Что такое электричество и кто его изобрел

Другое освещение
Содержание
  1. Что такое электричество и откуда оно берется
  2. История открытия
  3. Кто придумал электричество
  4. Какое было первое электрическое изобретение
  5. Кто изобрел электричество и когда
  6. Опыты с электричеством
  7. Кто является основоположниками науки об электричестве
  8. Общепринятое представление об электрическом токе
  9. Определение электрического тока
  10. Электромагнитные волны
  11. История изобретения электричества
  12. Фалес Милетский
  13. Уильям Гилберт
  14. Шарль Франсуа Дюфе
  15. Бенджамин Франклин
  16. Луиджи Гальвани
  17. Алессандро Вольта
  18. Ханс Кристиан Эрстед и Андре-Мари Ампер
  19. Майкл Фарадей
  20. Томас Эдисон
  21. Никола Тесла
  22. Генрих Рудольф Герц и Альберт Эйнштейн
  23. Строение атома, положительный и отрицательный ионы
  24. Планетарная модель атома
  25. Положительный и отрицательный ионы
  26. Электризация
  27. Электризация металла
  28. Статическое электричество
  29. Электрическая сила
  30. Действие электрического тока, некоторые факты об электричестве

Что такое электричество и откуда оно берется

О чем думают люди, когда слышат слово «электричество» или «электрический»? На ум приходят розетки, линии электропередач, трансформаторы или сварочные аппараты, молнии, аккумуляторы и зарядные устройства. Конечно, в современной цивилизации много электричества. Кроме того, это в природе. Но что мы знаем о нем?

Электричество — это процесс движения заряженных частиц под действием электромагнитного поля:

  • в одном направлении (постоянный ток);
  • с периодическими изменениями направления (переменный ток).

Термин имеет греческое происхождение, и «электрон» означает «янтарь». Впервые его использовал древнегреческий философ Фалес.

Когда мы втыкаем вилку в розетку, включаем чайник или нажимаем на выключатель, между источником и приемником электричества замыкается электрическая цепь, благодаря которой электрический заряд получает траекторию движения, например по спирали котел. Процесс можно описать следующим образом:

  • Источником питания является электрическая розетка.
  • Электрический ток – это электрический заряд, который движется по проводнику (например, по змеевику котла).
  • Проводник соединяет розетку с потребителем двумя проводами: по одному из них подается заряд к потребителю, а по другому — к розетке.
  • При переменном токе провода меняются ролями 50 раз в секунду.

Источником энергии для движения зарядов (то есть источником электроэнергии) в городах являются электростанции. Электроэнергию они вырабатывают с помощью мощных генераторов, если ротор приводится в движение ядерной установкой или электростанцией (например, гидротурбиной).

Линии электропередач к небу
Линии электропередач: свободный выбор

Трансформаторы электростанций подают в высоковольтные линии (ЛЭП) сверхвысокое переменное напряжение 110, 220 или 500 кВ. Дойдя до понижающих подстанций, оно падает до уровня бытовой сети – 220 вольт. Это напряжение в наших розетках, которым мы пользуемся каждый день, не задумываясь о длине пройденного им пути.

Можно ли экономить электроэнергию для бытовых нужд? Да и мы тоже пользуемся. Этому способствует преобразование энергии в химическую, а именно аккумуляторы. Химические реакции между электродами (веществами и растворами, проводящими ток) создают ток с внешней цепью, замкнутой на потребителя. Чем больше площадь электродов, тем больший ток можно получить.

Используя разный материал электродов и количество элементов, подключенных к батарее, можно генерировать разное напряжение. Например, в литий-ионном аккумуляторе стандартное напряжение для элемента составляет 3,7 вольта. Это работает следующим образом:

  • Ионы лития с положительным зарядом при разряде перемещаются в электролите от анода (положительного электрода) из меди и графита к катоду (отрицательному электроду) из алюминия.
  • При зарядке происходит обратное движение, и образуются соединения графита с литием, т.е накопление энергии в виде химического соединения.

Такой аккумулятор полностью работоспособен примерно в течение 1000 циклов заряда-разряда.

