Проводит ли стекло электрический ток. Проводит ли стекло электрический ток если да или нет то почему

1. 250В. 2. 55В. 3. 10В. 4. 45В.

Вопрос2.

Как называют разряд, возникающий в газовой трубке при низких давлениях?

1. Дуговой. 2. Тлеющий. 3. Искровой. 4. Коронный. 5. Плазма.

Вопрос3.

Как называется процесс испускания электронов нагретым металлическим катодом?

1. Электролиз. 2. Электролитическая диссоциация.

3. Термоэлектронная эмиссия. 4. Ударная ионизация.

Вопрос 4.

Чему равна ЭДС индукции в проводнике длиной 2 м, движущемся в магнитном поле с

В = 10 Тл со скоростью 5 м/с вдоль линий магнитной индукции.

1. 0В. 2. 10 В. 3. 50 В. 4. 100 В.

Вопрос 6.

Определить индуктивность катушки, если при прохождении по ней электрического тока силой 5 А, около катушки возникает магнитный поток 100 Вб.

1. 4 Гн. 2. 5 Гн. 3. 20 Гн. 4. 100 Гн.

Вопрос 7.

Чему равна энергия магнитного поля катушки с L = 200 мГн при силе тока в ней равной 5А?

1. 0,025 Дж. 2. 0,25 Дж. 3. 2,5 Дж. 4. 25 Дж.

Вопрос 9.

При вращении рамки в магнитном поле на ее концах возникает ЭДС, изменяющаяся со временем по закону: е = 10 sin 8 t. Чему равно максимальное значение ЭДС,если все величины в уравнении даны в системе СИ?

1. 4 В. 2. 5 В. 3. 8 В. 4. 10 В.

Вопрос 10.

Действующее значение напряжения на участке цепи переменного тока равно 100 В. Чему примерно равно амплитудное значение напряжения на этой участке?

1. 100 В. 2. Примерно 142 В. 3. 200 В. 4. Примерно 284 В.

Вопрос 11.

Колебательный контур подключен к: источнику переменного тока. При каком условии возникает резонанс в этом колебательном контуре?

1. Если частота источника переменного тока меньше частоты собственных

2. Если частота источника переменного тока равна частоте собственных колебаний

колебательного контура.

3. Если частота источника переменного тока больше частоты собственных

колебаний колебательного контура.

Вопрос 12.

На каком физическом явлении основан принцип действия трансформатора?

1. На создании магнитного поля движущимися электрическими зарядами.

2. На создании электрического поля движущимися электрическими зарядами.

3. На явлении электромагнитной индукции.

Вопрос 13.

Куда будут направлены линии напряженности вихревого электрического поля при увеличении магнитного поля?

Вопрос 14.

Передающий и приемный вибраторы Герца расположены взаимно перпендикулярно. Возникнут ли колебания в приемном вибраторе?

1.Да, очень сильные. 2. Да, но слабые. 3. Не возникнут.

Вопрос 15.

Какое устройство в приемнике А. С. Попова служит чувствительным индикатором электромагнитных волн?

1. Антенна. 2. Когерер. 3. Электромагнит.

4. Заземление. 5. Катушка. 6. Батарея питания.

Вопрос 16.

Почему воздушный зазор между якорем и индуктором генератора стремятся сделать как можно меньшим?

1. Чтобы уменьшить размеры генератора.

2. Чтобы увеличить рассеяние магнитного поля.

3. Чтобы уменьшить рассеяние магнитного поля.

Вопрос 17.

Какое из перечисленных излучений имеет самую низкую частоту?

1. Ультрафиолетовые лучи. 2. Инфракрасные лучи.

3. Видимый свет. 4. Радиоволны.

Вопрос 19.

Детекторный радиоприемник принимает сигналы от радиостанции, работающей на волне

30 м. Какова частота колебаний в колебательном контуре радиоприемника?

