В електричеството е физическо свойство на материята. Състои се от онова отрицателно или положително взаимодействие между протоните и електроните на материята. Терминът се отнася до кехлибарен цвят, за гъвкавия и светъл цвят, който представи. Терминът обаче е въведен за първи път в научното общество от английския учен Уилям Гилбърт (1544-1603) през 16 век, за да опише явлението енергийно взаимодействие между частиците.
Какво е електричество
Съдържание
Под физическо електричество се разбират явленията, които се проявяват чрез наличието на електрически заряди, присъстващи в телата, тъй като те са изградени от молекули и атоми, чието взаимодействие на техните частици генерира електрически импулси. Положителните и отрицателните заряди върху атомите е статично електричество, докато движението на електроните и освобождаването им от атомите произвеждат електрически токове.
Това е част от електромагнетизма, който с гравитацията и слабата ядрена сила и силната ядрена сила формира основните взаимодействия на природата.
Етимологията му идва от латинското electrum, също от гръцкото élektron, което означава „кехлибар“. Гръцкият философ Талес от Милет (624-546 г. пр. Н. Е.) Наблюдава как триенето магнетизира кехлибар със статично електричество и векове по-късно ученият Шарл Франсоа дьо Цистерне дю Фай (1698-1739) забелязва как положителните заряди на електричеството те бяха разкрити, когато се търкаше стъкло и от своя страна се показваха негативи, когато се търкаха смоли като кехлибар.
В потока на енергия от подвижни или неподвижни заряди е това, което се нарича ток, или прехвърлянето на електрони от един атом към друг, и в резултат на електрическата сила се измерва в волта или вата, термин, използван в производството на електроенергия на английски език и Той е кръстен на изобретателя на парната машина Джеймс Уат (1736-1819).
Възможно е обаче да се намери електричество в природата, както в случая на атмосферни събития, биоелектричество (електричество в някои животни) и магнитосферата.
Един от най-известните случаи на животни, които произвеждат електричество, е този на електрическата змиорка, която има в тялото си електроцити (орган на това животно, които генерират електрически полета), които се намират в цялото тяло и функционират по подобен начин на неврони и могат да генерират до 500 волта разряди.
Тъй като има разнообразие от елементи, техните атоми са различни; Ето защо някои материали са носители на електричество и други изолатори. Най-добрите проводници са металите, тъй като те имат малко електрони в атомите си, така че не е необходимо по-голямо количество енергия, за да могат тези субатомни молекули да прескачат от един атом на друг.
Електрически характеристики
Според своята динамика, произход, изпълнение и явления, които произвежда, той има характеристики, които го отличават. Сред основните са:
- Кумулативно. Има устройства с възможност за съхраняване на електричество в химични вещества вътре в акумулаторите, които позволяват то да бъде запазено за по-нататъшна употреба (батерии).
- Начинът му на получаване. В случай на батерии или клетки, той се получава химически; също чрез електромагнитна индукция при движение на проводник в магнитно поле, като алтернатори; и от светлина, когато определени видове метали отделят електрони, когато слънчевата светлина попадне върху тях (слънчеви панели).
- Неговите ефекти. Те могат да бъдат физически, механични или кинетични, термични, химични, магнитни и светещи.
- Нейните проявления. Те могат да бъдат под формата на мълния, статично електричество, текущи потоци, наред с други.
- Опасност. Чрез генериране на топлина може да причини тежки изгаряния и в случаи на по-силно излагане смърт.
- Съпротивление и проводимост. Това е противопоставянето на някои видове материя пред нейното преминаване и съответно лесния поток от нея.
Видове електричество
Има няколко вида електричество, най-важните са:
Статично
Статиката възниква от излишния електрически заряд, който се натрупва в проводим или изолационен материал.
