Страница 128 — Глава 2. Электрические явления. § 34. Электрический…

Простейший аккумулятор состоит из двух свинцовых пластин (электродов), помещённых в раствор серной кислоты. Сначала аккумулятор заряжают: пропускают через него ток от другого источника. В результате химических реакций один электрод становится положительным (на нём образуется диоксид свинца), другой — отрицательным (свинец), и между ними возникает электрическое поле. После этого аккумулятор может работать как источник тока. Когда он разрядится, его подзаряжают снова, поэтому аккумулятор — гальванический элемент многоразового действия. Чем больше площадь электродов, тем больший ток можно получить.

Аккумуляторы применяют для запуска двигателей автомобилей, для освещения автомобилей и железнодорожных вагонов, для питания радиопередатчиков, телефонов, ноутбуков, фотоаппаратов и другой портативной аппаратуры. Так как их можно многократно заряжать, они удобнее и экономичнее батареек одноразового действия.

Да, можно. При прикосновении руки заряд электроскопа уходит через тело человека в землю (или приходит из земли): свободные заряды в стержне электроскопа движутся направленно под действием электрического поля, а упорядоченное движение зарядов и есть электрический ток. Такой ток очень кратковременный: он существует, пока заряд электроскопа не стечёт и поле не исчезнет, после чего листочки опадают. Длительного тока нет, так как нет источника, который поддерживал бы разделение зарядов.

Можно, но это очень слабый и непостоянный ток. Капли, падая, несут электрический заряд; упорядоченное перемещение заряженных частиц (капель) от облака к земле — это перенос заряда, то есть электрический ток. Его сила мала, так как заряд каждой капли ничтожен, и он существует только во время дождя. Такой ток не поддерживается источником в замкнутой цепи, поэтому постоянным его считать нельзя; заряды при этом накапливаются на земле и в облаках.

Решение. Гальванический элемент (батарейка) — источник одноразового действия: когда в нём израсходуются химические вещества, его выбрасывают. Аккумулятор — источник многоразового действия: после разрядки его можно снова зарядить, пропустив через него ток от другого источника, и использовать много раз. Поэтому аккумулятор экономичнее и создаёт меньше отходов; кроме того, аккумуляторы могут давать большой ток, например при запуске двигателя автомобиля.
Ответ: аккумулятор можно многократно перезаряжать, а гальванический элемент использовать только один раз.

Решение. Да, потечёт. Левый электрометр заряжен, правый нет. Когда шарики соединяют металлическим стержнем, на свободные электроны в стержне действует электрическое поле заряженного электрометра, и они начинают двигаться упорядоченно. Если левый электрометр заряжен положительно, электроны перетекают с правого электрометра на левый; если отрицательно — с левого на правый. Заряд перераспределяется между электрометрами: стрелка левого опускается, а стрелка правого отклоняется. Когда заряды на шариках станут одинаковыми, поле в стержне исчезнет, и ток прекратится. Поэтому ток будет кратковременным.
Ответ: да, по стержню пойдёт кратковременный ток до выравнивания зарядов.

Решение. Нужно создать в стержне электрическое поле, действующее на свободные электроны, то есть соединить стержнем заряженный электроскоп с телом, где потенциал (заряд) другой: с землёй или с незаряженным телом, например со вторым электроскопом. Для этого один конец стержня прикладывают к шарику заряженного электроскопа, а другой — к незаряженному электроскопу или к земле (металлическому предмету, батарее отопления). Стержень удобно держать за изолирующую (пластмассовую) ручку, иначе заряд пойдёт через руку человека. Под действием поля электроны потекут по стержню, и ток будет существовать, пока заряд не выровняется или не стечёт в землю (листочки электроскопа опадут).
Ответ: соединить заряженный электроскоп стержнем с землёй или с незаряженным электроскопом.

Решение. При разрядке электрометра ток кратковременный: заряды перетекают, пока электрометр не разрядится, после чего электрическое поле в проводнике исчезает и ток прекращается. Источника, который вновь создавал бы разность зарядов, здесь нет. В проводнике, присоединённом к полюсам гальванического элемента, ток продолжается длительное время: внутри элемента за счёт химических реакций непрерывно происходит разделение зарядов, и на полюсах поддерживаются постоянные заряды. Поэтому электрическое поле в проводнике сохраняется, и электроны движутся направленно всё время, пока элемент работает.
Ответ: главное отличие в том, что ток от гальванического элемента длительный, так как источник непрерывно разделяет заряды и поддерживает поле, а ток разрядки электрометра кратковременный.