Батарея на синем фоне
Аккумулятор

В современном мире все привыкли, что в доме всегда есть электричество. Тысячи людей ежедневно работают над тем, чтобы источники работали бесперебойно.

История открытия

Наши предки давно знали, что некоторые рыбы обладают способностью посылать электрические разряды, которые обездвиживают их добычу.
А насчет открытия «Багдадской батареи» — говорят, что это первый химический источник энергии, работавший более двух с половиной тысяч лет назад.батарея в Багдаде
Конечно, у теории о том, что древний человек мог создать источник тока, есть свои критики.
Они утверждают, что не нашли никаких устройств, которые могут питаться от электричества.
В конструкции батареи вся верхняя часть покрыта слоем смолы, что не говорит о том, что она использовалась в качестве источника питания, а скорее напоминает обычную емкость.
Электричество было формой энергии, которую не нужно было изобретать, а нужно было только открывать и изучать.
История отдает дань уважения Бенджамину Франклину, первооткрывателю. Бенджамин Франклин является основоположником теории взаимодействия молнии и электричества.

Кто придумал электричество

Тема изобретения электричества намного сложнее, чем принято считать, поскольку в истории нет решающего момента, который бы прямо ответил на вопрос, кто его изобрел.
Неизвестные силы привлекают внимание, поэтому люди пытались их исследовать.
К сожалению, до нас дошло очень мало данных.
В результате ответ на вопрос, кто первым изобрел электричество, кажется навсегда сокрытым во мраке истории.
Известно, что арабские, римские и греческие врачи использовали скатов для лечения подагры и головных болей.
Лечение заключалось в том, чтобы прикоснуться к нему и получить обильные выделения.Знаменитый римский ученый Гален
Известный римский ученый Гален, живший во II веке нашей эры, использовал этот метод лечения настолько успешно, что император Марк Аврелий взял его в качестве лекаря.
В Древнем Египте на стенах храма, построенного более 4500 лет назад, есть картины, напоминающие газоразрядные лампы, что позволяет предположить, что они использовались для освещения храма.
В 600 г до н.э. Фалес экспериментально обнаружил, что янтарь притягивает различные легкие предметы, если их потереть о шерсть животных.
Природа этого явления не была полностью понята из-за недостатка знаний в то время.

Какое было первое электрическое изобретение

Уильям Гилберт был создателем рудиментарного устройства под названием Версориум.
Устройство было разработано для обнаружения наличия электрического поля.
Ученый Ван Гог пытался продемонстрировать способность притягивать при трении предметы небольшого веса, свойственную не только янтарю, но и другим материалам.Исследователь Ван Гог

Он также был первым, кто описал изоляционные и экранирующие свойства материалов.
В 1663 году Отто фон Герике, мэр Магдебурга, Германия, создал электростатическую машину.
С его помощью изучали влияние сил притяжения и отталкивания на различные объекты.
Машина состоит из шара со стержнем, который получают заливкой расплавленной серы в стеклянную емкость.
После затвердевания серы эту емкость уничтожают.

Шар крепился на специальной подставке и вращался специальной рукояткой.
Если положить на него руку, то можно увидеть, как частицы отталкиваются или притягиваются за счет взаимодействия электростатических сил.эксперименты Стивена Грея
Ученые также доказали, что статическое электричество может передаваться на короткие расстояния через льняные нити.статическое электричество может передаваться через конопляные сети

Кто изобрел электричество и когда

В 1729 году ученый из Англии Стивен Грей провел опыты, позволившие обнаружить перенос электрических зарядов на расстояние 250 метров.
Он также обнаружил, что электричество не проходит через землю.

Впоследствии это позволило разделить весь материал на изоляторы и проводники.
Шарль Дюфи в 1733 году обнаружил, что в природе существует два типа заряда, или, как он их называл, «электричество смолы и электричество стекла».
Затем он исследовал электрические взаимодействия, доказав, что объекты с разными полюсами притягиваются, а объекты с одним полюсом отталкиваются друг от друга.
В ходе этих опытов французский изобретатель придумал электрометр, который позволял ему измерять величину зарядов.
В 1745 году в Лейдене, Нидерланды, ученые Шарль Дюфай и Эвальд фон Клейст открыли возможность накопления заряда в конденсаторе.

Эвальд зарядил стальной гвоздь от электрической машины и стал вынимать его из коробки, которую держал другой рукой.
Когда он коснулся гвоздя, то получил ощутимый энергетический удар.
В результате была обнаружена возможность хранения энергии.
Чуть позже свой опыт повторил профессор Петер фон Мушенбрук.
Он налил воду в стеклянную емкость и окунул в нее медные провода.
Когда ученый попытался прикоснуться к заряженному медному проводу, его ударило мощным током.

Так начала развиваться физика как наука.

Опыты с электричеством

Примерно в то же время в России такие великие ученые, как Джордж Ричман и Михаил Ломоносов, изучали атмосферное электричество.изучение молнии
Для изучения этого явления они сконструировали громоотвод
и использовал его для зарядки лейденской банки».
К сожалению, в 1753 году Джордж Рихман трагически погиб от удара молнии во время экспериментов с атмосферным электричеством.
Франклин также занимался изучением молнии, предложив сделать верхнюю часть громоотвода с шипами для повышения его эффективности.
Он построил громоотвод, чтобы доказать, что природа молнии — электричество.

Джованни Альдини, философ и профессор анатомии, прославился тем, что устроил страшный спектакль из открытий своего дяди, изучавшего сокращение мышц лягушки под действием электрического тока.
Вместо того, чтобы препарировать лягушек, он экспериментировал с тушами.
Труп зашевелился, открыл глаза и скривился.
После таких выступлений у некоторых людей длительные психические расстройства.
В 1800 году Алессандро Вольт изобрел колонку Вольтака, химический источник энергии.

Аппарат состоял из дисков из разных металлов, между которыми помещались бумажные диски, погруженные в раствор щелочи.
Экспериментируя с лягушачьими лапками, он понял, что количество заряда зависит от типа металла.
При их контакте с проводником из того же металла эффекта не наблюдалось.
Благодаря этому исследованию он узнал о потенциальных различиях.

Вольта продолжил свои опыты и обнаружил, что нервы возбуждаются легче, чем мышцы.
Он также обнаружил, что его органы вкуса и зрения чувствительны к электричеству.
После открытия Вольты русский Василий Петров в 1802 году построил большую батарею, состоящую из большого количества последовательно соединенных цинковых и медных дисков, разделенных картоном.
Диски помещают в деревянный ящик и погружают в раствор аммиака.
В результате получилась батарея длиной 12 метров.

генерация такого мощного источника тока позволяет получить электрическую дугу.
На практике были продемонстрированы возможности дуг для сварки и других целей.
Связь между магнитными и электрическими проявлениями была экспериментально продемонстрирована в 1820 году Гансом Эрстедом.
Во время демонстрации нагрева провода путем соединения провода с вольтовым полюсом было замечено отклонение стрелки компаса.

Кто является основоположниками науки об электричестве

В 1822 году Георг Ом открыл магнитный эффект электрического тока, проходящего через соленоид.
Ампер предложил исследовать стальной сердечник, помещенный внутрь соленоида для увеличения магнитного поля.
В 1826 году Георг Ом открыл закон Ома — взаимодействие между сопротивлением, током и напряжением в электрической цепи.Георг Ом
Британский физик Майкл Фарадей открыл в 1831 году электромагнитную индукцию — явление индукции, когда в замкнутом проводнике возникает ток.
Так были созданы генераторы и электродвигатели — основа электротехники.
Его идея заключалась в том, что электричество переносится атомами материи.
В период с 1834 по 1861 год появился электродвигатель с полюсным якорем.
Устройство, созданное Борисом Якоби в 1834 году, стало первым в мире электродвигателем, приводившим в движение вращающийся вал.Устройство, созданное Борисом Якоби
Предыдущие конструкции производили только качающийся или возвратно-поступательный якорь.
Этот двигатель постоянного тока имеет два набора электромагнитов.
Подвижный соленоид (3) установлен на роторе (2), а неподвижный соленоид установлен на статоре (1).
Смена полярности осуществляется переключателем (4).
Источником питания является электрическая батарея (6) постоянного напряжения.
Между 1860 и 1887 годами были разработаны двигатели с круглым, неявно поляризованным якорем и постоянным крутящим моментом.
В 1888 году сербский ученый и изобретатель Никола Тесла получил патент на систему переменного тока, в которой используется двухфазный электродвигатель.

Общепринятое представление об электрическом токе

Большинство людей думают, что электрический ток — это некий поток электронов, который движется по проводам от источника питания к электрическому устройству. Как вода в шланге. И что именно этот поток приводит в движение электрические устройства.

Как вы думаете, электричество течет по проводам? Вы неправы.

Но это распространенное заблуждение. Есть несколько причин, по которым это представление не может быть правильным, если бы энергия и поток электронов были одинаковыми.

  • Скорость движения свободных электронов в медном проводнике сечением 1,5 мм2 (стандарт для домашней системы освещения) составляет 0,05 мм/с. На этом отрезке умещается более 100 тысяч атомов. Если представить их как цепочку бильярдных шаров, то они будут расставлены на расстоянии между собой, примерно равном самим шарам. Если бы энергия передавалась простым физическим столкновением электронов, им потребовалось бы какое-то время, чтобы они прошли по цепи движения, чтобы двигаться. При таком раскладе после нажатия выключателя на стене свет в потолке загорится только через несколько часов, далеко не сразу.
  • В отличие от батарей, наши электросети имеют переменный ток. Это означает, что он постоянно меняет направление. В России это происходит 50 раз в секунду. Так что электроны в проводе вообще никуда не двигаются. Они просто качаются туда-сюда почти в одном и том же месте.
  • Проводов, которые без разрывов идут от электростанции к нашим домам, в природе не существует. Таким образом, есть много подстанций с трансформаторами, где нет прямого контакта с проводами. Электроны физически не могут там перепрыгнуть с одного витка на другой.

Из всего этого можно сделать вывод, что не сами электроны питают электрические устройства. Так что же, а главное, как оно течет по нашим проводам?

Читайте также: Освещение в ванной комнате: 82 фото, советы, как выбрать

Определение электрического тока

Во-первых, давайте посмотрим, как электрический ток объясняется в энциклопедии. Вот определение из Физической энциклопедии»:

«Электрический ток — это направленное движение электрических зарядов (электронов, ионов, дырок и т.д.). Количественно электрический ток характеризуется вектором плотности электрического тока…»

Определение электрического тока в «Физической энциклопедии» (1998 г.) Определение электрического тока в «Физической энциклопедии» (1998 г)

Ниже приведены объяснения, мало понятные обычному человеку. Мы просто должны помнить, что электрический ток не обязательно нуждается в электронах. Электроны — лишь один из возможных носителей, переносящих заряды. И именно эти заряды и есть электрический ток.

Теперь давайте посмотрим более простое определение в Википедии:

«Электрический ток или электрический ток — это направленное (упорядоченное) движение частиц или квазичастиц — носителей электрического заряда. Последующее электромагнитное взаимодействие между заряженными частицами осуществляется не непосредственно, а через электромагнитное поле. Скорость распространения электромагнитного взаимодействия (поля) или скорость электромагнитного излучения достигает скорости света, которая во много раз превышает скорость движения самих носителей электрического заряда.»

Здесь примечательно, что скорость переносимой энергии превышает скорость самих носителей заряда, почти достигая скорости света.

Из всего этого следует, что электрический ток — это не движение электронов по проводу, а скорость передачи энергии не связана с их скоростью и направлением движения.

А дальше еще интереснее. Электричество внутри провода вообще не передается. Но чтобы понять это, давайте немного узнаем о природе электричества.

Электромагнитные волны

В середине 19 века английский физик Джеймс Клерк Максвелл проанализировал все известные тогда формулы, описывающие явления электричества и магнетизма. Один из них противоречил другим. Чтобы привести его в соответствие, Максвелл чисто математически добавил член и повторил часть другого уравнения.

Так возникло математическое описание взаимодействия изменяющихся в пространстве электромагнитных полей. Сегодня мы называем это явление электромагнитными волнами. В зависимости от частоты колебаний электромагнитные волны охватывают весь спектр излучения от низкочастотных и радиоволн до гамма-излучения.

Выяснилось также, что для передачи электромагнитных волн не требуется никакой среды (воздух, вода, металл). Они также переносятся в полном вакууме, как бы прижимаясь друг к другу.

История изобретения электричества

Было бы неправильно говорить, что кто-то один открыл электричество. Сама идея существует уже тысячи лет, и так началась эра научных и коммерческих исследований. Многие великие умы работали над вопросом о природе электричества.

Фалес Милетский

Около 600 г до н.э греческий математик Фалес обнаружил, что при трении меха о янтарь между ними возникает притяжение. Оказалось, что это вызвано дисбалансом электрических зарядов, так называемым статическим электричеством.

Уильям Гилберт

Английский физик написал книгу «Де Магнете» в 1600 году. В ней ученый объяснил опыты, проведенные Фалесом Милетским. Явление статического электричества, которое древний первооткрыватель производил с помощью янтаря (по-гречески «электрум»), Гилберт назвал электрической энергией.

Так возникло английское слово «электричество». Кроме того, ученый изобрел электроскоп, обнаруживавший наличие на теле электрических зарядов.

Шарль Франсуа Дюфе

В начале XVII века французский ученый открыл два вида электричества. Он назвал их стекловидными и смолистыми (в современной терминологии положительными и отрицательными зарядами). Он обнаружил, что предметы с одинаковым зарядом притягиваются, а предметы с противоположным зарядом отталкиваются.

Бенджамин Франклин

В середине 1800-х годов Бенджамин Франклин провел серию экспериментов по изучению природы электричества. В 1748 году ему удалось построить электрическую батарею из листов стекла, спрессованных с листами свинца. Ученый открыл принцип сохранения заряда. Летом 1752 года Франклин провел знаменитый эксперимент, доказавший, что молния — это электричество.

Луиджи Гальвани

Этот итальянский физик и биолог является лидером в открытии явления биоэлектромагнетизма. В 1780 году он провел эксперименты на лягушках и обнаружил, что электричество является средой, через которую нейроны передают сигналы мышцам.

Алессандро Вольта

Этот итальянский физик обнаружил, что некоторые химические реакции являются источниками постоянного электрического тока. Он построил электрическую батарею из меди и цинка, чтобы производить непрерывный поток электрических зарядов.

Вольта ввел понятия электрического потенциала (V) и заряда (Q), выразил закон емкости, названный впоследствии его именем. За эту работу его именем была названа единица электрического потенциала.

Ханс Кристиан Эрстед и Андре-Мари Ампер

В начале 19 века датский физик Ганс Христиан Эрстед обнаружил прямую связь между электричеством и магнетизмом. Он описал, как стрелка компаса отклоняется под действием электрического тока.

Вдохновленный этой работой, французский физик Андре-Мари Ампер придумал формулу для описания магнитных сил, возникающих между объектами, переносящими электричество. Его именем названа единица измерения электрического тока.

Майкл Фарадей

Этот ученый:

  • заложил основы концепции электромагнитного поля;
  • обнаружил, что магнетизм влияет на световые лучи;
  • изобрел электромагнитные вращающиеся устройства.

В 1831 году Фарадей сконструировал электрическое динамо, в котором механическая энергия вращения непрерывно преобразовывалась в электрическую энергию. Это позволило производить электроэнергию.

Томас Эдисон

В 1879 году ученый изобрел практичную лампочку. Затем он продолжил разработку системы, которая обеспечивала бы людей источником энергии для питания таких ламп. В 1882 году в Лондоне была построена первая электростанция, которая вырабатывала электричество и доставляла его в дома людей.

Через несколько месяцев в Нью-Йорке появилась первая электростанция, подавшая электроэнергию для освещения нижней части острова Манхэттен (85 потребителей смогли зажечь 5000 ламп). Это был постоянный ток.

Никола Тесла

Никола Тесла за работой
Никола Тесла за работой: Flickr

Tesla известна разработкой нового типа двигателя переменного тока и технологии передачи энергии. Он запатентовал систему переменного тока для обеспечения людей электроэнергией высочайшего качества. Энергетические системы Теслы распространились на США и Европу, поскольку они обеспечивали передачу высокого напряжения на большие расстояния.

Генрих Рудольф Герц и Альберт Эйнштейн

Генрих Герц занимался опытами по изучению электромагнитных волн. В 1887 году он описал фотоэлектрический эффект, когда электроны испускаются (вырываются из атома) при попадании на материал электромагнитного излучения (например, света).

В 1905 году Альберт Эйнштейн опубликовал закон фотоэлектрических эффектов и выдвинул гипотезу о квантах световой энергии. Так началось развитие квантовой механики и создание солнечных элементов.

Поскольку электричество необходимо человечеству, исследования в этой области продолжаются и по сей день. Мы не можем представить жизнь без электричества, и ученые ищут новые источники.

Строение атома, положительный и отрицательный ионы

Так что любое вещество любого происхождения (вода, дерево, камень, стекло) состоит из более мелких элементов. Их называют молекулами. Возьмите хотя бы одну каплю воды. Он состоит из множества отдельных молекул, имеющих знакомую химическую формулу H2O. Кроме того, молекулу вещества можно разделить на еще более мелкие частицы — атомы.

Суть электричества простыми словами

Структура материи

В настоящее время известно всего более сотни различных атомов, но это не предел. Атомы могут образовывать миллионы различных молекул и, следовательно, столько же различных веществ.

Суть электричества простыми словами

Молекула воды

Планетарная модель атома

Как всем известно из школьной программы, в центре атома находится самый тяжелый его элемент — ядро. Вокруг него на определенном расстоянии электроны движутся разными путями. Ядро не является твердым элементом, оно состоит из протонов и нейтронов.

Суть электричества простыми словами

Планетарная модель атома

Электроны имеют отрицательный заряд, а протоны – положительный. Нейтрон, как следует из его названия, не проявляет свойств ни того, ни другого заряда. Другими словами, он нейтрален.

Чтобы понять сущность электричества, давайте подробнее рассмотрим строение атомов. Для упрощения некоторых процессов используется планетарная модель атома. Как в нашей Солнечной системе планеты движутся вокруг Солнца (ядра) по своим орбитам, так и в атоме электроны движутся вокруг ядра. Электрон — это не плотная частица материи, это сгусток энергии, разбросанный в пространстве, как плоская шаровая молния.

Что такое короткое замыкание. Каковы причины и как это предотвратить

Масса протона примерно в 2000 раз больше массы электрона. Но суммарный положительный электрический заряд всех протонов равен суммарному отрицательному заряду всех электронов. Поэтому в нормальных условиях атом электрически нейтрален и никакие силы вне его не ощущаются. Положительные и отрицательные заряды нейтрализуют друг друга.

Рассмотрим периодическую таблицу химических элементов, известную всем как таблица Менделеева. В этих элементах все атомы расположены в строгом порядке: от самого легкого к самому тяжелому — по величине относительной атомной массы, основную часть которой составляют протоны. Нейтроны тоже имеют массу, но поскольку у них нет ярко выраженного электрического заряда, мы не будем на них акцентировать внимание.

Суть электричества простыми словами

Периодическая таблица Менделеева

Положительный и отрицательный ионы

Как уже говорилось, атом по умолчанию электрически нейтрален: положительные и отрицательные заряды равны. Они компенсируют друг друга. Но если вдруг представить, что хотя бы один электрон покидает свое место в атоме, то суммарный положительный электрический заряд протонов превысит отрицательный заряд всех оставшихся электронов. Поэтому такой атом в целом обладает свойствами положительного заряда и называется положительным ионом.

Суть электричества простыми словами

Электрификация

Атом, получивший лишний электрон, будет иметь преимущественно отрицательный заряд. В этом случае атом называется отрицательным ионом.

Следует отметить, что положительный или отрицательный заряд будет иметь не только атом, но и молекула, а следовательно, и вещество, содержащее этот атом.

Электризация

Электрификация – это процесс приобретения лишнего электрона или, наоборот, его потери. Если в теле имеется избыток или недостаток электронов, то есть ярко выраженный заряд любого знака, то говорят, что тело наэлектризовано.

Экспериментально установлено, что заряды одного знака отталкиваются, а заряды разных знаков притягиваются. Подобный эксперимент можно повторить следующим очень знакомым способом: подвесить на проволоку два металлических шарика, изначально имеющих нейтральный заряд. Затем вы даете одной сфере положительный заряд, а другой отрицательный. В результате шарики будут притягиваться друг к другу. Если два шара заряжены с одинаковым знаком, они будут отталкиваться друг от друга.

Как работает электричество

Электрификация трением

Но когда ты трешь стеклянную палочку о шелк, все происходит наоборот. Электроны из поверхностного слоя стекла покидают стержень. В этом случае стеклянная палочка приобретает положительный заряд за счет превышения суммарного заряда протонов.

Электризация металла

Если мы возьмем хороший проводящий материал, например, кусок металла, заряд, образовавшийся на поверхности металла, сразу же уйдет в землю через наше тело и другие предметы, когда он будет тереться о диэлектрик. Так как наше тело, в отличие от рассматриваемых диэлектриков, имеет относительно хорошую проводимость и относительно легко по нему перемещаются заряды.

Опыт электризации трением не может быть оценен, даже если мы возьмем два металлических предмета, даже с хорошо изолированными ручками. При взаимном трении металла о металл, как и в предыдущих опытах, будут возникать свободные электроны. Однако из-за неизбежной шероховатости поверхности разделить оба металлических предмета одновременно по всей поверхности не получится. Затем, в последней точке контакта между двумя поверхностями, электроны будут течь через так называемый «мост» до тех пор, пока число снова не станет таким же, как до трения.

Статическое электричество

Итак, теперь мы знаем, что при трении рассматриваемых предметов некоторые электроны получают избыточную энергию. Затем они оставляют атомы в одном теле, которое становится положительно заряженным. Эти электроны занимают места на орбитах атомов другого вещества. Который в свою очередь приобретает свойства отрицательного заряда. При этом одноименные заряды отталкиваются, а разноименные притягиваются. Силы, создаваемые зарядами, называются электрическими. А сам факт наличия электрических зарядов и их взаимодействия называется электричеством.

В упомянутых примерах возникает так называемое статическое электричество.

Электрическая сила

В процессе электризации бумажки сами будут притягиваться к заряженной пластиковой палочке. Почему это происходит?

Попробуем раскрыть тайну физического процесса. Это происходит следующим образом. При поднесении заряженного тела к незаряженному телу под действием электрических сил электроны перемещаются к одному из краев тела. И этот край тела из-за избытка электронов становится отрицательно заряженным. А противоположный край соответственно заряжен положительно. Средняя часть тела будет нейтрально заряжена. При этом заряды смещаются по краям данного тела.

Ближе к переносимому заряженному телу будут стремиться заряды противоположного знака. Например, если палка заряжена положительно, бумага будет притягиваться к ней. Поверхность, на которой накапливаются отрицательные заряды. И наоборот.

Как работает электричество

Формула закона Кулона

Действие электрического тока, некоторые факты об электричестве

Как правило, переменный ток, наиболее распространенный в быту, оказывает негативное воздействие на организм человека. Степень этого зависит от значения такой характеристики, как сила тока:

  • При силе тока от 5 до 7 миллиампер наблюдаются судороги в мышцах рук;
  • Токи силой от 8 до 25 миллиампер приводят к появлению болей, дыхательной недостаточности;
  • Ток силой 50-80 миллиампер вызывает паралич дыхания и нарушение работы сердца;
  • Ток силой более 80 миллиампер вызывает остановку сердца и паралич дыхания.
  • Токи малой мощности (до 1,5 миллиампер) вызывают легкое дрожание пальцев и не вызывают боли.
Оцените статью
Блог про электронику