Все о электричестве: азы для начинающих электриков, сила тока и напряжение, как рассчитать — Строим деревянные дома в Перми. Прикамский Деревянный Дом

Содержание

азы для начинающих электриков, сила тока и напряжение, как рассчитать

При выходе из строя какого-нибудь электроблока правильным решением будет вызвать специалиста, который быстро устранит проблему.

Если такой возможности нет, уроки для электриков помогут самостоятельно устранить ту или иную поломку.

При этом стоит помнить о технике безопасности, дабы избежать серьезных увечий.

Техника безопасности

Правила безопасности нужно выучить наизусть — это сохранит здоровье и жизнь при устранении проблем с электричеством. Вот самые важные азы электрики для начинающих:

Первые работы с сетями лучше всего проводить под присмотром опытного электрика.
Не рекомендуется работать с высоким напряжением одному. Рядом всегда должен кто-то быть, кто подстрахует в случае проблем — обесточит сеть, вызовет экстренные службы и окажет первую помощь.
Все работы следует проводить с обесточенными сетями. Также нужно убедиться, что никто не подключит электричество во время монтажа.

Для выполнения монтажных работ необходимо приобрести датчик (индикатор фазы), похожий на отвертку или шило. Это устройство позволяет найти провод, находящийся под напряжением — при его обнаружении на датчике загорается индикатор. Приборы работают по-разному, например, когда пальцем прижат соответствующий контакт.

Перед началом работ необходимо с помощью индикатора удостовериться в том, что все провода не обесточены.

Дело в том, что иногда проводку прокладывают неправильно — автомат на входе отключает только один провод, не обесточивая всю сеть. Такая ошибка может привести к печальным последствиям, ведь человек надеется на полное отключение системы, в то время как некоторый участок может все еще быть активным.

Виды цепей, напряжение и сила тока

Электрические цепи могут быть связаны параллельно либо последовательно. В первом случае электрический ток распределяется по всем цепям, которые соединяются параллельно. Получается, что суммарная единица будет равна сумме тока в любой из цепей.

Параллельные соединения имеют одинаковое напряжение. В последовательной комбинации ток переходит из одной системы в другую. В итоге в каждой линии протекает одинаковый ток.

Не имеет смысла останавливаться на технических определениях напряжения и силы тока (А). Гораздо понятнее будет пояснение на примерах. Так, первый параметр влияет на то, насколько хорошо нужно изолировать различные участки. Чем оно больше, тем выше вероятность того, что в каком-то месте случится пробой. Из этого следует, что высокому напряжению необходима качественная изоляция. Оголенные соединения необходимо держать подальше друг от друга, от других материалов и от земли.

Электрическое напряжение (U) принято измерять в Вольтах.

Более мощное напряжение несет большую угрозу для жизни. Но не стоит полагать, будто низкое абсолютно безопасно. Опасность для человека зависит и от силы тока, которая проходит через организм. А этот параметр уже напрямую подчиняется сопротивлению и напряжению. При этом сопротивление организма связано с сопротивлением кожи, которое может меняться в зависимости от морального и физического состояния человека, влажности и многих других факторов. Бывали случаи, когда человек умирал от удара током всего 12 вольт.

Кроме того, в зависимости от силы тока подбираются различные провода. Чем выше A, тем толще нужен провод.

Переменная и постоянная величины

Когда электричество только зарождалось, потребителям поставляли постоянный ток. Однако выяснилось, что стандартную величину 220 вольт практически невозможно передать на большое расстояние.

С другой стороны, нельзя подводить тысячи вольт — во-первых, это опасно, во-вторых, тяжело и дорого изготавливать приборы, работающие на таком высоком напряжении. В результате было решено преобразовывать напряжение — до города доходит 10 вольт, а в дома уже попадает 220. Преобразование происходит при помощи трансформатора.

Что касается частоты напряжения, то она составляет 50 Герц. Это значит, что напряжение меняет свое состояние 50 раз в минуту. Оно стартует с нуля и вырастает до отметки в 310 вольт, затем падает до нуля, затем до -310 вольт и опять поднимается до нуля. Все работа протекает в циклическом ключе. В таких случаях напряжение в сети равняется 220 вольт — почему не 310, будет рассказано дальше. За границей встречаются разные параметры — 220, 127 и 110 вольт, а частота может быть 60 герц.

Мощность и другие параметры

Электрический ток необходим для выполнения какой-либо работы, например, для вращения двигателя или нагрева батарей. Можно вычислить, какую работу он совершит, умножая силу тока на напряжение. Например, электронагреватель, имеющий 220 вольт, и обладающий мощностью 2.2 кВт, будет расходовать ток в 10 А.

Стандартное измерение мощности происходит в ваттах (Вт). Электрический ток силой 1 ампер с напряжением 1 вольт может выделить мощность 1 ватт.

Вышеприведенная формула используется для обоих видов тока. Однако вычисление первого имеет некоторую сложность, — необходимо умножить силу тока на U в каждую единицу времени. А если учесть, что у переменного тока все время меняются показатели напряжения и силы, то придется брать интеграл. Поэтому было применено понятие действующего значения.

Грубо говоря, действующий параметр — это среднее значение силы тока и напряжения, выбранное специальным путем.

Переменный и постоянный ток имеет амплитудное и действующее состояние. Амплитудный параметр — максимальная единица, до которой может подниматься напряжение. Для переменного вида амплитудное число равняется действующему, умноженному на √ 2. Этим объясняются показатели напряжения 310 и 220 В.

Закон Ома

Следующим понятием в основах электрики для начинающих является закон Ома. Он утверждает, что сила тока равна напряжению, поделенному на сопротивление. Этот закон действует как для переменного тока, так и для постоянного.

Сопротивление измеряют в омах. Так, сквозь проводник с сопротивлением 1 ом при напряжении 1 вольт проходит ток 1 ампер. Закон Ома порождает два интересных следствия:

Если известна A, протекающая через систему, и сопротивление цепи, то можно вычислить мощность.
Мощность также можно посчитать, зная действующее сопротивление и U.

При этом для определения мощности берется не напряжение сети, а U, примененное к проводнику. Получается, если какой-либо прибор включен в систему через удлинитель, то действие будет применено как к прибору, так и к проводам удлинительного устройства. В результате провода будут нагреваться.

Конечно, нежелательно, чтобы соединения нагревались, так как именно это приводит к различным нарушениям работы электропроводки.

Однако основные проблемы заключаются не в самом проводе, а в различных местах соединения. В этих точках сопротивление бывает в десятки раз выше, чем по периметру провода. Со временем в результате окисления сопротивление может лишь повышаться.

Особенно опасными являются места соединения различных металлов. В них процессы окисления проходят гораздо быстрее. Самые частые зоны соединений:

Места скручивания проводов.
Клеммы выключателей, розеток.
Зажимные контакты.
Контакты в распределительных щитках.
Вилки и розетки.

Поэтому при ремонте первым делом стоит обратить внимание на эти участки. Они должны быть доступными для монтажа и контроля.

Выполняя вышеописанные правила, можно самостоятельно решать некоторые бытовые вопросы, связанные с электрикой в доме. Главное — помнить о технике безопасности.

Электротехника для чайников | AlexGyver

Начнем пожалуй с понятия электричества. Электрический ток – это упорядоченное движение заряженных частиц под действием электрического поля. В качестве частиц могут выступать свободные электроны металла, если ток течет по металлическому проводу, или ионы, если ток течет в газе или жидкости.

Есть ещё ток в полупроводниках, но это отдельная тема для разговора. Как пример можно привести высоковольтный трансформатор из микроволновки – сначала электроны бегут по проводам, затем ионы движутся между проводами, соответственно сначала ток идет через металл, а потом через воздух. Вещество называются проводником или полупроводником, если в нём есть частицы, способные переносить электрический заряд. Если таких частиц нет, то такое вещество называется диэлектриком, оно не проводит электричество. Заряженные частицы несут на себе электрический заряд, который измеряется обозначается q в кулонах.

Единица измерения силы тока называется Ампер и обозначается буковой I, ток величиной в 1 Ампер образуется при прохождении через точку электрической цепи заряда величиной 1 Кулон за 1 секунду, то есть грубо говоря сила тока измеряется в кулонах секунду. И по сути сила тока это количество электричества, протекающего за единицу времени через поперечное сечение проводника. Чем больше заряженных частиц бежит по проводу, тем соответственно больше ток.

Чтобы заставить заряженные частицы перемещаться от одного полюса к другому необходимо создать между полюсами разность потенциалов или – Напряжение. Напряжение измеряется в вольтах и обозначается буквой V или U. Чтобы получить напряжение величиной 1 Вольт нужно передать между полюсами заряд в 1 Кл, совершив при этом работу в 1 Дж. Согласен, немного непонятно.

Для наглядности представим резервуар с водой расположенный на некоторой высоте. Из резервуара выходит труба. Вода под действием силы тяжести вытекает через трубу. Пусть вода – это электрический заряд, высота водяного столба – это напряжение, а скорость потока воды – это электрический ток. Точнее не скорость потока, а количество вытекающей за секунду воды. Вы понимаете, что чем выше уровень воды, тем больше будет давление внизу А чем выше давление внизу, тем больше воды вытечет через трубу, потому что скорость будет выше. . Аналогично чем выше напряжение, тем больший ток будет течь в цепи.

Зависимость между всеми тремя рассмотренными величинами в цепи постоянного тока определяет закон ома, который выражается вот такой формулой, и звучит как сила тока в цепи прямо пропорциональна напряжению, и обратно пропорциональна сопротивлению. Чем больше сопротивление, тем меньше ток, и наоборот.

Добавлю ещё пару слов про сопротивление. Его можно измерить, а можно посчитать. Допустим у нас есть проводник, имеющий известную длину и площадь поперечного сечения. Квадратный, круглый, неважно. Разные вещества имеют разное удельное сопротивление, и для нашего воображаемого проводника существует вот такая формула, определяющая зависимость между длиной, площадью поперечного сечения и удельным сопротивлением.

Удельное сопротивление веществ можно найти в интернете в виде таблиц.

Можно опять же провести аналогию с водой: вода течёт по трубе, пусть труба имеет удельную шершавость. Логично предположить, что чем длиннее и уже труба, тем меньше воды будет по ней протекать за единицу времени. Видите, как всё просто? Формулу даже запоминать не нужно, достаточно представить себе трубу с водой.

Что касается измерения сопротивления, то нужен прибор, омметр. В наше время более популярны универсальные приборы – мультиметры, они измеряют и сопротивление, и ток, и напряжение, и ещё кучу всего. Давайте проведём эксперимент. Я возьму отрезок нихромовой проволоки известной длины и площади сечения, найду удельное сопротивление на сайте где я её купил и посчитаю сопротивление. Теперь этот же кусочек измерю при помощи прибора. Для такого маленького сопротивления мне придется вычесть сопротивление щупов моего прибора, которое равно 0.8 Ом. Вот так вот!

Шкала мультиметра разбита по размерам измеряемых величин, это сделано для более высокой точности измерения. Если я хочу измерить резистор с номиналом 100 кОм, я ставлю рукоятку на большее ближайшее сопротивление. В моём случае это 200 килоом. Если хочу измерить 1 килоом, то ставлю на 2 ком. Это справедливо для измерения остальных величин. То есть на шкале отложены пределы измерения, в который нужно попасть.

Давайте продолжим развлекаться с мультиметром и попробуем измерить остальные изученные величины. Возьму несколько разных источников постоянного тока. Пусть это будет блок питания на 12 вольт, юсб порт и трансформатор, который в своей молодости сделал мой дед. Напряжение на этих источниках мы можем измерить прямо сейчас, подключив вольтметр параллельно, то есть непосредственно к плюсу и к минусу источников. С напряжением всё понятно, его можно взять и измерить. А вот чтобы измерить силу тока, нужно создать электрическую цепь, по которой будет протекать ток. В электрической цепи обязательно должен быть потребитель, или нагрузка. Давайте подключим потребитель к каждому источнику. Кусочек светодиодной ленты, моторчик и резистор на (160 ом).

Давайте измерим ток, протекающий в цепях. Для этого переключаю мультиметр в режим измерения силы тока и переключаю щуп во вход для тока. Амперметр подключается в цепь последовательно измеряемому объекту. Вот схема, её тоже следует помнить и не путать с подключением вольтметра. Кстати существует такая штуковина как токовые клещи. Они позволяют измерять силу тока в цепи без подключения непосредственно к цепи. То есть не нужно отсоединять провода, просто накидываешь их на провод и они измеряют. Ну ладно, вернёмся к нашему обычному амперметру.

Итак, я измерил все токи. Теперь мы знаем, какой ток потребляется в каждой цепи. Здесь у нас светятся светодиоды, здесь крутится моторчик а здесь…. Так стоять, а че делает резистор? Он не поёт нам песни, не освещает комнату и не вращает никакой механизм. Так на что он тратит целых 90 миллиампер? Так не пойдёт, давайте разбираться. Слышь ты! Ау, он горячий! Так вот куда расходуется энергия! А можно ли как-то посчитать, что здесь за энергия? Оказывается – можно. Закон, описывающий тепловое действие электрического тока был открыт в 19 веке двумя учеными, Джеймсом Джоулем и Эмилием Ленцем. Закон назвали закон Джоуля-Ленца. Он выражается вот такой формулой, и численно показывает, сколько джоулей энергии выделяется в проводнике, в котором течёт ток, за единицу времени. Из этого закона можно найти мощность, которая выделяется на этом проводнике, мощность обозначается английской буквой Р и измеряется в ваттах.

Таким образом у меня на столе электрическая мощность идёт на освещение, на совершение механической работы и на нагрев окружающего воздуха. Кстати именно на этом принципе работают различные нагреватели, электрочайники, фены, паяльники и прочее. Там везде стоит тоненькая спираль, которая нагревается под действием тока.

Этот момент стоит учитывать при подведении проводов к нагрузке, то есть прокладка проводки к розеткам по квартире тоже входит в это понятие. Если вы возьмете для подведения к розетке слишком тонкий провод и подключите в эту розетку компьютер, чайник и микроволновку, то провод может нагреться вплоть до возникновения пожара. Поэтому есть вот такая табличка, которая связывает площадь поперечного сечения проводов с максимальной мощностью, которая по этим проводам будет идти. Если вздумаете тянуть провода – не забудьте об этом.

Также в рамках этого выпуска хотелось бы напомнить особенности параллельного и последовательного соединения потребителей тока. При последовательном соединении сила тока одинакова на всех потребителях, напряжение разделилось на части, а общее сопротивление потребителей представляет собой сумму всех сопротивлений. При параллельном соединении напряжение на всех потребителях одинаково, сила тока разделилась, а общее сопротивление вычисляется вот по такой формуле.

Из этого вытекает один очень интересный момент, который можно использовать для измерения силы тока. Допустим нужно измерить силу тока в цепи около 2 ампер. Амперметр с этой задачей не справляется, поэтому можно использовать закон ома в чистом виде. Знаем, что сила тока одинакова при последовательном соединении. Возьмём резистор с очень маленьким сопротивлением и вставим его последовательно нагрузке. Измерим на нём напряжение. Теперь, пользуясь законом ома, найдём силу тока. Как видите, она совпадает с расчётом ленты. Здесь главное помнить, что этот добавочный резистор должен быть как можно меньшего сопротивления, чтобы оказывать минимальное влияние на измерения.

Есть ещё один очень важный момент, о котором нужно знать. Все источники имеют максимальный отдаваемый ток, если этот ток превысить – источник может нагреться, выйти из строя, а в худшем случае ещё и загореться. Самый благоприятный исход это когда источник имеет защиту от перегрузки по току, в таком случае он просто отключит ток. Как мы помним из закона ома, чем меньше сопротивление, тем выше ток. То есть если взять в качестве нагрузки кусок провода, то есть замкнуть источник самого на себя, то сила тока в цепи подскочит до огромных значений, это называется короткое замыкание. Если вы помните начало выпуска, то можете провести аналогию с водой. Если подставить нулевое сопротивление в закон ома то мы получим бесконечно большой ток. На практике такое конечно не происходит, потому что источник имеет внутреннее сопротивление, которое подключено последовательно. Этот закон называется закон ома для полной цепи. Таким образом ток короткого замыкания зависит от величины внутреннего сопротивления источника.

Сейчас давайте вернёмся к максимальному току, который может выдать источник. Как я уже говорил, силу тока в цепи определяет нагрузка. Многие писали мне вк и задавали примерно вот такой вопрос, я его слегка утрирую: Саня, у меня есть блок питания на 12 вольт и 50 ампер. Если я подключу к нему маленький кусочек светодиодной ленты, она не сгорит? Нет, конечно же она не сгорит. 50 ампер – это максимальный ток, который способен выдать источник. Если ты подключишь к нему кусочек ленты, она возьмёт свои ну допустим 100 миллиампер, и все. Ток в цепи будет равен 100 миллиампер, и никто никуда не будет гореть. Другое дело, если возьмёшь километр светодиодной ленты и подключишь его к этому блоку питания, то ток там будет выше допустимого, и блок питания скорее всего перегреется и выйдет из строя. Запомните, именно потребитель определяет величину тока в цепи. Этот блок может выдать максимум 2 ампера, и когда я закорачиваю его на болтик, с болтиком ничего не происходит. А вот блоку питания это не нравится, он работает в экстремальных условиях. А вот если взять источник, способный выдать десятки ампер, такая ситуация не понравится уже болтику.

Давайте для примера произведём расчёт блока питания, который потребуется для питания известного отрезка светодиодной ленты. Итак, закупили мы у китайцев катушку светодиодной ленты и хотим запитать три метра этой самой ленты. Для начала идём на страницу товара и пытаемся найти, сколько ватт потребляет один метр ленты. Эту информацию я найти не смог, поэтому есть вот такая табличка. Смотрим, что у нас за лента. Диоды 5050, 60 штук на метр. И видим, что мощность составляет 14 ватт на метр. Я хочу 3 метра, значит мощность будет 42 ватта. Блок питания желательно брать с запасом на 30% по мощности, чтобы он не работал в критическом режиме. В итоге получаем 55 ватт. Ближайший подходящий блок питания будет на 60 ватт. Из формулы мощности выражаем силу тока и находим её, зная, что светодиоды работают при напряжении 12 вольт. Выходит, нам нужен блок с током 5 ампер. Заходим, например, на али, находим, покупаем.

Очень важно знать потребляемый ток при изготовлении всяких USB самоделок. Максимальный ток, который можно взять от USB, составляет 500 миллиампер, и его лучше не превышать.

И напоследок коротенько о технике безопасности. Здесь вы можете видеть, до каких значений электричество считается неопасным для жизни человека.

Все об электричестве доступным языком

Понятно желание людей любого возраста постичь такую науку, как электротехника. Помогут в этом основы электротехники для всех начинающих. В интернете и печати публикуется масса материалов, часто под заглавием «Электротехника для чайников». Начинать нужно с усвоения положений и законов электричества.

Понятия и свойства электрического тока

Начальные курсы электрика в первых главах дают определения понятию и свойствам электрического тока, объясняют природу и свойства электроэнергии, законы электричества и их основные формулы. Основываясь на великих открытиях, зарождалась и получила грандиозное развитие такая научная дисциплина, как электротехника. Сущность электричества заключена в направленном перемещении электронов (заряженных частиц). Они переносят электрический заряд в теле металлических проводов.

Важно! Для транзита электрической энергии используют провода, жилы которых сделаны из алюминия или меди. Это самые экономичные проводные металлы. Делать жилы проводов из других материалов дорого, поэтому невыгодно.

Ток бывает постоянного и переменного направления. Постоянное движение энергии всегда осуществляется в одном направлении. Переменный энергетический поток ритмично меняет свою полярность. Скорость, с которой меняется направление движения электронов, называют частотой. Её измеряют в герцах.

Что изучает электротехника

Основа электрики формировалась в XIX веке. Те времена называют эпохой грандиозных открытий основополагающих законов, дающих все представления об электричестве. Электротехника (ЭТ) как наука начинала делать свои первые шаги. Теория стала подкрепляться практикой. Появились первые электротехнические устройства, совершенствовались коммуникационные системы доставки электроэнергии от источника потребителю.

Базой развития электротехники стали достижения в области физики, химии и математики. Новая наука изучала свойства электрического тока, природу электромагнитных излучений и другие процессы. По мере накопления знаний ЭТ становилась наукой прикладного характера.

Современная научная дисциплина изучает устройства, в которых используется электрический ток. На основании исследований создаются новые более совершенные электротехнические установки, приборы и устройства. ЭТ – одна из передовых наук, являющаяся одним из основных двигателей прогресса человеческой цивилизации.

С чего начать изучение основ электротехники

Электротехника для начинающих доступна на многих информационных носителях. Современные средства массовой информации не испытывают дефицита в учебных пособиях по основам электричества. Самоучители по электрике приобретают в сети интернет или книжных магазинах. Уроки электрика новичок может получить в виде бесплатного видеокурса об основах электричества через интернет. Онлайн видео лекции в доступной форме обучают всех желающих основам электричества.

Обратите внимание! Книга, несмотря на доступные видеоресурсы в сети, до сих пор считается самым удобным источником информации. Пользуясь самоучителем по электрике с нуля, не нужно всё время включать ПК. Учебник всегда будет под рукой.

Самоучители служат незаменимыми помощниками для того, чтобы отремонтировать электропроводку, починить выключатель, розетку, установить датчик движения и заменить предохранители в бытовых электроприборах.

Основные характеристики тока

К основным характеристикам относятся сила тока, напряжение, сопротивление и мощность. Параметры электрического тока, протекающего по проводу, характеризуются именно этими величинами.

Сила тока

Параметр означает количество заряда, проходящего по проводу, за определённое время. Силу тока измеряют в амперах.

Напряжение

Это есть не что иное, как разница потенциалов между двумя точками проводника. Величина измеряется в вольтах. Один вольт – эта разность потенциалов, при которой для переноса заряда в 1 кулон потребуется произвести работу, равную одному джоулю.

Сопротивление

Этот параметр измеряется в омах. Его величина определяет сопротивление энергопотоку. Чем больше масса и площадь поперечного сечения проводника, тем больше сопротивление. Оно также зависит от материала и длины провода. При разнице потенциалов на концах проводника в 1 Вольт и силе тока 1 Ампер сопротивление проводника равно 1 Ому.

Мощность

Физическая величина выражает скорость протекания электроэнергии в проводнике. Мощность тока определяется произведением силы тока и напряжения. Единица мощности – ватт.

Закон Ома

Постижение основ электротехники нужно начинать с закона Ома. Именно он является фундаментом всей науки об электричестве. Выдающийся немецкий физик Георг Симон Ом в 1826 году сформулировал закон, в котором определяет взаимозависимость трёх основных параметров электрического тока: силы, напряжения и сопротивления.

Энергия и мощность в электротехнике

Электрика для начинающих даёт разъяснения терминов энергии и мощности. Эти характеристики напрямую связаны с законом Ома. Энергия может перетекать из одной в другую форму. То есть она может быть ядерной, механической, тепловой и электрической.

В динамиках звуковых устройств потенциал электрического тока преобразовывается в энергию звуковых волн. В электродвигателях токовый энергопоток превращается в механическую энергию, которая заставляет вращаться ротор мотора.

Любые электрические устройства потребляют нужное количество электроэнергии в течение определённого временного промежутка. Количество потреблённой энергии в единицу времени является мощностью потребителя электричества. Более подробное толкование мощности можно найти в главах учебного пособия, посвящённых электромеханике для начинающих.

Мощность определяют по формуле:

Измеряется этот параметр в ваттах. Единица измерения мощности Ватт означает, что ток силой в один Ампер перемещается под напряжением 1 Вольт. При этом сопротивление проводника равно 1-му Ому. Такая трактовка характеристики тока наиболее понятна для начинающих постигать основы электричества.

Электротехника и электромеханика

Электрическая механика – это раздел электротехники. Эта научная дисциплина изучает принципиальные схемы оборудования, двигателей и прочих приборов, использующих электрическую энергию.

Пройдя курс электромеханики для начинающих, новички могут самостоятельно научиться ремонтировать бытовые электрические устройства и приборы. Основные законы электромеханики дают возможность понять, как устроен электродвигатель, чем отличается трансформатор от стабилизатора, что такое генератор и многое другое.

Дополнительная информация. Несомненную пользу новичкам принесут учебные пособия и видео курсы по электротехнике и электромеханике. Если есть друзья или знакомые, разбирающиеся в этом деле, то это только поможет быстро освоить азы этих дисциплин.

Безопасность и практика

Основы электротехники для начинающих делают особое ударение на правилах техники безопасности. Их несоблюдение на практике порой может стать причиной получения электротравм и повреждения имущества. Для новичков в электротехнике надо следовать четырём основным требованиям ТБ.

Четыре правила техники безопасности для новичков:

Перед работой с каким-либо устройством или оборудованием следует ознакомиться с его документацией. Все руководства по эксплуатации имеют раздел безопасности. В нём описаны опасные действия, которые могут вызвать короткое замыкание или удар электрическим током.
Прежде, чем приступать к работе с электротехническими устройствами или электропроводкой, нужно отключить электричество. Затем произвести осмотр состояния изоляции проводников. Если обнаружено нарушение изоляционного покрытия, то оголённую часть проводников надо покрыть отрезком изоляционной ленты.
При работе с проводкой и оборудованием под напряжением бытовой электросети надо использовать диэлектрические перчатки, защитные очки и обувь на толстой резиновой подошве. В электрораспределительных шкафах, щитах и электроустановках новичкам вообще делать нечего. Ими занимаются квалифицированные электрики, которые имеют допуск к работе под напряжением.
Ни в коем случае нельзя касаться оголённых проводников руками. Для этого есть отвёртки-пробники, мультиметры и другие электроизмерительные приборы. Только убедившись в отсутствии напряжения, можно касаться проводов.

Электрика для чайников

Электроника окружает человека в виде различных устройств и приборов. Современная бытовая техника в большинстве своём управляется с помощью электронных схем. Курсы обучения основам электроники для начинающих нацелены на то, чтобы новичок мог отличать транзистор от резистора и понимать, как и для чего служит та или иная электронная схема.

Учебные пособия и видеокурсы способствуют пониманию принципов построения электронных схем. Что такое печатная плата, как создать схему своими руками – на все эти вопросы отвечают основы электроники для новичков. Усвоив азы электроники, домашний «мастер» сможет определить вышедшую из строя радиодеталь в телевизоре, аудио устройстве и другой бытовой технике и заменить её. Кроме этого, новичок приобретёт опыт работы с паяльником.

Видеокурсы, печатная продукция несут в себе массу информации по освоению основ электротехники, электромеханики и электроники. Приобрести знания в этих сферах можно, не выходя из дома. Просмотреть нужное видео, заказать учебники позволяет доступность сети интернета.

Видео

К нам часто обращаются читатели, которые раньше не сталкивались с работами по электричеству, но хотят в этом разобраться. Для этой категории создана рубрика «Электричество для начинающих».

Рисунок 1. Движение электронов в проводнике.

Прежде чем приступить к работам, связанным с электричеством, необходимо немного «подковаться» теоретически в этом вопросе.

Термин «электричество» подразумевает движение электронов под действием электромагнитного поля.

Главное — понять, что электричество — это энергия мельчайших заряженных частиц, которые движутся внутри проводников в определенном направлении (рис. 1).

Постоянный ток практически не меняет своего направления и величины во времени. Допустим, в обычной батарейке постоянный ток. Тогда заряд будет перетекать от минуса к плюсу, не меняясь, пока не иссякнет.

Переменный ток — это ток, который с определенной периодичностью меняет направление движения и величину. Представьте ток как поток воды, текущий по трубе. Через какой-то промежуток времени (например, 5 с) вода будет устремляться то в одну сторону, то в другую.

Рисунок 2. Схема устройства трансформатора.

С током это происходит намного быстрее, 50 раз в секунду (частота 50 Гц). В течение одного периода колебания величина тока повышается до максимума, затем проходит через ноль, а потом происходит обратный процесс, но уже с другим знаком. На вопрос, почему так происходит и зачем нужен такой ток, можно ответить, что получение и передача переменного тока намного проще, чем постоянного. Получение и передача переменного тока тесно связаны с таким устройством, как трансформатор (рис. 2).

Генератор, который вырабатывает переменный ток, по устройству гораздо проще, чем генератор постоянного тока. Кроме того, для передачи энергии на дальнее расстояние переменный ток подходит лучше всего. С его помощью при этом теряется меньше энергии.

При помощи трансформатора (специального устройства в виде катушек) переменный ток преобразуется с низкого напряжения на высокое, и наоборот, как это представлено на иллюстрации (рис. 3).

Именно по этой причине большинство приборов работает от сети, в которой ток переменный. Однако постоянный ток также применяется достаточно широко: во всех видах батарей, в химической промышленности и некоторых других областях.

Рисунок 3. Схема передачи переменного тока.

Многие слышали такие загадочные слова, как одна фаза, три фазы, ноль, заземление или земля, и знают, что это важные понятия в мире электричества. Однако не все понимают, что они обозначают и какое отношение имеют к окружающей действительности. Тем не менее знать это надо обязательно.

Не углубляясь в технические подробности, которые не нужны домашнему мастеру, можно сказать, что трехфазная сеть — это такой способ передачи электрического тока, когда переменный ток течет по трем проводам, а по одному возвращается назад. Вышесказанное надо немного пояснить. Любая электрическая цепь состоит из двух проводов. По одному ток идет к потребителю (например к чайнику), а по другому возвращается обратно. Если разомкнуть такую цепь, то ток идти не будет. Вот и все описание однофазной цепи (рис. 4 А).

Тот провод, по которому ток идет, называется фазовым, или просто фазой, а по которому возвращается — нулевым, или нолем. Трехфазная цепь состоит из трех фазовых проводов и одного обратного. Такое возможно потому, что фаза переменного тока в каждом из трех проводов сдвинута по отношению к соседнему на 120° (рис. 4 Б). Более подробно на этот вопрос поможет ответить учебник по электромеханике.

Рисунок 4. Схема электрических цепей.

Передача переменного тока происходит именно при помощи трехфазных сетей. Это выгодно экономически: не нужны еще два нулевых провода. Подходя к потребителю, ток разделяется на три фазы, и каждой из них дается по нолю. Так он попадает в квартиры и дома. Хотя иногда трехфазная сеть заводится прямо в дом. Как правило, речь идет о частном секторе, и такое положение дел имеет свои плюсы и минусы.

Земля, или, правильнее сказать, заземление — третий провод в однофазной сети. В сущности, рабочей нагрузки он не несет, а служит своего рода предохранителем.

Например, в случае когда электричество выходит из-под контроля (например, короткое замыкание), возникает угроза пожара или удара током. Чтобы этого не произошло (то есть значение тока не должно превышать безопасный для человека и приборов уровень), вводится заземление. По этому проводу избыток электричества в буквальном смысле слова уходит в землю (рис. 5).

Рисунок 5. Простейшая схема заземления.

Еще один пример. Допустим, в работе электродвигателя стиральной машины возникла небольшая поломка и часть электрического тока попадает на внешнюю металлическую оболочку прибора.

Если заземления нет, этот заряд так и будет блуждать по стиральной машине. Когда человек прикоснется к ней, он моментально станет самым удобным выходом для данной энергии, то есть получит удар током.

При наличии провода заземления в этой ситуации излишний заряд стечет по нему, не причинив никому вреда. В дополнение можно сказать, что нулевой проводник также может быть заземлением и, в принципе, им и является, но только на электростанции.

Ситуация, когда в доме нет заземления, небезопасна. Как с ней справиться, не меняя всю проводку в доме, будет рассказано в дальнейшем.

Некоторые умельцы, полагаясь на начальные знания по электротехнике, устанавливают нулевой провод как заземляющий. Никогда так не делайте.

При обрыве нулевого провода корпуса заземленных приборов окажутся под напряжением 220 В.

Сегодня нет той сферы деятельности человека, где бы не применялось электричество. Оно просто окружает человечество в повседневной жизни. Без него уже нельзя представить цивилизованную жизнь.

Что бы отлично разбираться и понимать, как работает электричество от а до я – необходимо пройти курс обучения по дисциплине «Электротехника», при этом потратив уйму времени. Но для того, чтобы знать о базовых принципах электричества необходимы общие понятия о законах электротехники и советы электрика. И тогда, электрика своими руками станет такой же доступной, как сделать полку или повесить картину.

Общие понятия

Электричество – это физический процесс движения свободных электронов. Используется только «прирученное» человеком электричество, при котором движение электронов по проводам происходит только в нужном направлении, и оно бывает двух видов:

постоянного тока;
переменного тока.

Этот упорядоченный физический процесс и дает – свет, тепло, вращение моторов, работу наших смартфонов и многое другое.

Постоянный ток

Использует во всех бытовых приборах с электроникой от телевизора и компьютера до вашего сотового телефона. Наиболее распространенными источниками постоянного тока служат:

батарейки;
аккумуляторы;
блоки питания от сети переменного тока 220 В.

К сведению. Постоянный электрический ток, применяемый в быту не опасен для человека.

Переменный ток

Вырабатывается промышленным способом на электростанциях и поступает через систему распределения в квартиры. От него работают холодильники, электрические плиты, блоки питания бытовых приборов, лампы освещения и многое другое.

Промышленно вырабатывается трехфазный ток, а в квартиры поступает его производная – однофазный ток с номинальным напряжением 220 В. Однофазный ток передается по двум проводам – один из которых фаза, обозначаемая, как «L», второй – ноль «N».

Будьте осторожны! Напряжение, которое приходит в дома по проводам имеет потенциал 220 В, и оно опасно для жизни! Любое прикосновение человека к оголенным проводам или металлическим частям оборудования, которые могут находиться под этим напряжением, может закончиться тяжелым ожогом или смертельной травмой!

Приборы безопасности

Стоит четко знать, что электрический ток и напряжение невозможно увидеть или услышать. Вот тут в помощь советы электрика.

Совет: Прежде чем начинать ремонтировать действующую электропроводку, необходимо воспользоваться специальными приборами для определения наличия напряжения. И вот основные:

индикаторная отвертка;
однополюсные или двухполюсные указатели напряжения;
электрические щупы;
электронные сигнализаторы напряжения.

Важно! Принцип работы индикаторов и указателей заключается в том, что при касании фазы зажигается неоновая контрольная лампочка, указывающая на наличие высокого напряжения. Щупы и сигнализаторы имеют электронную начинку, но уже издают световой и звуковой сигнал.

Если нет под рукой такого прибора, то можно воспользоваться хитростью электрика и изготовить пробник из двух проводов, патрона и лампочки накаливания. Замкнув один провод на металлический корпус щита – вторым проводом можно искать фазу.

Электропроводка

Все электричество работает по принципу передачи энергии от источника (электростанция) по проводам к потребителю (лампочка, холодильник и т. д.). Для того, чтобы подключить лампочку или розетку необходим двухжильный провод – фаза и ноль.

Важно! В современных электропроводках применяются три провода – третий защитный и называется он землей «РЕ».

Провода представляют собой металлическую жилу, изготовленную из меди или алюминия, покрытую по всей длине защитной пластиковой изоляцией. Провода с двумя, тремя и более жилами покрывают поясной изоляцией и уже называют электрическим кабелем. Провода выпускаются определенных сечений, имеют стандартизированный ряд: 1,5; 2,5; 4; 8; 10 и т. д. Размер сечения жил указывается в квадратных миллиметрах.

Важно! Действующие «Правила устройства электроустановок» (ПУЭ) строго предписывают: для электрических разводок внутри помещений, должны применяться провода и кабели, только с медными жилами. Устройство наружных электросетей допускается кабелями с алюминиевыми жилами начиная с сечения в 16 мм2.

Цветовая маркировка проводов

Для облегчения электромонтажных работ, а также в целях безопасности были унифицированы требования ПУЭ и евростандарта. Так каждая жила имеет свой цвет согласно функциональной принадлежности. Регламент маркировки определяет:

PE — нулевой защитный проводник – желтого цвета с зеленой полосой или как чередование желтых и зеленых полос;
N — нулевой рабочий проводник (нейтраль) — голубого цвета;
L — фазный провод — красного, коричневого, серого или белого цвета.

Здесь же, пригодятся советы электрика, которые вы найдете только в технической литературе:

Имейте в виду, что ранее в СССР существовала другая цветовая маркировка, где черным цветом обозначалась глухо заземлённая нейтраль, белым цветом – рабочий ноль, фазы А-В-С соответственно имели цвета желтый, зеленый и красный.
Электрические кабели, купленные в магазине или найденные при ремонте в существующей проводке, могут не иметь «правильную» цветовую маркировку, а иногда провода и вовсе будут белыми. Используйте секреты электрика: купите цветные кембрики или разных цветов изоленту для правильного обозначения жил.

Выбор сечения провода

При передаче электрической энергии через провода происходит неизбежная потеря ее незначительной части, которая проявляется в выделении тепла. Чем больше используемая мощность, подводимая по проводам к потребителю, тем больше понадобиться сечение провода. Любой токопроводящий материал имеет удельное сопротивление, так, например, у медных проводов оно почти в 1,5 раза меньше, у алюминиевых. Что бы, не утруждаться вычислениями и не искать таблицы – нужны простые советы электрика и тогда, запомнив несколько несложных значений можно с легкостью подобрать необходимое сечение провода для дома или гаража.

Так как, суммарная мощность всех электроприборов в квартире, частном доме или на даче не превышает 3 кВт, то можно руководствоваться, что в 1 фазной сети на 1 кВт мощности приходиться сила тока примерно 5,0 А. А для 3 фазной сети на 1 кВт надо сила тока примерно 2,0 А.

В частности, для электроводонагревателя мощностью в 1,5 кВт понадобиться провод с медным проводником в 1,5 мм2.

Помните! Если надо произвести ремонт старой электропроводки или проложить новую сеть, но уверенности в своих знаниях и возможностях нет, то в этом случае советы электрика помогут не только делом, но и сэкономить время и деньги.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Электрический ток — Физика — Теория, тесты, формулы и задачи

Основные теоретические сведения

Электрический ток.

Сила тока. Сопротивление

К оглавлению…

В проводниках при определенных условиях может возникнуть непрерывное упорядоченное движение свободных носителей электрического заряда. Такое движение называется электрическим током. За направление электрического тока принято направление движения положительных свободных зарядов, хотя в большинстве случае движутся электроны – отрицательно заряженные частицы.

Количественной мерой электрического тока служит сила тока I – скалярная физическая величина, равная отношению заряда q, переносимого через поперечное сечение проводника за интервал времени t, к этому интервалу времени:

Если ток не постоянный, то для нахождения количества прошедшего через проводник заряда рассчитывают площадь фигуры под графиком зависимости силы тока от времени.

Если сила тока и его направление не изменяются со временем, то такой ток называется постоянным. Сила тока измеряется амперметром, который включается в цепь последовательно. В Международной системе единиц СИ сила тока измеряется в амперах [А]. 1 А = 1 Кл/с.

Средняя сила тока находится как отношение всего заряда ко всему времени (т.е. по тому же принципу, что и средняя скорость или любая другая средняя величина в физике):

Если же ток равномерно меняется с течением времени от значения I₁ до значения I₂, то можно значение среднего тока можно найти как среднеарифметическое крайних значений:

Плотность тока – сила тока, приходящаяся на единицу поперечного сечения проводника, рассчитывается по формуле:

При прохождении тока по проводнику ток испытывает сопротивление со стороны проводника. Причина сопротивления – взаимодействие зарядов с атомами вещества проводника и между собой. Единица измерения сопротивления 1 Ом. Сопротивление проводника R определяется по формуле:

где: l – длина проводника, S – площадь его поперечного сечения, ρ – удельное сопротивление материала проводника (будьте внимательны и не перепутайте последнюю величину с плотностью вещества), которое характеризует способность материала проводника противодействовать прохождению тока. То есть это такая же характеристика вещества, как и многие другие: удельная теплоемкость, плотность, температура плавления и т.д. Единица измерения удельного сопротивления 1 Ом·м. Удельное сопротивление вещества – табличная величина.

Сопротивление проводника зависит и от его температуры:

где: R₀ – сопротивление проводника при 0°С, t – температура, выраженная в градусах Цельсия, α – температурный коэффициент сопротивления. Он равен относительному изменению сопротивления, при увеличении температуры на 1°С. Для металлов он всегда больше нуля, для электролитов наоборот, всегда меньше нуля.

Диод в цепи постоянного тока

Диод – это нелинейный элемент цепи, сопротивление которого зависит от направления протекания тока. Обозначается диод следующим образом:

Стрелка в схематическом обозначении диода показывает, в каком направлении он пропускает ток. В этом случае его сопротивление равно нулю, и диод можно заменить просто на проводник с нулевым сопротивлением. Если ток течет через диод в противоположном направлении, то диод обладает бесконечно большим сопротивлением, то есть не пропускает ток совсем, и является разрывом в цепи. Тогда участок цепи с диодом можно просто вычеркнуть, так как ток по нему не идет.

Закон Ома. Последовательное и параллельное соединение проводников

К оглавлению…

Немецкий физик Г.Ом в 1826 году экспериментально установил, что сила тока I, текущего по однородному металлическому проводнику (то есть проводнику, в котором не действуют сторонние силы) сопротивлением R, пропорциональна напряжению U на концах проводника:

Величину R принято называть электрическим сопротивлением. Проводник, обладающий электрическим сопротивлением, называется резистором. Это соотношение выражает закон Ома для однородного участка цепи: сила тока в проводнике прямо пропорциональна приложенному напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению проводника.

Проводники, подчиняющиеся закону Ома, называются линейными. Графическая зависимость силы тока I от напряжения U (такие графики называются вольт-амперными характеристиками, сокращенно ВАХ) изображается прямой линией, проходящей через начало координат. Следует отметить, что существует много материалов и устройств, не подчиняющихся закону Ома, например, полупроводниковый диод или газоразрядная лампа. Даже у металлических проводников при достаточно больших токах наблюдается отклонение от линейного закона Ома, так как электрическое сопротивление металлических проводников растет с ростом температуры.

Проводники в электрических цепях можно соединять двумя способами: последовательно и параллельно. У каждого способа есть свои закономерности.

1. Закономерности последовательного соединения:

Формула для общего сопротивления последовательно соединенных резисторов справедлива для любого числа проводников. Если же в цепь последовательно включено n одинаковых сопротивлений R, то общее сопротивление R₀ находится по формуле:

2. Закономерности параллельного соединения:

Формула для общего сопротивления параллельно соединенных резисторов справедлива для любого числа проводников. Если же в цепь параллельно включено n одинаковых сопротивлений R, то общее сопротивление R₀ находится по формуле:

Электроизмерительные приборы

Для измерения напряжений и токов в электрических цепях постоянного тока используются специальные приборы – вольтметры и амперметры.

Вольтметр предназначен для измерения разности потенциалов, приложенной к его клеммам. Он подключается параллельно участку цепи, на котором производится измерение разности потенциалов. Любой вольтметр обладает некоторым внутренним сопротивлением R_B. Для того чтобы вольтметр не вносил заметного перераспределения токов при подключении к измеряемой цепи, его внутреннее сопротивление должно быть велико по сравнению с сопротивлением того участка цепи, к которому он подключен.

Амперметр предназначен для измерения силы тока в цепи. Амперметр включается последовательно в разрыв электрической цепи, чтобы через него проходил весь измеряемый ток. Амперметр также обладает некоторым внутренним сопротивлением R_A. В отличие от вольтметра, внутреннее сопротивление амперметра должно быть достаточно малым по сравнению с полным сопротивлением всей цепи.

ЭДС. Закон Ома для полной цепи

К оглавлению…

Для существования постоянного тока необходимо наличие в электрической замкнутой цепи устройства, способного создавать и поддерживать разности потенциалов на участках цепи за счет работы сил неэлектростатического происхождения. Такие устройства называются источниками постоянного тока. Силы неэлектростатического происхождения, действующие на свободные носители заряда со стороны источников тока, называются сторонними силами.

Природа сторонних сил может быть различной. В гальванических элементах или аккумуляторах они возникают в результате электрохимических процессов, в генераторах постоянного тока сторонние силы возникают при движении проводников в магнитном поле. Под действием сторонних сил электрические заряды движутся внутри источника тока против сил электростатического поля, благодаря чему в замкнутой цепи может поддерживаться постоянный электрический ток.

При перемещении электрических зарядов по цепи постоянного тока сторонние силы, действующие внутри источников тока, совершают работу. Физическая величина, равная отношению работы A_ст сторонних сил при перемещении заряда q от отрицательного полюса источника тока к положительному к величине этого заряда, называется электродвижущей силой источника (ЭДС):

Таким образом, ЭДС определяется работой, совершаемой сторонними силами при перемещении единичного положительного заряда. Электродвижущая сила, как и разность потенциалов, измеряется в вольтах (В).

Закон Ома для полной (замкнутой) цепи: сила тока в замкнутой цепи равна электродвижущей силе источника, деленной на общее (внутреннее + внешнее) сопротивление цепи:

Сопротивление r – внутреннее (собственное) сопротивление источника тока (зависит от внутреннего строения источника). Сопротивление R – сопротивление нагрузки (внешнее сопротивление цепи).

Падение напряжения во внешней цепи при этом равно (его еще называют напряжением на клеммах источника):

Важно понять и запомнить: ЭДС и внутреннее сопротивление источника тока не меняются, при подключении разных нагрузок.

Если сопротивление нагрузки равно нулю (источник замыкается сам на себя) или много меньше сопротивления источника, то тогда в цепи потечет ток короткого замыкания:

Сила тока короткого замыкания – максимальная сила тока, которую можно получить от данного источника с электродвижущей силой ε и внутренним сопротивлением r. У источников с малым внутренним сопротивлением ток короткого замыкания может быть очень велик, и вызывать разрушение электрической цепи или источника. Например, у свинцовых аккумуляторов, используемых в автомобилях, сила тока короткого замыкания может составлять несколько сотен ампер. Особенно опасны короткие замыкания в осветительных сетях, питаемых от подстанций (тысячи ампер). Чтобы избежать разрушительного действия таких больших токов, в цепь включаются предохранители или специальные автоматы защиты сетей.

Несколько источников ЭДС в цепи

Если в цепи присутствует несколько ЭДС подключенных последовательно, то:

1. При правильном (положительный полюс одного источника присоединяется к отрицательному другого) подключении источников общее ЭДС всех источников и их внутреннее сопротивление может быть найдено по формулам:

Например, такое подключение источников осуществляется в пультах дистанционного управления, фотоаппаратах и других бытовых приборах, работающих от нескольких батареек.

2. При неправильном (источники соединяются одинаковыми полюсами) подключении источников их общее ЭДС и сопротивление рассчитывается по формулам:

В обоих случаях общее сопротивление источников увеличивается.

При параллельном подключении имеет смысл соединять источники только c одинаковой ЭДС, иначе источники будут разряжаться друг на друга. Таким образом суммарное ЭДС будет таким же, как и ЭДС каждого источника, то есть при параллельном соединении мы не получим батарею с большим ЭДС. При этом уменьшается внутреннее сопротивление батареи источников, что позволяет получать большую силу тока и мощность в цепи:

В этом и состоит смысл параллельного соединения источников. В любом случае при решении задач сначала надо найти суммарную ЭДС и полное внутреннее сопротивление получившегося источника, а затем записать закон Ома для полной цепи.

Работа и мощность тока. Закон Джоуля-Ленца

К оглавлению. ..

Работа A электрического тока I, протекающего по неподвижному проводнику с сопротивлением R, преобразуется в теплоту Q, выделяющееся на проводнике. Эту работу можно рассчитать по одной из формул (с учетом закона Ома все они следуют друг из друга):

Закон преобразования работы тока в тепло был экспериментально установлен независимо друг от друга Дж.Джоулем и Э.Ленцем и носит название закона Джоуля–Ленца. Мощность электрического тока равна отношению работы тока A к интервалу времени Δt, за которое эта работа была совершена, поэтому она может быть рассчитана по следующим формулам:

Работа электрического тока в СИ, как обычно, выражается в джоулях (Дж), мощность – в ваттах (Вт).

Энергобаланс замкнутой цепи

К оглавлению…

Рассмотрим теперь полную цепь постоянного тока, состоящую из источника с электродвижущей силой ε и внутренним сопротивлением r и внешнего однородного участка с сопротивлением R. В этом случае полезная мощность или мощность, выделяемая во внешней цепи:

Максимально возможная полезная мощность источника достигается, если R = r и равна:

Если при подключении к одному и тому же источнику тока разных сопротивлений R₁ и R₂ на них выделяются равные мощности то внутреннее сопротивление этого источника тока может быть найдено по формуле:

Мощность потерь или мощность внутри источника тока:

Полная мощность, развиваемая источником тока:

КПД источника тока:

Электролиз

К оглавлению…

Электролитами принято называть проводящие среды, в которых протекание электрического тока сопровождается переносом вещества. Носителями свободных зарядов в электролитах являются положительно и отрицательно заряженные ионы. К электролитам относятся многие соединения металлов с металлоидами в расплавленном состоянии, а также некоторые твердые вещества. Однако основными представителями электролитов, широко используемыми в технике, являются водные растворы неорганических кислот, солей и оснований.

Прохождение электрического тока через электролит сопровождается выделением вещества на электродах. Это явление получило название электролиза.

Электрический ток в электролитах представляет собой перемещение ионов обоих знаков в противоположных направлениях. Положительные ионы движутся к отрицательному электроду (катоду), отрицательные ионы – к положительному электроду (аноду). Ионы обоих знаков появляются в водных растворах солей, кислот и щелочей в результате расщепления части нейтральных молекул. Это явление называется электролитической диссоциацией.

Закон электролиза был экспериментально установлен английским физиком М.Фарадеем в 1833 году. Закон Фарадея определяет количества первичных продуктов, выделяющихся на электродах при электролизе. Итак, масса m вещества, выделившегося на электроде, прямо пропорциональна заряду Q, прошедшему через электролит:

Величину k называют электрохимическим эквивалентом. Он может быть рассчитан по формуле:

где: n – валентность вещества, N_A – постоянная Авогадро, M – молярная масса вещества, е – элементарный заряд. Иногда также вводят следующее обозначение для постоянной Фарадея:

Электрический ток в газах и в вакууме

К оглавлению…

Электрический ток в газах

В обычных условиях газы не проводят электрический ток. Это объясняется электрической нейтральностью молекул газов и, следовательно, отсутствием носителей электрических зарядов. Для того чтобы газ стал проводником, от молекул необходимо оторвать один или несколько электронов. Тогда появятся свободные носителя зарядов — электроны и положительные ионы. Этот процесс называется ионизацией газов.

Ионизировать молекулы газа можно внешним воздействием — ионизатором. Ионизаторами может быть: поток света, рентгеновские лучи, поток электронов или α-частиц. Молекулы газа также ионизируются при высокой температуре. Ионизация приводит к возникновению в газах свободных носителей зарядов — электронов, положительных ионов, отрицательных ионов (электрон, объединившийся с нейтральной молекулой).

Если создать в пространстве, занятом ионизированным газом, электрическое поле, то носители электрических зарядов придут в упорядоченное движение – так возникает электрический ток в газах. Если ионизатор перестает действовать, то газ снова становится нейтральным, так как в нем происходит рекомбинация – образование нейтральных атомов ионами и электронами.

Электрический ток в вакууме

Вакуумом называется такая степень разрежения газа, при котором можно пренебречь соударением между его молекулами и считать, что средняя длина свободного пробега превышает линейные размеры сосуда, в котором газ находится.

Электрическим током в вакууме называют проводимость межэлектродного промежутка в состоянии вакуума. Молекул газа при этом столь мало, что процессы их ионизации не могут обеспечить такого числа электронов и ионов, которые необходимы для ионизации. Проводимость межэлектродного промежутка в вакууме может быть обеспечена лишь с помощью заряженных частиц, возникших за счет эмиссионных явлений на электродах.

Что нужно знать об электричестве новичкам?

К нам часто обращаются читатели, которые раньше не сталкивались с работами по электричеству, но хотят в этом разобраться. Для этой категории создана рубрика “Электричество для начинающих”.

Рисунок 1. Движение электронов в проводнике.

Термин “электричество” подразумевает движение электронов под действием электромагнитного поля.

Главное – понять, что электричество – это энергия мельчайших заряженных частиц, которые движутся внутри проводников в определенном направлении (рис. 1).

Переменный ток – это ток, который с определенной периодичностью меняет направление движения и величину. Представьте ток как поток воды, текущий по трубе. Через какой-то промежуток времени (например, 5 с) вода будет устремляться то в одну сторону, то в другую.

Рисунок 2. Схема устройства трансформатора.

Рисунок 3. Схема передачи переменного тока.

Не углубляясь в технические подробности, которые не нужны домашнему мастеру, можно сказать, что трехфазная сеть – это такой способ передачи электрического тока, когда переменный ток течет по трем проводам, а по одному возвращается назад. Вышесказанное надо немного пояснить. Любая электрическая цепь состоит из двух проводов. По одному ток идет к потребителю (например к чайнику), а по другому возвращается обратно. Если разомкнуть такую цепь, то ток идти не будет. Вот и все описание однофазной цепи (рис. 4 А).

Тот провод, по которому ток идет, называется фазовым, или просто фазой, а по которому возвращается – нулевым, или нолем. Трехфазная цепь состоит из трех фазовых проводов и одного обратного. Такое возможно потому, что фаза переменного тока в каждом из трех проводов сдвинута по отношению к соседнему на 120° (рис. 4 Б). Более подробно на этот вопрос поможет ответить учебник по электромеханике.

Рисунок 4. Схема электрических цепей.

Земля, или, правильнее сказать, заземление – третий провод в однофазной сети. В сущности, рабочей нагрузки он не несет, а служит своего рода предохранителем.

Рисунок 5. Простейшая схема заземления.

ВНИМАНИЕ!

Некоторые умельцы, полагаясь на начальные знания по электротехнике, устанавливают нулевой провод как заземляющий. Никогда так не делайте.

При обрыве нулевого провода корпуса заземленных приборов окажутся под напряжением 220 В.

Электричество в нашей жизни

В настоящее время электроприборы в доме и на работе стали незаменимыми помощниками, создающими комфортные условия для человека. Однако не стоит забывать о том, что электрический ток может представлять угрозу и он безопасен до тех пор, пока находится под «замком» изоляции проводов.

Чтобы не попасть в беду, необходимо знать и соблюдать меры безопасности при использовании электроприборов, а также правила действий при возникновении чрезвычайных ситуаций, связанных с электричеством.

Предлагаем вашему вниманию материалы тематического занятия «Электричество вокруг нас».

Автор: Егоров Сергей Валерьевич

Рекомендации по работе с презентацией к классному часу «Электричество в нашей жизни»
для обучающихся 9–11-х классов

Вариант проведения занятия [PDF] [DOCX]
Презентация [PDF] [PPTX]

Цель: формирование ценности здорового и безопасного образа жизни.

Задачи:

расширить представление учащихся об электроэнергетике;

сформировать устойчивые навыки электробезопасности;

развить ответственное отношение за свою жизнь и здоровье.

Методический материал носит рекомендательный характер; учитель, принимая во внимание особенности каждого класса, может варьировать вопросы, их количество, менять этапы занятия.

Учитель:

— Что общего между изображениями на слайде?
— Попробуйте сформулировать тему классного часа. (Тема «Электричество в нашей жизни»).
— Какие ещё сферы вашей жизни связаны с электричеством?

Для учителя:
Электричество даёт нам свет, тепло, приводит в движение различные механизмы, позволяет играть в компьютерные игры, готовить вкусную еду, запускает аттракционы и умеет ещё многое другое.

Тема классного часа:

«Электричество в нашей жизни».

Как и откуда к нам поступает электричество?

Учитель: изучите схему.

— К какому виду электростанций относятся источники получения электричества на слайде?
— Какие ещё электростанции и виды промышленной энергетики существуют в мире?
— Попробуйте перечислить, а далее аргументировать плюсы и минусы различных видов получения электричества.

Для учителя:

На слайде: теплоэлектростанция и гидроэлектростанция.

Электростанции и виды промышленной энергетики:

— Ядерная энергетика (атомные электростанции (АЭС).
— Ветроэнергетика – использование кинетической энергии ветра для получения электроэнергии.
— Гелиоэнергетика – получение электричества из энергии солнечных лучей.
— Геотермальная энергетика – использование естественного тепла Земли для выработки электрической энергии.
— Водородная энергетика – использование водорода в качестве энергетического топлива.
— Приливная энергетика – использует энергию морских приливов.
— Волновая энергетика – использует энергию волн.

Учитель: Для того чтобы потребители получили электричество, его нужно передавать наименее энергозатратно и безопасно. Ознакомьтесь со схемой и, используя знания курса физики, попробуйте порассуждать.

— Для чего необходимы электроподстанции?
— Кто входит в число потребителей электричества?

Для учителя:

Подстанция, на которой стоят повышающие трансформаторы, увеличивает электрическое напряжение при соответствующем снижении значения силы тока, в то время как понижающая подстанция уменьшает выходное напряжение при пропорциональном увеличении силы тока. Основная же причина повышения напряжения состоит в том, что, чем выше напряжение, тем большую мощность и на большее расстояние можно передать по линии электропередачи.

Учитель: В московском регионе электрораспределением занимается ПАО «МОЭСК» (Публичное акционерное общество «Московская объединённая электросетевая компания»).

Ознакомьтесь с роликом сайта ПАО «МОЭСК» и ответьте на вопросы.

— Какие основные виды деятельности оказывает ПАО «МОЭСК»?
— Приходилось ли вам, вашим родителям или знакомым прибегать к помощи ПАО «МОЭСК»? Расскажите, как это произошло.

Для учителя:

ПАО «МОЭСК» оказывает услуги по передаче электрической энергии и технологическому присоединению потребителей к электрическим сетям на территории Москвы и Московской области. Территория обслуживания – 46 892 кв. км. Число клиентов компании превышает 17 млн человек, что составляет более 96 % потребителей города Москвы и 95 % Московской области.

Миссия общества: ПАО «МОЭСК», осуществляя электроснабжение столичного региона Российской Федерации, стремится обеспечить максимальный уровень надёжности и доступности распределительной сетевой инфраструктуры, используя энергоэффективные технологии и инновации, придерживаясь мировых стандартов качества предоставляемых услуг и лучшей практики корпоративного управления.

Учитель: Электроприборы, которыми вы пользуетесь дома и в школе, электрические сети и подстанции, мимо которых вы проходите во дворе и на улице, при нормальной, штатной работе безопасны.

При неправильном использовании электроприборов и нахождении на запрещённых территориях электроустановок, а также неправильных действиях при возникновении чрезвычайной ситуации с обрывом электропроводов возникает реальная угроза для жизни и здоровья человека – электротравма. Она приводит к нарушению нормальной деятельности сердечно-сосудистой и нервной системы, нарушению дыхания, а также возникновению ожогов, в том числе со смертельным исходом.

Учитель. Ответьте на вопросы. Сталкивались ли вы:
— с неисправными электрическими приборами или оборудованием;
— с нарушениями при использовании электроприборов;
— с нарушением правил нахождения рядом с электроустановками, которые привели или могли привести к несчастному случаю?

Порассуждайте и попробуйте назвать причины случившегося.

Справочные материалы для учителя: Поражение электрическим током (электротравма).

Учитель6 Назовите причины получения электротравмы, используя знания курсов физики, технологии.

Для учителя:

— Повреждение изоляции провода или повреждение розетки.
— Вода является хорошим проводником электричества.
— Повреждение розетки, вилки.
— Возможно замыкание на токопроводящую поверхность прибора или возгорание прибора.

— При соприкосновении с токопроводящими деталями.
— Большая влажность, наличие ёмкостей с водой, влажный пол (вода является хорошим проводником электричества).

Учитель: Безопасным считается напряжение 12 вольт (аккумуляторы большинства автомобилей). Наибольшее распространение в промышленности, сельском хозяйстве и в быту получили электрические сети напряжением 220 и 380 вольт. Это напряжение экономически выгодно, но очень опасно для человека.

Аргументируйте, чем опасны для каждого персонажа ситуации на слайде. Почему?

Для учителя: Правила нахождения вблизи энергообъектов:

— Не касайтесь оборванных висящих или лежащих на земле проводов и не подходите к ним ближе, чем на 10 метров. (Вы можете попасть в шаговое напряжение).
— Не влезайте на опоры высоковольтных линий электропередачи, не играйте под ними, не разводите костры, не делайте на провода набросы предметов, не запускайте под проводами воздушных змеев.
— Не открывайте трансформаторные будки, электрощитовые и другие электротехнические помещения, не трогайте руками электрооборудование, провода.
— Заметив оборванный провод, незакрытые или повреждённые двери трансформаторных будок или электрических щитов, немедленно сообщите об этом взрослым.
— Не рыбачьте под проводами линии электропередачи. (Многие удочки – отличные проводники электричества).

Учитель: Несмотря на соблюдение правил безопасности, вокруг нас возможно возникновение нестандартных ситуаций, которые могут привести к несчастным случаям. Одной из возможных ситуаций является обрыв электропроводов после падения на них деревьев или больших веток после стихийных бедствий.

Если вы оказались рядом с оборванным высоковольтным проводом, удар током можно получить, находясь и в нескольких метрах от него, за счет шагового напряжения.

Выполните задание.

Составьте справочный материал о шаговом напряжении, используя материалы.

В материале должны отражаться ответы на вопросы:
— Что из себя представляет шаговое напряжение?
— Чем оно опасно для человека?
— Как нужно передвигаться при воздействии на вас шагового напряжения?

Выберите знак препинания для фразы. Аргументируйте свой ответ.

Полезная информация.

Учитель. При возникновении несчастного случая, обязательным условием является вызов служб экстренной помощи.

Полезные электронные ресурсы:

— ПАО «Московская объединённая электросетевая компания»;
— ПАО «Россети»;
— Министерство Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий (МЧС России);
— Городской методический центр Департамента образования города Москвы (ГМЦ ДОгМ);
— Библиотека Московской электронной школы (МЭШ).

все о новом способе производства электричества

Огонь, вода и углеродные нанотрубки: все о новом способе производства электричества

7 июня в журнале Nature Communications вышла статья группы исследователей из Массачусетского технологического института (MIT). Они описывают новый способ производства электричества с использованием частиц углерода, которые генерируют ток, взаимодействуя с органическим растворителем. Звучит запутанно? Давайте разбираться.

Батарейка наизнанку

Еще в 2010 году исследователь из департамента химической инженерии MIT Майкл Страно показал, что углеродные нанотрубки могут генерировать так называемые волны термоЭДС (thermopower waves) — самораспространяющиеся реакции, преобразующие химическую энергию в электрическую. Дело в том, что углерод — отличный проводник тепла. Например, в графите тепло распространяется в 20 раз быстрее, чем в одном из самых теплопроводных металлов — золоте, в графене — в 50 раз быстрее, а если свернуть графен в нанотрубку, то тепло побежит в ней в 100 раз быстрее, чем в золоте.

Электричество эти структуры тоже проводят. Исследователи покрыли нанотрубку слоем топлива и немного нагрели. При повышении температуры в топливе начинают происходить химические реакции, выделяется тепло и образуются те самые волны, которые разносятся по трубке. Волны выталкивают электроны из нанотрубки, генерируя электрический ток. По сути, это способ преобразования химической энергии в электрическую очень высокой плотности — в 14 раз выше, чем у литий-ионной батареи. На основе технологии думают даже разработать топливный элемент нового типа.

В своем новом исследовании Страно и его коллеги предположили, что если один конец нанотрубки изолировать, например полимером, а второй оставить открытым и поместить трубку в электролит, то электроны начнут утекать в электролит со свободного конца. Чтобы восстановить баланс, трубка будет подтягивать электроны с другого конца, образуется электрический ток, и получится подобие батарейки, но наизнанку, с электролитом снаружи.

Чтобы проверить теорию, ученые измельчили нанотрубки и сделали из них пластины, похожие на лист бумаги. Одну сторону покрыли тефлоноподобным полимером, а затем нарезали на квадраты размером 250×250 мк и поместили в органический растворитель ацетонитрил. Растворитель прилип к не покрытой полимером поверхности и начал вытягивать оттуда электроны. Таким образом удалось выработать 0,7 В с одного квадратика.

Оказалось, что можно создавать массивы из сотен частиц в одной пробирке. Получается своеобразный реактор, который можно использовать в некоторых химических реакциях, например электролитического окисления спиртов в альдегиды или кетоны. Обычно к методам электрохимии для этого не прибегают — нужно слишком много внешней энергии.

В перспективе авторы исследования предлагают от своего реактора питать микрои нанороботов, армия которых могла бы измерять разнообразные показатели — состояния человека, трубопроводов, окружающей среды. В лаборатории Страно над этим уже работают.

Реактор в рубашке

К извлечению энергии углерод припрягли давно — не только сжигая уголь, но и создавая генераторы энергии из графена, а также используя углеродные нанотрубки в солнечных батареях. А некоторые ученые даже хотят использовать алмазы для запуска термоядерной реакции — обстреливать крошечными алмазами мишень из замороженного дейтерий-тритиевого кристаллического метана.

В 2017 году коллектив из США и Южной Кореи показал, что с нанотрубками можно преобразовывать механическую энергию растяжения или кручения в электрическую. Ученые сделали нить из многостенных углеродных нанотрубок: лист из нанотрубок скрутили в трубку, эту трубку — в нить. Помещенная в электролиты нить становится конденсатором — при растяжении ее объем в поперечном сечении уменьшается, заряды сближаются. Если присоединить к нити электроды, в цепи возникает электрический ток. Авторы протестировали прототип в соленой воде в лаборатории, а затем в Тихом океане у берегов Южной Кореи. За счет воздействия волн происходило сжатие и растяжение нити. Устройство на основе этого метода может генерировать 250 Вт на килограмм нитей.

Поэкспериментировали и с одеждой — вплели в рубашку одного участника исследования такие нити, подсоединили электродами к осциллографу и выяснили, что электрический ток вырабатывается не только при физической активности, но даже от дыхания, реагируя на движения грудной клетки. По мнению авторов, такие нити можно использовать для создания одежды, которая будет питать электронику: медицинские датчики или смартфоны. Кроме того, ткани с вплетением — термостойкие и прочные. Из углеродной ткани даже делают бронированные костюмы, которые защищают от ножевых ранений и останавливают пулю до 45‑го калибра.

Есть интересная история?

Что такое электричество? — learn.sparkfun.com

Добавлено в избранное

Любимый

Начало работы

Электричество окружает нас повсюду, питая такие технологии, как наши мобильные телефоны, компьютеры, фонари, паяльники и кондиционеры. В современном мире от этого трудно спастись. Даже когда вы пытаетесь избежать электричества, оно по-прежнему действует в природе, от молнии во время грозы до синапсов внутри нашего тела.Но что такое — это электричество ? Это очень сложный вопрос, и по мере того, как вы копаете глубже и задаете больше вопросов, на самом деле нет окончательного ответа, только абстрактные представления о том, как электричество взаимодействует с нашим окружением.

Электричество — это природное явление, которое встречается в природе и принимает множество различных форм. В этом уроке мы сосредоточимся на современной электроэнергии: на том, что питает наши электронные гаджеты. Наша цель — понять, как электричество течет от источника питания по проводам, зажигает светодиоды, вращаются двигатели и питает наши коммуникационные устройства.

Электричество кратко определяется как поток электрического заряда , , но за этим простым утверждением стоит так много всего. Откуда берутся обвинения? Как мы их перемещаем? Куда они переезжают? Как электрический заряд вызывает механическое движение или заставляет вещи загораться? Так много вопросов! Чтобы начать объяснять, что такое электричество, нам нужно приблизиться, за пределы материи и молекул, к атомам, из которых состоит все, с чем мы взаимодействуем в жизни.

Это руководство основано на некотором базовом понимании физики, силы, энергии, атомов и [полей] (http: // en.wikipedia.org/wiki/Field_(physics)), в частности. Мы рассмотрим основы каждой из этих физических концепций, но, возможно, также будет полезно обратиться к другим источникам.

Going Atomic

Чтобы понять основы электричества, нам нужно для начала сосредоточиться на атомах, одном из основных строительных блоков жизни и материи. Атомы существуют в более чем сотне различных форм в виде химических элементов, таких как водород, углерод, кислород и медь. Атомы многих типов могут объединяться в молекулы, из которых строится материя, которую мы можем физически увидеть и потрогать.

Атомы — это крошечных , максимальная длина которых составляет около 300 пикометров (это 3х10 ^-10 или 0,0000000003 метра). Медный пенни (если бы он на самом деле был сделан из 100% меди) имел бы 3,2х10 ²² атома (32 000 000 000 000 000 000 000 атомов) меди внутри.

Даже атом недостаточно мал, чтобы объяснить работу электричества. Нам нужно погрузиться еще на один уровень и посмотреть на строительные блоки атомов: протоны, нейтроны и электроны.

Строительные блоки атомов

Атом состоит из трех различных частиц: электронов, протонов и нейтронов. У каждого атома есть центральное ядро, в котором протоны и нейтроны плотно упакованы вместе. Ядро окружает группа вращающихся электронов.

Очень простая модель атома. Это не в масштабе, но полезно для понимания того, как устроен атом. Ядро ядра протонов и нейтронов окружено вращающимися электронами.

В каждом атоме должен быть хотя бы один протон. Число протонов в атоме важно, потому что оно определяет, какой химический элемент представляет собой атом. Например, атом с одним протоном — это водород, атом с 29 протонами — это медь, а атом с 94 протонами — это плутоний. Это количество протонов называется атомным номером атома .

Ядро-партнер протона, нейтроны, служат важной цели; они удерживают протоны в ядре и определяют изотоп атома.Они не критичны для нашего понимания электричества, поэтому давайте не будем о них беспокоиться в этом уроке.

Электроны критически важны для работы электричества (обратите внимание на общую тему в их названиях?) В наиболее стабильном, сбалансированном состоянии атом будет иметь такое же количество электронов, что и протоны. Как и в модели атома Бора ниже, ядро с 29 протонами (что делает его атомом меди) окружено равным числом электронов.

По мере того, как наше понимание атомов эволюционировало, наш метод их моделирования тоже.Модель Бора — очень полезная модель атома при изучении электричества.

Не все электроны атома навсегда связаны с атомом. Электроны на внешней орбите атома называются валентными электронами. При наличии достаточной внешней силы валентный электрон может покинуть орбиту атома и стать свободным. Свободные электроны позволяют нам перемещать заряд, в чем и заключается вся суть электричества. Кстати о зарядке …

Текущие расходы

Как мы упоминали в начале этого урока, электричество определяется как поток электрического заряда. Заряд — это свойство материи, такое же как масса, объем или плотность. Это измеримо. Точно так же, как вы можете количественно определить, сколько у чего-то массы, вы можете измерить, сколько у него заряда. Ключевой концепцией заряда является то, что он может быть двух типов: положительный (+) или отрицательный (-) .

Чтобы переместить заряд, нам нужно носителей заряда , и именно здесь наши знания об атомных частицах — в частности, об электронах и протонах — пригодятся. Электроны всегда несут отрицательный заряд, а протоны — положительно.Нейтроны (верные своему названию) нейтральны, у них нет заряда. И электроны, и протоны несут одинаковую величину заряда , только другого типа.

Модель атома лития (3 протона) с обозначенными зарядами.

Заряд электронов и протонов важен, потому что он дает нам возможность воздействовать на них силой. Электростатическая сила!

Электростатическая сила

Электростатическая сила (также называемая законом Кулона) — это сила, действующая между зарядами.В нем говорится, что заряды одного типа отталкиваются друг от друга, а заряды противоположных типов притягиваются друг к другу. Противоположности притягивают, а любит отталкивать .

Величина силы, действующей на два заряда, зависит от того, как далеко они находятся друг от друга. Чем ближе подходят два заряда, тем больше становится сила (сдвигающая или отталкивающая).

Благодаря электростатической силе электроны отталкивают другие электроны и притягиваются к протонам.Эта сила является частью «клея», удерживающего атомы вместе, но это также инструмент, который нам нужен, чтобы заставить электроны (и заряды) течь!

Поток начислений

Теперь у нас есть все инструменты, чтобы заставить заряды течь. Электроны в атомах могут действовать как наш носитель заряда , потому что каждый электрон несет отрицательный заряд. Если мы сможем освободить электрон от атома и заставить его двигаться, мы сможем создать электричество.

Рассмотрим атомную модель атома меди, одного из предпочтительных источников элементарного заряда.В сбалансированном состоянии медь имеет 29 протонов в ядре и такое же количество электронов, вращающихся вокруг нее. Электроны вращаются на разных расстояниях от ядра атома. Электроны, расположенные ближе к ядру, испытывают гораздо более сильное притяжение к центру, чем электроны на далеких орбитах. Крайние электроны атома называются валентными электронами , , для их освобождения от атома требуется наименьшее количество силы.

Это диаграмма атома меди: 29 протонов в ядре, окруженные полосами вращающихся электронов.Электроны, расположенные ближе к ядру, трудно удалить, в то время как валентный электрон (внешнее кольцо) требует относительно небольшой энергии для выброса из атома.

Используя достаточную электростатическую силу на валентный электрон — либо толкая его другим отрицательным зарядом, либо притягивая его положительным зарядом — мы можем выбросить электрон с орбиты вокруг атома, создав свободный электрон.

Теперь рассмотрим медную проволоку: вещество, заполненное бесчисленными атомами меди. Поскольку наш свободный электрон плавает в пространстве между атомами, его тянут и толкают окружающие заряды в этом пространстве.В этом хаосе свободный электрон в конце концов находит новый атом, за который он цепляется; при этом отрицательный заряд этого электрона выбрасывает другой валентный электрон из атома. Теперь новый электрон дрейфует в свободном пространстве, пытаясь сделать то же самое. Этот цепной эффект может продолжаться и продолжаться, создавая поток электронов, называемый электрическим током , .

Очень упрощенная модель зарядов, протекающих через атомы для создания тока.

Электропроводность

Некоторые элементарные типы атомов лучше других выделяют свои электроны.Чтобы получить наилучший возможный поток электронов, мы хотим использовать атомы, которые не очень крепко держатся за свои валентные электроны. Проводимость элемента измеряет, насколько сильно электрон связан с атомом.

Элементы с высокой проводимостью, которые имеют очень подвижные электроны, называются проводниками . Это типы материалов, которые мы хотим использовать для изготовления проводов и других компонентов, которые способствуют электронному потоку. Металлы, такие как медь, серебро и золото, обычно являются нашим лучшим выбором в качестве хороших проводников.

Элементы с низкой проводимостью называются изоляторами . Изоляторы служат очень важной цели: они предотвращают поток электронов. Популярные изоляторы включают стекло, резину, пластик и воздух.

Статическое или текущее электричество

Прежде чем мы продолжим, давайте обсудим две формы, которые может принимать электричество: статическое или текущее. При работе с электроникой гораздо чаще встречается текущее электричество, но также важно понимать статическое электричество.

Статическое электричество

Статическое электричество возникает, когда на объектах, разделенных изолятором, накапливаются противоположные заряды. Статическое (как в «состоянии покоя») электричество существует до тех пор, пока две группы противоположных зарядов не найдут путь между собой, чтобы сбалансировать систему.

Когда заряды все же находят способ уравновешивания, происходит статический разряд . Притяжение зарядов становится настолько большим, что они могут проходить даже через лучшие изоляторы (воздух, стекло, пластик, резину и т. Д.).). Статические разряды могут быть вредными в зависимости от того, через какую среду проходят заряды и на какие поверхности переносятся заряды. Выравнивание зарядов через воздушный зазор может привести к видимому сотрясению, поскольку движущиеся электроны сталкиваются с электронами в воздухе, которые возбуждаются и выделяют энергию в виде света.

Запальные устройства с искровым разрядником используются для создания управляемого статического разряда. Противоположные заряды накапливаются на каждом из проводников, пока их притяжение не станет настолько сильным, что заряды могут течь по воздуху.

Один из самых ярких примеров статического разряда — молния . Когда облачная система накапливает достаточно заряда относительно другой группы облаков или земли, заряды будут пытаться уравновеситься. Когда облако разряжается, огромное количество положительных (а иногда и отрицательных) зарядов проходит по воздуху от земли к облаку, вызывая видимый эффект, с которым мы все знакомы.

Статическое электричество также существует, когда мы терем воздушные шары о голову, чтобы волосы встали дыбом, или когда мы шаркали по полу в пушистых тапочках и шокировали семейную кошку (конечно, случайно).В каждом случае трение от трения о разные типы материалов переносит электроны. Объект, теряющий электроны, становится положительно заряженным, а объект, получающий электроны, становится отрицательно заряженным. Два объекта притягиваются друг к другу, пока не найдут способ уравновесить их.

Работая с электроникой, мы обычно не сталкиваемся со статическим электричеством. Когда мы это делаем, мы обычно пытаемся защитить наши чувствительные электронные компоненты от статического разряда.Профилактические меры против статического электричества включают ношение браслетов ESD (электростатический разряд) или добавление специальных компонентов в схемы для защиты от очень высоких скачков заряда.

Текущее электричество

Текущее электричество — это форма электричества, которая делает возможными все наши электронные устройства. Эта форма электричества существует, когда заряды могут постоянно течь . В отличие от статического электричества, когда заряды собираются и остаются в покое, текущее электричество является динамическим, заряды всегда находятся в движении.Мы сосредоточимся на этой форме электричества на протяжении всего урока.

Цепи

Для протекания электрического тока требуется цепь: замкнутая, бесконечная петля из проводящего материала. Схема может быть такой же простой, как проводящий провод, соединенный встык, но полезные схемы обычно содержат смесь проводов и других компонентов, которые управляют потоком электричества. Единственное правило, когда дело доходит до создания цепей, — в них не должно быть изоляционных промежутков .

Если у вас есть провод, полный атомов меди, и вы хотите вызвать поток электронов через него, все свободных электронов должны где-то течь в том же общем направлении. Медь — отличный проводник, идеальный для протекания зарядов. Если цепь из медного провода разорвана, заряды не смогут проходить через воздух, что также предотвратит перемещение любого из зарядов к середине.

С другой стороны, если бы провод был соединен встык, у всех электронов был бы соседний атом, и все они могли бы течь в одном и том же общем направлении.

Теперь мы понимаем , как могут течь электронов, но как мы вообще можем заставить их течь? Затем, когда электроны текут, как они производят энергию, необходимую для освещения лампочек или вращающихся двигателей? Для этого нам нужно понимать электрические поля.

Электрические поля

Мы знаем, как электроны проходят через материю, чтобы создать электричество. Это все, что касается электричества. Ну почти все.Теперь нам нужен источник, чтобы вызвать поток электронов. Чаще всего источником электронного потока является электрическое поле.

Что такое поле?

Поле — это инструмент, который мы используем для моделирования физических взаимодействий, которые не включают никаких наблюдаемых контактов . Поля нельзя увидеть, поскольку они не имеют физического внешнего вида, но эффект, который они оказывают, очень реален.

Мы все подсознательно знакомы с одной областью, в частности: гравитационным полем Земли, эффектом притяжения массивного тела другими телами.Гравитационное поле Земли можно смоделировать с помощью набора векторов, направленных в центр планеты; независимо от того, где вы находитесь на поверхности, вы почувствуете силу, толкающую вас к ней.

Сила или напряженность поля неодинакова во всех точках поля. Чем дальше вы находитесь от источника поля, тем меньшее влияние поле оказывает. Величина гравитационного поля Земли уменьшается по мере удаления от центра планеты.

По мере того, как мы переходим к изучению электрических полей, в частности, вспомним, как работает гравитационное поле Земли, оба поля имеют много общего.Гравитационные поля действуют на объекты массы, а электрические поля действуют на объекты заряда.

Электрополя

Электрические поля (е-поля) — важный инструмент в понимании того, как начинается и продолжает течь электричество. Электрические поля описывают тянущую или толкающую силу в пространстве между зарядами . По сравнению с гравитационным полем Земли, электрические поля имеют одно важное отличие: в то время как поле Земли обычно привлекает только другие объекты массы (так как все , поэтому значительно менее массивны), электрические поля отталкивают заряды так же часто, как и притягивают их.

Направление электрических полей всегда определяется как направление , положительный тестовый заряд переместился бы на , если бы он был сброшен в поле. Испытательный заряд должен быть бесконечно малым, чтобы его заряд не влиял на поле.

Мы можем начать с построения электрических полей для отдельных положительных и отрицательных зарядов. Если вы уроните положительный тестовый заряд рядом с отрицательным зарядом, тестовый заряд будет притягиваться к отрицательному заряду . Итак, для одиночного отрицательного заряда мы рисуем стрелки электрического поля, направленные внутрь во всех направлениях.Тот же самый испытательный заряд, упавший рядом с другим положительным зарядом , приведет к отталкиванию наружу, что означает, что мы рисуем стрелки , выходящие из положительного заряда.

Электрические поля одиночных зарядов. Отрицательный заряд имеет внутреннее электрическое поле, потому что он притягивает положительные заряды. Положительный заряд имеет внешнее электрическое поле, отталкиваясь, как заряды.

Группы электрических зарядов могут быть объединены для создания более полных электрических полей.

Равномерное электронное поле сверху направлено от положительных зарядов к отрицательным. Представьте себе крошечный положительный тестовый заряд, сброшенный в электронное поле; он должен следовать в направлении стрелок. Как мы видели, электричество обычно включает в себя поток электронов — отрицательных зарядов — которые текут против электрических полей .

Электрические поля дают нам толкающую силу, необходимую для протекания тока. Электрическое поле в цепи похоже на электронный насос: большой источник отрицательных зарядов, который может толкать электроны, которые будут течь по цепи к положительному сгустку зарядов.

Электрический потенциал (энергия)

Когда мы используем электричество для питания наших цепей, устройств и устройств, мы действительно преобразуем энергию. Электронные схемы должны иметь возможность накапливать энергию и передавать ее другим формам, таким как тепло, свет или движение. Накопленная энергия цепи называется электрической потенциальной энергией.

Энергия? Потенциальная энергия?

Чтобы понять потенциальную энергию, нам нужно понять энергию в целом. Энергия определяется как способность объекта выполнять работы над другим объектом, что означает перемещение этого объекта на некоторое расстояние.Энергия имеет множество форм , некоторые из которых мы можем видеть (например, механическая), а другие — нет (например, химическая или электрическая). Независимо от того, в какой форме она находится, энергия существует в одном из двух состояний : кинетическом или потенциальном.

Объект имеет кинетическую энергию , когда он движется. Количество кинетической энергии объекта зависит от его массы и скорости. Потенциальная энергия , с другой стороны, представляет собой запасенную энергию , когда объект находится в состоянии покоя. Он описывает, сколько работы мог бы сделать объект, если бы он был приведен в движение.Это энергия, которую мы обычно можем контролировать. Когда объект приводится в движение, его потенциальная энергия превращается в кинетическую.

Давайте вернемся к использованию гравитации в качестве примера. Шар для боулинга, неподвижно сидящий на вершине башни Халифа, имеет много потенциальной (запасенной) энергии. После падения мяч, притягиваемый гравитационным полем, ускоряется по направлению к земле. По мере ускорения мяча потенциальная энергия преобразуется в кинетическую (энергию движения). В конце концов вся энергия мяча превращается из потенциальной в кинетическую, а затем передается всему, в что он попадает.Когда мяч находится на земле, он имеет очень низкую потенциальную энергию.

Электрический потенциал энергии

Подобно тому, как масса в гравитационном поле имеет потенциальную энергию гравитации, заряды в электрическом поле имеют электрическую потенциальную энергию . Электрическая потенциальная энергия заряда описывает, сколько у него накопленной энергии, когда она приводится в движение электростатической силой, эта энергия может стать кинетической, и заряд может выполнять работу.

Подобно шару для боулинга, сидящему на вершине башни, положительный заряд в непосредственной близости от другого положительного заряда имеет высокую потенциальную энергию; оставленный свободным для движения, заряд будет отталкиваться от аналогичного заряда.Положительный тестовый заряд, помещенный рядом с отрицательным зарядом, будет иметь низкую потенциальную энергию, как и шар для боулинга на земле.

Чтобы привить чему-либо потенциальную энергию, мы должны выполнить работу , перемещая это на расстояние. В случае шара для боулинга работа заключается в том, чтобы поднять его на 163 этажа против поля силы тяжести. Точно так же необходимо проделать работу, чтобы подтолкнуть положительный заряд к стрелкам электрического поля (либо к другому положительному заряду, либо от отрицательного заряда).Чем дальше идет заряд, тем больше работы вам предстоит сделать. Точно так же, если вы попытаетесь отвести отрицательный заряд от положительного заряда — против электрического поля — вам придется выполнять работу.

Для любого заряда, находящегося в электрическом поле, его электрическая потенциальная энергия зависит от типа (положительный или отрицательный), количества заряда и его положения в поле. Электрическая потенциальная энергия измеряется в джоулях ( Дж, ).

Электрический потенциал

Электрический потенциал основан на электрическом потенциале energy , чтобы помочь определить, сколько энергии хранится в электрических полях .Это еще одна концепция, которая помогает нам моделировать поведение электрических полей. Электрический потенциал равен , а не , как электрическая потенциальная энергия!

В любой точке электрического поля электрический потенциал — это количество электрической потенциальной энергии, деленное на количество заряда в этой точке. Он исключает количество заряда из уравнения и оставляет нам представление о том, сколько потенциальной энергии могут обеспечить определенные области электрического поля. Электрический потенциал выражается в джоулях на кулон ( Дж / К ), который мы определяем как вольт и (В).

В любом электрическом поле есть две точки электрического потенциала, которые представляют для нас значительный интерес. Есть точка с высоким потенциалом, где положительный заряд будет иметь максимально возможную потенциальную энергию, и есть точка с низким потенциалом, где заряд будет иметь минимально возможную потенциальную энергию.

Один из наиболее распространенных терминов, которые мы обсуждаем при оценке электричества, — это напряжение . Напряжение — это разница потенциалов между двумя точками электрического поля.Напряжение дает нам представление о том, сколько толкающей силы имеет электрическое поле.

Имея в своем арсенале потенциальную и потенциальную энергию, у нас есть все ингредиенты, необходимые для производства электричества. Давай сделаем это!

Электричество в действии!

Изучив физику элементарных частиц, теорию поля и потенциальную энергию, мы теперь знаем достаточно, чтобы заставить электричество течь. Сделаем схему!

Сначала рассмотрим ингредиенты, необходимые для производства электричества:

Электричество определяется как поток заряда .Обычно наши заряды переносятся свободно текущими электронами.
Отрицательно заряженные электронов слабо прикреплены к атомам проводящих материалов. Небольшим толчком мы можем освободить электроны от атомов и заставить их течь в общем однородном направлении.
Замкнутая цепь из проводящего материала обеспечивает путь для непрерывного потока электронов.
Заряды приводятся в движение электрическим полем . Нам нужен источник электрического потенциала (напряжения), который толкает электроны из точки с низкой потенциальной энергией в точку с более высокой потенциальной энергией.

Короткое замыкание

Батареи — распространенные источники энергии, преобразующие химическую энергию в электрическую. У них есть две клеммы, которые подключаются к остальной части схемы. На одном выводе имеется избыток отрицательных зарядов, а на другом все положительные заряды сливаются. Это разность электрических потенциалов, которая только и ждет, чтобы подействовать!

Если мы подключим наш провод, полный проводящих атомов меди, к батарее, это электрическое поле будет влиять на отрицательно заряженные свободные электроны в атомах меди.Одновременно подталкиваемые отрицательной клеммой и притягиваемой положительной клеммой, электроны в меди будут перемещаться от атома к атому, создавая поток заряда, который мы называем электричеством.

После секунды протекания тока электроны фактически переместились на очень — на доли сантиметра. Однако энергия, производимая текущим потоком, составляет огромных , особенно потому, что в этой цепи нет ничего, что могло бы замедлить поток или потреблять энергию.Подключение чистого проводника напрямую к источнику энергии — плохая идея, . Энергия очень быстро перемещается по системе и превращается в тепле в проволоке, которое может быстро превратиться в плавящуюся проволоку или пожар.

Освещение лампочки

Вместо того, чтобы тратить всю эту энергию, не говоря уже о разрушении батареи и провода, давайте построим схему, которая сделает что-нибудь полезное! Обычно электрическая цепь передает электрическую энергию в другую форму — свет, тепло, движение и т. Д.Если мы подключим лампочку к батарее с помощью проводов между ними, мы получим простую функциональную схему.

Схема: батарея (слева), подключенная к лампочке (справа), цепь замыкается, когда замыкается переключатель (вверху). Когда цепь замкнута, электроны могут течь, проталкиваясь от отрицательной клеммы батареи через лампочку к положительной клемме.

В то время как электроны движутся со скоростью улитки, электрическое поле почти мгновенно влияет на всю цепь (мы говорим о скорости света быстро).Электроны по всей цепи, будь то с самым низким потенциалом, с максимальным потенциалом или непосредственно рядом с лампочкой, находятся под влиянием электрического поля. Когда переключатель замыкается и электроны подвергаются воздействию электрического поля, все электроны в цепи начинают течь, по-видимому, в одно и то же время. Ближайшие к лампочке заряды сделают один шаг по цепи и начнут преобразовывать энергию из электрической в световую (или тепловую).

Ресурсы и дальнейшее развитие

В этом уроке мы раскрыли лишь крохотную часть пресловутого айсберга.Остается еще масса нераскрытых концепций. Отсюда мы рекомендуем вам перейти сразу к нашему руководству по напряжению, току, сопротивлению и закону Ома. Теперь, когда вы знаете все об электрических полях (напряжении) и текущих электронах (токе), вы на правильном пути к пониманию закона, регулирующего их взаимодействие.

Для получения дополнительной информации и визуализаций, объясняющих электричество, посетите этот сайт.

Вот еще несколько концептуальных руководств для начинающих, которые мы рекомендуем прочитать:

Или, может быть, вы хотите научиться чему-нибудь практическому? В этом случае ознакомьтесь с некоторыми из этих руководств по навыкам базового уровня:

53 факта об электричестве (как для взрослых, так и для детей)

Хотите узнать интересные факты об электричестве? Вот несколько довольно интересных фактов об электричестве, на которые вы можете взглянуть.

В современном мире электричество стало основным продуктом питания, так что некоторые люди даже не знают жизни без него. Электроэнергия является основным двигателем сегодняшней деятельности, и без нее мировая экономика однозначно рухнет.

Однако, несмотря на то, что эта форма энергии настолько распространена, есть множество фактов об электричестве, о которых многие люди не знают.

Сегодня мы подробнее рассмотрим различные факты об электричестве, некоторые из которых вам могут быть известны, а некоторые — нет.Помимо освещения, которое мы видим, у электричества есть множество применений, которые помогают вести современный образ жизни.

Таким образом, эта статья поможет вам по-новому взглянуть на этот распространенный термин «электричество».

Но обо всем по порядку. Что такое электричество?

Определение электричества

Электричество — это термин, используемый для обозначения наличия, а также потока электрического заряда. С помощью электричества мы можем передавать энергию, которую используем для выполнения различных задач, таких как освещение, беговые машины и домашние устройства, среди прочего.

Термин «электричество» в большинстве случаев путают со словом «электрическая энергия». Однако это совершенно разные термины. Проще говоря, электричество является средством передачи электрической энергии, точно так же, как вода является средством передачи энергии волн.

И хотя они разные, они неразделимы.

Различные виды электроэнергии

Что касается видов электричества, то есть два основных типа электричества.Сюда входят следующие виды электроэнергии:

Я знаю, что вы, наверное, слышали о статическом электричестве и, возможно, даже испытали его. Ну, это форма электричества, которая возникает, когда электрический заряд образуется на поверхности определенных материалов. Обычно это происходит, когда вы трете две поверхности друг о друга.

Например, я помню, когда я был ребенком, мы могли потереть волосы линейкой, карандашом или даже ручкой, а затем использовать эти предметы, чтобы подобрать небольшие кусочки бумаги.

К тому времени я ничего не знал о статическом электричестве, но определенно знал, что когда я тер эти предметы о голову, образуется заряд.

Позже я узнал, что когда вы протираете волосы пластиковой линейкой, она забирает электроны из волос и становится отрицательно заряженной.

Когда вы проводите линейкой по маленьким кусочкам бумаги, которая является нейтральной, электроны на линейке притягивают протоны на бумаге и отталкивают электроны на бумаге. Это означает, что сторона с протонами прилипнет к линейке.

Когда мы говорим о текущем электричестве, мы имеем в виду скорость, с которой электроны перетекают из одного места в другое. Дрейфующие электроны генерируют здесь электричество. Этот вид электричества измеряется в амперах.

И, в отличие от статического электричества, текущее электричество должно проходить через проводник. Электрический проводник — это любой материал, который позволяет легко проходить через него электричеству. В основном для этой цели идеально подходят медные провода.

Мера количества энергии, переданной из одного места в другое за определенный период, — это то, что мы называем током.Воспользуйтесь нашим калькулятором потенциальной энергии, чтобы определить, сколько энергии может быть произведено из объекта.

Теперь, когда мы понимаем, что такое электричество, а также различные виды электричества, давайте перейдем к другим фактам об электричестве.

См. Также : Руководство по предоплате электроэнергии

Факты о текущей электроэнергии

Движение электронов через проводник вызывает его нагрев. Например, разогрев электроплиты происходит из-за тока в плите.
Существует несколько источников электричества, включая генераторы, или химическая реакция в батарее.
Текущее электричество может быть в форме постоянного (постоянного тока) или переменного (переменного тока).
Основное различие между постоянным и переменным током — это направление тока.
Постоянный ток обычно используется в аккумуляторных батареях, таких как автомобильные и другие.
Скорость электричества почти равна скорости света, которая превышает 186 тыс. М / с!
Уголь является крупнейшим в мире источником энергии, используемой для производства электроэнергии.Уголь горит, чтобы топить печи, которые, в свою очередь, нагревают и кипятят воду. Кипящая вода затем производит пар, который вращает турбины, подключенные к генераторам, вырабатывающим электричество.
Знаете ли вы, что наши тела хорошо проводят электричество? Вот почему при прикосновении к электрическому проводу под напряжением легко получить электрошок.
Электричество было обнаружено около 1600 г. н.э. английским ученым, известным как Уильям Гилберт. Хотя люди об электрическом угре, Гилберт проводил различные эксперименты как с магнетизмом, так и с электричеством.
Уильям Гилберт также был изобретателем слова «электричество».
Электромобиль потребляет меньше энергии, чем традиционные автомобили с бензиновым двигателем.

Важнейшие факты об электроэнергии

Выделение электрического заряда в атмосферу — это то, что мы называем молнией. Удар молнии распространяется со скоростью около 220 000 000 миль в час, что составляет примерно 1/3 скорости света.
Молния может достигать температуры около 54 000 ° F.
Два одинаковых заряда отталкиваются, которые притягиваются двумя противоположными зарядами. Например, два отрицательных или положительных будут отталкиваться, а отрицательный и положительный — притягивать.
Известно, что электрические угри вызывают поражение электрическим током силой около 500 вольт. Они используют этот заряд либо для охоты, либо для самообороны.
Почему птиц не бьют током, когда они сидят на линиях электропередач? Причина в том, что один не замыкает цепь. Если случайно птица коснется другого провода, все еще касаясь другого, она замкнет цепь и получит удар током.
Знаете ли вы, что даже в наших телах есть электричество? Некоторые органы, например сердце, бьются от электричества. Именно электричество заставляет мышцы сердца сокращаться. Это ясно видно на аппарате ЭКГ, поскольку он отображает линию с регулярными пиками, перемещающуюся по экрану.
Электрические поля действуют так же, как гравитация. Однако, хотя гравитация всегда притягивает, электрическое поле, с другой стороны, может либо отталкивать, либо притягивать.
В 18 ^-м века Бенджамин Франклин изобрел громоотвод.Это помогает защитить здание в случае удара молнии. Стержень проведет заряд молнии к земле через провод и сохранит здание в безопасности.

См. Также : Руководство по энергосбережению

Факты об электричестве для детей

Электрический заряд, который накапливается в одном месте, называется статическим электричеством, а электрический заряд, который перемещается из одного места в другое, называется текущим электричеством.
Измеряем электрическую потенциальную энергию в вольтах, а электрический ток в амперах (амперах)
Статическое электричество образуется на поверхностях различных предметов, когда мы труимся ими друг о друга.
Томас Эдисон был владельцем первой в Нью-Йорке электростанции, которая была построена в 1882 году.
Большинство изобретений в области электричества, которые мы используем сегодня, такие как предохранители, счетчики, переключатели и многое другое, принадлежат Томасу Эдисону. Он придумал более 2000 изобретений.
Одна искра статического электричества может измерять в среднем около 3000 вольт.
Одна молния длится меньше секунды и может измерять до 3 000 000 вольт.
Знаете ли вы, что одной молнии достаточно, чтобы зажечь около 100 ламп на целый день? Что ж, он такой сильный. А еще лучше то, что энергия, которой он обладает, может сделать несколько тысяч тостов.
Вы когда-нибудь слышали об электрическом угре? Если да, то эта рыба может произвести мощный электрический шок около 500 В.Это довольно мощно, и даже человек может получить серьезные травмы.
Напряжение — это сила, которая заставляет электроны перемещаться по цепи.
Ватт — это единица мощности, которая измеряет, сколько энергии необходимо устройству для работы.
Мегаватт означает 1 000 000 ватт и обычно используется для измерения количества электроэнергии, произведенной на электростанции.
Электроны в постоянном токе движутся в одном направлении, в то время как электроны в переменном токе время от времени меняют направление.

Факты о домашнем электричестве

В наших домах мы в основном используем переменный ток для лампочек, запуска устройств и электроники, например телевизоров и зарядки телефонов.
Расходы на отопление и охлаждение составляют около 50% обычных счетов за отопление для большинства домов в США.

Светодиодные лампы

потребляют намного меньше энергии, чем традиционные. Они могут потреблять всего одну шестую всего электричества, которое потребляет обычная лампочка. Однако они немного дороже своих аналогов.
В США около 20 процентов электроэнергии в стране вырабатывается ядерными реакторами.
Средний дом в США ежегодно потребляет в среднем 11 000 кВтч электроэнергии.
Чтобы вы могли наслаждаться электроэнергией в своем доме, она должна проходить от электростанций к распределительным станциям высокого напряжения, а затем по линиям электропередачи до подстанций. Оттуда он идет к распределительным линиям, который, в свою очередь, ведет к трансформатору и, наконец, к вашему дому.
Один потолочный светильник потребляет электричество на сумму около 5000 долларов за весь срок службы.
В США около 75% общего потребления электроэнергии в домах приходится на отключенные устройства. Потребляемая мощность в режиме ожидания — это реальный потребитель энергии. Например, настольный компьютер может потреблять около 80 Вт даже в выключенном состоянии.
В лампочке только около 10% энергии идет на производство света. Остальная энергия идет на выработку тепла.
Люминесцентные лампы более энергоэффективны, чем стандартные лампы.Они потребляют меньше энергии, чем стандартные лампы — до 80%.

См. По теме : Лучшие игры с электричеством, которые вам понравится читать

Факты об электричестве для взрослых

Средняя мощность электрошокера составляет около 50 000 вольт.
В 1891 году американский изобретатель Уильям Моррисон построил первый в истории успешный автомобиль, приводимый в движение электричеством.
Хотя ископаемое топливо является основным источником электроэнергии в мире, существуют и другие важные источники, такие как вода, солнце и ветер.
Солнечная энергия — это производство электричества за счет энергии солнца.
Энергия ветра также используется для производства чистого источника электроэнергии, известного как энергия ветра.
Гидроэнергетика — это производство электроэнергии с использованием энергии волн для вращения турбин, которые, в свою очередь, производят электричество.
Электростанция — это место, где электричество вырабатывается до того, как оно будет доставлено в наши дома для использования.
Хотя Бенджамин Франклин не был тем, кто открыл электричество, он смог продемонстрировать, что молния также является еще одной формой электричества.
Электричество в Эфиопии было введено в 1896 году. Самое забавное в появлении электричества в Эфиопии то, что оно произошло после того, как император Менелик II импортировал электрические стулья, которые стали бесполезными, поскольку там не было электричества.
Слово «электрошок» происходит от двух слов: «электро» и «выполнить». Это означает, что поражение электрическим током означает смерть в результате поражения электрическим током. Однако, если что-то не умирает от шока, мы не можем сказать, что они были поражены электрическим током, а скорее они были шокированы.
Если вы когда-нибудь видели, как геккон карабкается по стене, вы, возможно, заметили, насколько это легко. Что заставляет эту маленькую рептилию справляться с этим, так это разница в зарядах между поверхностью ее лап и поверхностью стены. Эта разница позволяет ему «прилипать» к стене и избегать скольжения.

См. Эти полезные советы по экономии энергии.

Заключение по фактам об электроэнергии

Независимо от источника, все электричество играет огромную роль в нашей повседневной жизни.Эти факты об электричестве помогают нам лучше понять, откуда берется электричество, а также как оно влияет на нашу жизнь.

Я надеюсь, что вы найдете эти факты не только интересными, но и полезными.

Какие еще интересные факты об электричестве вы имеете в виду? Пожалуйста, поделитесь этим с нами в разделе комментариев.

Связанные ресурсы

Green Coast — это сообщество, занимающееся возобновляемыми источниками энергии и экологически чистым образом жизни, цель которого — помочь другим жить лучше и устойчивее.Мы считаем, что энергетика и экологичный образ жизни стали слишком сложными, поэтому мы создали ряд различных руководств, чтобы построить устойчивую основу для нашего будущего.

Следуйте за нами в Twitter и Facebook.

фактов об электричестве — как оно работает для детей

Представьте себе, какой была бы жизнь без электричества. Больше никаких компьютеров или телевизоров. Больше никаких тостеров или микроволновых печей. До появления электричества люди использовали свечи и масляные лампы для освещения. Они использовали дрова или уголь для отопления своих домов.Они использовали деревянные ящики, наполненные льдом, чтобы еда оставалась холодной.

Но что такое электричество? Электричество — это вторичная энергия. Это означает, что он сделан из других источников энергии, таких как уголь, вода или ветер. Статическое электричество — это электричество, которое не движется. Разряд молнии вызван статическим электричеством. Вы когда-нибудь замечали искры в постели ночью, если вы носите флисовую пижаму? Во время движения между простынями и пижамой накапливается статическое электричество. Текущее электричество — это текущее электричество.Это тот тип электричества, который есть у вас дома.

Электричество — вторичная энергия. Это означает, что он сделан из других источников энергии, таких как уголь, вода или ветер.

Интересные факты об электричестве для детей

Одна вспышка молнии может обеспечить энергией 1000 домов в течение целого года. Молния длится одну секунду, но может создать до 3 миллионов вольт электричества.
Электричество движется со скоростью света, которая составляет более 186 000 миль в час.
На электростанции электричество вырабатывается, когда пар из кипящей воды заставляет огромные колеса в турбине вращаться. Генераторы используют энергию вращающихся колес для производства электричества. Кипящую воду можно заправлять углем, водой или ветром. Обычно он работает на угле.

Все об электричестве: узнайте, как электричество производится из пара на электростанциях.

Электроэнергия поступает от электростанции по подземным или воздушным линиям в ваш дом. Он входит в ваш дом через сервисный ящик, который отслеживает, сколько электроэнергии вы используете.Когда вы подключаете прибор к розетке в стене, электричество течет в прибор, чтобы заставить его работать.

Бенджамин Франклин доказал, что молния — это форма статического электричества.

Словарь по электричеству

Вторичный : приходит после чего-то еще
Поток : движется
Пар : вода, которая испарилась в газ

Подробнее об электричестве и его работе

Посмотрите это видео, посвященное электричеству:

Видео о том, как работает электрический ток.

Электричество Q&A

Вопрос : Бенджамин Франклин открыл электричество?

Ответ : Бенджамин Франклин доказал, что молния — это форма статического электричества.

—————————-

Вопрос : Опасно ли электричество?

Ответ : Электричество очень опасно. У него есть сила убить вас. Никогда не приближайтесь к линиям электропередач и не вставляйте пальцы в электрическую розетку.

Вам понравился веб-сайт Easy Science for Kids все об электроэнергии? Пройдите БЕСПЛАТНУЮ и веселую викторину об электричестве и загрузите БЕСПЛАТНУЮ таблицу по электричеству для детей.Для получения подробной информации нажмите здесь.

Наука об электричестве — Управление энергетической информации США (EIA)

Все состоит из атомов

Чтобы понять электричество, полезны некоторые основные сведения об атомах. Атомы — это строительные блоки вселенной. Все во Вселенной состоит из атомов — каждая звезда, каждое дерево и каждое животное. Человеческое тело состоит из атомов. Воздух и вода тоже состоят из атомов. Атомы настолько малы, что миллионы их поместятся на булавочной головке.

Атомы состоят из еще более мелких частиц

Центр атома называется ядром . Ядро состоит из частиц, называемых протонов и нейтронов . Электронов вращаются вокруг ядра в оболочках . Если бы ядро было размером с теннисный мяч, атом был бы размером со сферу диаметром около 1450 футов или размером с один из крупнейших спортивных стадионов в мире. Атомы — это в основном пустое пространство.

Если бы невооруженный глаз мог видеть атом, он был бы немного похож на крошечное скопление шаров, окруженное гигантскими невидимыми пузырями (или снарядов ). Электроны будут на поверхности пузырьков, постоянно вращаясь и перемещаясь, чтобы держаться как можно дальше друг от друга. Электроны удерживаются в своих оболочках с помощью электрической силы.

Протоны и электроны атома притягиваются друг к другу.Оба они несут электрический заряд . Протоны имеют положительный заряд (+), а электроны — отрицательный заряд (-). Положительный заряд протонов равен отрицательному заряду электронов. Противоположные заряды притягивают друг друга. Атом находится в равновесии, когда в нем равное количество протонов и электронов. Нейтроны не несут заряда, и их количество может варьироваться.

Число протонов в атоме определяет вид атома, или элемент , это. Элемент — это вещество, состоящее из одного типа атомов.Периодическая таблица элементов показывает элементы с их атомными номерами — количеством протонов, которые они имеют. Например, каждый атом водорода (H) имеет один протон, а каждый атом углерода (C) имеет шесть протонов.

Электричество — это движение электронов между атомами

Электроны обычно остаются на постоянном расстоянии от ядра атома в точных оболочках. Ближайшая к ядру оболочка может содержать два электрона. Следующий снаряд может вместить до восьми штук. Внешние оболочки могут вместить даже больше.Некоторые атомы с большим количеством протонов могут иметь до семи оболочек с электронами в них.

Электроны в ближайших к ядру оболочках обладают сильной силой притяжения к протонам. Иногда электроны в самых внешних оболочках атома не обладают сильной силой притяжения к протонам. Эти электроны могут быть вытеснены со своих орбит. Применение силы может заставить их переходить от одного атома к другому. Эти перемещающиеся электроны представляют собой электричество.

Статическое электричество существует в природе

Молния — это форма электричества.Молния — это электроны, перемещающиеся из одного облака в другое, или электроны, прыгающие из облака на землю. Вы когда-нибудь испытывали шок, когда дотрагивались до предмета после прогулки по ковру? От этого объекта к вам прыгнул поток электронов. Это называется статическим электричеством .

Вы когда-нибудь заставляли волосы встать дыбом, натирая их воздушным шариком? Если да, то вы стерли с воздушного шара несколько электронов. Электроны переместились в ваши волосы из воздушного шара. Электроны пытались уйти подальше друг от друга, двигаясь к кончикам ваших волос.Они толкались или отталкивались друг от друга, заставляя ваши волосы шевелиться. Подобно тому, как противоположные заряды притягиваются друг к другу, как заряды отталкиваются.

Последнее обновление: 8 января 2020 г.

Как производится электричество? | Как работает электричество?

Какие источники питания зеленые?

Энергия, вырабатываемая из возобновляемых источников, таких как гидро-, ветровая, солнечная и геотермальная, является зеленой. В отличие от ископаемого топлива эти источники энергии не истощают природные ресурсы.Они также являются более чистыми источниками энергии, которые не загрязняют окружающую среду выбросами углерода.

Хотя возобновляемые источники энергии лучше для здоровья нашей планеты, они обычно стоят больше, чем другие источники энергии, поэтому большая часть нашей электроэнергии не вырабатывается из зеленых источников.

Продукт JustGreen Power компании

Just Energy позволяет гарантировать, что до 100% потребляемой вами электроэнергии вырабатывается из возобновляемых источников.

Узнать больше
Ежегодное раскрытие экологической информации
Ежеквартальное раскрытие экологической информации

Хотя варианты зеленой энергии Just Energy доступны на большинстве рынков, которые мы обслуживаем, они пока доступны не на всех наших рынках. Посмотрите, на каких рынках мы в настоящее время предлагаем варианты зеленой энергии.

Хотите узнать больше об электричестве? Ознакомьтесь с нашей серией обучающих статей с часто задаваемыми вопросами об электричестве.

Раскрытие экологической информации

Заявление об охране окружающей среды штата Иллинойс
Заявление об охране окружающей среды штата Делавэр

Источники: «Электроэнергия — вторичный источник энергии.”Университет Лихай,

1. «Электроэнергия — вторичный источник энергии». Университет Лихай, http://www.ei.lehigh.edu/learners/energy/readings/electricity.pdf

2. «Наука об электричестве». Факторы, влияющие на цены на бензин — объяснение энергии, ваше руководство по пониманию энергетики — Управление энергетической информации, www.eia.gov/energyexplained/electricity/the-science-of-electricity.php

3. «Уголь и электричество». Всемирная угольная ассоциация, 17 апреля 2018 г., www.worldcoal.орг / уголь / использует-уголь / уголь-электричество

4. «Как электроэнергия доставляется потребителям». Факторы, влияющие на цены на бензин — объяснение энергии, ваше руководство по пониманию энергетики — Управление энергетической информации, www.eia.gov/energyexplained/electricity/delivery-to-consumers.php

5. Перлман, Ховард и Геологическая служба США. «Гидроэнергетика: как это работает». Адгезионные и когезионные свойства воды, Школа водных наук Геологической службы США, water.usgs.gov/edu/hyhowworks.html.

6. «Электросчетчики.”Министерство энергетики, www.energy.gov/energysaver/appliances-and-electronics/electric-meters.

Общие сведения об электричестве — Узнайте об электричестве, токе, напряжении и сопротивлении

Дом
> Поддержка>
Общие сведения об электричестве

Электроэнергетика

Что
такое электричество?

Любая бытовая техника, которую мы используем
в нашей повседневной жизни, например, бытовая техника, оргтехника
и промышленное оборудование, почти все это требует электричества.Следовательно, мы должны понимать электричество.

Первый вопрос, который мы
узнает ответ « где электричество
родом из? «

Все дела состоят из
атомы. Затем задайте следующий вопрос: « Что такое атомы? ».

Атомы — это самая маленькая часть элемента.Они состоят
ядра и электронов, электроны окружают ядро. Элементы
идентифицируются по количеству электронов на орбите вокруг ядра
атомов и числом протонов в ядре.

Ядро состоит из протонов и нейтронов, а количество
протоны и нейтроны уравновешены. У нейтронов нет электрического заряда,
протоны имеют положительный заряд (+), а электроны — отрицательный
заряды (-).Положительный заряд протона равен отрицательному заряду
электрона.

Электроны связаны по своей орбите за счет притяжения протонов, но
электроны во внешней зоне могут покинуть свою орбиту за счет
некоторые внешние силы. Их называют свободными электронами,
которые перемещаются от одного атома к другому, образуются потоки электронов.
Это основа электричества. Материалы, позволяющие
свободно перемещающиеся электроны называются проводниками
а материалы, которые позволяют перемещаться небольшому количеству свободных электронов, называются
Изоляторы .

Все вещества состоят из атомов, имеющих электрические заряды. Следовательно,
у них есть электрические заряды. Что касается сбалансированного
количество протонов и электронов, сила положительного заряда и
сила отрицательного заряда уравновешена. Это называется нейтральным состоянием.
атома. (Число протонов и электронов остается равным.)

« Статическое электричество »
представляет собой ситуацию, когда все вещи состоят из электрических
обвинения.Например, трение материала о другой
может вызвать статическое электричество. Свободные электроны одного материала
двигаться с силой, пока они не освободятся от своих орбит вокруг ядра
и перейти к другому. Электроны одного материала уменьшаются, он
представляет собой положительный заряд. В то же время электроны другого
увеличиваются, он имеет отрицательные заряды.

В общем зарядить
производство материи означает, что материя имеет электрические заряды.Он имеет положительный и отрицательный заряды, что выражается в
кулон.

Ток,
Напряжение и сопротивление

Что сейчас?
Электрическое явление вызвано потоком
свободные электроны от одного атома к другому.Характеристики
текущее электричество противоположны тем
статического электричества.

Провода состоят из проводников, например медных.
или алюминий. Атомы металла состоят из свободных электронов, которые
свободно переходить от одного атома к другому. Если добавлен электрон
в проводе свободный электрон притягивается к протону, чтобы оставаться нейтральным.
Вытеснение электронов с их орбит может вызвать недостаток электронов.Электроны, которые непрерывно движутся по проволоке, называются Electric.
Текущий .

Для одножильных проводов электрический ток относится к направленным
отрицательно-положительные электроны от одного атома к другому. Жидкость
проводники и газопроводы, электрический ток относится к электронам
а протоны текут в обратном направлении.

Ток — это поток электронов, но ток и электроны текут в
противоположное направление. Ток течет от положительного к отрицательному
и электроны перетекают с отрицательного на положительный.

Ток определяется количеством электронов, проходящих через
поперечное сечение проводника за одну секунду. Ток измеряется
в ампер , что сокращенно « ампер ».Обозначение усилителя — это буква « A ».

А ток в один ампер означает
что ток проходит через поперечное сечение двух проводников,
которые размещены параллельно на расстоянии 1 метра друг от друга с 2х10 ^-7 Ньютон
сила на метр возникает в каждом проводнике. Это также может означать сборы
одного кулона (или 6,24х10 ¹⁸ электронов), проходящего через поперечное сечение
проводника за одну секунду.

Что такое напряжение?
Электрический ток — это поток электронов в проводнике. Сила
необходим для протекания тока через проводник, называется
напряжение и потенциал — это
другой срок напряжения. Например, у первого элемента больше
положительные заряды, поэтому он имеет более высокий потенциал. С другой стороны,
второй элемент имеет более отрицательные заряды, поэтому он
имеет более низкий потенциал.Разница между двумя точками называется
разность потенциалов .

Электродвижущая сила
означает силу, которая заставляет ток непрерывно течь через
дирижер. Эта сила может создаваться генератором энергии,
аккумулятор, аккумулятор фонарика и топливный элемент и т. д.

Вольт, сокращенно « В », это единица измерения
измерения, используемые взаимозаменяемо для напряжения, потенциала,
и электродвижущая сила.Один вольт означает силу, которая заставляет
ток в один ампер проходит через сопротивление в один Ом.

Что такое сопротивление?
Электроны движутся через
проводник при протекании электрического тока. Все материалы мешают
протекание электрического тока до некоторой степени. Эта характеристика
называется сопротивлением .Сопротивление увеличивается
с увеличением длины или уменьшением поперечного сечения
материал.

Единица измерения сопротивления Ом
и его символ — греческая буква омега ( Ω ).
Сопротивление в один Ом означает, что проводник пропускает ток.
одного ампера на поток с напряжением один вольт.

Все материалы имеют различие в пропускании электронов.Материалы
которые позволяют свободно перемещаться большому количеству электронов, называются проводниками
такие как медь, серебро, алюминий, раствор хлористоводородной, серной
кислота и соленая вода. Напротив, материалы, пропускающие мало электронов
для протекания называются изоляторы , такие как пластмассовые,
резина, стекло и сухая бумага. Другой тип материалов, полупроводники
имеют характеристики как проводников, так и изоляторов.Они
позволяют электронам двигаться, имея возможность контролировать поток
электронами и примерами являются углерод, кремний, германий и т. д.

Сопротивление проводника
зависит от следующих двух основных факторов:

	1.	Виды материала
	2.	Температура материала

Как измерить ток

Прибор для измерения силы тока
называется амперметр или амперметр .

	Шаги для измерения тока Подключите небольшую лампочку к сухой батарее.Измерьте ток который проходит через лампочку при подключении положительной клеммы (+) амперметра к отрицательной клемме (-) сухого элемента (см. рисунок)
	Указания по технике безопасности при измерении силы тока;
	1.	Оценить ток, требующий измерения затем выберите подходящий амперметр, так как каждый амперметр имеет разные предел измерения тока.
	2.	Убедитесь, что соединение с плюсовой клеммой (+) и отрицательная клемма (-) амперметра правильные.
	3.	Не подключайте клеммы амперметра напрямую просушить клеммы элементов. Так как это может повредить счетчик.

Как измерить напряжение
Прибор для измерения напряжения, разницы
Потенциальная или электродвижущая сила называется вольтметром .

	Шаги для измерения напряжения Подключите небольшую лампочку к сухому элементу. Вольтметр есть подключен параллельно лампочке для измерения напряжения поперек лампочки. Подключите положительный вывод (+) вольтметр к плюсовой клемме (+) сухого элемента и подключите отрицательная клемма (-) вольтметра к отрицательной клемме (-) сухой ячейки (см. рисунок).
	Указания по технике безопасности при измерении Напряжение;
	1.	Оценить напряжение, необходимое для измерения затем выберите подходящий вольтметр , поскольку каждый вольтметр рассчитан на предел измерения напряжения.
	2.	Убедитесь, что подключение положительной клеммы (+) и отрицательная клемма (-) вольтметра правильные.

Как измерить сопротивление
Инструмент, используемый для измерения
Сопротивление называется тестером или мультиметром .Мультиметр или тестовый метр используется для изготовления различных электрических
измерения, такие как ток, напряжение и сопротивление. Он сочетает в себе
функции амперметра, вольтметра и омметра.

Шаги для измерения сопротивления
Поверните лицевую шкалу в положение для требуемого измерения,
сопротивления, затем коснитесь обоих выводов мультиметра (см.
рисунок 1) и отрегулируйте диапазон измерителя на 0 Ом.Трогать
оба вывода измерителя к сопротивлению и возьмите
чтение (см. рисунок 2).

Как работает электричество?

Электрический ток — это способность
делать работу.Электрический ток можно преобразовать в тепло, мощность
и магнетизм, чтобы назвать несколько.

Электрический ток классифицирован
по своим функциям и трем основным типам:

1.	Теплоэнергетика
2.	Электрохимия
3.	Магнетизм

1. Тепло и энергия используется для производства тепла и электроэнергии.

Например, нихромовая токоведущая проволока.
проволока имеет высокое сопротивление и выделяет тепло.Это применяется
быть составной частью электрических духовок, тостеров, электрических утюгов
лампочки и др.

Эксперимент проводится путем измерения
нагреть количество воды калориметром. Увеличьте напряжение на
провод вариаком и подключите амперметр и вольтметр для измерения
ток и напряжение.
Установите шкалу переменного тока, чтобы отрегулировать значение напряжения и тока
нихромовая проволока и ток периодически пропускается и
измерить количество тепла от нихромовой проволоки.Есть какие-то указания
напряжения и тока. Если напряжение, ток и время увеличиваются,
количество тепла также увеличится. Они выражаются
отношение, как показано ниже.

Это называется Джоуля.
закон . Количество тепла зависит от напряжения время тока
и интервал времени.По закону Ома V (напряжение) = I (ток)
x R (Сопротивление), следовательно,

Количество тепла зависит от
текущий квадрат, умноженный на сопротивление и интервал времени.

При пропускании тока через нихромовую проволоку в воде ток
превращается в тепло, и температура повышается. Работу выполняет
тепло, выделяемое в электрической цепи, которая называется Electric
мощность .

Электроэнергия измеряется
в ватт-часах (Втч), а количество тепла измеряется в калориях.
(Cal).

Работа выполняется за счет выделяемого тепла
в электрической цепи написано мощность, что означает
что номинальная работа выполняется в цепи, когда ток 1 А с
Применяется 1 вольт, а его единица измерения — ватт.

2. Электрохимия

Например, когда ток проходит через хлорид натрия
(NaCl), химическая реакция, называемая электролизом.
имеет место. Применяется для производства электролиза, цинкования.
и аккумулятор и т. д.

Эксперимент проводится путем пропитывания двух платиновых (Pt) пластин.
в расплаве соли. Подключите батареи к двум платиновым пластинам,
ток проходит через расплав соли и производит хлор
пузыри вокруг положительной пластины (+) и пузырьки водорода
вокруг отрицательной пластины (-), поскольку хлорид натрия составляет
натрия (Na) и хлорида (Cl).Когда хлорид натрия
тает в воде, элементы разделяются. Натрий имеет
положительные заряды (+), а у хлора отрицательные заряды
(-) и эти заряды называются ионами .
Расплав соли имеет оба положительных заряда, называемые анодами , ,
а отрицательные заряды называются катодами .
Состояние разделенных элементов называется ионизация .Если соль растапливается водой, в растворе имеются ионы,
называется раствор электролита . И если текущий
проходит через раствор электролита, химическая реакция
происходит электролиз.

3. Магнетизм

Примером данной электромонтажной работы является токоведущий
проволока, возникают магнитные линии потока.Это применяется для производства
электродвигатели, электрические трансформаторы и магнитофоны,
пр.

Понимание смысла
магнетизма:
Что такое магнетизм?

Составная формула магнита: Fe ₃ O ₄.
Все магниты обладают двумя характеристиками. Во-первых, они привлекают
и держи железо.Вторичный, если свободно двигаться, как компас
игла, они займут положение север-юг. Любые материалы
Имеют такие характеристики, они называются магнит .

Характеристики магнита
	Каждый магнит имеет два полюса, один северный полюс и один южный полюс.
	Противоположные полюса притягиваются друг к другу, в то время как полюса отталкивают друг друга.

Электричество и магнитное поле Когда магнитная стрелка находится рядом с электрическим проводом, который ток пропускается, магнитная стрелка включает направление тока (см. рисунок 1 и 2).Следовательно, электрический ток также создает связанный магнитный силу или говорят, что электричество способно производить магнитное поле.
Когда магнитная игла помещена в проволочную катушку с одной петлей (см. рисунок), и ток проходит через катушку с проволокой, магнитный игла поворачивается в направлении, показанном на рисунке выше.А направления магнитных линий потока показаны стрелки.
Когда магнитная игла помещена в проволочную катушку с множеством петель как показано на правом рисунке, ток проходит через катушка. Направление магнитных линий магнитных параллелей катушка проволоки. Характеристики магнитных линий потока как характеристики магнита, но без магнитного полюса.
Когда катушка с токоведущим проводом помещается рядом с железным стержнем, железный стержень немного сдвинется (см. рисунок 1). Если сердечник размещен в катушке из проволоки железный стержень сильно притягивается (см. фигура 2). Поскольку сердечник — это мягкое железо, которое проводит магнитные силовые линии, когда ток проходит через проволочную катушку вокруг сердечника сердечник намагничивается с высокой мощностью это называется электромагнитов .Эта функция широко применяется в промышленности.

Факты об электроэнергии | Интересные факты о детях

Пожалуйста, напишите или поделитесь этой статьей!

Можете ли вы представить себе мир, в котором у нас нет электричества… нет выключателей, которые нужно включить, без компьютеров, которые нужно включить, без горячей воды и многого другого?

Электричество — большая часть нашей жизни, и иногда мы даже не осознаем этого.Во-первых, давайте посмотрим, что такое электричество.

Тогда почему бы не изучить другие наши факты об электричестве. У нас есть много интересной информации о статическом электричестве и таких ученых, как Майкл Фарадей и Джеймс Клерк Максвелл.

Вы даже можете попробовать наш классный эксперимент со статическим электричеством!

Что такое электричество?

Электроэнергия поступает от электростанций, ветер, солнце, вода и серьезно, даже корма животных! Кто бы мог подумать, что фекалии животных могут вырабатывать электричество?

Электричество — это тип энергии, который может накапливаться в одном месте или перетекать из одного места в другое.

Когда электричество собирается в одном месте, это называется статическим электричеством, что означает, что оно не движется, а электричество, которое движется, называется текущим электричеством.

Электрический ток измеряется в амперах, сокращенно называемых амперами.

Электрическая потенциальная энергия измеряется в вольтах.

Когда электрический заряд накапливается на поверхности объекта, он создает статическое электричество. Возможно, вы получили небольшой удар электрическим током — статическое электричество.

Это происходит, когда электрический заряд быстро нейтрализуется противоположным зарядом.

Вы когда-нибудь слышали о постоянном (DC) или переменном (AC) токе? Что ж, между ними есть разница.

электронов постоянного тока движутся в одном направлении, в то время как электроны переменного тока любят немного встряхивать его и постоянно переходить от движения назад к движению вперед.

Электроэнергия, которую вы используете в своем доме, — это переменный ток, в то время как постоянный ток поступает от таких вещей, как батареи.

Какой самый большой источник энергии в мире? Вы знаете? На самом деле это происходит от сжигания угля.

Уголь сжигается в печах , которые нагревают воду до тех пор, пока она не станет паром. Затем это вращает турбины , которые прикреплены к генераторам .

История электроэнергетики

Первая электростанция, открытая в Нью-Йорке в 1882 году. Она принадлежала Томасу Эдисону.

Великий изобретатель Томас Эдисон

Томас Эдисон определенно был великим изобретателем. Он придумал более 2000 изобретений, в том числе почти все, что нам нужно для использования электричества в наших домах, включая выключатели, предохранители, , розетки и счетчики.

Ого, много изобретений.

Бенджамин Франклин провел много исследований электричества в 18 веке. Он изобрел громоотвод среди многих других открытий.

Громоотводы защищают здания от ударов молнии. Он берет молнию и перемещает ее по заземленному проводу.

Интересные факты об электроэнергии

Электричество движется со скоростью света. Это более 186 000 миль в секунду! Вы вообще можете себе это представить? Это очень быстро.

Искра статического электричества может измерять до 3000 вольт .

Молния может измерять до 3 000 000 вольт, а ее продолжительность составляет менее одной секунды!

Одна молния может зажечь 100 мощных ламп на целый день или приготовить много-много тостов, фактически пару тысяч тостов. Не думай, что ты сможешь все это съесть!

Молния может быть очень, очень горячей и достигать температуры 30 000 ° C (54 000 ° F).Теперь это жарко, жарко, жарко!

Завод природного газа мощностью 600 мегаватт может обеспечить электроэнергией 220 000 домов.

Теперь это вас поразит. Электрические угри могут вызвать сильное поражение электрическим током напряжением около 500 вольт. Они используют это для охоты и для самозащиты. Это круто.

Популярный способ производства электричества — гидроэнергетика. Гидроэнергетика — это процесс, при котором электричество производится за счет воды, которая вращает турбины, прикрепленные к генераторам. Довольно аккуратно!

Слова, которые нужно знать

Электростанции — это место, где электричество создается и отправляется в наши дома и другие места, где оно необходимо.

Печи — закрытая конструкция, которая сильно нагревает предметы.

Турбины — это машина, которая создает постоянную мощность, в которой колесо или что-то подобное вращается вокруг быстро движущегося потока воды, пара, газа или воздуха.

Генераторы — машина, преобразующая энергию в электричество.

Вольт — величина силы, которая посылает электроны по цепи

Мегаватт — это единица мощности, равная 1000000 ватт и являющаяся мерой того, сколько электроэнергии производит электростанция.

Предохранители — это предохранительные устройства.Предохранитель — это полоска проволоки, которая плавится и разрывает электрическую цепь, если ее уровень превышает безопасный.

Итак, теперь вы знаете об электричестве все! Как насчет того, чтобы использовать эту информацию для школьного проекта или рассказать своим друзьям и родителям всю информацию, которую вы знаете сейчас?

И это еще не все! Продолжайте читать, чтобы узнать больше об этой захватывающей теме!

Больше фактов об электроэнергии:

Статическое электричество

Это еще один вид электричества, возникающий при накоплении электрического заряда на поверхности объекта.

азы для начинающих электриков, сила тока и напряжение, как рассчитать

Техника безопасности

Виды цепей, напряжение и сила тока

Переменная и постоянная величины

Мощность и другие параметры

Закон Ома

Электротехника для чайников | AlexGyver

Все об электричестве доступным языком

Понятия и свойства электрического тока

Что изучает электротехника

С чего начать изучение основ электротехники

Основные характеристики тока

Сила тока

Напряжение

Сопротивление

Мощность

Закон Ома

Энергия и мощность в электротехнике

Электротехника и электромеханика

Безопасность и практика

Электрика для чайников

Видео

Общие понятия

Постоянный ток

Переменный ток

Приборы безопасности

Электропроводка

Цветовая маркировка проводов

Выбор сечения провода

Электрический ток — Физика — Теория, тесты, формулы и задачи

Оглавление:

Основные теоретические сведения

Электрический ток.

Диод в цепи постоянного тока

Закон Ома. Последовательное и параллельное соединение проводников

Электроизмерительные приборы

ЭДС. Закон Ома для полной цепи

Несколько источников ЭДС в цепи

Работа и мощность тока. Закон Джоуля-Ленца

Энергобаланс замкнутой цепи

Электролиз

Электрический ток в газах и в вакууме

Электрический ток в газах

Электрический ток в вакууме

Что нужно знать об электричестве новичкам?

Электричество в нашей жизни

все о новом способе производства электричества

Огонь, вода и углеродные нанотрубки: все о новом способе производства электричества

Что такое электричество? — learn.sparkfun.com

Начало работы

Going Atomic

Строительные блоки атомов

Текущие расходы

Электростатическая сила

Поток начислений

Электропроводность

Статическое или текущее электричество

Статическое электричество

Текущее электричество

Цепи

Электрические поля

Что такое поле?

Электрополя

Электрический потенциал (энергия)

Энергия? Потенциальная энергия?

Электрический потенциал энергии

Электрический потенциал

Электричество в действии!

Короткое замыкание

Освещение лампочки

Ресурсы и дальнейшее развитие

53 факта об электричестве (как для взрослых, так и для детей)

Связанные ресурсы

фактов об электричестве — как оно работает для детей

Наука об электричестве — Управление энергетической информации США (EIA)

Все состоит из атомов

Атомы состоят из еще более мелких частиц

Электричество — это движение электронов между атомами

Статическое электричество существует в природе

Как производится электричество? | Как работает электричество?