Электричество – самый распространенный вид энергии. Она легко преобразуется в другие виды энергии. Природа электричества и его свойства объясняются на профессиональных сайтах.
- Электричество — это поток электронов, возникающий в результате движения элементарных частиц, которые могут быть преобразованы в другие виды энергии.
- Открытие и изучение электричества стало возможным на протяжении веков благодаря усилиям многих ученых, в том числе Уильяма Гилберта, Бенджамина Франклина, Майкла Фарадея и других.
- Электричество широко используется в освещении, передаче информации, транспорте, бытовой технике и промышленном производстве современной цивилизации.
Энергию создает движение элементарных частиц
Что такое электричество? Это явление, вызванное движением электронных зарядов. По определению Инновационного центра энергосбережения Хиоки, это поток электронов в секунду.
Электроны обладают свойством генерировать вокруг себя электрическое поле – заряд. Их часто называют положительным и отрицательным полюсами. Электричество — это поток электронов, а количество электронов в секунду — это ток. Согласно образовательному онлайн-ресурсу Libre Texts.Physics, электрический ток — это скорость, с которой течет заряд электрона. Количество электричества, проходящего через цепь, измеряется в амперах.
Понятие напряжения также связано с потоком электронов. Это относится к величине силы, толкающей электроны. Оно измеряется в вольтах. Ток и напряжение — разные понятия, но оба важны в области электричества.
У электричества нет первооткрывателя
Кто изобрел электричество? Научное сообщество знало о природе электричества на протяжении веков. Многие исследователи изучили его характеристики и создали устройства, генерирующие и хранящие электроэнергию.
Основными этапами этого пути являются:
- Слово «электричество» было придумано британским физиком Уильямом Гилбертом в 1600 году.
- Немецкий физик Отто фон Герике изобрел электростатическую машину в 1663 году.
Учёные XVIII века сделали множество открытий в области электричества:
- Стивен Грей обнаружил, что не все материалы могут передавать электричество.
- Питер ван Мушенбрук изобрел конденсатор лейденской банки.
- Бенджамин Франклин создал теорию электричества, используя понятия положительных и отрицательных зарядов.
В XIX веке учёные Ампер, Вольт, Джоуль, Ленц и Ом расширили понятие электричества. Физик Майкл Фарадей открыл явление электромагнитной индукции, принципы которого привели к созданию первого в мире электрического генератора.
Электричество проявляется в природе
Электричество присутствует в природе с момента образования Земли. Самое известное и яркое его проявление – молния. Их электрические свойства были установлены еще в 18 веке. По сути, Земля представляет собой гигантский конденсатор. Поверхность планеты заряжена отрицательно, а атмосфера – положительно. Между ними развивается притяжение, проявляющееся как молния огромной силы.
Известно, что электрические рыбы используют электрический ток, чтобы найти добычу или защитить себя. Это южноамериканские угри и электрические скаты, а также акулы и миноги, у которых есть электрорецепторы для поиска пищи.
Деятельность нервной системы организма основана на электрических импульсах. Нервные волокна подобны цилиндрам, наполненным электролитами. Повышение и понижение напряжения в них передают сообщения между нервными клетками.
Есть проводники и изоляторы электричества
Разные материалы и вещества обладают разной способностью проводить электричество. Образовательная платформа BY JU’S отмечает, что эта способность зависит от количества электронов, которые могут двигаться в материале. Согласно этому стандарту материалы делятся на проводники и изоляторы:
- Растворы солей, металлы и живые организмы хорошо проводят электрический ток и считаются проводниками. Лучший проводник – серебро.
- Такие материалы, как дерево, пластик и стекло, изолируют движение электронов.
Проводники используются для передачи электроэнергии. Без изоляторов невозможно обеспечить безопасное использование электрического тока.
Существуют два типа электрического тока
Известны и применяются два вида электрического тока — постоянный ток и переменный ток:
- Электрический ток считается постоянным, а его напряжение и интенсивность не меняют направления движения. Источником этого тока является аккумулятор.
- Переменный ток – это электрический ток, который периодически меняет свое направление и величину с течением времени.
В промышленности и быту чаще используется постоянный ток, однако существуют трудности в получении и передаче постоянного тока высокого напряжения. Поэтому электроэнергия передается в сети как переменный ток высокого напряжения. Снижение напряжения происходит в трансформаторе или в самом устройстве с помощью специальных внутренних цепей преобразования переменного тока в постоянный перед его подачей на электрооборудование.
Электрический ток дают батарейки и генераторы
Откуда берется ток? Батареи и аккумуляторы стали источником питания для многих электронных устройств и автомобилей. Но их запас ограничен, и по мере израсходования их выбрасывают или перезаряжают. Большой объем спроса на электроэнергию в промышленности и повседневной жизни удовлетворяется за счет тока, непрерывно генерируемого генераторами и передаваемого по сети.
Генераторы производят электроэнергию из разных источников:
- Из-за разных видов сжигаемого топлива. Паровые турбины производят до 80% мировой электроэнергии.
- За счет ядерных реакций (АЭС).
- За счет движения воды или ветра (возобновляемый ресурс).
- Солнечная энергия преобразуется в электрическую энергию с помощью солнечных батарей.
Производство и передача электроэнергии должны быть сбалансированы. Производите столько, сколько потребляете, потому что это трудно хранить.
Электричество — неотъемлемая часть жизнь цивилизации
Люди используют электричество с 19 века и продолжают расширять сферу его применения. Основные виды использования электроэнергии:
- Используется для освещения. Это был самый удобный метод с момента изобретения лампы накаливания в 1870 году.
- Передача информации: телеграф, телефон, радио, телевидение, Интернет.
- Транспорт: эксплуатация трамваев, троллейбусов, электропоездов, метрополитена, электромобилей.
- Используется для обогрева или охлаждения помещений.
Большое количество бытовой техники делает нашу жизнь удобнее. Без электричества немыслимо промышленное производство.
Электричество – благо современной цивилизации. Но на планете все еще есть немало людей, которые не имеют к нему доступа.