Электричество

Под действием электричества нейлоновая рубашка липнет к телу, и от нее летят искры. И то же электричество — одна из самых полезных форм энергии, имеющихся в нашем распоряжении. От него работают карманные фонарики, телевизоры, стиральные машины и поезда. Мы получаем электричество как от маленьких батареек, так и от громадных генераторов, расположенных за сотни километров от нас. Большие электростанции производят 2000 мегаватт электроэнергии (1 мегаватт равен 1 млн ватт). На подстанциях другие трансформаторы снижают напряжение тока, и он по кабелям доставляется в дома, школы, магазины, учреждения и фабрики.При очень низких температурах (-200 °С и ниже) некоторые вещества становятся сверхпроводниками. Это идеальные проводники, которым для поддержания текущего через них тока не требуется никаких питающих элементов. В электрической цепи батарейка заставляет электроны двигаться по проводу от отрицательного ( - ) вывода к положительному (+). Лампочка загорается, когда электроны протекают через ее нить накала (тонкую проволочную спираль). Выключатель пропускает и прерывает ток, соединяя контакты и разводя их, тем самым разъединяя цепь. Обычно воздух служит изолятором. Но при напряжении 10 000 вольт и более в воздухе может произойти электрический разряд и тогда он (воздух) станет проводником.

Электричество — это совокупность явлений, связанных с наличием мельчайших частиц, которые называют электронами. Электроны исходят из атомов. Но в природе все состоит из атомов, значит, электричество есть во всем. Мы, однако, не замечаем его присутствия, пока под действием каких-либо сил электроны не начинают отделяться от атомов. Электроны могут отделяться от атомов под действием трения. Когда нейлоновая ткань трется о твою кожу, она вытягивает электроны из атомов рубашки, и они остаются на коже. Атомы стараются притянуть электроны обратно, поэтому ткань липнет к телу. Ученые говорят в таком случае, что на нейлоновой ткани есть электрический заряд, или статическое электричество. Батарейки и генераторы могут проталкивать электроны по проводам. Электроны движутся между атомами металла, из которого сделана проволока. Это движение называют электрическим током.

Проводники и изоляторы:

Вещества, через которые может проходить электрический ток, называют проводниками. Металлы, например медь и алюминий, — хорошие проводники. Углерод (графит) тоже проводник.

Вещества, через которые ток протекать не может, называют изоляторами. К ним относятся резина и пластмассы, например ПВХ (поливинилхлорид).

Провод в электрических кабелях обычно сделан из меди и обернут изоляцией из ПВХ, чтобы предотвратить переход тока из одного провода в другой или в того, кто дотронется до этого кабеля. Некоторые виды проволоки, особенно тонкие, сильно нагреваются, когда по ним течет электрический ток. В электрическом тостере ток раскаляет металлическую спираль докрасна. А в электролампочке нить (тонкая проволочная спираль) раскаляется даже добела.

Использование электрических цепей:

Чтобы маленькая лампочка начала светиться, ее надо соединить с батарейкой. У батарейки два вывода: один положительный (+), а другой отрицательный (-). Если их соединить проводником, например лампочкой и связующими проводами, электроны потекут от отрицательного вывода по проводнику к положительному выводу. Весь этот полный контур — провода, лампочка и батарейка — называют электрической цепью. Если в эту цепь добавить выключатель, то ток можно будет включать и выключать. При повороте выключателя два контакта разъединяются, и цепь разрывается. Цепь, подобную этой, можно также использовать для создания электромагнита — магнита, который можно включать и выключать. Он представляет собой железный брусок с обмотанной вокруг него проволочной спиралью. Ток, протекая по спирали, создает магнитное поле, которое усиливается железом. Магнитное действие тока используют также в электромоторах и громкоговорителях.

Многие электрические цепи работают не на батарейках, а на сетевом электричестве. Электросети тянутся от огромных генераторов, установленных на электростанциях. Когда ты включаешь, скажем, электрический чайник, ты подсоединяешь его к большой сетевой цепи.

Производство электроэнергии:

Электрогенераторы, или динамо- машины, вращаясь, производят электроэнергию. На велосипеде тоже есть динамо-машина — ее вращает маленькое колесико, прижатое к шине. Внутри этой динамо-машины находится магнит, который вращается вблизи проволочной рамки. Когда рамка пересекает магнитное поле, возникает электрический ток.

Этот ток течет то в одну, то в другую сторону, когда мимо рамки проходит то один, то другой полюс вращающегося магнита. Такой ток называют переменным током. Генераторы, производящие переменный ток, называют генераторами переменного тока. (Ток от батарейки или аккумулятора, текущий в одну сторону, называют постоянным током.) Громадные генераторы на электростанциях вырабатывают переменный ток. Подвижный магнит — мощный электромагнит, его приводят в действие турбины, которые, в свою очередь, вращаются под действием сжатого под большим давлением пара, газа или воды.

Электрические сети:

Ток, производимый на электростанциях генератором, проходит через трансформатор. Трансформатор повышает напряжение тока, перед тем как электроэнергия будет передаваться через всю страну по линиям электропередач, расположенным высоко над землей. Увеличение напряжения уменьшает величину тока. Электроны проталкиваются с большей силой, поэтому для передачи энергии их требуется меньше и можно использовать более тонкие провода.

Амперы, вольты и ватты:

Ученые измеряют ток в амперах. Чем сильнее ток, тем больше электронов протекает за каждую секунду. Напряжение батарейки или генератора указывает, с какой силой источник электричества может проталкивать электроны. Батарейку в 1,5 вольта трогать не опасно. Но дотрагиваться до обнаженного провода в 220-вольтовом сетевом штепселе нельзя: генератор гонит электроны с такой силой, что ток, пройдя через тело человека, может его убить. Электроны несут энергию от батарейки или генератора. Когда электроны проходят через лампочку, энергия превращается в тепло и свет. Мощность лампочки измеряется в ваттах. Чем выше мощность, тем больше энергии расходуется и тем больше тепла и света производится каждую секунду.

Типичные напряжения:

Карманный фонарик - 1,5 вольта.
Автомобильный аккумулятор — 12 вольт.
Сетевой ток — 230 вольт (Великобритания), 110 или 220 вольт (Канада и США).
Поезд метрополитена — 600 вольт.
Вспышка молнии — 100 млн вольт.

Понравилась статья? Расскажи друзьям!

< Предыдущая		Следующая >

Добавить комментарий

Имя (обязательное)

Защитный код
Обновить

Отправить