Условия, необходимые для существования электрического тока
Электричество давно стало неизменным спутником человека. И это настолько обыденное явление, что практически никто не задумывается о том, какие условия необходимы для возникновения и существования электрического тока. Некоторым на помощь могут прийти знания, оставшиеся из школьного курса физики. Как правило, они ограничиваются понятием, что электрический ток – это упорядоченное движение частиц. Кто-то может добавить, что они еще должны переносить заряд. Кто-то вспомнит про электроны.
![условия существования электрического тока](http://podvi.ru/wp-content/uploads/2019/03/dfd52dfaabd2d1b7d32bc3bfe6c08f60.jpg)
Постараемся систематизировать имеющуюся информацию в этом вопросе и уяснить для себя: какие условия приводят к возникновению электрического тока и какие обеспечивают его существование.
Необходимые условия для существования электрического тока в металлах
Металлы являются наиболее распространенными веществами, которые используются в качестве проводников электричества. Особенностью этих материалов является кристаллическая решетка, присущая их твердому состоянию. Эта конструкция состоит из атомов, на внешней оболочке которых присутствует некоторое количество валентных электронов.
![какие условия необходимы для существования электрического тока](http://podvi.ru/wp-content/uploads/2019/03/slide-2-1.jpg)
При формировании кристаллической решетки в ее узлах остаются атомы с положительными ионами, а часть электронов утрачивает связь и начинает совершать хаотичное движение внутри материала. Именно они и будут являться теми носителями заряда, которые позволят существовать электрическому току, если создать требуемые условия для его возникновения.
![какие условия необходимы для электрического тока](http://podvi.ru/wp-content/uploads/2019/03/img_user_file_56cdfd06ddb72_2.jpg)
Таким образом, наблюдаются носители заряда, которые перемещаются хаотично и бессистемно, что само по себе не может гарантировать возникновение электрического тока. Вторым условием существования которого является наличие некой дополнительной силы, способной привести к упорядоченному перемещению электронов. К появлению такой силы приводит электрическое поле, возникающее при подключении проводника к источнику электричества. Пока такое поле существует, будет выполняться условие существования электрического тока.
![условия возникновения электрического тока](http://podvi.ru/wp-content/uploads/2019/03/1448300297_metally-um.jpg)
При разрыве цепи электроны перестают двигаться упорядочено, хотя хаотичное движение их внутри металла будет продолжаться. Но при этом электрическое поле будет равно нулю и существование тока станет невозможным в принципе. Необходимо отметить, что по модулю суммарный заряд свободных электронов в данном случае равен общему заряду положительных ионов, но имеет противоположный знак. Этим и объясняется то, что металлический проводник при отсутствии поля остается в электрически нейтральном состоянии.
![какие условия существования электрического тока](http://podvi.ru/wp-content/uploads/2019/03/img8-1.jpg)
Если немного обобщить и расширить вышесказанное, то к необходимым условиям существования электрического тока в металлах, кроме свободных электронов и поля, можно добавить наличие источника электричества и требование неразрывности соединения в цепи.
Условия существования электрического тока в жидкостях
В данных веществах ситуация будет несколько отличаться от вышеперечисленных условий. Необходимо оговориться, что речь пойдет о жидкостях проводниках т.н. второго рода. Это такие вещества, которые обладают ионным типом проводимости. К ним не относятся расплавы металлов, для которых характерен электронный вариант.
![условия необходимые для электрического тока](http://podvi.ru/wp-content/uploads/2019/03/4.jpg)
Жидкими проводниками второго типа считаются растворы солей, оснований и кислот. Отметим, что в данном перечне отсутствует вода. Дело в том, что в чистом виде молекулы в воде имеют полярность, что присуще диэлектрикам. Таким образом для создания условий существования электрического тока в жидкости необходимо привнести извне вещество, которое и предоставит свободные носители для перемещения заряда.
![какие из следующих жидкостей проводят электрический ток](http://podvi.ru/wp-content/uploads/2019/03/img6.jpg)
Рассмотрим простой практический пример. Если замкнуть электрическую цепь с встроенной лампочкой через емкость с дистиллированной водой нечего не произойдет. Лампа не загорится. Но достаточно добавить в жидкость шепотку поваренной соли (NaCl) и можно будет наблюдать работу источника освещения в обычном режиме. Объясняется это следующим – при внесении соли вода вступают во взаимодействие с молекулой NaCl и разъединяет ее на пары разноименно заряженных ионов.
![условия необходимые для существования электрического тока](http://podvi.ru/wp-content/uploads/2019/03/img_user_file_54f766657104c_5.jpg)
Таким образом, создается одно из основных условий существования электрического тока в жидкостях, т.е. обеспечивается наличие свободных носителей заряда. Ион ионы хлора обладают отрицательным зарядом, а ионам натрия свойственен положительный заряд. Именно эти ионы и будут двигаться между электродами под действием электрического поля.
![условия существования электрического тока](http://podvi.ru/wp-content/uploads/2019/03/Безымянный.png)
Давайте подведем итог. Для возникновения и существования электрического тока в металлах и жидкостях, обязательным условием является наличие свободных носителей заряда. Электроны или ионы – это не меняет сути. Второй момент – необходимо электрическое поле, с помощью которого возникает сила обеспечивающая перемещение носителей заряда между катодом и анодом.