Что такое электричество?

Электричество полностью окружает нас - для большинства из нас, современная жизнь была бы невозможна без него. Вот лишь несколько примеров:

· По всему вашему дому, вы, вероятно, найдете электрические розетки, куда можно подключить всевозможные электрические приборы.

· Большинство портативных устройств содержат батареи, которые производят разное количество электроэнергии в зависимости от их размера.

· Во время грозы бывают огромные вспышки электричества, называемые молниями, которые бьют вниз с неба.

· В гораздо меньших масштабах, вы можете получить удар от статического электричества в сухие зимние дни.

· Легко создать электричество из солнечного света помощью солнечных батарей; или же вы можете создать электроэнергию из химической энергии водорода и кислорода с помощью топливных элементов.

Так что это за таинственная материя, которую мы называем электричеством? Откуда она взялась, и почему оно может делать так много разных вещей?

Электричество, которое мы получаем от розетки и батарей может питать всевозможные виды устройств. По сути, электричество может использоваться в тысяче разных способах. Например:

· Электродвигатели превращают электричество в движение.

· Лампы накаливания, люминесцентные лампы и светодиоды превращают электричество в свет.

· Компьютеры превращают электричество в информацию.

· Телефоны превращают электричество в общение.

· Телевизоры превращают электричество в подвижные изображения.

· Микрофоны превращают электричество в звуковые волны.

· Шоковое оружие превращает электричество в боль.

· Тостеры, фены и калориферы превращают электричество в тепло.

· Радио превращает электричество в электромагнитные волны, которые могут преодолевать миллионы миль.

· Рентгеновские аппараты превращают электричество в рентгеновские лучи.

Трудно представить современных людей, живущих без электричества. В отсутствие электричества, мы в конечном итоге возвращаемся обратно к каминам для отопления, печкам для приготовления еды, свечам для освещения и логарифмическим линейкам для вычислений. Для общения на дальние расстояния мы остаемся с дымовыми сигналами и открытками. Электричество начинается с электронов. Вы знаете, что каждый атом содержит один или более электронов; вы также знаете, что электроны имеют отрицательный заряд. Электроны тесно связаны с атомами. Дерево, стекло, пластик, керамика, воздух, хлопок… Это все примеры материалов, в которых электроны придерживаются своих атомов.

Поскольку электроны не двигаются, эти материалы не могут проводить электричество достаточно хорошо, если вообще могут. Эти материалы являются электрическими изоляторами. Но большинство металлов имеют электроны, которые могут отрываться от своих атомов и передвигаться. Они называются свободными электронами. Золото, серебро, медь, алюминий, железо и прочие имеют свободные электроны. Свободные электроны делают легким течение электричества через эти материалы, так что они известны как электрические проводники. Они проводят электричество.

Движущиеся электроны передают электрическую энергию из одной точки в другую. Электричеству нужен проводник для того, чтобы течь. Так же должно быть что-то, что заставляло бы электричество течь из одной точки в другую по проводнику. Одним из способов получить электрический ток является использование генератора. Генератор использует магнит для приведения электронов в движение.

Существует определенная связь между электричеством и магнетизмом. Если вы позволите электронам двигаться по проводу, они создадут магнитное поле вокруг провода. Точно так же, если вы перемещаете магнит вблизи провода, магнитное поле вызовет движение электронов в этом проводе. Генератор представляет собой простое устройство, которое двигает магнит возле провода для создания постоянного потока электронов.

Один простой способ понять принцип генератора это представить его действие как насос, проталкивающий воду. Вместо проталкивания воды, правда, генератор используется магнит для проталкивания электронов вперед. Это грубое упрощение, однако, тем не менее, очень полезная аналогия.

Водяной насос может сделать с водой 2 вещи:

· Водяной насос перемещает определенное количество молекул воды.

· Водяной насос создает определенное количество давления на молекулы воды.

Таким же образом, магнит в генераторе может:

· Проталкивать определенное количество электронов вперед.

· Создавать определенное количество «давления» на электроны.

В электрической цепи, некоторое число движущихся электронов называется силой тока или током, и измеряется в амперах. "Давление", двигающее электроны вперед, называется напряжением, и измеряется в вольтах. Так, вы можете услышать, как кто-то сказал: «Если Вы будете вращать этот генератор при 1000 оборотах в минуту, он может производить 1 Ампер при 6 вольтах".

Один ампер – это число движущихся электронов (1 Ампер физически означает, что 6,24 х 1018 электронов движутся через провод каждую секунду), а напряжение -- это количество давления за этими электронами. Используете ли вы батареи, топливные элементы или солнечные батареи для производства электроэнергии, есть три вещи, которые всегда одинаковы:

· Источник электричества будет иметь два полюса: положительный и отрицательный полюса.

· Источник электричества (генератор ли, батарея и т.д.) будут стремиться проталкивать электроны от отрицательного полюса с определенным напряжением.

· Электроны должны течь от отрицательного полюса к положительному полюсу через медные провода, или другой проводник. Когда есть контур, который идет от отрицательного к положительному полюсу, у вас есть схема, и электроны могут течь по проводу.

· Электрические цепи могут быть довольно сложными. Но на самом простом уровне, у вас всегда есть источник электроэнергии (батарея и т.д.), нагрузка (лампочка, двигатель и т.д.), и два провода для переноса электричества между батареей и нагрузкой. Электроны движутся от источника, через нагрузку и обратно к источнику.

Перемещение электронов имеет энергию. Поскольку электроны перемещаются от одной точки к другой, они могут совершать работу. В лампе накаливания, например, энергия электронов используется для создания тепла, и тепло, в свою очередь создает свет. В электромоторе, энергия электронов создает магнитное поле, и это поле может взаимодействовать с другими магнитами (через магнитное притяжение и отталкивание) для создания движения. Каждый электрический прибор использует энергию электронов каким-либо образом создать полезного побочного эффекта.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: