Тепловое действие тока

Электрический ток, проходя через вещество, оказывает различное воздействие на вещество. Например, при электролизе мы наблюдаем химическое действие тока. Там химическая энергия возникает за счет электрической энергии. Проходя по любому проводнику, твердый ли это проводник, жидкий, электрический ток нагревает этот проводник. При этом электрическая энергия переходит в тепловую энергию, наблюдается при этом тепловое действие тока.

Мы понаблюдаем тепловое действие тока, переход электрической энергии в тепловую с помощью следующего прибора. В двух стеклянных сосудах находятся спирали из нихромовой проволоки. Проволока одинаковой толщины, диаметр витков спирали в обоих сосудах также одинаков, но расстояние между витками разное. В правом сосуде расстояние между витками небольшое, а в левом сосуде спираль растянута, и расстояние между витками достаточно велико. Вверху эти спирали соединены алюминиевой перемычкой, а в нижней части прибора к спиралям подключены провода, подводится напряжение от трансформатора - источника переменного напряжения. Мы сейчас будем постепенно увеличивать напряжение, и при определенном напряжении (порядка 100 В) начнет наблюдаться свечение правой спирали.

Видите, правая спираль уже светится, а левую спираль мы еще пока не видим. Давайте добавим напряжения. Левая спираль тоже потихоньку начинает светиться, а правая спираль светится гораздо ярче, хотя идет одинаковый ток по обеим спиралям.

Эта разница в яркости свечения спиралей обусловлена тем, что здесь витки расположены тесно друг к другу, и поэтому значительно уменьшается теплоотдача этой спирали. Вот почему в электрических лампочках нить накаливания не прямая, а тоже свернута в виде спирали. Хотя раньше делали электрические лампочки с прямолинейной нитью, сейчас таких лампочек не делают. Если еще добавить напряжение, то правая спираль будет светиться еще ярче, и, естественно, ярче светится левая спираль, но по-прежнему по сравнению с правой спиралью она, конечно, светится тускло.

Почему светятся спирали? Почему электрический ток производит тепловое действие? Почему происходит разогрев проводника, когда по нему идет ток? Дело в том, что любой металл состоит из ионов, они образуют так называемую решетку...