Как объ­яс­няю элек­три­че­ство школь­ни­кам

По­про­си­ли род­ствен­ни­ки объ­яс­нить чадам за элек­три­че­ство.

Как стало сразу же по­нят­но, ана­ло­гии с водой в кране не го­дят­ся от слова со­всем (это можно об­су­дить в ком­мен­та­ри­ях). Немно­го по­раз­мыс­лив, нашел очень удач­ный ва­ри­ант, ко­то­рый бук­валь­но на паль­цах поз­во­ля­ет не толь­ко объ­яс­нить, но и про­де­мон­стри­ро­вать элек­три­че­ские яв­ле­ния без элек­три­че­ства.

Кому лень чи­тать: элек­три­че­ский ток в про­вод­ни­ке ана­ло­ги­чен дви­же­нию воз­ду­ха в трубе за­пол­нен­ной по­ри­стым ма­те­ри­а­лом.

Кому ин­те­рес­ны по­дроб­но­сти, ниже мои те­зи­сы. Об­су­дит плюсы и ми­ну­сы пред­ла­гаю опять же в ком­мен­та­ри­ях.

-​--------------------------------------------------------------------

И так, объ­яс­не­ние для школь­ни­ков:

1) элек­три­че­ство - это элек­тро­ны, ко­то­рые дви­га­ют­ся через раз­лич­ные пред­ме­ты. Как пра­ви­ло это про­во­да, но может быть что угод­но: вода, тело че­ло­ве­ка, де­ре­во. Всё по чём дви­га­ют­ся элек­тро­ны на­зы­ва­ет­ся про­вод­ни­ка­ми.

2) пе­ре­ме­ще­ние элек­тро­нов можно пред­ста­вить как дви­же­ние воз­дух: элек­тро­ны дви­га­ют­ся между ато­ма­ми ве­ще­ства так же как воз­дух дви­га­ет­ся в пу­сто­тах. Чтобы воз­дух начал дви­же­ние, кто-​то дол­жен его толк­нуть: нащи лёг­кие, вен­ти­ля­тор или ком­прес­сор, ко­то­рым вы на­ка­чи­ва­е­те мяч. Точно так же элек­тро­ны на­чи­на­ют дви­же­ние, когда их под­тал­ки­ва­ет электро-​движущая сила, ко­то­рую мы со­зда­ём при по­мо­щи ак­ку­му­ля­то­ра, сол­неч­ной па­не­ли или ге­не­ра­то­ра.

3) для на­ча­ла по­че­му элек­тро­ны могут пе­ре­ме­щать­ся внут­ри про­вод­ни­ков? А по­то­му, что как и воз­дух во­круг нас элек­тро­ны на­хо­дят­ся везде во­круг всех ато­мов. И если воз­дух на­чи­на­ет дви­гать­ся,то в то место от­ку­да мы взяли этот воз­дух сразу же на­чи­на­ет сте­кать­ся окру­жа­ю­щий воз­дух. Вспом­ни­те: вен­ти­ля­тор дует на вас воз­ду­хом, а с об­рат­ной сто­ро­ны, если при­ло­жить ли­стик бу­ма­ги, мы уви­дим, что воз­дух вса­сы­ва­ет­ся (как у пы­ле­со­са). А если взять трубу в виде буб­ли­ка здесь нужно на­ри­со­вать) и по­ме­стить внут­ри вен­ти­ля­тор то мы мы по­лу­чим кру­го­вой поток воз­ду­ха по трубе. Имен­но это же про­ис­хо­дит когда вы под­клю­ча­е­те ба­та­рей­ку к лампе: ба­та­рей­ка на­чи­на­ет тол­кать элек­тро­ны и они дви­га­ют­ся по про­во­дам через лампу назад в ба­та­рей­ку и так по кругу.