1.10^ -7 Гц. 2.10^7 Гц. 3. 9*10^9 Гц.

Вопрос 20.

Какие радиоволны дают самую надежную радиосвязь при достаточной мощности передающей радиостанции?

1. Длинные волны. 2. Средние волны. 3.Короткие волны. 4. Ультракороткие волны.

К краю воронки приложили стекло и опустили в воду как показано на рисунке. Стекло удерживается давлением воды. Когда залили в воронку воду массой m, то

стеклянная пластинка оторвалась и упала на дно. Останется ли стекло на месте, если в воронку насыпать дробь или песок такой же массы?
1. Останется,
2. Отвалится,
3. Результат зависит от уровня воды в сосуде,
4. Результат зависит от массы стекла.

При появлении в нашей жизни электричества, мало кто знал о его свойствах и параметрах, и в качестве проводников использовали различные материалы, было заметно, что при одной и той же величине напряжения источника тока на потребителе было разное значение напряжения. Было понятно, что на это влияет вид материала применяемого в качестве проводника. Когда ученные занялись вопросом по изучению этой проблемы они пришли к выводу, что в материале носителями заряда являются электроны. И способность проводить электрический ток обосабливается наличием свободных электронов в материале. Было выяснено, что у некоторых материалов этих электронов большое количество, а у других их вообще нет. Таким образом существуют материалы, которые , а некоторые не обладают такой способностью.
Исходя из всего выше сказанного, все материалы поделились на три группы:

• проводники;
• полупроводники;
• диэлектрики;

Каждая из групп нашла широкое применение в электротехнике.

Проводники

Проводниками являются материалы, которые хорошо проводят электрический ток, их применяют для изготовления проводов, кабельной продукции, контактных групп, обмоток, шин, токопроводящих жил и дорожек. Подавляющее большинство электрических устройств и аппаратов выполнена на основе проводниковых материалов. Мало того, скажу, что вся электроэнергетика не могла б существовать не будь этих веществ. В группу проводников входят все металлы, некоторые жидкости и газы.

Так же стоит упомянуть, что среди проводников есть супер проводники, сопротивление которых практически равно нулю, такие материалы очень редки и дороги. И проводники с высоким сопротивлением — вольфрам, молибден, нихром и т.д. Такие материалы используют для изготовления резисторов, нагревательных элементов и спиралей осветительных ламп.

Но львиная доля в электротехнической сфере принадлежит рядовым проводникам: медь, серебро, алюминий, сталь, различные сплавы этих металлов. Эти материалы нашли самое широкое и огромное применение в электротехнике, особенно это касается меди и алюминия, так как они сравнительно дешевы, и их применение в качестве проводников электрического тока наиболее целесообразно. Даже медь ограничена в своем использовании, её применяют в качестве обмоточных проводов, многожильных кабелях, и более ответственных устройствах, еще реже встречаются медные шинопроводы. А вот алюминий считается королем среди проводников электрического тока, пускай он обладает более высоким удельным сопротивлением чем медь, но это компенсируется его весьма низкой стоимостью и устойчивостью к коррозии. Он широко применяется в электроснабжении, в кабельной продукции, в воздушных линиях, шинопроводах, обычных проводах и т.д.

Полупроводники

Полупроводники , что-то среднее между проводниками и полупроводниками. Главной их особенностью является их зависимость проводить электрический ток от внешних условий. Ключевым условием является, наличие различных примесей в материале, которые как раз-таки обеспечивают возможность проводить электрический ток. Так же при определенной компоновку двух полупроводниковых материалов. На основе этих материалов на данный момент, произведено множество полупроводниковых устройств: , светодиоды, транзисторы, семисторы, тиристоры, стабисторы, различные микросхемы. Существует целая наука, посвященная полупроводникам и устройствам на их основе: электронная техника. Все компьютеры, мобильные устройства. Да что там говорить, практически вся наша техника содержит в себе полупроводниковые элементы.

