Elektros srovės poveikis. Elektros laidininkai ir izoliatoriai

Pamokos veikla.

Susipažįsta su elektros srovės poveikiu, laidininkais ir izoliatoriais.

Elektros srovės poveikis žmogui, aplinkai. Nauda ir žala. Išsiaiškinti, kodėl medžiagos yra laidininkai ir izoliatoriai.

Elektros laidininkai ir izoliatoriai http://gamta5-6.mkp.emokykla.lt/lt/mo/laboratorija/elektros_laidininkai_ir_izoliatoriai/

Perskaityti  Elektros srovės poveikis  (59 psl.) ir Elektros laidininkai ir izoliatoriai. (61 psl.). Atlikti 1-5  užduotis  (60 psl.) ir1-6  užduotis  (63 psl.). Gali paruošti pranešimą „Laidininkai ir izoliatoriai“.

  Žmogus neturi jutimo organų, kuriais galėtų nustatyti elektros srovė buvimą. Apie ją tenka spręsti tik iš reiškinių kuriuos ji sukelia. Tie reiškiniai įvardijami kaip elektros srovės poveikis: šiluminis (šviesos), magnetinis ar cheminis.

Šiluminis srovės poveikis

 Įjungta elektros lemputė šviečia, laidynė kaista ir pan. Sakome, kad lempute, laidyne ar kuriuo nors kitu į elektrinę grandinę įjunktu prietaisu teka elektros srovė. Taip teigiame matydami ne pačią elektros srovę, bet jos veikimo rezultatą: šviečia iki aukštos temperatūros įkaitęs lemputės siūlelis, šyla laidynės kaitinimo elementas, karšta elektrinės viryklės plokštelė sušildo ir užvirina ant jos pastatytame puode vandens ir t. t.

       Prie kišeninio žibintuvėlio baterijos laidais prijunkime jungiklį ir elektros lemputę. Jungikliu sujungę grandinę, matysime, kad lemputė šviečia.

Iki švytėjimo įkaista ne tik kišeninio žibintuvėlio lemputės, bet ir patalpų apšvietimui naudojamų lempučių siūleliai.

       Į apšvietimo tinklą įjunkime elektros viryklę, o ant jos pastatykime stiklinę su vandeniu. Po kurio vanduo tiek sušils, kad pradės virti.

Šie bandymai iliustruoja šiluminį (šviesos) elektros srovės poveikį.

 

Magnetinis srovės poveikis

Jūs jau žinote, kad magnetai traukia geležinius daiktus. Šią magnetų savybę nesunku patikrinti bandymu.

       Magnetą priartinkime prie mažų vinučių ar geležies pjuvenų. Magnetas jas pritrauks.

       Storą vinį ar geležinį strypelį apvyniokime izoliuota viela ir jos galus per jungiklį prijunkime prie baterijos gnybtų. Vinis nuo viela tekančios srovės įsimagnetins ir taip pat kaip magnetas pritrauks nedidelius geležinius daiktus: mažas vinutes, geležies pjuvenas arba drožles. Tokia vinis su laidu, kuriuo teka elektros srovė, vadinama elektromagnetu. Išjungus jungiklį, srovė nustos tekėti, vinis išsimagnetins ir vinutė nukris. 

 

Cheminis srovės poveikis

Bandymu galima pademonstruoti ir cheminį srovės poveikį.  Į stiklinę įpilkime vario sulfato tirpalo, o į jį įmerkime dvi varines plokšteles. Sujungę jas su srovės šaltiniu ir lempute, o po kurio laiko pamatysime, kad viena plokštelė apsitraukė šviežiu vario sluoksniu. Šis srovės poveikis taikomas gryniems metalams gauti.

Apibendrinkime trejopą elektros srovės poveikį:

Šiluminis poveikis	Magnetinis poveikis	Cheminis poveikis
Kai laidais teka elektros srovė, jie įšyla; kai kurie gali įkaisti net iki švytėjimo	Laidu tekant elektros srovei, jo aplinkoje reiškiasi magnetinės savybės	Elektros srovei tekant kai kurių medžiagų tirpalais (lydalais), ant juose panardintų plokštelių nusėda kuri nors medžiaga
Viryklė Lemputė Laidynė	Elektromagnetas Garsiakalbis Variklis	Paviršių padengimas kitomis medžiagomis Medžiagų gryninimas

 

       Elektros laidininkų ir izoliatorių samprata.    Jau iš žemesniųjų klasių aplinkos pažinimo kurso žinote, kad ne visos medžiagos vienodai laidžios elektros srovei, taigi vienos jų puikiai praleidžia srovę, o kitos – prastai arba visiškai nepraleidžia. Pagal tai medžiagos skirstomos į elektros laidininkus ir izoliatorius ( pranc. isolation – atskyrimas).

Laidininkai - tos medžiagos, kuriomis elektros srove gali tekėti.

Izoliatoriai - tos medžiagos, kurios nelaidžios elektros srovei tekėti.

 

        Geri elektros laidininkai yra metalai, grafitas, druskų bei rūgščių tirpalai, o geri izoliatoriai – oras, stiklas, guma, sausas medis daugelis plastikų, distiliuotas vanduo. Skysčiai taip pat gali įvairiai praleisti srovę. 

       Laidumą elektros srovei lemia medžiagoje esančių judrių elektringųjų dalelių skaičius: kuo daugiau šių dalelių turi medžiaga, tuo ji geresnis laidininkas. Metaluose tokios dalelės yra laisvieji elektronai, o druskų rūgščių ir šarmų tirpaluose – jonai. Kiekviename kubiniame centimetre metalinio laidininko yra nepaprastai daug (apie 100 000 000 000 - 1000 000 000 000 milijardų) laisvųjų elektronų, dėl to metalai ir yra puikūs elektros laidininkai.

       Izoliatoriai praktiškai neturi laisvų elektringųjų dalelių. Juose elektronai tvirtai „pririšti“ prie atomų, todėl negali nuo jų atitrūkti, taigi elektros srovė izoliatoriais neteka.

       Žmogus – laidininkas.  Žmogaus kūnas taip pat laidus elektros srovei, todėl liestis prie laidininkų, kuriais ji teka, pavojinga – galima patirti elektros smūgį. Laidumas priklauso nuo kūno sąlyčio su elektrine grandine vietos ir būklės – sausa oda yra blogesnis laidininkas negu drėgna. Ypač gerai elektros srovę praleidžia kraujas bei nervai, todėl jie yra lengvai pažeidžiami. Palyginti silpna elektros srovė žmogui gali būti mirtina.

   

       Elektros srovė pavojinga. Elektros svarba mūsų gyvenime didžiulė, tačiau elektros srovė gali būti ir pavojinga, jei nepaisoma elementarių saugumo taisyklių. Todėl nedarykime taip:

· į elektros tinklą įjungtos laidynės nekiškime po vandens srove;

· plaudami indus kriauklėje, nesinaudokime elektriniais prietaisais;

· nedžiovinkime plaukų elektriniu džiovintuvu, kai maudomės vonioje;

· nežiūrėkime vonioje televizoriaus;

· rūsiuose basi nekeiskime perdegusių lempų;

· netraukime prietaisų kištuko iš lizdo, laikydami už laido;

· vandens šildymo spiralės nejunkime į elektros tinklą tol, kol nepanardinsime jos į vandenį.

Laikydamiesi saugaus darbo su elektriniais prietaisais taisyklių, išvengsime nelaimių. 

   

       Laidininkų ir izoliatorių taikymas. Elektros laidininkai ir izoliatoriai plačiai naudojami praktikoje. Antai jungiamieji laidai elektrinėms grandinėms, įvairių prietaisų kaitinimo elementai gaminami iš gerų laidininkų, paprastai – iš vario arba aliuminio. Prisiliesti prie metalo, kuriuo teka elektros srovė, labai pavojinga, nes galima patirti elektros smūgį, todėl metaliniai jungiamieji laidai izoliuojami, t.y. padengiami elektros izoliatoriumi, dažniausiai – plastiku. Plačiai naudojami lankstūs variniai, aliumininiai ir kitokie kabeliai (ol. kabel – lynas) – vienas ar keli izoliuoti laidininkai sandariame apvalkale. Guma ar plastiku padengiamos ir kai kurios prietaisų dalys, pavyzdžiui, elektriko įrankių rankenėlės, elektros šakučių lizdai, kištukų korpusai.

       Taupykime elektros energiją. Veikiantys elektriniai prietaisai vartoja elektros energiją. Ją, kaip ir bet kurios kitos rūšies energiją, reikia taupyti, todėl:

Išeidami iš namų, patikrinkime, ar neliko įjungtas televizorius, elektrinė viryklė, laidynė, buto apšvietimo lemputės;

Išjunkime elektros lemputes, kai kambaryje šviesu;

Naudokime ekonomiškesnes elektros lemputes, kurių dabar galima įsigyti parduotuvėse;

Virdami maistą, parinkime patį ekonomiškiausią elektrinės viryklės režimą.

Taupyti elektros energiją naudinga ne vien ekonomiškai – elektros energijos gamyba elektrinėse susijusi su aplinkos tarša, mat, deginant jose kurą, į atmosferą išsiskiria įvairios kenksmingos medžiagos, pavyzdžiui, anglies dioksidas, sieros dioksidas, azoto dioksidas. Taupydami elektros energiją, tausojame aplinką.

Savikontrolės užduotys

1. Kodėl ne visos medžiagos yra laidžios elektros srovei?

2. Kam reikalingi elektros izoliatoriai?

Elektros srovės poveikis.  Elektros laidininkai ir izoliatoriai