Електропровідність як властивість речовини

електричний кабель

За електропровідністю речовини й матеріали поділяють на провідники, напівпровідники та непровідники (ізолятори). Типові провідники - метали, типові непровідники - наприклад пластмаси. В електричному кабелі є металевий провідник (зазвичай мідний), який проводить струм. Металевий провідник зазвичай оточений пластмасою (непровідником), це захищає людину від небезпеки, яку становить електричний струм.

Метали проводять струм у будь-якому стані. Але є й речовини, які проводять струм лише в певному стані. Солі проводять електричний струм лише в розплаві або в розчиненому вигляді. У цьому досліді матеріали досліджують на електропровідність.

Попередні знання

• Речовини й матеріали поділяють на провідники та непровідники (ізолятори).
• Інших попередніх знань для виконання досліду не потрібно.

Принцип

• За світінням лампи розжарювання учні бачать, що коло замкнене. Завдяки цьому вони розуміють, що приєднаний до кола зразок речовини проводить електричний струм.
• Так учні встановлюють, що електропровідність - типова властивість металів. Крім того, вони спостерігають, що одні матеріали проводять струм, а інші ні. Так вони помічають, що непровідні рідини можуть стати провідними завдяки розчиненим у них речовинам.

Навчальна мета

• Учні зазвичай знають, що метали проводять електричний струм. У цьому досліді вони дізнаються ще й про те, що є неметалеві речовини, які теж проводять електричний струм.
• Крім того, вони спостерігають, що одні матеріали проводять струм, а інші ні; так вони помічають, що непровідні рідини можуть стати провідними завдяки розчиненим у них речовинам. Звідси учні та учениці роблять висновок, що існують заряджені (іони) і незаряджені частинки (атоми).

Завдання

• Складання електричного кола з батареї та лампи розжарювання.
• У коло вставляють різні тверді речовини й рідини.
• Якщо коло замкнене, тече струм, і лампа розжарювання світиться.

Для цього досліду чинні загальні правила безпечного експериментування на уроках природничих наук.

• Лампа розжарювання в колі служить для обмеження струму на твердих речовинах, а також для простого висновку, тече струм чи ні. Важливо лише розпізнати, проводить речовина струм чи ні.
• Через відносно малу довжину і великий діаметр досліджуваних "дротів" сили струму при дослідженні провідних речовин одна від одної не відрізняються.
• Оскільки використовують батарею, установка не становить електричної небезпеки.

Ізольований кабель

Можливо, ти вже колись торкався електропастуха під напругою і відчував удар струмом. Електропастуха зазвичай живить батарея, з'єднана з огорожею електричним кабелем. Коли ти торкаєшся цього кабелю, то удару струмом не відчуваєш, хоча кабелем проходить електричний струм. Як пояснити це явище?

Кабель від батареї до електропастуха зазвичай укритий пластмасою, а всередині нього - металевий провідник. Осердя кабелю проводить струм, а пластмаса навколо нього струму не проводить. Речовини, які проводять електричний струм, називають провідниками, а речовини, які струму не проводять, - непровідниками, або ізоляторами.

• Складання електричного кола з батареї, кабелів і лампи розжарювання
• У коло вставляють затискачі.
• У ці затискачі затискають різні матеріали
• Тепер перевіряють, чи світиться лампа розжарювання.
• Дай відповіді на запитання в протоколі.

• Візьми затискачі "крокодил", 3 кабелі, батарею і ламповий патрон.
• З'єднай батарею і ламповий патрон кожен одним кабелем.
• У синій ламповий патрон кабелі можна встромити прямо.
• До полюсів батареї і до кінців паличок (почни з будь-якої палички на твій вибір) приєднай по одному затискачу "крокодил". Туди потім можна встромити кабель.
• Встав лампу розжарювання в ламповий патрон.

• Досліди поведінку різних паличок із набору "Провідники й непровідники". Почни з палички, яку ти вставив у коло в розділі "Складання". Спостерігай, чи світиться лампа розжарювання
• Після цього вийми паличку із затискачів "крокодил" і встав наступну паличку.
• Повтори вимірювання для всіх паличок із набору. Стеж за тим, щоб перед кожною заміною від'єднати один затискач від батареї.
• Занеси свої спостереження в таблицю в протоколі.

• Тепер вийми останню паличку із затискача "крокодил".
• Ложкою-шпателем насип у мензурку сіль до позначки 50 мл (рисунок ліворуч).
• Занур затискачі з кабелями в сіль, як показано на рисунку ліворуч.

• Тепер з'єднай затискач із батареєю. Коло замкнене. Спостерігай за лампою розжарювання.
• Тепер знову від'єднай один затискач від батареї. Повністю видали кухонну сіль із мензурки.
• Повтори вимірювання з цукром.

Провідники й непровідники (ізолятори)

Електропровідність солей

Електропровідність води