Изучение электрического тока в жидкостях

1.

Управление образования администрации муниципального образования
«Зеленоградский муниципальный округ Калининградской области»
Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение
«Средняя общеобразовательная школа г. Зеленоградска»
ОКПО -25827893, ОГРН-1023902052822, ИНН/КПП 3918008224/391801001
Исследовательский проект на тему: Изучение
электрического тока в жидкостях
Выполнил:
Ученик 11Б класса:
Кораблин Даниил
Научный руководитель:
Кононов Александр Игоревич
г.Зеленоградск 2025

2.

Цель и Задачи
Цель: Определить влияние наличия ионов в жидкости на электрическую проводимость и изучить
зависимость между напряжением и силой тока.
Задачи:
1.
Исследовать различные жидкости и их проводимость
2.
Провести экспериментальные измерения с использованием закона Ома
3.
Анализировать полученные результаты и сделать выводы
4.
Подготовить рекомендации для практических работ
2

3.

Актуальность
Актуальность:
Актуальность проекта заключается в важности понимания основ электричества и его
применения в будущей профессии студентов инженерных и научных специальностей.
3

4.

Введение
Изучение электрического тока в жидкостях — актуальная область физики, важная для науки и
техники. Проводимость ионных растворов позволяет понять влияние ионов на электрические
свойства веществ. Возрастающий интерес к данной теме связан с необходимостью глубокого
понимания процессов в электрохимии и биофизике. Работа посвящена устранению пробела в
обучении электрической проводимости, сочетая теорию с практическими экспериментами.
Исследование включает анализ законов Ома и различных методов, способствующих закреплению
полученных знаний.
4

5.

Введение в электрический ток в жидкостях
Электрический ток в жидкостях основывается на движении ионов, в отличие от твердых
проводников, где главную роль играют электроны. Жидкости могут проводиться электричество при
определенных условиях, зависящих от состава и концентрации растворенных веществ. Ионная
природа проводимости была подтверждена Майклом Фарадеем, который показал связь между
зарядом и массой вещества на электродах. Электролиты, такие как растворы кислот, имеют
свободные ионы, способствующие проводимости, в то время как дистиллированная вода является
хорошим изолятором.
5

6.

Схемы и описания электрического тока в
жидкостях
6

7.

Ионная природа жидкостей
Электрический ток в жидкостях определяется ионной природой растворенных веществ. Жидкости
делятся на электролиты, которые диссоциируют на ионы и проводят ток, и неэлектролиты,
неспособные к диссоциации. К электролитам относятся соли, кислоты и щелочи, в то время как
неэлектролиты — это, например, сахара и спирты. Концентрация ионов и температура раствора
также влияют на проводимость. Понимание этих процессов важно для различных применений в
электронике и химической промышленности.
7

8.

Физика проводимости: закон Ома и его
применение
Закон Ома, сформулированный Георгом Омом в 1826 году, является основополагающим в
электротехнике. Он устанавливает связь между силой тока (I), напряжением (U) и сопротивлением (R)
в электрической цепи, описываемую формулой I = U / R. Важно учитывать, что проводимость
жидкостей зависит от их ионного состава и температуры. Применение закона Ома критично в
контроле силы тока в системах с жидкими проводниками, позволяя оптимизировать условия для
электрохимических реакций и предсказывать поведение электрических цепей.
8

9.

Экспериментальные методы исследования
проводимости
Методы измерения электрической проводимости растворов, в частности, кондуктометрия,
позволяют исследовать свойства электролитов. Кондуктометрия оценивает способность растворов
проводить ток через движение ионов. Для получения точных данных используются
четырехполюсные ячейки, минимизирующие поляризацию. Температура раствора влияет на
проводимость и должна быть стабильной во время измерений. Методы кондуктометрии
применяются в контроле качества воды и аналитической химии, что подчеркивает их значимость в
научных исследованиях.
9

10.

Экспериментальные методы исследования
проводимости и используемое оборудование
10

11.

Экспериментальные методы исследования
проводимости и используемое оборудование
11

12.

Результаты экспериментальных измерений
Эксперименты по изучению электрического тока в жидкостях подтвердили зависимость
электропроводности от концентрации ионов и температуры. Используя кондуктометрические
ячейки, была отмечена высокая точность измерений. Была выявлена прямая связь: с увеличением
температуры проводимость возрастает благодаря ионизации. Растворы с ионами натрия и кальция
демонстрируют сильно повышенные показатели проводимости по сравнению с дистиллированной
водой, что подчеркивает эффективность методов кондуктометрии для анализа растворов.
12

13.

Заключение
В результате нашего исследования электрического тока в жидкостях мы пришли к важным выводам
о роли ионов в проводимости. Мы подтвердили закон Ома через практические эксперименты,
подчеркивающие влияние концентрации ионов и типа раствора. Исследование механизмов
проводимости открыло новые возможности для будущих исследований в физике и химии, а
подготовленное практическое руководство поможет студентам улучшить понимание теории через
эксперимент. Таким образом, наша работа подтверждает значение интеграции теории и практики в
учебный процесс.
13

14.

Список литературы
1. Электрический ток в жидкостях кратко // obrazovaka.ru. Доступно:
https://obrazovaka.ru/fizika/elektricheskiy-tok-v-zhidkostyah-kratko.html
2. Электрический ток в жидкостях 10 класс // lc.rt.ru. Доступно: https://lc.rt.ru/classbook/fizika-10klass/elektricheskii-tok-v-razlichnyh-sredah/6209
3. Электрический ток в жидкостях // spravochnick.ru. Доступно:
https://spravochnick.ru/fizika/fizika_zhidkostey/elektricheskiy_tok_v_zhidkostyah/
4. Изучение Актуальной теории электричества [Электронный ресурс]
www.physicsforums.com/threads/exploring-actual-
14