4) но по­че­му элек­три­че­ство не вы­ле­та­ет с конца про­во­да? А вот здесь нужно немно­го по­ду­мать А через любую ли трубу может течь воз­дух? Пра­виль­но воз­дух смо­жет по­течь если на дру­гом конце трубы тоже будет воз­дух. Чтобы элек­тро­ны смог­ли дви­гать­ся по пред­ме­там (объ­ек­там) нужно, чтобы в этих пред­ме­тах были элек­тро­ны. Но ведь перед этим я ска­зал, что элек­тро­ны есть везде? Да пра­виль­но, но не все элек­тро­ны могут сво­бод­но дви­гать­ся. Вспом­ни­те про воз­дух: он есть в воде (рыбы им дышат), он есть в пу­зырь­ках мыль­ной пены, он есть в пе­но­пла­сте и де­ре­вян­ных дос­ках, но если вы по­про­бу­е­те по­дуть через любой из этих пред­ме­тов у вас ни­че­го не по­лу­чит­ся.

5) воз­дух может дви­гать­ся сквозь ткань, вату, мо­чал­ку. Глав­ное чтобы ма­те­ри­ал не мешал воз­ду­ху течь. Так и с элек­три­че­ство, элек­тро­ны есть во­круг каж­до­го атома, но не все они поз­во­ля­ют элек­тро­нам сво­бод­но пе­ре­ме­щать­ся. Самые луч­шие, в этом смыс­ле  - ме­тал­лы. Ме­тал­лы луч­шие про­вод­ни­ки, Атомы ме­тал­лов раз­ре­ша­ют элек­тро­нам пе­ре­ме­щать­ся от атома к атому и почти не пре­пят­ству­ют этому.

---- Таким об­ра­зом дви­же­ние элек­тро­нов по про­вод­ни­ку можно пред­ста­вить как дви­же­ние воз­ду­ха по трубе за­пол­нен­ной на­при­мер ватой или любым дру­гим ма­те­ри­а­лом.

6) про­ве­дём ана­ло­гии: на­при­мер мы дуем в труб­ку и через эту труб­ку, за одну ми­ну­ту можем на­дуть шар объ­ё­мом 20 лит­ров. Мы можем ска­зать, что за одну ми­ну­ту через труб­ку про­шло 20 лит­ров воз­ду­ха. С элек­три­че­ством тоже самое толь­ко ко­ли­че­ство из­ме­ря­ет­ся в Ам­пе­рах (де­та­ли, что там имен­но из­ме­ря­ет­ся здесь опус­каю).

7) ещё одна ана­ло­гия: воз­дух из труб­ки может вы­хо­дить с боль­шим на­по­ром или с ма­лень­ким (силь­ный или сла­бый ветер) - это за­ви­сит от дав­ле­ния воз­ду­ха в труб­ке. Вспом­ни­те как спус­ка­ет­ся мяч или ко­ле­со. Так вот для элек­три­че­ства сила с ко­то­рой оно дви­га­ет­ся по про­вод­ни­ку на­зы­ва­ет­ся На­пря­же­ние и из­ме­ря­ет­ся в Воль­тах.

(и самое важ­ное, ради чего и за­мет­ка)

8) про­вод­ни­ки по ко­то­рым течёт элек­три­че­ство об­ла­да­ют со­про­тив­ле­ни­ем. Вспом­ни­те про нашу воз­душ­ную трубу. Да­вай­те пред­ста­вим что она за­пол­не­на чем-​нибудь мел­ким, на­при­мер бу­си­на­ми. Мы можем легко через неё про­дуть воз­дух. А если мы вме­сто бусин за­пол­ним её пес­ком? А если ватой или опил­ка­ми? В за­ви­си­мо­сти от на­пол­не­ния нам будет слож­нее или легче про­ду­вать воз­дух - это на­зы­ва­ет­ся Со­про­тив­ле­ние и для элек­три­че­ства оно из­ме­ря­ет­ся в Омах.

9) и, на по­сле­док да­вай­те по­ду­ма­ем как свя­за­ны Сила тока, На­пря­же­ние и Со­про­тив­ле­ние. Пред­ставь­те, что вы на­ду­ва­е­те шарик через труб­ку. Если вы при­ло­жи­те боль­ше силы, то быст­рее на­ду­е­те - Ток уве­ли­чит­ся. А если при той же вашей силе труб­ку  за­пол­нить чем-​то, то дуть вы бу­де­те долго - Ток умень­шит­ся. То есть в за­ви­си­мо­сти от свойств про­вод­ни­ка при оди­на­ко­вых уси­ли­ях мы будим по­лу­чать раз­ный Ток.

... даль­ше рас­пи­сы­вать не буду, ос­но­ву я объ­яс­нил.