§ 37. Действия электрического тока

Движение отдельных носителей заряда обычно нельзя увидеть непосредственно, поэтому электрический ток обнаруживают по вызываемым им явлениям. Такие явления называют действиями тока. Основные изучаемые действия — тепловое, химическое и магнитное. Они могут проявляться одновременно, но в конкретном устройстве одно из них используется как главное. Например, электрический нагреватель предназначен прежде всего для получения теплоты, хотя ток в его проводнике также создаёт магнитное поле.

Тепловое действие заключается в увеличении внутренней энергии проводника. В металле движущиеся под действием поля электроны взаимодействуют с частицами решётки и передают им энергию. Проводник нагревается, а затем отдаёт теплоту окружающим телам. Этот эффект используется в утюгах и нагревательных элементах. При контактной сварке особенно сильно нагревается место соединения деталей; после размягчения и сжатия металл образует прочное соединение. В проводах же избыточное нагревание нежелательно.

Химическое действие наблюдается при прохождении тока через растворы и расплавы электролитов. Заряд здесь переносят положительные и отрицательные ионы, движущиеся в противоположные стороны. На электродах могут происходить химические превращения и выделение веществ. Электрод, соединённый с положительным полюсом источника, называется анодом, с отрицательным — катодом. Например, при электролизе расплава хлорида натрия у катода получается натрий, а у анода выделяется хлор. Это описание процесса, а не безопасный домашний опыт.

Магнитное действие проявляется во взаимодействии проводника с током с магнитами и другими токами. Катушка, намотанная на железный сердечник, при включении может притягивать железные предметы. Рамка с током между полюсами магнита способна поворачиваться. На этом основана работа некоторых измерительных приборов: движение катушки передаётся стрелке гальванометра. По отклонению стрелки судят о наличии и направлении тока. Таким образом, наблюдаемый механический результат позволяет исследовать невидимое движение электрических зарядов в цепи.