Откуда берётся электричество?
Электричество (от греч. elektron – янтарь, так как янтарь притягивает легкие тела), или ток начали использовать только в 1800 году, когда итальянский физик Алессандро Джузеппе Антонио Анастасио Вольта изобрёл первую в мире батарею и тем самым дал первый надёжный постоянный источник электроэнергии.
А как же возникает электричество?
Всё вокруг состоит и малюсеньких частиц, которые не видны человеческому глазу, – атомов. Атом состоит из более мелких частиц: в центре – ядро, а вокруг него вращаются электроны. Ядро состоит из нейронов и протонов. Электроны, которые вращаются вокруг ядра, имеют отрицательный заряд (-), а протоны, которые находятся в ядре, – положительный (+). Обычно количество электронов в атоме совпадает с количеством протонов в ядре, поэтому атом не имеет заряда – он нейтрален.
Бывают такие атомы, у которых может не хватать одного электрона. Они имеют положительный заряд (+) и начинают притягивать электроны (-) из других атомов. И в этих, других атомах электроны слетают со своих орбит, меняют траекторию движения. Движение электронов от одного атома к другому приводит к образованию энергии. Эта энергия и называется электричеством.
А откуда берётся электричество в наших домах?
Мы получаем электричество благодаря большим электростанциям. На электростанциях есть генераторы – большие машины, которые работают от источника энергии. Обычно источник – это тепловая энергия, которую получают при нагревании воды (пар). А для нагревания воды используют уголь, нефть, природный газ или ядерное топливо. Пар, который образуется при нагревании воды, приводит в действие огромные лопасти турбины, а те в свою очередь запускают генератор.
Энергию можно получить, используя силу воды, падающей с большой высоты: с плотин или водопадов (гидроэнергетика).
Как источник питания для генераторов можно использовать силу ветра или тепло Солнца, но к ним прибегают не часто.
Далее работающий генератор при помощи огромного магнита создаёт поток электрических зарядов (ток), который проходит по медным проводам. Чтобы передавать электричество на большие расстояния, необходимо увеличить напряжение. Для этого используют трансформатор – устройство, которое может повышать и понижать напряжение. Теперь электричество с большой мощностью (до 10000 вольт и более) по огромным кабелям, которые находятся глубоко под землёй или высоко в воздухе, движется к месту назначения. Перед тем, как попасть в квартиры и дома, электричество проходит через другой трансформатор, который понижает его напряжение. Теперь готовое к использованию электричество движется по проводам к необходимым объектам. Количество использованного электричества регулируется специальными счётчиками, которые прикрепляются к проводам, которые проложенные через стены и полы. подводят электричество в каждую комнату дома или квартиры. Благодаря электричеству работает освещение и телевидение, различные бытовые приборы.
Если Вам необходима помощь при решении задач по физике или математике, онлайн репетиторы всегда готовы Вам помочь. В любое время и в любом месте ученик может обратиться за помощью к онлайн репетитору и получить консультацию по любому предмету школьной программы. Обучение проходит посредством специально разработанного программного обеспечения. Квалифицированные педагоги оказывают помощь при выполнении домашних заданий, объяснении непонятного материала; помогают подготовиться к ГИА и ЕГЭ. Ученик выбирает сам, проводить занятия с выбранным репетитором на протяжении длительного времени, или использовать помощь педагога только в конкретных ситуациях, когда возникают сложности с определённым заданием.
© blog.tutoronline.ru, при полном или частичном копировании материала ссылка на первоисточник обязательна.
blog.tutoronline.ru
Электричество — Wiki Yours
Предложить изменения
Электричество — это совокупность физических явлений, связанных с наличием электрического заряда. Хотя изначально электричество рассматривалось как явление, отдельное от магнетизма, но с разработкой уравнений Максвелла оба эти явления были признаны частью единого явления: электромагнетизма. Различные распространенные явления связаны с электричеством, такие как молнии, статическое электричество, электрическое отопление, электрические разряды и многие другие. Кроме того, электричество
ru.wikiyours.com
Откуда берется электричество? Источники электроэнергии
Жизнь современного человека организована таким образом, что ее инфраструктурное обеспечение задействует множество компонентов с разными технико-функциональными свойствами. К таким относится и электроэнергия. Рядовой потребитель не видит и не ощущает, как именно она выполняет свои задачи, но конечный результат вполне заметен в работе бытовой техники, да и не только. При этом вопросы, касающиеся того, откуда берется электричество, в представлении многих пользователей тех же домашних приборов остаются нераскрытыми. Для расширения знаний в этой области стоит начать с понятия об электроэнергии как таковой.
Что такое электричество?
Сложность данного понятия вполне объяснима, так как энергию невозможно обозначить как обычный предмет или явление, доступное визуальному восприятию. При этом существуют два подхода к ответу на вопрос о том, что такое электричество. Определение ученых гласит, что электричество является потоком заряженных частиц, который характеризуется направленным движением. Как правило, под частицами понимаются электроны.
В самой же отрасли энергетики чаще рассматривают электроэнергию как продукт, вырабатываемый подстанциями. С этой точки зрения имеют значение и элементы, которые непосредственно участвуют в процессе формирования и передачи тока. То есть в данном случае рассматривается энергетическое поле, создаваемое вокруг проводника или другого заряженного тела. Чтобы приблизить такое понимание энергии к реальному наблюдению, следует разобраться с таким вопросом: откуда берется электричество? Существуют разные технические средства для производства тока, и все они подчинены одной задаче — снабжению конечных потребителей. Впрочем, до момента, когда пользователи смогут обеспечить свои приборы энергией, она должна пройти несколько этапов.
Выработка электричества
На сегодняшний день в сфере энергетики применяется порядка 10 видов станций, которые обеспечивают генерацию электричества. Это процесс, в результате которого происходит преобразование определенного вида энергии в токовый заряд. Иными словами, электричество формируется в ходе переработки другой энергии. В частности, на специализированных подстанциях используют в качестве основного рабочего ресурса тепловую, ветреную, приливную, геотермальную и другие виды энергии. Отвечая на вопрос относительно того, откуда приходит электричество, стоит отметить инфраструктуру, которой обеспечена каждая подстанция. Любой электрогенератор обеспечен сложной системой функциональных узлов и сетей, которые позволяют аккумулировать вырабатываемую энергию и готовить ее для дальнейшей передачи на узлы распределения.
Традиционные электростанции
Хотя за последние годы тенденции в энергетике меняются быстрыми темпами, можно выделить основные виды электростанций, работающих по классическим принципам. В первую очередь это объекты тепловой генерации. Выработка ресурса производится в результате сгорания органического топлива и последующего преобразования выделяемой тепловой энергии. При этом существуют разные виды таких станций, в числе которых теплофикационные и конденсационные. Главным отличием между ними является возможность объектов второго типа также генерировать и тепловые потоки. То есть при ответе на вопрос о том, откуда берется электричество, можно отметить и станции, которые параллельно производят и другие виды энергии. Кроме тепловых объектов выработки, достаточно распространены гидро- и атомные станции. В первом случае предполагается преобразование энергии от движения воды, а во втором — в результате деления атомов в специальных реакторах.
Альтернативные источники энергии
К данной категории источников энергии принято относить солнечные лучи, ветер, земельные недра и т. д. Особенно распространены различные генераторы, ориентированные на аккумуляцию и преобразование в электричество солнечной энергии. Подобные установки привлекательны тем, что их может использовать любой потребитель в объемах, требуемых для снабжения его дома. Впрочем, широкому распространению подобных генераторов мешает высокая стоимость оборудования, а также нюансы в эксплуатации, обусловленные зависимостью рабочих фотоэлементов от интенсивности света.
На уровне крупных энергетических компаний активно развиваются ветряные альтернативные источники электричества. Уже сегодня целый ряд стран использует программы постепенного перехода на этот вид энергообеспечения. Впрочем, и в данном направлении есть свои препятствия, обусловленные маломощностью генераторов при высокой стоимости. Относительно новым альтернативным источником энергии является естественное тепло Земли. В данном случае станции преобразуют тепловую энергию, полученную из глубин подземных каналов.
Распределение электроэнергии
После выработки электроэнергии начинается этап ее передачи и распределения, который обеспечивается энергосбытовыми компаниями. Поставщики ресурса организуют соответствующую инфраструктуру, основу которой составляют электрические сети. Существует два вида каналов, по которым реализуется передача электричества, — воздушные и подземные кабельные линии. Данные сети являются конечным источником и главным ответом на вопрос о том, откуда берется электричество для разных нужд пользователей. Организации-поставщики прокладывают специальные трассы для организации сетевого распределения электроэнергии, используя при этом разные виды кабелей.
Потребители электричества
Электроэнергия требуется для самых разных задач как в бытовом хозяйстве, так и в промышленном секторе. Классическим примером использования данного носителя энергии является освещение. Однако в наши дни электричество в доме служит для обеспечения работы более широкого спектра приборов и оборудования. И это лишь небольшая часть потребностей общества в энергоснабжении.
Данный ресурс также требуется для поддержания работы транспортной инфраструктуры: для обслуживания линий троллейбусов, трамваев и метро и т. д. Отдельно стоит отметить промышленные предприятия. Заводы, комбинаты и перерабатывающие комплексы зачастую требуют подключения огромных мощностей. Можно сказать, это самые крупные потребители электроэнергии, использующие данный ресурс для обеспечения работы технологического оборудования и местной инфраструктуры.
Управление объектами электроэнергетики
Помимо организации электросетевого хозяйства, которое технически обеспечивает возможность передачи и распределения энергии для конечных потребителей, работа данного комплекса невозможна без систем управления. Для реализации этих задач поставщики используют оперативно-диспетчерские пункты, сотрудники которых реализуют централизованный контроль и управление работой вверенных им объектов электроэнергетики. В частности, подобные службы контролируют параметры сетей, к которым подключаются потребители электроэнергии на разных уровнях. Отдельно стоит отметить и отделы диспетчерских пунктов, которые выполняют техобслуживание сетей, предотвращая износы и восстанавливая повреждения на отдельных участках линий.
Заключение
За все время существования энергетическая отрасль претерпела несколько этапов своего развития. В последнее время наблюдаются новые перемены, обусловленные активным освоением альтернативных источников энергии. Успешное развитие этих направлений уже сегодня дает возможность использовать электричество в доме, полученное от индивидуальных бытовых генераторов независимо от центральных сетей. Впрочем, и в этих отраслях есть определенные сложности. В первую очередь они связаны с финансовыми затратами на закупку и монтаж соответствующего оборудования — тех же солнечных панелей с аккумуляторами. Но поскольку энергия, вырабатываемая от альтернативных источников, является полностью бесплатной, то перспективы дальнейшего продвижения этих областей сохраняют актуальность для разных категорий потребителей.
fb.ru
📌 ЭЛЕКТРИЧЕСТВО — это… 🎓 Что такое ЭЛЕКТРИЧЕСТВО?
- ЭЛЕКТРИЧЕСТВО
- ЭЛЕКТРИЧЕСТВО, форма энергии, существующая в виде статических или подвижных ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЗАРЯДОВ. Заряды могут быть положительными или отрицательными. Одинаковые заряды отталкиваются, противоположные притягиваются. Силы взаимодействия между зарядами описаны ЗАКОНОМ КУЛОНА. Когда заряды движутся в магнитном поле, они испытывают воздействие магнитной силы и в свою очередь создают противоположно направленное магнитное поле (ЗАКОНЫ ФАРАДЕЯ). Электричество и МАГНЕТИЗМ представляют собою различные аспекты одного и того же явления, ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМА. Поток зарядов образует ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ток, который в проводнике представляет собою поток отрицательно заряженных ЭЛЕКТРОНОВ. Для того, чтобы в ПРОВОДНИКЕ возник электрический ток, необходима ЭЛЕКТРОДВИЖУЩАЯ СИЛА или РАЗНОСТЬ ПОТЕНЦИАЛОВ между концами проводника.
Электрическую энергию можно получить при помощи индукции в генераторе; напряжение в первичной обмотке создает переменный ток во внешней цепи. Наличие индуктивности или емкости (либо того и другого вместе) приводит к смещению фазы (А) между напряжением V и током I. На рисунке показано, что емкость вызывала смещение фазы на 90°, в результате чего средняя величина мощности равна 0, хотя кривая мощности no-прежнему имеет вид синусоиды. Понижение мощности Р, вызванное смещением фаз, называют коэффициентом мощности. Если три фазы переменного тока смещены между собою, каждая на 120°, то сумма их величин тока или напряжения всегда будет равна нулю (В). Такие трехфазные токи используют в короткозамк-нугых асинхронных электродвигателях с ротором (С). В этой конструкции имеется три электромагнита, вращающихся в созданном магнитном поле. Переменный ток производится также в замкнутых (D) и открытых (Е) колебательных контурах. Высокочастотные электромаг нитные волны, используемые в некоторых системах коммуникации, ПРОИЗВОДЯТСЯ ТЭКИМ1 цепями.
Научно-технический энциклопедический словарь.
- ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ
- ЭЛЕКТРОД
Смотреть что такое «ЭЛЕКТРИЧЕСТВО» в других словарях:
ЭЛЕКТРИЧЕСТВО — (от греч. elektron янтарь, так как янтарь притягивает легкие тела). Особенное свойство некоторых тел, проявляющееся только при известных условиях, напр. при трении, теплоте, или химических реакциях, и обнаруживающееся притягиванием более легких… … Словарь иностранных слов русского языка
ЭЛЕКТРИЧЕСТВО — ЭЛЕКТРИЧЕСТВО, электричества, мн. нет, ср. (греч. elektron). 1. Субстанция, лежащая в основе строения материи (физ.). || Своеобразные явления, сопровождающие движение и перемещение частиц этой субстанции, форма энергии (электрический ток и т.п.) … Толковый словарь Ушакова
ЭЛЕКТРИЧЕСТВО — совокупность явлений, обусловленных существованием, движением и взаимодействием заряженных тел или частиц носителей электрических зарядов. Связь электричества и магнетизма взаимодействие неподвижных электрических зарядов осуществляется… … Большой Энциклопедический словарь
ЭЛЕКТРИЧЕСТВО — (от греч. elektron янтарь) совокупность явлений, в которых обнаруживается существование, движение и взаимодействие (посредством электромагнитного поля) заряженных частиц. Учение об электричестве один из основных разделов физики. Часто под… … Большой Энциклопедический словарь
электричество — лепиздричество, электроток, лепестричество, лепистричество, ток, электроэнергия, освещение Словарь русских синонимов. электричество сущ., кол во синонимов: 13 • актиноэлектричество … Словарь синонимов
ЭЛЕКТРИЧЕСТВО — в самом общем смысле представляет одну из форм движения материи. Обычно же под этим словом понимают или электрический заряд как таковой или самое учение об электрических зарядах, их движении и взаимодействии. Слово Э. происходит от греч. электрон … Большая медицинская энциклопедия
электричество — (1) [IEV number 151 11 01] EN electricity (1) set of phenomena associated with electric charges and electric currents NOTE 1 – Examples of usage of this concept: static electricity, biological effects of electricity. NOTE 2 – In… … Справочник технического переводчика
ЭЛЕКТРИЧЕСТВО — ЭЛЕКТРИЧЕСТВО, а, ср. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова
Электричество — – 1. Проявление одной из форм энергии, присущая электрическим зарядам как движущимися, так и находящимися в статическом состоянии. 2. Область науки и техники, связанная с электрическими явлениями. [СТ МЭК 50(151) 78] Рубрика термина:… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
ЭЛЕКТРИЧЕСТВО — совокупность явлений, в которых обнаруживаются существование, движение и взаимодействие (посредством электромагнитного поля) электрических зарядов (см. (4)). Учение об электричестве один из основных разделов физики … Большая политехническая энциклопедия
Книги
- Электричество, магнетизм и электротехника в их истории развития. Дофарадеевский период 1937, Лебедев В. И., В наше время электричество в науке и электротехника в жизни и в производстве получили колоссальное преимущественное значение; поэтому и появление книги, где предлагается материал,… Категория: Математика и естественные науки Серия: — Издатель: ЁЁ Медиа, Подробнее Купить за 1854 руб
- Электричество, Лебедев В. И., Это одна из книг серии «Фикситека», которая понравится всем поклонникам знаменитых мультяшек. Сюжеты и реплики героев сохранены, как в мультфильме. Это важно, поскольку детям, которые любят и… Категория: Техника Подробнее Купить за 413 руб
- Электричество, Анастасия Скуба, Марк встретил Анну 23 сентября, с тех пор прошло 6 лет, 1825 дней и 43 000 часов. Так началась их история. Это книга о двух молодых людях, которые ищут себя. Они не знают, чего хотят,… Категория: Современная русская литература Издатель: Издательские решения, Подробнее Купить за 180 руб электронная книга (fb2, fb3, epub, mobi, pdf, html, pdb, lit, doc, rtf, txt)
dic.academic.ru
Сила тока – энциклопедия VashTehnik.ru
Сила тока – это физическая величина, характеризующая скорость движения заряда в проводнике. Процесс в проводнике сопровождается выделением определённого количества энергии по закону Джоуля-Ленца. Ток открыт Алессандро Вольтом на основе опытов Гальвани, а теория под опытные явления подведена в 1794 году.
Как образуется электрический ток
За 2,5 тысячи лет до нашей эры в Древнем Египте знали об электрических рыбах и считали их защитниками водных обитателей. Имели представление на этот счёт греки и римляне, порой указанную особенность пытались использовать для лечения головной боли или подагры. Замечено, что заряд отлично передаётся металлическими предметами. Первым пытался изучать статическое электричество за 600 лет до н. э. Фалес Милетский. Тогда уже узнали свойство янтаря, потёртого шерстью, притягивать разнородные диэлектрические материалы. Но учёный муж быстро зашёл в тупик.
Понятие электричество начало развиваться в 1600-х годах Вильямом Гилбертом, который экспериментировал с рудой магнитного железняка и натёртым янтарём. Термин происходит из греческого языка. В переводе электричество означает «подобный янтарю», проявляющий аналогичные свойства. По-видимому, первым печатным изданием, затрагивающим тематику, является Pseudodoxia Epidemica Томаса Брауна, изданная в 1646 году.
Запуск ключа в небо Б.Франклином
Дальнейшие исследования идут вразнобой. К примеру, в 1752 году Бенджамин Франклин привязал металлический ключ к воздушному змею и пустил в грозовое небо. Лицезрел соскакивающие на руку искры и высказал предположение об электрической природе молний. На арабском языке, кстати, природное явление издавна называется одинаковым словом с названием электрических скатов. Бенджамин Франклин полагал, что любая материя содержит флюид, недостаток которого проявляется в отрицательном заряде, а избыток – в положительном. По непонятным причинам к первому типу материалов отнесли стекло, ко второму – резину. Движение флюида образует электрический ток.
В результате описанного допущения получилось, что направление течения флюида противоположно направлению движения электронов. И сегодня в физике ток указывается стрелкой, направленной в обратную сторону. Движение это небыстрое и образуется не исключительно электронами. Скорость хода элементарных частиц составляет единицы сантиметров в секунду. А электрическая волна движется намного быстрее. Поэтому ток возникает в среде и распространяется приблизительно со скоростью света и быстро исчезает.
Возвратимся к опытам с резиной и стеклом. Замечено, что потёртые, они притягиваются, но отталкивают кусок из идентичного материала. Так возникло представление о двух типах флюида. Тела, способные демонстрировать аналогичные резине или стеклу свойства, стали называть электрически заряженными. Отдельные материалы содержат положительный, а иные отрицательный флюид, отталкиваются стеклом, но притягиваются резиной, и наоборот.
Ток способен переноситься электронами (отрицательными частицами) либо протонами (положительными частицами). Часто в теории полупроводников используется термин «дырка». Это место, где в определённый момент наблюдается недостаток электронов. Заряд подобного носителя положительный. Часто нет разницы, частицами какого знака образован ток.
Электрический ток
Единица измерения электрического тока
Электрический ток представляется как объем заряда, переносимого в единицу времени через единицу площади сечения материала. Единицей измерения признан Ампер, а в качестве обозначения применяется латинская буква I, происходящая от французского словосочетания intensité de courant. Этот символ использовался Ампером, именем которого названа единица, хотя до 1896 года частные журналы продолжали использовать С. В физике бытует иное определение ампера: «Это сила тока, которая между двумя параллельными проводниками, расположенными на удалении одного метра друг от друга в вакууме, вызывает силу взаимодействия на участке длиной 1 метр величиной 0,2 мкН».
Толкование обусловлено фактом, что протекающий ток создаёт вокруг проводника магнитное поле, успешно взаимодействующее с прочими. Процесс нормируется законом Ампера, выведенным в 1820 году. Изначально в формулу входила магнитная индукция, но потом оказалась установлена необязательность величины. Она зависит от величины тока, расстояния до исследуемой точки и магнитной постоянной (физическая константа).
Переменный ток
Прежде не акцентировали внимание, но в быту гораздо удобнее использовать переменный ток. Его проще передавать по цепям, благодаря возможности использования трансформаторов, осуществляющих развязку отдельных сегментов и преобразование параметров. Частоты промышленной сети обычно укладываются в диапазон 50 — 60 Гц, и большинство людей интересуется причинами показателей. К примеру, Никола Тесла показал, что ток частотой свыше 700 Гц практически не наносит вреда человеческому телу, продвигаясь по поверхности (кожа).
Указанный эффект широко известен в электротехнике. Называется – поверхностным (на английском skin – кожный). Явление сводится к факту, что ток с повышением частоты проникает все меньше в толщу материалов. Для медных проводников на частоте 60 Гц глубина достигает 8,57 мм. По названной причине жилы на большие токи делают часто полыми. Ввиду большого диаметра ток все равно никогда не проникнет в сердцевину. Полые проводники позволяют экономить на материалах и снижать массу проводов.
Цикл переменного тока
Здесь и кроется причина, почему промышленность пока не перешла на новый уровень. Ведь использование тока частотой 700 Гц ощутимо обезопасит сети для рядовых граждан. Подобный шаг потребует коренным образом пересмотреть конструкцию многофазных двигателей, значительно повысить их КПД (для снижения объёма передаваемой мощности). Что часто невозможно на нынешнем этапе развития техники.
Переменный ток образуется обычно в проводнике за счёт смены направления внешнего магнитного поля. Так происходит на электростанции. Массивный вал турбины совершает от силы пару оборотов в секунду, а высокая частота образуется за счёт коммутации обмотки статора. Так изменение промышленных стандартов выполняется относительно просто. Ходят слухи, что с повышением частоты растут потери в ферромагнитных материалах на вихревые токи. Причём зависимость квадратичная. В это охотно верится, мощность индукционных плит часто повышается путём роста частоты импульсов в питающем инверторе.
В литературе говорится, что Никола Тесла предложил напряжение переменного тока 220 В частотой 60 Гц, как оптимальное для работы собственных двухфазных двигателей (изобрёл асинхронные машины, доказал, что на частоте 60 Гц достигается максимальный экономический эффект от применения собственных наработок). Из-за ряда неувязок в согласовании и лоббирования частных интересов параметры иные в США и Европе.
Николу Тесла считают отцом переменного тока и асинхронных двигателей. Упомянутый род движения носителей заряда отличается от постоянного: «Переменным током называется течение носителей заряда, совершаемое попеременно в обоих направлениях вдоль проводника».
Определение допустимо отнести к флюидам. Переменный ток образуется то за счёт одного заряда, то за счёт другого. На практике это принято представлять как поток электронов, дважды за период меняющий направление. Частота процесса измеряется в Гц, график (плотности потока частиц) близок к синусоиде. В промышленных сетях присутствует три фазы (родоначальник – М. О. Доливо-Добровольский, первым обнаружил ошибки в теоретических ограничениях КПД двигателей многофазного тока). Представим как независимые синусоиды, сдвинутые равномерно друг относительно друга на 120 градусов. Пока один график переходит через нуль, второй уже переходит треть периода, а оставшийся – две трети.
Три фазы в промышленных агрегатах позволяют создать вращающееся магнитное поле (детище Николы Тесла), двигающее роторы электрических моторов. В этом случае значительно удаётся сэкономить на меди нулевого провода (нейтрали), большая часть тока уходит из установки по фазным проводам, где в это время цикла потенциал ниже. Схемотехника сетей 380 В значительно отличается от 220.
Явления, связанные с электрическим током
Магнитные поля
Уже замечено, что протекающий по проводнику электрический ток создаёт вокруг него магнитное поле. На этом принципе основано действие приборов, среди числа упомянутых простейшими считаются электрические замки. Создавая катушки из проволоки, возможно сложить эффект образовавшегося поля от каждого витка. Чем пользуются на практике, образуя малым током силу притяжения якоря замка в несколько центнеров при смехотворной номинальной мощности в десяток Вт. Так работает большинство систем типа Домофон.
Магнитные поля
Аналогичным образом эффект возникновения магнитного поля применяется для:
- Погрузки и разгрузки чёрного металла в пунктах приёма и переработки.
- Разнообразных реле.
- Электрических двигателях всех модификаций.
Тепловой эффект
Ток при протекании по проводнику вызывает эффект нагревания. Явление описывается законом Джоуля-Ленца, где говорится, что термический эффект прямо пропорционален квадрату электрического тока и сопротивлению проводника. На этом базируется главное непонимание техники новичками. При пониженном напряжении большинство приборов для поддержания прежней мощности потребляют больший ток. Ярким примером станут лампочки накала, где на вольтаж 27 В прежняя интенсивность достигается исключительно десятикратным увеличением тока.
Это вызывает ударный перегрев питающего провода. По эффекту Джоуля-Ленца выходит, что мощность зависит от квадрата тока. И при увеличении последнего в 10 раз тепловой эффект повышается на два порядка (100 раз). Этим объясняется столь высокий разогрев места сварочной дуги, хотя провод питания остаётся холодным. Передаваемая мощность остаётся прежней, но напряжение на электроде сильно ниже входных 220 В. Возникает эффект повышения температуры.
Тепловой эффект применяется в нагревателях, где считается явлением побочным, но полезным. Что касается лампочек с нитями накала, здесь большая часть энергии пропадает впустую. Нить греется при протекании электрического тока, но малая энергия преобразуется в световую. Масса передаётся излучением в инфракрасном, невидимом спектре. Эта сложность решена в энергосберегающих лампочках, где ток образует дугу в газовой среде или испускает фотоны, проходя через p-n-переход особой конструкции.
В электрических обогревателях КПД пытаются повысить за счёт создания свойств направленности при помощи зеркал и прочих рефлекторов.
Передача информации
Замечено, что ток высокой частоты распространяется преимущественно по поверхности проводника, а не в толще. В результате металлический стержень активно излучает энергию в пространство. В обычных проводах для блокировки эффекта применяется экран, если его намеренно убрать, получается антенна. Это используется в передающих информацию через эфир устройствах. Никола Тесла планировал описанным методом транслировать на расстояние энергию. Но исследования остались засекречены ФБР, а во всеуслышание объявили, что последние работы учёного поставленную задачу решить не могут.
vashtehnik.ru
Электричество
Электричество – это чрезвычайно полезная форма энергии. Оно легко превращается в другие формы, например в свет или тепло. Его можно без труда передавать по проводам. Слово «электричество» происходит от греческого слова «электрон» — «янтарь». При трении янтарь приобретает электрический заряд и начинает притягивать кусочки бумаги. Статическое электричество известно с древнейших времен, но лишь 200 лет назад люди научились создавать электрический ток. Электричество приносит нам тепло и свет, на нем работают разнообразные машины, в том числе ЭВМ и калькуляторы.
Что такое электричество
Электричество существует благодаря частицам, имеющим электрические заряды. Заряды есть во всяком веществе — ведь атомные ядра имеют положительный заряд, а вокруг них обращаются отрицательно заряженные электроны (см. статью «Атомы и молекулы«). Обычно атом электрически нейтрален, но когда он отдает свои электроны другим атомам, он обретает положительный заряд, а атом, получивший дополнительные электроны, заряжен отрицательно. Трением можно сообщить некоторым предметам электрический заряд, называемый статическим электричеством. Если потереть воздушный шар о шерстяной джемпер, часть электронов перейдет с джемпера на шар, и тот приобретет положительный заряд. Джемпер теперь заряжен положительно, и шарик прилипает к нему, так как противоположные заряды притягиваются друг к другу. Между заряженными телами действуют электрические силы, и тела с противоположными (положительными и отрицательными) зарядами притягивают друг друга. Предметы с одинаковыми зарядами, напротив, отталкиваются. В генераторе Ван-де-Граафа при трении резиновой ленты о валик возникает значительный статический заряд. Если человек дотронется до купола, его волосы встанут дыбом.
В некоторых веществах, например в металлах, электроны могут свободно передвигаться. Когда что-то приводит их в движение, возникает поток электрических зарядов, называемый током. Проводники — это вещества, способные проводить, электрический ток. Если вещество не проводит ток, его называют изолятором. Дерево и пластмасса — изоляторы. В целях изоляции электрический выключатель помещают в пластмассовый корпус. Провода, как правило, делают из меди и покрывают пластиком для изоляции.
Впервые статическое электричество обнаружили древние греки более 2000 лет назад. Сейчас статическое электричество используется для получения фотокопий, факсов, распечаток на лазерных принтерах. Отраженный зеркалом лазерный луч создает на барабане лазерного принтера точечные статические заряды. Тонер притягивается к этим точкам и прижимается к бумаге.
Молния
Молнию вызывает статическое электричество, накапливающееся в грозовой туче в результате трения капелек воды и кристалликов льда, друг о друга. При трении друг о друга и о воздух капли воды и кристаллики льда приобретают заряд. Положительно заряженные капли собираются в верхней части тучи, а внизу накапливается отрицательный заряд. Большая искра, называемая лидером молнии, устремляется к земле, к точке, имеющей противоположный заряд. Перед возникновением лидера разность потенциалов в верхней и нижней областях тучи может составить до 100 млн. вольт. Лидер вызывает ответный разряд, устремляющийся тем же путем от земли к туче. Воздух внутри этого разряда в пять раз горячее поверхности Солнца — он нагревается до 33 000 °С. Разогретый разрядами молнии воздух быстро расширяется, создавая воздушную волну. Мы воспринимаем ее как гром.
Электрический ток
Электрический ток — это поток заряженных частиц, перемещающихся из области высокого электрического потенциала в область низкого потенциала. Частицы приводит в движение разность потенциалов, которая измеряется в вольтах. Для протекания тока между двумя точками необходима непрерывная «дорога» — цепь. Между двумя полюсами батарейки существует разность потенциалов. Если соединить их в цепь, возникнет ток. Сила тока зависит от разности потенциалов и сопротивления элементов цепи. Все вещества, даже проводники, оказывают току некоторое сопротивление и ослабляют его. Единица силы тока названа ампером (А) в честь французского ученого Андре-Мари Ампера (1775 — 1836).
Для разных устройств нужен ток разной силы. Электроприборы, например лампочки, превращают электрическую энергию тока в другие формы энергии, в тепло и свет. Эти устройства могут быть включены в цепь двумя способами: последовательно и параллельно. В последовательной цепи ток проходит по всем компонентам по очереди. Если один из компонентов перегорает, цепь размыкается и ток пропадает. В параллельной цепи ток идет по нескольким путям. Если один компонент цепи выходит из строя, по другой ветви ток идет по-прежнему.
Батареи
Батарея — это хранилище химической энергии, которую можно превратить в электричество. Наиболее типичная батарея, используемая в обиходе, называется сухим элементом. В ней находится электролит (вещество, содержащее способные двигаться заряженные частицы). В результате химической реакции противоположные заряды разделяются и двигаются к противоположным полюсам батарейки. Ученые обнаружили, что жидкость в теле мертвой лягушки действует как электролит и проводит электрический ток.
Алессандро Вольта (1745-1827) создал первую в мире батарею из стопки картонных дисков, пропитанных кислотой, и пропитанных кислотой, и проложенных между ними цинковых и медных дисков. В его честь единица напряжение названа вольтом. Батарейка в 1,5 В называется элементом. Большие батареи состоят из нескольких элементов. Батарея в 9 В содержит 6 элементов. Сухие элементы называют первичными элементами. Когда компоненты электролита израсходуются, срок службы батарейки заканчивается. Вторичные элементы — это батареи, которые можно перезаряжать. Автомобильный аккумулятор — вторичный элемент. Он подзаряжается током, произведенным внутри машины. Солнечная батарея превращает энергию Солнца в электрическую. При освещении солнечным светом слоев кремния электроны в них начинают двигаться, создавая разность потенциалов между слоями.
Электричество у нас дома
Напряжение в электросети в одних странах составляет 240 В, в других 110 В. Это высокое напряжение, и удар током может быть смертельным. Параллельные цепи подводят электричество в различные части дома. Все электронные приборы снабжены предохранителями. Внутри них находятся очень тонкие проволочки, которые плавятся и разрывают цепь, если сила тока чересчур велика. Каждая параллельная цепь обычно имеет три провода: под напряжением и заземляющий. По первым двум идет ток, а заземляющий провод нужен для безопасности. Он отведет электрический ток в землю в случае пробоя изоляции. Когда вилку включают в розетку, разъёмы соединяются с проводом под напряжением и нейтральным проводом, замыкая цепь. В некоторых странах используют вилки с двумя разъёмами, без заземления (см. рис.).
www.polnaja-jenciklopedija.ru
Суть электричества. Электричество — это…
Электричество — это движущийся в определенном направлении поток частиц. Они обладают неким зарядом. По-другому, электричество — это энергия, которая получается при движении, а также освещение, появляющееся после получения энергии. Термин ввел ученый Уильям Гилберт в 1600 году. При проведении опытов с янтарем еще древнегреческий Фалес обнаружил, что минералом приобретался заряд. «Янтарь» в переводе с греческого означает «электрон». Отсюда пошло и название.
Электричество — это…
Благодаря электричеству, вокруг проводников тока или тел, обладающих зарядом, создается электрическое поле. Через него появляется возможность воздействовать на другие тела, у которых также есть некий заряд.
Все знают, что заряды бывают положительными и отрицательными. Конечно, это условное деление, но по сложившейся истории их так и продолжают обозначать.
Если тела заряжены одинаково, они будут отталкиваться, а если по-разному — притягиваться.
Суть электричества заключается не только в создании электрического поля. Возникает и магнитное поле. Поэтому между ними имеется родство.
Больше века спустя, в 1729 году, Стивен Грей установил, что есть тела, обладающие очень большим сопротивлением. Они способны проводить электрический ток.
В настоящее время больше всего электричеством занимается термодинамика. Но квантовые свойства электромагнетизма изучает квантовая термодинамика.
История
Вряд ли можно назвать конкретного человека, открывшего явление. Ведь и по сей день продолжаются исследования, выявляются новые свойства. Но в науке, которую нам преподают в школе, называют несколько имен.
Считается, что первым, кто заинтересовался электричеством, был философ Фалес, живший в Древней Греции. Это он тер янтарь о шерсть и наблюдал, как начинали притягиваться тела.
Затем Аристотель изучал угрей, поражавших врагов, как поняли позже, электричеством.
Позже Плиний писал об электрических свойствах смолы.
Ряд интересных открытий закрепили за врачом английской королевы, Вильямом Жильбером.
В середине семнадцатого века, после того как стал известен термин «электричество», бургомистр Отто фон Герике изобрел электростатическую машину.
В восемнадцатом веке Франклин создал целую теорию явления, говоряющую о том, что электричество — это флюид или нематериальная жидкость.
Кроме упомянутых людей, с этим вопросом связывают такие знаменитые имена, как:
- Кулон;
- Гальвани;
- Вольт;
- Фарадей;
- Максвелл;
- Ампер;
- Лодыгин;
- Эдисон;
- Герц;
- Томсон;
- Клод.
Несмотря на их неоспоримый вклад, самым могущественным из ученых в мире по праву признают Николу Теслу.
Никола Тесла
Ученый родился в семье сербского православного священника на территории нынешней Хорватии. В шесть лет мальчик обнаружил чудесное явление, когда играл с черной кошкой: ее спина вдруг осветилась полоской голубого цвета, что сопровождалось искрами при прикосновении. Так мальчик впервые узнал, что такое «электричество». Это и определило всю его будущую жизнь.
Ученому принадлежат изобретения и научные работы о:
- переменном токе;
- эфире;
- резонансе;
- теории полей;
- радио и еще многом другом.
Многие связывают событие, получившее название Тунгусский метеорит, с именем Николы Теслы, считая, что огромный взрыв в Сибири был вызван не падением космического тела, а опытом, проводимым ученым.
Природное электричество
Одно время в научных кругах существовало мнение, что электричества в природе не существует. Но эту версию опровергли тогда, когда Франклином была установлена электрическая природа молнии.
Именно благодаря ей аминокислоты начали синтезироваться, а значит, и появилась жизнь. Установлено, что движения, дыхание и другие процессы, происходящие в организме, возникают от нервного импульса, который имеет электрическую природу.
Всем известные рыбы — электрические скаты — и некоторые другие виды защищаются таким образом, с одной стороны, и поражают жертву, с другой.
Применение
Подключение электричества происходит за счет работы генераторов. На электростанциях создается энергия, передаваемая по специальным линиям. Ток образуется за счет преобразования внутренней или механической энергии в электрическую. Станции, которые ее вырабатывают, где происходит подключение или отключение электричества, бывают различных видов. Среди них выделяют:
- ветровые;
- солнечные;
- приливные;
- гидроэлектростанции;
- тепловые атомные и другие.
Подключение электричества сегодня происходит практически везде. Представить себе жизнь без него современный человек не может. С помощью электричества производится освещение, передается информация по телефону, радио, телевидению… За счет него функционирует такой транспорт, как трамваи, троллейбусы, электрички, поезда метро. Появляются и все смелее заявляют о себе электромобили.
Если происходит отключение электричества в доме, то человек часто становится беспомощным в разных делах, так как даже бытовые приборы работают при помощи этой энергии.
Неразгаданные тайны Теслы
Свойства явления изучали с древних времен. Человечество узнало, как провести электричество, используя различные источники. Это в значительной степени облегчило им жизнь. Тем не менее в будущем людям еще предстоит немало открытий, связанных с электричеством.
Некоторые из них, может быть, даже уже были сделаны известным Николой Теслой, но затем были засекречены или уничтожены им самим. Биографы утверждают, что в конце жизни большинство записей ученый собственноручно сжег, осознав, что человечество не готово к ним и может навредить себе, использовав его открытия как самое мощное оружие.
Но по другой версии, считается, что часть записей была изъята спецслужбами США. Истории известен эсминец ВМФ США «Элдридж», который не только обладал способностью быть невидимым для радаров, но и перемещался моментально в пространстве. Есть свидетельства эксперимента, после которого часть экипажа тогда погибла, другая часть исчезла, а оставшиеся в живых сошли с ума.
Так или иначе, понятно, что все тайны электричества еще не раскрыты. Значит, человечество нравственно еще не готово к этому.
fb.ru