К полупроводниковым материалам относят: кремний, германий, графит, графен, индий и т.д.

Диэлектрики

Ну и последняя группа материалов, это диэлектрики , вещества не способные проводить электрический ток. К таким материалам относят: дерево, бумага, воздух, масло, керамика, стекло, пластмассы, полиэтилен, поливинилхлорид, резина и т.д. Диэлектрики получили широкое применение благодаря своим качествам. Их применяют в качестве изолирующего материала. Они предохраняют соприкосновение двух токоведущих частей, не допускают прямого прикосновения человека с этими частями. Роль диэлектриком в электротехнике не менее важна чем роль проводников, так как обеспечивают стабильную, безопасную работу всех электротехнических и электронных устройств. У всех диэлектриков существует предел, до которого они не способны проводить электрический ток, его называют пробивным напряжением. Это такой показатель, при котором диэлектрик начинает пропускать электрический ток, при этом происходит выделение тепла и разрушение самого диэлектрика. Это значение пробивного напряжения для каждого диэлектрического материала разное и приведено в справочных материалах. Чем он выше, тем лучше, надежней считается диэлектрик.

Параметром, характеризующим способность проводить электрический ток является удельное сопротивление R , единица измерения [ Ом ] и проводимость , величина обратная сопротивлению . Чем выше этот параметр, тем хуже материал проводит электрический ток. У проводников он равен от нескольких десятых, до сотен Ом. У диэлектриков сопротивление достигает десятков миллионов ом.

Все три вида материалов нашли широкое применение в электроэнергетике и электротехнике. А так же тесно взаимосвязаны друг с другом.

Стекло при обычных температурах является непрозодником электричества. Однако если его нагреть до температуры в нескольно сот градусов, то оно начинает заметно проводить электричество. Наглядной демонстрацией этого может служить опыт. В цепь городского тока через реостат R включена стеклянная палочка, на концы которой Л и В намотана голая медная проволока. При комнатной температуре сопротивление стеклянной палочки составляет многие миллионы омов. Поэтому при замыкании рубильника через цепь потечет ничтожный ток (микроамперы или еще меньше), и никакого накала лампочки Л не будет. Но если палочку АВ нагреть на газовой горелке до температуры 300-400° С, то ее сопротивление упадет до нескольких десятков омов, и нить лампочки раскалится. Если после этого убрать горелку и одновременно закоротить лампочку ключом К, то общее сопротивление цепи уменьшится, а ток возрастет. Стеклянная палочка будет нагреваться электрическим током и раскалится до яркого свечения, в результате чего ее сопротивление еще больше уменьшится, а ток возрастет. В конце концов палочка расплавится.

Чем же объясняется проводимость стекла? Стекло представляет собой сильно переохлажденную жидкость, обладающую громадной вязкостью. Оно является также электролитом, в котором имеются положительные ионы натрия Na\ При нагревании, когда стекло размягчается и его вязкость сильно уменьшается, ионы в стекле приобретают заметную подвижность. Они-то и являются переносчиками тока в стекле. Доказательством этого может служить следующий демонстрационный опыт.

В тигль, подогревавмый газовой горелкой (рис. 232), помещается расплавленная чи-лийская селитра NaN03, в которую погружается примерно на одну треть баллон вакуумной лампочки накаливания (газонаполненная не годится). Нить лампочки накаливается постоянным током. Угольный электрод а присоединяется к положительному концу нити и погружается в расплав селитры. Он служит анодом, по отношению к которому все точки нити лампочки имеют более низкий потенциал. Расплав селитры частично диссоциирован па ионы Na+ и NO. Под действием разности потенциалов между анодом н нитью, лампочки ионы Na+ движутся в селитре в направлении от анода а к баллону лампочки, Затем они проникают внутрь лампочки через ее стенки. На этих стенках они нейтрализуются электронами, испускаемыми накаленной нитью, и превращаются в нейтральные атомы Na. Испаряясь, последние осаждаются на более холодных частях внутренней поверхности стеклянного баллона лампочки, где образуется хорошо видимый зеркальный слой натрия.

Стекло при обычных условиях, т. е. в твердом состоянии, является изолятором, и эта его особенность широко используется. Например, металлические контакты -- вводы -- в приборах впаивают непосредственно в стекло. Однако в расплавленном состоянии стекло проводит электрический ток. При повышении температуры по мере размягчения стекла электрическое сопротивление его уменьшается, причем у разных стекол по-разному. Наибольшим электрическим сопротивлением обладают стекла с небольшим содержанием ионов щелочных металлов, а также стекла, содержащие малоподвижные ионы.

Удельное электрическое сопротивление в единицах СП выражается в Ом-м. В таблицах чаще всего приводят удельное объемное сопротивление стекол при температурах 100, 250 и 350 °С. Кроме того, приводят температуру, при которой удельное объемное сопротивление стекла становится равным 100 МОм-см; условно эту температуру обозначают Т к -- 100.

Способность стекол изменять электрическое сопротивление при нагревании используют для пайки с помощью токов высокой частоты. Этот метод особенно удобен для пайки и монтажа крупногабаритных стеклянных изделий. Разогрев до размягчения спаиваемые участки изделия газовой горелкой, подводят ток высокой частоты и «сваривают» детали.

Это свойство стекла всегда необходимо учитывать при изготовлении электродов, монтаже электровводов и т. п. Если в стекло впаяны металлические вводы, то они являются электродами конденсатора, где стекло -- диэлектрик. На обкладках конденсатора рассеиваемая за счет диэлектрических потерь электрическая энергия переходит в тепло.

Часто напряжение тока, подаваемого на контакты, достигает десятков киловольт, а поэтому всегда существует опасность перегрева стекла между контактами. При этом стекло может стать проводником, произойдет замыкание или частичный электролиз стекла. Силикаты, входящие в состав стекла, подвергаются электролизу при наложении разности потенциалов, в результате чего нарушается однородность состава стекла, ухудшаются его свойства. Кроме того, при пропускании больших токов через вводы вдоль впаянных металлических электродов появляются пузыри, образуются трещины, нарушается вакуумная плотность спая. Признаком, по которому можно обнаружить начало электролиза, является изменение цвета спая, а в свинцовых стеклах -- выделение металлического свинца на поверхности электродов.

Электролиз стекла усиливается с возрастанием разности потенциала на вводах и с увеличением температуры.

При этом стекло в результате перегрева может размягчиться и, если прибор работает при пониженном давлении, место ввода контактов деформироваться под действием атмосферного давления, возможна даже разгерметизация прибора.

Учитывая все сказанное, при монтаже прибора следует тщательно подбирать нужные сорта стекла. Чем больше диэлектрические потери, тем больше возможен перегрев. Диэлектрические потери прямо пропорциональны частоте переменного тока и произведению тангенса угла диэлектрических потерь на диэлектрическую проницаемость материала. Последнее произведение носит название коэффициента потерь. Для впаивания электродов следует подбирать стекла с наименьшим коэффициентом потерь, для использования стекла в качестве диэлектрика -- с наибольшим удельным сопротивлением. Так, наибольшим электрическим сопротивлением обладают свинцовые, боросиликатные, типа «пирекс», алюмосиликатные и кварцевые стекла.

Очень важно также знать и поверхностное сопротивление стекла. Это свойство определяется состоянием поверхности стекла -- загрязненности и адсорбированной пленки воды. Стекла, содержащие большое количество ионов щелочных металлов, легко сорбируют водяные пары и двуокись углерода, содержащиеся в воздухе. При этом на поверхности стекла образуется «карбонатная пленка», являющаяся проводником электричества, в результате чего поверхностное сопротивление стекла уменьшается. Поверхностное электрическое сопротивление стекла может уменьшиться и в результате загрязнения поверхности стекла частичками веществ, пыли.

Такое загрязненное с поверхности стекло делается проводником электричества, а не изолятором.

Мы говорили, что стекло не проводит электричества. Однако это утверждение нельзя понимать безоговорочно. Тщательное наблюдение показывает, что через стекло, равно как и через всякий другой диэлектрик, могут проходить электрические заряды. Однако при одних и тех же условиях через тела, именуемые диэлектриками, проходит за тот же срок несравненно меньший электрический заряд, чем через проводники тех же размеров и формы. Когда мы говорим, что какое-либо вещество является диэлектриком, то это значит только, что при данных его применениях мы можем пренебречь проходящими через него зарядами.

Так, например, через янтарную пробку электроскопа, несмотря на то, что янтарь является наилучшим из известных диэлектриков, все же проходит некоторое количество электричества. Однако заряд, прошедший через пробку за время эксперимента, всегда бывает ничтожно мал по сравнению с полным зарядом электроскопа, и поэтому янтарь является подходящим диэлектриком для электроскопа. Совсем не то наблюдалось бы в электроскопе с изоляцией из фарфора. В этом случае заряды, утекающие через фарфоровую пробку за время опыта, были бы сравнимы с зарядом электроскопа, и мы увидели бы, что листки электроскопа заметно опадают. Фарфор является недостаточным диэлектриком для этих целей. Однако тот же фарфор оказывается прекрасным материалом для технических изоляторов, так как заряд, проходящий через такой изолятор за некоторый промежуток времени, ничтожно мал по сравнению с огромными зарядами, протекающими через провода за то же время. Мы видим, что разделение на проводники и диэлектрики условно. И может даже оказаться, что одно и то же вещество в одних случаях должно рассматриваться как диэлектрик, а в других случаях – как проводник.

До сравнительно недавнего времени в электротехнике применялись почти исключительно либо металлы, по которым заряд распространяется чрезвычайно легко, либо диэлектрики с очень высокими изолирующими свойствами – такие, как фарфор, стекло, эбонит, янтарь и т. п. Из металлов изготовляются провода, из диэлектриков – опоры, предотвращающие утечку заряда с проводов. Подавляющее большинство веществ природы не принадлежит, однако, ни к той, ни к другой группе; эти вещества являются так называемыми полупроводниками, т. е. по своим свойствам занимают промежуточное положение между очень хорошими проводниками и очень хорошими диэлектриками. Они мало пригодны поэтому и для изготовления проводов и для изолирующих опор. Однако в последние десятилетия обнаружен и изучен ряд совершенно особых свойств полупроводников, что открыло возможность чрезвычайно важных и многообещающих применений их в различных областях науки и техники. Подробнее об этих свойствах полупроводников будет сказано в гл. IX.

Изолирующие свойства вещества зависят также от его состояния и могут сильно изменяться. На рис. 6 изображен опыт, показывающий, что стекло совершенно утрачивает изолирующие свойства при высокой температуре. Разрежем один из проводов, идущих к электрической лампочке, и, счистив изоляцию, прикрутим образовавшиеся концы к стеклянной палочке. При включении тока лампочка не светится, так как при комнатной температуре стекло является достаточно хорошим диэлектриком. Если, однако, сильно нагреть стеклянную палочку при помощи горелки, лампочка начинает светиться; следовательно, через нагретую стеклянную палочку ток проходит. При этом можно наблюдать еще одно явление. Электрический ток, проходя через стеклянную палочку, сам нагревает ее, притом тем значительнее, чем сильнее ток. Поэтому если взять лампочку достаточно мощную, т. е. такую, что через нее может проходить сильный электрический ток, то этот ток будет сильно разогревать палочку. Горелку можно будет убрать, а стекло останется горячим и хорошо проводящим; нагревание стекла все время увеличивается, и в конце концов стекло расплавится.