我們知道,電動機通電以後就旋轉起來,把電能轉變成機械能;電爐通電後能發熱,它把電能轉變成熱能;而各種電燈則把電能轉變成光能。通過各類電器把電能轉變成其他形式的能,我們就說電流做功了。
一般來說,電流通過導體以後,導體都會發熱,我們把這種現象叫做電流的熱效應。導體的電阻越大,熱效應就越強。比如,常用的銅、鋁導線,它們的電阻很小,通電後發熱是很微弱的。而電爐的爐絲就不同了,它是電阻值很大的電阻絲。所以通電能產生很大的熱量。下麵我們用鉛筆心做個電的熱效應實驗:
在一根鉛筆芯上滴上幾滴熔化的蠟。等蠟冷卻以後,把鉛筆心的兩端接到一節(或二節)電池上,過一會兒,你就看到鉛筆心上麵的蠟又熔化了。
這說明電流通過鉛筆心時,轉變成熱能把蠟給熔化了。
如果給鉛筆心接上穩定的持續的低壓電源,就可以使鉛筆心長時間發熱。把它放到魚缸裏,能給水加熱,使水保持一定溫度,魚類就能舒舒服服地過冬了。
電爐、電熨鬥、電烙鐵等都是把電能轉變成熱能的電器。
室內照明用的電燈,除了發光以外,也會產生一定的熱量,不信,做個實驗看看:
把一根大頭針插在一小塊硬紙上,在沒有接通電源的情況下用糨糊把紙貼在台燈的燈泡上,讓大頭針的針尖朝上。然後用3條軟紙做一個小風車。把風車放在針尖上,點亮台燈,過一會,風車就會旋轉不停了。
人們並沒有給風車吹風,它卻轉起來了,這是為什麼?原來電流通過鎢絲,不但發光,而且還能產生熱量,使燈泡周圍的空氣變熱上升,形成了風,推動風車旋轉。
給人們提供熱能的電器,它發出的熱能越多越好。而有些電器,如電動機、電風扇、交流收音機等,卻要盡量讓它少發熱。不過它們連續使用的時間過長,都不可避免地要發熱。因此,使用一定時間就要休息一會,讓熱量散發後再用,要不然就會因溫度過高而被燒壞。一大型的用電設備,都有專門的冷卻係統。用通風、通水的辦法把熱量帶走,使電器能夠長時間工作。
電流通過同體導體的時候,能夠發熱、發光,把電能轉變成熱能和光能,那麼,電流通過液體和氣體以後將會發生什麼情況呢?還是做些實驗看看。
電流通過硫酸銅等鹽溶液的時候,能發生一些有趣的變化。讓我們做個實驗觀察一下:
在一隻玻璃杯裏盛上硫酸銅溶液,插入兩根碳棒(如電池的碳心)做電極,然後接上3伏的電池。過一時間把碳棒拿出來,你會發現,跟電池負極相連的碳棒表麵出現了銅。
我們把上麵這種現象叫做電解。電解過程是一種化學變化,所以說電流通過電解質(在水溶液裏或熔化狀態下能導電的化合物都叫電解質)溶液的時候,把電能轉變成化學能了。
根據電解原理,下麵我們再做個實驗:
找一根小鐵釘,用砂紙把表麵打磨光,洗幹淨,拿銅絲把它吊在一隻玻璃杯裏,再找一塊銅片掛在和鐵釘相對的位置。給玻璃杯裏倒進飽和的硫酸銅溶液,然後接上3伏的電池,鐵釘接負極,銅片接正極。過一段時間,你就能發現銅片被腐蝕掉一些,而這些銅卻轉移到了鐵釘上,給鐵釘披上了一件薄薄的“銅衣裳”。
在電的作用下,通過化學變化,把一種金屬悄悄轉移到另一種金屬表麵上的過程,叫做電鍍。