Гальванический ток

Энциклопедия Брокгауза Ф.А. и Ефрона И.А. (1890 - 1916гг.) Статьи для написания рефератов, курсовых работ, научные статьи, биографии (118447 статей и 6000 рисунков).

А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ы Э Ю Я A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W Z

Иллюстрация к статье на тему "Гальванический ток". Статьи для написания рефератов, курсовых работ, научные статьи, биографии, очерки, аннотации, описания.

Гальванический ток

Гальванический ток - — явление, какое происходит, когда два полюса гальванического элемента (или батареи из них) соединяются друг с другом при посредстве какого-либо проводника электричества. Гальванический ток представляет собой лишь частный случай вообще явления электрического тока. По отношению к электричеству все тела природы разделяются на две категории: тела, проводящие электричество, проводники, и тела непроводящие электричество — изоляторы или диэлектрики. Свойство тела проводить электричество выражается в том, что при соединении помощью испытываемого тела друг с другом двух других тел, из которых одно наэлектризовано, а другое нет, в одном случае тело, раньше не наэлектризованное, становится наэлектризованным, электрическое состояние передается ему от другого, наэлектризованного, причем ослабляется электрическое состояние последнего; в другом случае не замечается при этом изменения в состоянии обоих тел, не наэлектризованное предварительно тело остается без признаков электризации и после такого соединения. Все металлы, графит, кокс, обыкновенная вода, растворы в ней солей, кислот — все это проводники электричества. Различные смолы, каучук, шелк, стекло, сера, парафин, воск, весьма многие минералы, органические соединения, наконец газы при обычной упругости — представляют собой тела, не проводящие электричество. [Нужно заметить, однако, что нет абсолютных непроводников электричества. Все тела, называемые непроводниками, взятые в тонком слое, до некоторой степени проводят электричество и при обычных условиях, без нагревания (см. дальше).]. При соединении друг с другом с помощью проводника двух каких-нибудь проводящих тел, различно наэлектризованных (одно из них может быть совсем не наэлектризовано, может быть сама земля), т. е. оказывающих неодинаковые действия на присоединяемый к ним электроскоп или электрометр, имеющих, точнее говоря, неодинаковые электрические потенциалы (см. Потенциал), эти тела приходят в близко одинаковое электрическое состояние [Электрические состояния, точнее — потенциалы двух различно наэлектризованных тел, делаются равными при соединении этих тел проводником в том случае, когда эти тела химически и физически вполне одинаковы.], а вместе с этим в соединяющем их проводнике происходит особое явление, сопровождающееся целым рядом разнообразных действий. Проводник нагревается, и это особенно резко замечается, когда таким проводником берется очень тонкая проволока; последняя может даже вполне разрушиться, обратившись в мелкий порошок (для этого необходима лишь очень сильная электризация одного из соединяемых тел); этот проводник действует на находящуюся вблизи магнитную стрелку, как бы сообщает ей толчок; если соединение различно наэлектризованных тел делается одновременно при посредстве твердых и жидких веществ, может случиться, что на границах, отделяющих твердые тела от жидких, будут замечены продукты химического разложения жидкостей; этот проводник, наконец, в другом соседнем с ним проводнике вызывает явление, вполне подобное тому, какое происходит в нем самом. Такое явление в проводнике и носит название электрического тока. Оно выражается в изменениях состояния самого проводника (внутренние действия тока) и также в действиях вне его (внешние действия тока). По существовавшему в прежнее время предположению присутствия в телах особых электрических жидкостей как причины, вызывающей в них электризацию, электрический ток принимался за течение этой жидкости из одного тела в другое (отсюда и название ток), и направление, в каком допускалось перемещение положительного электричества, считалось за направление самого тока. При сказанных условиях, т. е. при соединении проводником двух тел, предварительно наэлектризованных не в одинаковой степени, электрический ток в проводнике ограничивается лишь очень коротким промежутком времени, измеряющимся весьма малой долей секунды. Но подобное явление возможно удержать и произвольно долгое время; для этого необходимо только сохранять все это время электрические состояния обоих тел неодинаковыми. Простая электрическая машина дает к этому средства. Пока поддерживается такой машиной различие в электрическом состоянии двух проводящих тел, в проводнике, соединяющем их, продолжается существование электрического тока. В проводнике непрерывно выделяется теплота; магнитная стрелка, помещенная на вертикальной оси вблизи такого проводника (под ним или над ним) и в своем положении равновесия под действием земного магнетизма, когда в проводнике нет тока, параллельная ему, удерживается отклоненной на некоторый угол от этого положения (плоскости магнитного меридиана); в жидкости, составляющей часть всего проводника, соединяющего тела, наблюдается химическое разложение; продукты этого разложения выделяются на границах, отделяющих твердые части проводника от