьких детей, тем не менее они, ничуть не переживая, дают своим детям батарейки, чтобы те вставляли их в свои игрушки. Ведь опасно только высокое напряжение. Это в корне неверно. Опасно в токе не напряжение, а его сила (которая измеряется в амперах). В определенных условиях даже 12-вольтовая батарейка может причинить серьезный вред или даже вызвать смерть.

5. Деревянные и резиновые объекты являются хорошими изоляторами

Когда люди дома выполняют какие-либо работы, связанные с электричеством, они обычно снимают кольца или украшения и надевают резиновые перчатки и обувь. Несмотря на то, что это все хорошо, этого недостаточно, чтобы предотвратить несчастный случай. Если в инструкции к вещи не указано иное, то это больше проводник, а не изолятор. Ведь отличным изолятором является именно чистый каучук, а в бытовой резиновой обуви, перчатках и других товарах полно разнообразных примесей для прочности и долговечности этих товаров.

6. Генераторы создают электричество

Резервные генераторы энергии — пожалуй, лучшая «вещица» на черный день, ведь она «вырабатывает электричество», без которого сегодня просто не обойтись. Но так ли это? Генератор преобразует механическую энергию в электрическую энергию. Когда генератор работает, он заставляет электроны, уже присутствующие в проводах и цепи, течь через цепь. Если провести грубую аналогию, то сердце не создает, а только перекачивает кровь по венам. Аналогичным образом, генератор облегчает течение электронов, но не создает их.

7. Электрический ток — это всего лишь поток электронов

Хотя электричество можно обобщенно описать, как «поток электронов через проводник», это не совсем верно. Тип потока электрического тока через проводник зависит исключительно от типа этого проводника. Например, в случае плазмы, неоновых ламп, люминесцентных ламп и вспышек используется продуманная комбинация протонов и электронов. В других проводниках, таких как электролиты, соленая вода, твердый лед и аккумуляторы, электрический ток представляет собой поток положительных ионов водорода.

8. Электричество движется со скоростью света

Большинство людей еще с дества ассоциируют электричество с молнией и именно это вызывает неправильное представление о том, что электроны и собственно электрический ток движутся со скоростью, близкой к скорости света. Хотя это правда, что электромагнитная волна проходит вдоль проводника на скорости в 50-99 процентов от скорости света, важно понять, что фактически электроны движутся очень медленно, не более чем несколько сантиметров в секунду.

9. Линии электропередач изолированы

Большинство проводов и кабелей в повседневной жизни (электрические шнуры зарядных устройств, ламп и других различных приборов) надежно изолированы резиной или пластиком. Но наивно предполагать, что линии электропередач также изолированы. Но как же на них сидят птицы? Оказывается, что единственной причиной, почему птицы не получают разряда, это потому, что они не касаются земли, сидя на кабеле. Изолировать все воздушные линии электропередач слишком дорого.

10. Статическое электричество отличается от «остального» электричества

Обычно люди думают, что статическое электричество, которое видно, к примеру, когда снимаешь синтетическую одежду, отличается от электрического тока, без которого невозможно представить повседневную жизнь. Тем не менее, единственное различие между «обычным» и статическим электричеством заключается в том, что первое представляет собой постоянный поток, а второе — мгновенное уравнивание. После подключения прибора к настенной розетке поток электронов идет непрерывно, а статическое электричество возникает, когда два проводника с разными зарядами приближаются друг к другу и происходит миниатюрная дуга электроэнергии, после чего два заряда уравниваются.

Понравилась статья? Тогда поддержи нас, жми:

Проектируем электрику вместе

Электрический ток в жидкостях

Вода, как универсальный растворитель.. Водные растворы.. Электролитическая диссоциация.. Электролит.. Слабые и сильные электролиты.. Носители электрических зарядов в жидкости.. Положительные и отрицательные ионы.. Электролиз.. Расплавы.. Природа электрического тока в расплавах..

Одним из условий возникновения электрического тока является наличие свободных зарядов, способных двигаться под действием электрического поля. О природе электрического тока в металлах мы говорили здесь и тут.
В этом уроке мы попытаемся разобраться, какие частицы переносят электрический заряд в жидкостях и расплавах.

Вода, как универсальный растворитель

Как мы знаем, дистиллированная вода не содержит носителей зарядов и поэтому не проводит электрический ток, т. е. является диэлектриком. Однако наличие каких-либо примесей уже делает воду достаточно хорошим проводником.
Вода обладает феноменальной способностью растворять в себе почти все химические элементы. При растворении в воде различных веществ (кислот, щелочей, оснований, солей и др.) раствор становится проводником из-за распада молекул вещества на ионы. Это явление называется электролитической диссоциацией, а сам раствор – электролитом, способным проводить электрический ток. Все водные бассейны на Земле в большей или меньшей степени являются природными электролитами.