Известно е, че атомите са съставени от определен брой протони (положителен заряд) в тяхното ядро и от същия брой електрони (отрицателен заряд), които обикалят около него, което прави споменатия атом електрически неутрален или в равновесие; но когато се създава триене между две тела или вещества, върху споменатите обекти могат да се генерират заряди.
Това е така, защото електроните и на двата материала ще влязат в контакт, което води до дисбаланс в зарядите на атомите, което води до статично състояние. Нарича се така, защото се генерира в атоми, които са в покой и зарядът му не се движи, а остава неподвижен. Пример за това е, когато прокараме четка през косата и някои се повдигат от статиката на триенето между материала на същата и косата. Артефакти като принтери използват статични, за да разкрият тонера или мастилото върху хартията.
Динамичен
Този тип се произвежда от товар, който е в движение, или от потока му. За да направите това, имате нужда от електрически източник (който може да бъде химически, като батерия, или електромеханичен, като динамо), който кара електроните да преминават през проводящ материал, през който тези електрически заряди могат да циркулират.
В него електроните се движат от един атом към следващия и така нататък. Тази циркулация е известна като електрически ток. Пример за този тип електричество са електрическите контакти, които са източник на динамично електричество за уреди и други уреди, които се нуждаят от електричество.
Важно е да се подчертае съществуването на други видове електричество, сред които са:
- Основно: Този тип е този, който се отнася до привличането на положителни и отрицателни заряди, където обектите ще бъдат заредени. Той се генерира от два полюса, които не трябва непременно да се докосват, а да се привличат. Този тип електричество се среща във всекидневните предмети.
- Поведенчески: Той се разглежда като част от динамиката, тъй като той се транспортира с помощта на проводници, поради което продължава да се движи през веригите. Има различни проводници, като метали (особено мед), алуминий, злато, въглерод и др.
- Електромагнитно: То се генерира от магнитно поле, което може да се съхранява и излъчва като радиация, така че се препоръчва да не се излагате дълго време на този тип поле. Физикът Ханс Кристиан Ерстед (1777-1851) открива връзката между магнетизма и електричеството, наблюдавайки, че електрическият ток създава магнитно поле.
Сред приложенията на този вид електричество се откроява в медицината, например за рентгенови апарати или за извършване на ядрено-магнитен резонанс.
- Индустриални: Това трябва да се генерира за големите машини, използвани в масовото производство на продукти, които изискват големи количества енергия, тъй като са с голяма мощност.
Той е разработен, след като науката доказа, че природните енергийни ресурси като мълниите могат да бъдат канализирани и използвани от човека, превръщайки се в мощен източник на електрическа енергия, което позволява да се отговори на нуждите на индустрията.
Електрически прояви
Електрически заряд
Това е свойство, че някои субатомни частици (електрони, неутрони и протони) трябва да се привличат и отблъскват взаимно, както и определя тяхното електромагнитно взаимодействие. Това се получава в атомите, които ще го прехвърлят към молекулите на различно тяло или чрез проводящ материал. Той също така се отнася до способността на частицата да обменя фотони (частици от светлина или електромагнитна енергия).
Това присъства, например, в статичното електричество, което е заряд, неподвижен в тялото. Също така, зарядът поражда електромагнитната сила, тъй като произвежда сила върху другите. Таксите могат да бъдат отрицателни, а други положителни и таксите от същия тип ще бъдат отблъснати, докато противоположните такси ще се привлекат.
Зарядите се измерват през единица кулон или кулон и са представени с буквата С и това означава количеството заряд, което преминава през участък на някакъв проводник за период от една секунда. И материята, и антиматерията имат равни и противоположни заряди на съответната им частица.
Електрически ток
Това е потокът от електрически заряд през материал, произведен от движението на електрони или друг вид заряд. Той ще създаде магнитно поле, едно от електрическите явления, които могат да бъдат използвани, в този случай от електромагнит.