жидкости; проводник притягивает или отталкивает другой проводник, в котором также поддерживается электрический ток. Таким образом, выделение теплоты в проводнике, отклонение магнитной стрелки из ее естественного положения, химическое разложение проводящей жидкости (электролиз), притяжение или отталкивание другого проводника также с током (явления эдектродинамические) — вот наиболее характерные действия, вызываемые явлением электрического тока. К этому нужно прибавить еще намагничивание, какое получается в стальной или железной игле, если поместить последнюю в катушку, сделанную из обмотанной шелком или бумагой проволоки и пропустить через эту проволоку электрический ток, а также возбуждение электрического тока в соседнем, отделенном непроводящей средой, другом проводнике в момент появления или исчезновения тока в рассматриваемом. Все упомянутые действия тока при употреблении электрической машины для сохранения постоянного различия между электрическими состояниями двух тел, между которыми в проводнике получается такой ток, будут вообще очень слабые. Говорят, что сила электрического тока в проводнике в этом случае мала. Эти действия получаются значительно сильнее, если взять гальванический элемент (или, лучше, батарею из нескольких элементов) и соединить подобным же проводником оба полюса. На этих полюсах, пока нет соединительного проводника, пока элемент, как говорят, разомкнут и тщательно изолирован, наблюдается различная по знаку электризация. Электроскоп обнаруживает положительное электричество на одном полюсе и отрицательное на другом. Электрометр дает величины потенциалов на том и другом полюсе вообще близко равные, но противоположные по знаку. Таким образом получается некоторая разность потенциалов на обоих полюсах, которая остается без изменения и в том случае, когда с полюсами элемента соединяются какие-нибудь другие проводящие тела или один из полюсов элемента проводником соединяется с землей. Пока элемент не замкнут, наблюдаемая на его полюсах разность потенциалов зависит исключительно от состава элемента, температуры его и в незначительной степени от давления окружающей элемент среды. Последнее, впрочем, обнаруживается только при значительном искусственном изменении упругости этой среды. Эта разность потенциалов не меняется при сохранении состава элемента с изменением формы и размеров его. Когда полюса элемента соединены друг с другом при посредстве какого-либо проводника (элемент, как говорят, замкнут этим проводником), они остаются по-прежнему различно наэлектризованными. Электрометр обнаруживает и теперь разность потенциалов между ними. Эта разность потенциалов, однако, иная, чем тогда, когда элемент разомкнут. Она изменяется, кроме того, вместе с изменением проводника, соединяющего собой полюса. Итак, в проводнике, соединяющем полюса, должен появиться электрический ток. Этот-то ток и носит название тока гальванического. По всем своим свойствам качественно он ничем не отличается от вышеупомянутого тока электрического. Да и по существу явление гальванического тока одинаково с явлением тока между двумя различно электризуемыми электрической машиной телами. Здесь также полюса элемента непрерывно поддерживаются наэлектризованными, один положительно, другой отрицательно, производится лишь последнее не действием посторонней машины, а постоянно происходящими при этом химическими соединениями тел, входящих в состав элемента. Гальванический ток наблюдается не только в проводнике (обычно в виде проволок или столбов жидкости), соединяющем полюса элемента (внешняя часть цепи), он существует и проявляет все свои действия и в жидкостях самого элемента (внутренняя часть цепи). Если в проволоке между полюсами элемента Вульстена (медь и цинк в подкисленной воде) ток имеет направление от меди к цинку [Направление тока легче всего определяется по отклонению током северного конца магнитной стрелки на основании правила Ампера: для наблюдателя, вообразившего себя плывущим по направлению тока, с лицом, обращенным к северному полюсу стрелки, отклонение северного конца этой стрелки будет казаться влево.], то в воде внутри этого элемента он направляется от цинка к меди. Гальванический ток ток, таким образом, образует собой замкнутое кольцо (замкнутую цепь), идя от одного полюса элемента к другому через внешний проводник и продолжая свой путь внутри элемента через его жидкость от этого второго полюса к первому. С точки зрения теории двух электрических жидкостей обратное направление электрического течения между полюсами внутри элемента сравнительно с направлением движения электричества во внешнем проводнике объясняется непрерывно происходящим вследствие химических действий в элементе разъединением двух электричеств в каждой частице жидкости, которые соединяются затем с противоположными жидкостями в соседних с этой частицах и, наконец, от частиц, прилегающих к полюсам, сообщаются этим последним; причем каждый полюс получает лишь одно электричество. Явление гальванического тока, а вместе с этим химические соединения и распадения внутри элемента существуют, пока полюса элемента соединены проводником. То и другое прекращается тотчас, как только будет нарушено соединение полюсов проводником или внешний проводник будет разделен поперек тока каким-либо непроводящим электричество веществом.

Смотрии так же...