Мировой океан представляет собой раствор ионов практически всех элементов таблицы Менделеева.

Желудочный сок, кровь, лимфа, все жидкости в организме человека являются электролитами. Все животные и растения также в основном состоят из электролитов.

По степени диссоциации есть слабые и сильные электролиты. Вода относится к слабым электролитам, а большинство неорганических кислот относится к сильным электролитам. Электролиты еще называют проводниками второго рода.

Носители электрических зарядов в жидкости

При растворении в воде (или в другой жидкости) различных веществ, они распадаются на ионы.
Например, обыкновенная поваренная соль NaCl (хлорид натрия) в воде разделяется на положительные ионы натрия (Na +) и отрицательные ионы хлора (Cl -). Если два полюса в полученном электролите находятся под различными потенциалами, то отрицательные ионы дрейфуют к положительному полюсу, в то время как положительные ионы дрейфуют к отрицательному полюсу.

Таким образом, электрический ток в жидкости состоит из потоков положительных и отрицательных ионов, направленных навстречу друг другу.

В то время как абсолютно чистая вода является изолятором, вода, содержащая даже небольшие примеси (естественные либо привнесенные извне) ионизированного вещества, является проводником электрического тока.

Электролиз

Поскольку положительные и отрицательные ионы растворенного вещества под воздействием электрического поля дрейфуют в разные стороны, вещество постепенно разделяется на две части.

Такое разделение вещества на составляющие его элементы называется электролизом.

Электролиты используются в электрохимии, в химических источниках тока (гальванические элементы и батареи), в производственных процессах гальваники и других технологиях, основанных на движении электрических зарядов в жидкостях под действием электрического поля.

Каждый электрик должен знать:  Релейная защита основного электрооборудования электростанций и подстанций. Вопросы проектирования

Расплавы

Диссоциация вещества возможна и без участия воды. Достаточно расплавить кристаллы химического состава вещества и получить расплав. Расплавы вещества так же, как водные электролиты являются проводниками второго рода, а потому их можно называть электролитами. Электрический ток в расплавах имеет ту же природу, что и ток в водных электролитах – это встречные потоки положительных и отрицательных ионов.

Используя расплавы, в металлургии получают алюминий электролитическим способом из глинозема. Электрический ток пропускается через оксид алюминия и в процессе электролиза у одного из электродов (катода), накапливается чистый алюминий. Это очень энергоемкий процесс, который по энергопотреблению напоминает разложение воды на водород и кислород с помощью электрического тока.

Электролиз воды

Что такое электролиз

Для осуществления процесса электролиза в раствор или в расплав помещают два электрода, подключённых к противоположным полюсам источника тока. В качестве электродов чаще всего используется металл или графит, так как эти материалы пропускают электрический ток.

Рис. 1. Электролиты в растворе.

Под действием электричества электрод, подключенный к отрицательному полюсу, становится катодом, а электрод, соединённый с положительным полюсом, превращается в анод. Катод и анод притягивают противоположные ионы: к катоду направляются положительно заряженные катионы, к аноду – отрицательно заряженные анионы.

Катод является окислителем, на нём происходит процесс восстановления катионов. На аноде протекает процесс окисления: анод восстанавливает анионы и окисляется.

Процесс электролиза можно разделить на два этапа. Сначала происходит диссоциация – распад электролита (раствора или расплава) на ионы. Затем протекают реакции на электродах.

Электролиз воды

Если пропустить через воду электрический ток, жидкость начнёт диссоциироваться на составляющие молекулу воды атомы. В результате процесса электролиза воды получают кислород и водород. Однако в зависимости от природы электродов можно получить озон и перекись водорода.

Схема электролиза воды:

Рис. 2. Схема электролиза воды.

Вода – слабый электролит, поэтому электролиз чистой, дистиллированной воды протекает медленно или не идёт вовсе. Для ускорения процесса в воду добавляют сильный электролит, увеличивающий проводимость электрического тока.

Электролит выбирается так, чтобы исключить конкуренцию между катионами электролита и катионами воды (H + ). В противном случае водород не будет произведён. Чтобы исключить конкуренцию, необходимо подобрать электролит, катионы которого будут иметь меньший электродный потенциал, чем H + воды. На роль катиона электролита подходят:

Для исключения конкуренции анионов, наоборот, подбирают электролит с анионами большего электродного потенциала, чем анион OH – воды. В качестве такого электролита применяется щелочь для образования гидроксильного иона OH – .

Рис. 3. Диссоциация щёлочи.

Для электролиза воды используются сильные щелочи: гидроксид калия (KOH) или натрия (NaOH). В некоторых случаях применяется сильная кислота, например, H2SO4.

Что мы узнали?

Электролиз – процесс образования и оседания на электродах ионов вещества под действием электрического тока. Вода разделяется на катионы водорода и анионы кислорода. Положительные катионы движутся к катоду, отрицательные анионы – к аноду. В некоторых случаях вода диссоциируется на озон и перекись водорода. Из-за низкой способности к диссоциации в воду добавляется сильный электролит, не мешающий образованию водорода и кислорода. Чаще всего добавляется щёлочь или сильная кислота.

проводит ли вода электрический ток

Проводит ли вода электрический ток

Автор Игорь Казак задал вопрос в разделе Техника

Проводит ли вода электрический ток и получил лучший ответ

Ответ от Ѓдачник[гуру]
Некоторые как сговорились. Кого спрашивали про ДИСТИЛИРОВАННУЮ воду? Вопрос об обычной воде.
taukamille самый адекватный из всех.
Итак, по порядку.
1) Дистилированная вода — действительно диэлектрик, но она в природе встречается только в лабораториях.
2) Обычная вода — наоборот, великолепный проводник. Поэтому в правилах поведения во время грозы написано:
— не купаться
— держаться подальше от любых водоемов, даже от луж.
3) Также в правилах пользования электроприборами написано:
— не включать электроприборы большого сопростивления в ванной. Максимум — электробритву или фен.
— лампа в ванной должна стоять внутри герметичного колпака.
И еще добавлю.
Известный поэт и певец, бард Александр Галич погиб в США в 1977 году в ванне. Он налил ванну, но когда лег в нее, вода остыла.
И тогда он включил кипятильник и сунул его в ванну, а сам не вылез. Ток пошел в воду, и он умер мгновенно.
Хотя некоторые считают, что его таким нестандартным образом убили сотрудники КГБ. Но сами КГБ-шники этого не признают.

Электричество, ток, напряжение, сопротивление и мощность

Не имея определенных начальных знаний об электричестве, тяжело себе представить, как работают электрические приборы, почему вообще они работают, почему надо включать телевизор в розетку, чтобы он заработал, а фонарику хватает маленькой батарейки, чтобы он светил в темноте.

И так будем разбираться во всем по порядку.

Электричество

Электричество – это природное явление, подтверждающее существование, взаимодействие и движение электрических зарядов. Электричество впервые было обнаружено еще в VII веке до н.э. греческим философом Фалесом. Фалес обратил внимание на то, что если кусочек янтаря потереть о шерсть, он начинает притягивать к себе легкие предметы. Янтарь на древнегреческом – электрон.

Вот так и представляю себе, сидит Фалес, трет кусок янтаря о свой гиматий (это шерстяная верхняя одежда у древних греков), а затем с озадаченным видом смотрит, как к янтарю притягиваются волосы, обрывки ниток, перья и клочки бумаги.

Данное явление называется статическим электричеством. Вы можете повторить данный опыт. Для этого хорошенько потрите шерстяной тканью обычную пластмассовую линейку и поднесите ее к мелким бумажным кусочкам.

Следует отметить, что долгое время это явление не изучалось. И только в 1600 году в своем сочинении «О магните, магнитных телах и о большом магните – Земле» английский естествоиспытатель Уильям Гилберт ввел термин – электричество. В своей работе он описал свои опыты с наэлектризованными предметами, а также установил, что наэлектризовываться могут и другие вещества.

Далее на протяжении трех веков самые передовые ученые мира исследуют электричество, пишут трактаты, формулируют законы, изобретают электрические машины и только в 1897 году Джозеф Томсон открывает первый материальный носитель электричества – электрон, частицу, благодаря которой возможны электрические процессы в веществах.

Электрон – это элементарная частица, имеет отрицательный заряд примерно равный -1,602·10 -19 Кл (Кулон). Обозначается е или е – .

Напряжение

Чтобы заставить перемещаться заряженные частицы от одного полюса к другому необходимо создать между полюсами разность потенциалов или – Напряжение. Единица измерения напряжения – Вольт (В или V). В формулах и расчетах напряжение обозначается буквой V. Чтобы получить напряжение величиной 1 В нужно передать между полюсами заряд в 1 Кл, совершив при этом работу в 1 Дж (Джоуль).

Для наглядности представим резервуар с водой расположенный на некоторой высоте. Из резервуара выходит труба. Вода под естественным давлением покидает резервуар через трубу. Давайте условимся, что вода – это электрический заряд, высота водяного столба (давление) – это напряжение, а скорость потока воды – это электрический ток.

Таким образом, чем больше воды в баке, тем выше давление. Аналогично с электрической точки зрения, чем больше заряд, тем выше напряжение.

Начнем сливать воду, давление при этом будет уменьшаться. Т.е. уровень заряда опускается – величина напряжения уменьшается. Такое явление можно наблюдать в фонарике, лампочка светит все тусклее по мере того как разряжаются батарейки. Обратите внимание, чем меньше давление воды (напряжение), тем меньше поток воды (ток).

