втягивает положительные заряды и отталкивает отрицательные; другими словами, электрический ток имеет некое направление. Раньше считали, что ток идет от клеммы «+» к клемме «—». В действительности все происходит наоборот, однако сохранили эту условность.
Чтобы понять возможности электричества, проделаем следующий опыт. Соберем электрическую цепь, соединяя элементы последовательно, то есть один за другим (рис. 4.3). Раствор кислоты в данном случае представляет собой источник ионов (одно– или многоатомных электрически заряженных частиц, знак которых зависит от того, присоединили они свободные электроны или отдали). Что происходит, когда мы нажимаем на выключатель? Лампочка зажигается и излучает тепло – это тепловой эффект; заряженные частицы появляются на электродах – это химический эффект; стрелка компаса поворачивается – это магнитный эффект.
Тепловой эффект мы наблюдаем, когда электрический ток проходит через материал, оказывающий сопротивление; именно тогда электрическая энергия преобразуется в тепловую. Этот эффект можно использовать для освещения (вольфрамовая нить в вакууме или инертном газе нагревается до свечения), а также для обогрева (в электрических приборах разных конструкций – конвекторах, тепловентиляторах и т. д.).
Химический эффект – между электродами начинается обмен электронами (заряженными частицами). Такая химическая реакция называется электролизом. Электролиз используется в промышленности для получения некоторых металлов (алюминия, золота, серебра) и гальваностегии (создания металлического осадка на другом веществе, например серебрения или позолоты). Если прохождение тока способно вызывать химическую реакцию, то возможен и обратный процесс – химическая реакция может генерировать электрический ток. Примером использования этого эффекта могут служить давным-давно ставшие привычными аккумуляторные батареи для автомобилей.
Магнитный эффект: в медной перемычке, через которую пропускают ток, возникает магнитное поле, благодаря действию которого отклоняется стрелка компаса. Этот эффект применяется очень широко: он позволил разработать электродвигатель, трансформатор, звонок, электрический замок и большое количество различных автоматов. Магнитный эффект имеет и обратное действие: в результате механического вращения ротора электродвигателя появляется ток. Этот эффект сделал возможным существование генераторов (например, генератор переменного тока для автомобилей или ветрогенератор); электричество, получаемое потребителями, также выработано генераторами.
И напоследок: если поменять местами провода генератора, то можно увидеть, что в растворе осадок будет откладываться на другом электроде, а стрелка компаса повернется в противоположном направлении. Только лампочка будет реагировать так же, как и раньше. Вывод очевиден: изменение направления движения тока влияет на некоторые его эффекты.
Теперь нужно вспомнить несколько физических величин, которые характеризуют электрический ток. Существует два вида тока:
• постоянный ток, получаемый химическим способом (батарейки и аккумуляторы), как в рассмотренном примере, или генерируемый полупроводниковыми фотоэлектрическими преобразователями, которые в просторечии обычно именуются солнечными батареями. Этот ток поляризован и течет в определенном направлении, как было описано выше;
• переменный ток, вырабатываемый благодаря магнитному эффекту (электромагнитной индукции); такой ток используется в быту. Переменный ток не имеет полюсов в том виде, в котором они определяются для постоянного; смена полюсов происходит циклически и непрерывно. Это явление (смена полярностей) происходит с определенной частотой. Измеряется она в герцах (Гц). В бытовых сетях на территории бывшего СССР используется переменный ток частотой 50 Гц; это значит, что смена направления происходит 50 раз в секунду. Два провода, которые идут от ввода линии в дом, называются фазовым и нулевым проводами.
Однофазный и трехфазный переменный ток. Рядовой потребитель сталкивается с электричеством, ежедневно зажигая свет и включая тот или иной прибор в розетку. Выключатели друг от друга отличаются мало, а вот с розетками все гораздо сложнее. Попробуем разобраться, как устроена розетка.
Розетки, особенно в старых домах, обычно подключены всего к двум проводам. Изоляция одного из проводов обязательно должна иметь голубоватую или синюю окраску. Именно так определяется рабочий нулевой проводник. Ток по нему идет не от источника, а от потребителя. Этот провод вполне безобидный, и если схватиться за него, не прикасаясь ко второму, то ничего страшного не случится.
А вот второй провод, окраска которого может быть любой, за исключением синей, голубой, желто-зеленой в полоску и черной, более опасный. Называется он фазовый проводник. Дотронувшись до этого провода, можно получить сильный разряд. И это серьезно, поскольку напряжение бытовой сети