Материалите, през които ще циркулира този поток, могат да бъдат твърди, течни или газообразни. В твърдите материали електроните се движат; йони (атоми или молекули, които не са електрически неутрални) се движат в течности; и газообразните, могат да бъдат както електрони, така и йони.
Размерът на токовия заряд за единица време е известен като интензитет на електрическия ток, който е символизиран с буквата I и е посочен като кулони в секунда или ампер.
Електрическият ток може да бъде:
- Непрекъснати или директни, които представляват онези потоци от заряди, които циркулират по постоянен път, той не се прекъсва от нито един вакуумен период, тъй като е само в една посока.
- Alterna, която се движи в две посоки, променя маршрута и интензивността си.
- Трифазен, който представлява групирането на три променливи тока с една и съща амплитуда, честота и ефективна стойност (концепция, използвана за изследване на периодични вълни), представяща разлика от 120 ° между фаза и фаза.
електрическо поле
Това е електромагнитно поле, генерирано от електрически заряд (дори когато не се движи) и което влияе върху зарядите, които го заобикалят или са в него. Полетата не са измерими, но зарядите, които са поставени върху тях, могат да бъдат наблюдавани.
Електрическото поле е физическо пространство, където електрическите заряди на различните тела си взаимодействат и се определя концентрацията на интензитета на електрическа сила. В този регион свойствата са модифицирани от наличието на заряд.
Електрически потенциал
Той се отнася до капацитета на електрическо тяло или енергията, която е необходима за преместване на товар или извършване на работа и се измерва във волта. Тази концепция е свързана с тази за потенциална разлика, която се определя като енергията, необходима за преместване на заряд от една точка в друга.
Това може да бъде дефинирано само в ограничен участък от пространство за статично поле, тъй като за движещи се заряди се използват потенциалите на Лиенар-Вихерт (те описват електромагнитните полета на разпределение на движещи се заряди).
Електромагнетизъм
Това се отнася до магнитните полета, които се генерират поради електрически заряди, които са в движение и които предизвикват привличане или отблъскване към материалите, които са в тези полета, които могат да генерират електрически ток.
Електрически вериги
Той се отнася до свързването на поне два електрически компонента, така че електрическият заряд да може да тече по затворен път за някаква конкретна цел. Те се състоят от елементи като компоненти, възли, разклонения, мрежи, източници и проводници.
Има схеми с приемник, както в случая с крушки или камбани; последователни вериги, като коледни светлини; вериги в паралел, като светлини, които се включват едновременно със същия превключвател; смесени схеми (те съчетават последователни и паралелни); и превключени, които са тези, които позволяват например да се включи една или повече светлини от повече от една различна точка.
История на електричеството
Предшествениците на електричеството се връщат в древни времена, дори до почти три хиляди години преди Христа, където човешкото същество е наблюдавало определени електрически явления в природата, въпреки че не е знаело как са произведени или динамиката на същото. По същия начин те са били свидетели на някои магнитни явления, произведени от някои видове материали, получени в природата, като магнетит или присъствието му при животни.
Приблизително в 2750 г. пр. Н. Е. Египетската цивилизация пише за електрическите риби, намерени в река Нил, като ги посочва като защитници на другата фауна в нея. Около 600 г. пр. Н. Е. Фалес от Милет е първият човек, който открива, че кехлибарът придобива електрически и магнитни свойства, когато се търка със специфичен материал. Но електричеството като наука датира от седемнадесети и осемнадесети век, в средата на научната революция, когато появата на тази област на изследване е идеалният контекст за началото на индустриалната революция и нейното разрастване в съвременния свят, който се издига беше от решаващо значение за развитието на човечеството.
Преди това, през 16 век, философът и лекар Уилям Гилбърт (1544-1603) прави важен принос в изследването на електрическото явление, като обръща специално внимание на електричеството и магнетизма. Термините "електричество" и "електричество" се появяват за първи път през 1646 г. в работата на англичанина Томас Браун (1605-1682). Мерните единици за различните електрически явления се появиха по-късно благодарение на множество приноси на интелектуалци във физиката.
Ученият, политик и изобретател Бенджамин Франклин (1706-1790), през 1752 г. успява да насочи електрическата мощност, съдържаща се в мълния, през хвърчило, което доведе до изобретяването на гръмоотвода; устройство, използвано за провеждане на електричество от мълния към земята. По-късно италианският физик Алесандро Волта (1745-1827) изобретява акумулаторната батерия през 1800 г., която позволява да се съхранява енергия, като се възползва от използването на електричество, генерирано от химични реакции; и през 1831 г. физикът Майкъл Фарадей (1791-1867), разработва първия електрически генератор, който позволява непрекъснато да изпраща електрически ток.
Първият етап на индустриалната революция не включва електричество за нейното развитие, тъй като използва енергията, генерирана от пара. Още към втората индустриална революция през 19 век електричеството и петролът се използват за генериране на енергия, което позволява на учения Томас Алва Едисон (1847-1931) да запали първата крушка с нажежаема жичка през 1879 година.
В края на 19 век и началото на 20 век Едисон, защитник на постоянния ток, и изобретателят и инженер Никола Тесла (1856-1943), баща на променлив ток, оспорва бъдещето на електричеството.
Постоянният ток беше популяризиран в САЩ за битови и промишлени нужди; скоро обаче беше открито, че тя е неефективна на големи разстояния и когато се изисква по-високо напрежение, и излъчва огромни количества топлина.
Тесла разработи експерименти, които доведоха до откриването на алтернативни начини за транспортиране на електрическа енергия по по-ефективен начин, което доведе до откриването на променлив ток.
Джордж Уестингхаус (1846-1914), американски бизнесмен, подкрепя и купува изобретението на Тесла, което в крайна сметка печели битката за електричество, тъй като е по-евтин тип ток с по-малко енергийни загуби.
Значение на електричеството
Неговото значение е жизненоважно за съвременния живот, тъй като е един от основните стълбове на днешното общество, тъй като основно всичко, което хората използват, включва електричество, за да функционира: електрически уреди, машини, комуникации, някои форми на транспорт, производство на стоки и услуги, в областта на медицината, науката, наред с други области.
Тя може да бъде създадена от човека или впрегната директно от природата. Изкуственото електричество се създава от турбини, кондензатори и машини, които разчитат на силата на природата да функционира, като язовири, които използват силата на големи количества вода, за да генерират ток, който захранва големите градове.
Планетата Земя също е способна да генерира електричество, тези лъчи, светкавици и мълнии, които виждаме в небето в средата на буря, са електрически разряди, генерирани от сблъсъка на огромни клъстери от материя и енергия. Това се нарича естествен електрически ток и може да се използва от човек с гръмоотводи и супер устойчиви проводници, способни да поемат въздействието на разряд с такава величина.
10 примера за използване на електричество
Електричеството се използва многократно в човешките дейности. Сред най-изявените примери са:
- В превозни средства с автомобилно електричество, което циркулира през вериги, които достигат до части от него и които изискват електричество, за да функционира, като светлини, клаксон, двигател, наред с други, и се генерира от батерия.
- За осветление, тоест за включване на битово, обществено и индустриално осветление.
- За запалване на електрически уреди и електроника.
- За генериране на топлина в умерен климат, например чрез отопление.
- За транспорт, като самолети, тъй като те се нуждаят от електричество, за да излитат.
- За медицинската област, използвана в устройства, използвани за анализи и изследвания.
- В индустрията, която изисква големи количества електрически заряд за производство на потребителски продукти.
- Да генерира движение през двигатели, които задвижват електрическа енергия, превръщайки електрическата енергия в механична енергия.
- За комуникации, използвани в устройства като ретранслаторни антени, предаватели, наред с други.
- За транспортиране и контрол на течности, като вода, през соленоидни клапани, които помагат за намаляване на потока.