Электрический ток

Электрический ток – это физический процесс направленного движения заряженных частиц под действием электромагнитного поля от одного полюса замкнутой электрической цепи к другому. В качестве частиц, переносящих заряд, могут выступать электроны, протоны, ионы и дырки. При отсутствии замкнутой цепи ток невозможен. Частицы способные переносить электрические заряды существуют не во всех веществах, те в которых они есть, называются проводниками и полупроводниками. А вещества, в которых таких частиц нет – диэлектриками.

Принято считать направление тока от плюса к минусу, при этом электроны движутся от минуса к плюсу!

Единица измерения силы тока – Ампер (А). В формулах и расчетах сила тока обозначается буквой I. Ток в 1 Ампер образуется при прохождении через точку электрической цепи заряда в 1 Кулон (6,241·10 18 электронов) за 1 секунду.

Вновь обратимся к нашей аналогии вода – электричество. Только теперь возьмем два резервуара и наполним их равным количеством воды. Отличие между баками в диаметре выходной трубы.

Откроем краны и убедимся, что поток воды из левого бака больше (диаметр трубы больше), чем из правого. Такой опыт – явное доказательство зависимости скорости потока от диаметра трубы. Теперь попробуем уравнять два потока. Для этого добавим в правый бак воды (заряд). Это даст большее давление (напряжение) и увеличит скорость потока (ток). В электрической цепи в роли диаметра трубы выступает сопротивление.

Проведенные эксперименты наглядно демонстрируют взаимосвязь между напряжением, током и сопротивлением. Подробнее о сопротивлении поговорим чуть позже, а сейчас еще несколько слов о свойствах электрического тока.

Если напряжение не меняет свою полярность, плюс на минус, и ток течет в одном направлении, то – это постоянный ток и соответственно постоянное напряжение. Если источник напряжения меняет свою полярность и ток течет то в одном направлении, то в другом – это уже переменный ток и переменное напряжение. Максимальные и минимальные значения (на графике обозначены как Io) – это амплитудные или пиковые значения силы тока. В домашних розетках напряжение меняет свою полярность 50 раз в секунду, т.е. ток колеблется то туда, то сюда, получается, что частота этих колебаний составляет 50 Герц или сокращенно 50 Гц. В некоторых странах, например в США принята частота 60 Гц.

Сопротивление

Электрическое сопротивление – физическая величина, определяющая свойство проводника препятствовать (сопротивляться) прохождению тока. Единица измерения сопротивления – Ом (обозначается Ом или греческой буквой омега Ω). В формулах и расчетах сопротивление обозначается буквой R. Сопротивлением в 1 Ом обладает проводник к полюсам которого приложено напряжение 1 В и протекает ток 1 А.

Проводники по-разному проводят ток. Их проводимость зависит, в первую очередь, от материала проводника, а также от сечения и длины. Чем больше сечение, тем выше проводимость, но, чем больше длина, тем проводимость ниже. Сопротивление – это обратное понятие проводимости.

На примере водопроводной модели сопротивление можно представить как диаметр трубы. Чем он меньше, тем хуже проводимость и выше сопротивление.

Сопротивление проводника проявляется, например, в нагреве проводника при протекании в нем тока. Причем, чем больше ток и меньше сечение проводника – тем сильнее нагрев.

Мощность

Электрическая мощность – это физическая величина, определяющая скорость преобразования электроэнергии. Например, вы не раз слышали: «лампочка на столько-то ватт». Это и есть мощность потребляемая лампочкой за единицу времени во время работы, т.е. преобразовании одного вида энергии в другой с некоторой скоростью.

Источники электроэнергии, например генераторы, также характеризуется мощностью, но уже вырабатываемой в единицу времени.

Единица измерения мощности – Ватт (обозначается Вт или W). В формулах и расчетах мощность обозначается буквой P. Для цепей переменного тока применяется термин Полная мощность, единица измерения – Вольт-ампер (В·А или V·A), обозначается буквой S.

И в завершение про Электрическую цепь. Данная цепь представляет собой некоторый набор электрических компонентов, способных проводить электрический ток и соединенных между собой соответствующим образом.

Что мы видим на этом изображении – элементарный электроприбор (фонарик). Под действием напряжения U (В) источника электроэнергии (батарейки) по проводникам и другим компонентам обладающих разными сопротивлениями R (Ом) от плюса к минусу течет электрический ток I (А) заставляющий светиться лампочку мощностью P (Вт). Не обращайте внимания на яркость лампы, это из-за плохого давления и малого потока воды батареек.

Фонарик, что представлен на фотографии, собран на базе конструктора « Знаток ». Данный конструктор позволяет ребенку в игровой форме познать основы электроники и принцип работы электронных компонентов. Поставляется в виде наборов с разным количеством схем и разного уровня сложности.

Добавить комментарий