Електричеството е често срещано и жизненоважно явление за повечето хора. И като всяко познато нещо рядко се забелязва. Малко хора се чудят откъде идва, как работи, какво може да се направи с него. Въпреки това, неговите изследвания са проведени много преди нашата ера и досега някои загадки остават без отговор.
Съдържание
Какво се разбира под електрически ток
Електричеството е комплекс от явления, свързани със съществуването на електрически заряди. Тази дума най-често означава електрически ток и всички процеси, които той причинява.
Електрическият ток е насоченото движение на частици, носещи заряд, под въздействието на електрическо поле.
Кой е изобретил електричеството - история
Конкретни прояви на електричеството са изследвани много преди нашата ера.Но комбинирането им в една теория, която обяснява проблясъци на светкавици в небето, привличането на обекти, способността да предизвикват пожари и изтръпване на части от тялото или дори смърт на човек, се оказа трудна задача.
От древни времена учените са изследвали три прояви на електричество:
- Риба, която генерира електричество;
- Статично електричество;
- Магнетизъм.
В древен Египет лечителите са знаели за странните способности на нилския сом и са се опитвали да лекуват с него главоболие и други заболявания. Древните римски лекари са използвали електрическа рампа за подобни цели. Древните гърци са изучавали в детайли странните способности на скатовете и са знаели, че едно същество може да зашемети човек без пряк контакт чрез тризъбец и риболовни мрежи.
Малко по-рано беше открито, че ако разтриете кехлибар върху парче вълна, то ще започне да привлича вълна и малки предмети. По-късно е открит друг материал с подобни свойства - турмалин.
Около 500 г. пр.н.е. Индийски и арабски учени знаеха за вещества, способни да привличат желязо и активно използваха тази способност в различни области. Около 100 г. пр.н.е. Китайски учени изобретиха магнитния компас.
През 1600 г. Уилям Гилбърт, придворният лекар на Елизабет I и Джеймс I, открива, че цялата планета е един огромен компас и въвежда понятието "електричество" (от гръцки "кехлибар"). В неговите писания експериментите с триене на кехлибар върху вълна и способността на компаса да сочи север започва да се комбинира в една теория. На снимката по-долу той показва магнита на Елизабет I.
През 1633 г. инженерът Ото фон Герике изобретява електростатична машина, която не само може да привлича, но и да отблъсква обекти, а през 1745 г. Петер ван Мушенбрук изгражда първото в света устройство за съхранение на електрически заряд.
През 1800 г. италианецът Алесандро Волта изобретява първия източник на ток - електрическа батерия, която произвежда Д.К.. Той също така е бил в състояние да предава електрически ток на разстояние. Затова тази година се смята от мнозина за годината на изобретяването на електричеството.
През 1831 г. Майк Фарадей открива феномена на електромагнитната индукция и отваря пътя за изобретяването на различни устройства, базирани на електрически ток.
В края на XIX-XX век бяха направени огромен брой открития и постижения, благодарение на дейността на Никола Тесла. Освен всичко друго, той изобретява високочестотния генератор и трансформатор, електродвигател, антена за радиосигнали.
Науката, която изучава електричеството
Електричеството е природен феномен. Изучава се частично по биология, химия и физика. Най-пълните електрически заряди се разглеждат в рамките на електродинамиката - един от клоновете на физиката.
Теории и закони на електричеството
Има няколко закони, които управляват електричеството, но те описват напълно явлението:
- Законът за запазване на енергията е основен закон, на който се подчиняват и електрическите явления;
- Законът на Ом е основният закон на електрическия ток;
- Законът за електромагнитната индукция - за електромагнитните и магнитните полета;
- Законът на Ампер - за взаимодействието на два проводника с токове;
- Закон на Джоул-Ленц – за топлинния ефект на електричеството;
- Законът на Кулон – за електростатиката;
- Правилата на дясната и лявата ръка - определяне на посоките на линиите на магнитното поле и силата на Ампер, действаща върху проводник в магнитно поле;
- Правилото на Ленц – определяне на посоката на индукционния ток;
- Законите на Фарадей са за електролизата.
Първи експерименти с електричество
Първите експерименти с електричество бяха предимно забавни. Тяхната същност беше в леки обекти, които се привличаха и отблъскваха под въздействието на слабо разбрана сила. Друго забавно изживяване е предаването на електричество през верига от хора, държащи се за ръце. Физиологичният ефект на електричеството е активно изследван от Жан Нолет, който накара електрически заряд да премине през 180 души.
От какво се състои електрическият ток?
Електрическият ток е насочено или подредено движение на заредени частици (електрони, йони). Такива частици се наричат носители на електрически заряд. За да се появи движение, в веществото трябва да има свободни заредени частици. Способността на заредените частици да се движат в веществото определя проводимостта на това вещество. По проводимост веществата се разграничават на проводници, полупроводници, диелектрици и изолатори.
В металите зарядът се движи от електрони. В същото време самото вещество не изтича никъде - металните йони са здраво фиксирани във възлите на конструкцията и само леко осцилират.
В течностите зарядът се носи от йони: положително заредени катиони и отрицателно заредени аниони. Частиците се втурват към електродите с противоположен заряд, където стават неутрални и се утаяват.
Плазмата се образува в газове под действието на сили с различни потенциали. Зарядът се носи от свободни електрони и йони на двата полюса.
В полупроводниците зарядът се движи от електрони, движейки се от атом на атом и оставяйки след себе си прекъсвания, които се считат за положително заредени.
Откъде идва електрическият ток
Електричеството, което идва по проводниците към къщите, се генерира от електрически генератор в различни електроцентрали. На тях генераторът е свързан към постоянно въртяща се турбина.
В дизайна генератор има ротор - намотка, която се намира между полюсите на магнита. Когато турбината завърти този ротор в магнитно поле, според законите на физиката се появява или индуцира електрически ток. По този начин, целта на генератора е да преобразува кинетичната сила на въртене в електричество.
Има много начини за завъртане на турбината, като се използват различни източници на енергия. Те са разделени на три вида:
- Възобновяема - енергия, получена от неизчерпаеми ресурси: потоци вода, слънчева светлина, вятър, геотермални източници и биогорива;
- Невъзобновяема - енергия, получена от ресурси, които възникват много бавно, несъизмерими с темпа на потребление: въглища, нефт, торф, природен газ;
- Ядрена - енергия, получена от процеса на делене на ядрената клетка.
Най-често електричеството се генерира чрез работата на:
- Водноелектрически централи (ВЕЦ) - изградени върху реки и използват мощността на водния поток;
- Топлоелектрически централи (ТЕЦ) - работят на топлинна енергия от изгаряне на гориво;
- Атомни електроцентрали (АЕЦ) – работят с топлинна енергия, получена от процеса на ядрена реакция.
Преобразуваната енергия се доставя по проводници към трансформаторни подстанции и разпределителни устройства и едва след това достига до крайния потребител.
Сега активно се развиват така наречените алтернативни видове енергия. Те включват вятърни турбини, слънчеви панели, използването на геотермални източници и всякакви други начини за получаване на електричество чрез необичайни явления. Алтернативната енергия е много по-ниска по отношение на производителността и възвръщаемостта на традиционните източници, но в определени ситуации помага да се спестят пари и да се намали натоварването на главните електропреносни мрежи.
Съществува и мит за съществуването BTG - генератори без гориво. В интернет има видеоклипове, демонстриращи тяхната работа и се предлага продажбата им. Но има много спорове относно надеждността на тази информация.
Видове електричество в природата
Най-простият пример за естествено електричество е мълнията. Водните частици в облаците непрекъснато се сблъскват една с друга, придобивайки положителен или отрицателен заряд. По-леките, положително заредени частици се озовават в горната част на облака, докато по-тежките, отрицателни се движат надолу. Когато два подобни облака са на достатъчно близко разстояние, но на различни височини, положителните заряди на единия започват да се привличат взаимно от отрицателните частици на другия. В този момент се появява светкавица. Също така това явление се случва между облаците и самата земна повърхност.
Друга проява на електричество в природата са специалните органи в рибите, лъчите и змиорките. С тяхна помощ те могат да създават електрически заряди, за да се защитят от хищници или да зашеметят плячката си. Техният потенциал варира от много слаби разряди, незабележими за хората, до смъртоносни.Някои риби създават слабо електрическо поле около себе си, което им помага да търсят плячка и да се движат в кална вода. Всеки физически обект по някакъв начин го изкривява, което помага да се пресъздаде околното пространство и да се „вижда“ без очи.
Електричеството се проявява и в работата на нервната система на живите организми. Нервният импулс предава информация от една клетка на друга, като ви позволява да реагирате на външни и вътрешни стимули, да мислите и да контролирате движенията си.
Подобни статии:
