Elektricitet er et almindeligt og livsvigtigt fænomen for de fleste mennesker. Og som enhver velkendt ting er det sjældent mærkbart. De færreste spekulerer på, hvor det kommer fra, hvordan det virker, hvad der kan gøres med det. Men hans forskning blev udført længe før vores æra, og indtil nu er nogle mysterier ubesvarede.
Indhold
Hvad menes med elektrisk strøm
Elektricitet er et kompleks af fænomener forbundet med eksistensen af elektriske ladninger. Dette ord betyder oftest elektrisk strøm og alle de processer, det forårsager.
Elektrisk strøm er den rettede bevægelse af partikler, der bærer en ladning under påvirkning af et elektrisk felt.
Hvem opfandt elektricitet - historie
Særlige manifestationer af elektricitet blev undersøgt længe før vores æra.Men at kombinere dem i en teori, der forklarer lynglimt på himlen, tiltrækningen af objekter, evnen til at forårsage brande og følelsesløshed i kropsdele eller endda død af en person, viste sig at være en vanskelig opgave.
Siden oldtiden har forskere studeret tre manifestationer af elektricitet:
- Fisk, der genererer elektricitet;
- Statisk elektricitet;
- Magnetisme.
I det gamle Egypten vidste healere om Nilen-mallers mærkelige evner og forsøgte at behandle hovedpine og andre sygdomme med den. Gamle romerske læger brugte en elektrisk rampe til lignende formål. De gamle grækere studerede i detaljer rokkens mærkelige evner og vidste, at et væsen kunne bedøve en person uden direkte kontakt gennem en trident og fiskenet.
Noget tidligere har man opdaget, at hvis man gnider rav på et stykke uld, vil det begynde at tiltrække uld og små genstande. Senere blev et andet materiale med lignende egenskaber opdaget - turmalin.
Omkring 500 f.Kr. Indiske og arabiske forskere vidste om stoffer, der var i stand til at tiltrække jern, og brugte aktivt denne evne på forskellige områder. Omkring 100 f.Kr. Kinesiske videnskabsmænd opfandt det magnetiske kompas.
I 1600 opdagede William Gilbert, hoflægen for Elizabeth I og James I, at hele planeten er ét enormt kompas og introducerede begrebet "elektricitet" (fra det græske "rav"). I hans skrifter begyndte eksperimenter med at gnide rav på uld og et kompas evne til at pege mod nord at blive kombineret til én teori. På billedet nedenfor viser han magneten til Elizabeth I.
I 1633 opfinder ingeniør Otto von Guericke en elektrostatisk maskine, der ikke kun kan tiltrække, men også afvise genstande, og i 1745 bygger Peter van Muschenbroek verdens første elektriske ladningslagringsenhed.
I 1800 opfandt italieneren Alessandro Volta den første nuværende kilde - et elektrisk batteri, der producerer D.C.. Han var også i stand til at overføre elektrisk strøm over en afstand. Derfor anses dette år af mange for at være året for opfindelsen af elektricitet.
I 1831 opdager Mike Faraday fænomenet elektromagnetisk induktion og åbner vejen for opfindelsen af forskellige enheder baseret på elektrisk strøm.
Ved overgangen til XIX-XX århundreder blev der gjort et stort antal opdagelser og resultater takket være Nikola Teslas aktiviteter. Han opfandt blandt andet højfrekvensgeneratoren og transformer, elmotor, antenne til radiosignaler.
Videnskaben, der studerer elektricitet
Elektricitet er et naturligt fænomen. Det er delvist studeret i biologi, kemi og fysik. De mest komplette elektriske ladninger betragtes inden for rammerne af elektrodynamik - en af fysikkens grene.
Teorier og love om elektricitet
Der er få love, der regulerer elektricitet, men de beskriver fuldt ud fænomenet:
- Loven om energiens bevarelse er en grundlæggende lov, som også elektriske fænomener adlyder;
- Ohms lov er den grundlæggende lov for elektrisk strøm;
- Loven om elektromagnetisk induktion - om elektromagnetiske og magnetiske felter;
- Ampères lov - om to lederes interaktion med strømme;
- Joule-Lenz lov - om den termiske effekt af elektricitet;
- Coulombs lov - om elektrostatik;
- Reglerne for højre og venstre hånd - bestemmelse af retningerne for de magnetiske feltlinjer og Ampère-kraften, der virker på en leder i et magnetfelt;
- Lenz's regel - bestemmelse af retningen af induktionsstrømmen;
- Faradays love handler om elektrolyse.
Første forsøg med elektricitet
De første eksperimenter med elektricitet var hovedsageligt underholdende. Deres essens var i lette genstande, der blev tiltrukket og frastødt under påvirkning af en dårligt forstået kraft. En anden underholdende oplevelse er transmissionen af elektricitet gennem en kæde af mennesker, der holder hinanden i hånden. Den fysiologiske effekt af elektricitet blev aktivt undersøgt af Jean Nollet, som fik en elektrisk ladning til at passere gennem 180 mennesker.
Hvad er elektrisk strøm lavet af?
En elektrisk strøm er en rettet eller ordnet bevægelse af ladede partikler (elektroner, ioner). Sådanne partikler kaldes bærere af elektrisk ladning. For at der kan opstå bevægelse, skal der være frit ladede partikler i stoffet. Ladede partiklers evne til at bevæge sig i et stof bestemmer ledningsevnen af det pågældende stof. Ved ledningsevne skelnes stoffer i ledere, halvledere, dielektriske stoffer og isolatorer.
I metaller flyttes ladning af elektroner. Samtidig lækker selve stoffet ikke nogen steder - metalioner er sikkert fastgjort i strukturens noder og svinger kun lidt.
I væsker bæres ladning af ioner: positivt ladede kationer og negativt ladede anioner. Partiklerne skynder sig til elektroderne med den modsatte ladning, hvor de bliver neutrale og sætter sig.
Plasma dannes i gasser under påvirkning af kræfter med forskellige potentialer. Ladningen bæres af frie elektroner og ioner fra begge poler.
I halvledere flyttes ladning af elektroner, bevæger sig fra atom til atom og efterlader diskontinuiteter, der anses for positivt ladede.
Hvor kommer den elektriske strøm fra
Elektriciteten, der kommer gennem ledningerne til husene, genereres af en elektrisk generator på forskellige kraftværker. På dem er generatoren forbundet med en konstant roterende turbine.
I design generator der er en rotor - en spole, der er placeret mellem magnetens poler. Når turbinen roterer denne rotor i et magnetfelt, i henhold til fysikkens love, opstår eller induceres en elektrisk strøm. Derfor er formålet med generatoren at omdanne den kinetiske rotationskraft til elektricitet.
Der er mange måder at få en turbine til at snurre på ved hjælp af en række forskellige energikilder. De er opdelt i tre typer:
- Vedvarende - energi afledt af uudtømmelige ressourcer: vandstrømme, sollys, vind, geotermiske kilder og biobrændstoffer;
- Ikke-vedvarende - energi opnået fra ressourcer, der opstår meget langsomt, uforholdsmæssigt med forbrugshastigheden: kul, olie, tørv, naturgas;
- Nuklear - energi opnået fra processen med nuklear celledeling.
Oftest produceres elektricitet gennem arbejdet med:
- Vandkraftværker (HPP) - bygget på floder og bruger kraften fra vandstrømmen;
- Termiske kraftværker (TPP'er) - opererer på termisk energi fra brændstofforbrænding;
- Atomkraftværker (NPP'er) - opererer på termisk energi opnået fra den nukleare reaktionsproces.
Den omdannede energi tilføres via ledninger til transformerstationer og koblingsanlæg og når først derefter slutforbrugeren.
Nu udvikler de såkaldte alternative energityper aktivt. Disse omfatter vindmøller, solpaneler, brug af geotermiske kilder og andre måder at få elektricitet på gennem usædvanlige fænomener. Alternativ energi er meget ringere med hensyn til produktivitet og tilbagebetaling i forhold til traditionelle kilder, men i visse situationer hjælper det med at spare penge og reducere belastningen på hovedstrømnettet.
Der er også en myte om eksistensen BTG - brændstofløse generatorer. På internettet er der videoer, der demonstrerer deres arbejde, og deres salg tilbydes. Men der er meget uenighed om pålideligheden af disse oplysninger.
Typer af elektricitet i naturen
Det enkleste eksempel på naturligt forekommende elektricitet er lyn. Vandpartikler i skyer kolliderer konstant med hinanden og får en positiv eller negativ ladning. De lettere, positivt ladede partikler ender i toppen af skyen, mens de tungere, negative bevæger sig ned. Når to ens skyer er i tilstrækkelig tæt afstand, men i forskellige højder, begynder de positive ladninger af den ene at blive gensidigt tiltrukket af den andens negative partikler. I dette øjeblik opstår lynet. Også dette fænomen opstår mellem skyerne og selve jordens overflade.
En anden manifestation af elektricitet i naturen er de særlige organer i fisk, rokker og ål. Med deres hjælp kan de skabe elektriske ladninger for at forsvare sig mod rovdyr eller bedøve deres bytte. Deres potentiale spænder fra meget svage udledninger, umærkelige for mennesker, til dødelige.Nogle fisk skaber et svagt elektrisk felt omkring dem, som hjælper dem med at søge efter bytte og navigere i mudret vand. Ethvert fysisk objekt forvrænger det på en eller anden måde, hvilket hjælper med at genskabe det omgivende rum og "se" uden øjne.
Elektricitet er også manifesteret i arbejdet i nervesystemet af levende organismer. En nerveimpuls overfører information fra en celle til en anden, så du kan reagere på ydre og indre stimuli, tænke og kontrollere dine bevægelser.
Lignende artikler:
