Откуда берутся электрические заряды
Перейти к содержимому

Откуда берутся электрические заряды

  • автор:

У вас большие запросы!

Точнее, от вашего браузера их поступает слишком много, и сервер VK забил тревогу.

Эта страница была загружена по HTTP, вместо безопасного HTTPS, а значит телепортации обратно не будет.
Обратитесь в поддержку сервиса.

Вы отключили сохранение Cookies, а они нужны, чтобы решить проблему.

Почему-то страница не получила всех данных, а без них она не работает.
Обратитесь в поддержку сервиса.

Вы вернётесь на предыдущую страницу через 5 секунд.
Вернуться назад

У вас большие запросы!

Точнее, от вашего браузера их поступает слишком много, и сервер VK забил тревогу.

Эта страница была загружена по HTTP, вместо безопасного HTTPS, а значит телепортации обратно не будет.
Обратитесь в поддержку сервиса.

Вы отключили сохранение Cookies, а они нужны, чтобы решить проблему.

Почему-то страница не получила всех данных, а без них она не работает.
Обратитесь в поддержку сервиса.

Вы вернётесь на предыдущую страницу через 5 секунд.
Вернуться назад

У вас большие запросы!

Точнее, от вашего браузера их поступает слишком много, и сервер VK забил тревогу.

Эта страница была загружена по HTTP, вместо безопасного HTTPS, а значит телепортации обратно не будет.
Обратитесь в поддержку сервиса.

Вы отключили сохранение Cookies, а они нужны, чтобы решить проблему.

Почему-то страница не получила всех данных, а без них она не работает.
Обратитесь в поддержку сервиса.

Вы вернётесь на предыдущую страницу через 5 секунд.
Вернуться назад

Откуда берется электрический заряд

No Image

Мы знаем о том, что человеческий организм «работает» на основе электрохимических реакций. Каким же образом наши тела способны генерировать электричество?

Вспомните школьный курс физики: в каждом атоме есть некоторое количество протонов, электронов и нейтронов. Обычно количество электронов равно числу протонов, что позволяет поддерживать нейтральный баланс частицы. Электроны расположены на разных расстояниях от центра атома с протонами и нейтронами: чем дальше от ядра вращается электрон, тем больше его потенциальная энергия. Так называемые валентные электроны (расположенные на внешних орбитах) могут покидать атом даже при незначительном стороннем воздействии. Явление перемещения электронов от одних атомов к другим и называют электрическим током.

В организме человека присутствуют множество химических веществ (например, кислород, калий, магний, кальций или натрий), реакции которых друг с другом способствуют возникновению электрической энергии. В числе прочего, это происходит в процессе так называемого «клеточного дыхания» — извлечения клетками тела энергии, необходимой для жизнедеятельности.

Каждая из молекул этих химических веществ может создавать отрицательный или положительный электрический импульс в зависимости от конкретной цели. Например, в сердце человека есть клетки, которые в процессе поддержания сердечного ритма поглощают натрий и выделяют калий, что создаёт в клетке положительный заряд. Когда заряд достигает определённого значения, клетки обретают способность воздействовать на сокращения сердечной мышцы.

«Клеточное дыхание» — лишь один из химических процессов организма, способствующих выработке электричества. Каждый человек — это сложнейшее сочетание химических соединений, взаимодействие которые рождает электрический заряд.

Мы знаем, что наше тело работает с помощью электричества. Оно управляет мышцами и передаёт сигналы в нервной системе. Но откуда берётся электричество внутри нас? Где тот генератор разрядов и по каким проводам бежит ток?

Если засунуть лампочку в рот, будет ещё эффектнее!

Что такое электричество

Это совокупность явлений, обусловленных существованием, взаимодействием и движением электрических зарядов, говорит нам Википедия. Электрическими зарядами могут быть как элементарные электроны, так и протоны или даже ионы крупных химических элементов

Электроны в нашем организме напрямую для передачи электричества не используются. Протоны (ионы водорода — H+) используются для других целей: они создают кислую среду, например, в желудке

Для получения и передачи электричества в нашем теле используются ионы. В основном это два щелочных металла, потерявших по одному электрону: натрий (Na+) и калий (K+)

Для того, чтобы понять, как в нас генерируется электричество нужно знать о двух физических явлениях

Эту характеристику тока знают все: она измеряется в вольтах. В розетке обычно 220 вольт и 0 пальцев (если это не так, нужно вызвать соответствующего специалиста). Другое название напряжения — разность потенциалов. Всё просто: если у нас в одной точке потенциал электрического поля равен 3 вольта, а в другой — 10 вольт, то напряжение между ними — 7 вольт!

Птички могут сидеть на высоковольтных проводах именно благодаря тому, что разность потенциалов (напряжение) между точками соприкосновения с проводом (лапками) невелика. Если же птичка внезапно решит продемонстрировать поперечный шпагат… Это будет искромётно!

Эта птичка знает физику и не садится на шпагат

Вот ещё одно полезное применение этого закона. Если вдруг вы попадёте в ситуацию с упавшим на землю электрическим проводом, отходите от него короткими шажками (не длиннее ступни) и вы будете в безопасности

Если концентрация какого-то вещества распределена неравномерно, то вещество будет стараться распространиться по всему объёму так, чтобы выровнять концентрацию. Когда вы кладёте ложку сахара в чай он не толпится в ложке. Сахар, в восторге крича «Да тут столько свободного места!» равномерно распределяется по всему стакану

Если одинаковых частиц в одном месте жидкости много, а в другом — мало (это и называется градиентом концентрации), они стремятся туда попасть. Стремятся не в смысле мечтая взять отпуск и смотаться туда, а чисто физически: бегут, сломя голову туда, где посвободнее, и бьются в стену, если она стоит на пути. Вот отличная иллюстрация:

Прежде чем перейти к электричеству в клетках нашего тела скажем ещё пару слов о самих клетках

Внутри клетки есть ядро, митохондрии и куча других неинтересных для нас сейчас вещей. Нам интересно то, что отделяет клетку от окружающей среды: её мембрана

На картинке небольшой вырезанный участок мембраны. Представьте, что она продолжается во все стороны и дальше и, замыкаясь, ограничивает клетку.

Шарики с двумя хвостиками — это липиды. Они и составляют основу мембраны, образуя двойной слой

Но самое интересное для нашей темы — это фиолетовые штуки, пронизывающие мембрану. Химически это белки. Они выполняют самые разные функции. Например, есть белки-каналы, пропускающие определённое вещество. Помните про диффузию? Так вот, каналы — это дверь, через которую вещества могут переходить из области с высокой концентрацией в область с низкой. Каналы могут открываться и закрываться

Есть также белки-насосы. Они способны тратить энергию клетки, а взамен перемещать в вещество даже в область с высокой концентрацией! Представьте клеточный насос как огромного охранника на входе в клуб. Если кто-то попался ему под руку, он хватает его и выкидывает на выход, даже не смотря на то, что там уже куча людей

Нас интересуют натрий-калиевые насосы. Это даже не один охранник, а двое, работающих в паре! Один берёт за шкирку 3 иона натрия внутри клетки, а другой — 2 иона калия снаружи. Как только оба напарника собрали полный комплект, они разворачиваются и выкидывают захваченные ионы на другую сторону клетки. Так натрий оказывается снаружи, а калий — внутри. Na/K-насос работает постоянно. До 40 процентов энергии в наших клетках тратится только на его работу!

К чему это приводит

Вы могли заметить, что обмен неравнозначный: 3 иона натрия против 2 калия. Они имеют одинаковый положительный заряд. А это значит, что из-за такого обмена (насосов много и они работают постоянно) получается разность потенциалов между внутренней и наружной средой клетки! А где есть разность потенциалов, там есть и электричество!

Как возбуждаются клетки

Работа Na/K-насоса в итоге приводит к установлению равновесия. Разность потенциалов нормальной живой клетки стабильна — это называется потенциал покоя. Но ведь нас интересует совсем не такое стабильное электричество! Мы хотим разряд со звуком скдыщь!

Такой разряд нужен для того, чтобы сокращать мышцы или нейронам обмениваться информацией. И он происходит! Может быть разве что без соответствующего звука. Для этого включаются насосы, о которых мы говорили ранее

Читайте также: Подключение крана в ванной

Если клетка получает сигнал (не будем сейчас разбирать его природу: статья и так затягивается), что нужно возбудиться, происходит следующее. Натриевые насосы в мембране открываются. Натрий, так долго сдерживаемый суровыми охранниками, видя открытые двери толпами ломится внутрь, неся с собой положительный заряд. Разность потенциалов меняется! Теперь она называется потенциалом действия. Его график выглядит так:

Нижняя пунктирная линия — это потенциал покоя, когда в клетке существует равновесие. Плавный подъём вверх (a-b) происходит, когда клетка начинает подозревать, что скоро что-то будет. Немного натриевых каналов открываются и разность потенциалов потихоньку ползёт вверх. Достигая некоторого критического потенциала в клетке открываются вообще все натриевые каналы и ошалевший натрий мгновенно врывается внутрь (линия b-c). Далее все каналы захлопываются, натрий начинает выбрасываться из клетки насосами и потенциал вновь приходит в норму. До следующего такого действия, которое, например, в клетках сердца происходит каждую секунду. Всем знакомое ЭКГ — это отражение потенциалов действия сердца

Как передаётся возбуждение

И самый крутой момент! Натриевые насосы — потенциал-чувствительные. Это значит, что они открываются, когда потенциал мембраны изменяется

Вот почему это круто. Стоит возбуждению произойти на небольшом участке клетки, это приводит к открытию там натриевых каналов. Это изменяет потенциал мембраны и приводит к открытию каналов поблизости. И так далее по цепной реакции! Именно по этому на графике такой резкий скачок вверх: если в одном месте возникает возбуждение, то оно быстро охватывает всю клетку. Это называется законом всё или ничего

Надеюсь, ваши электрические связи в мозгу узнали о себе много нового. Больше постов про науку, учёбу и IT можно найти в моей группе ВК

Работа сделанна в 2008 году

Электричество — раздел Физика, — 2008 год — Электричество 2008 Г. Много Веков Назад Люди Открыли Особые Свойства Янтаря.

ЭЛЕКТРИЧЕСТВО 2008 г. Много веков назад люди открыли особые свойства янтаря: при трении в нем возникает электрический заряд. В наши дни с помощью электричества мы имеем возможность смотреть телевизор, переговариваться с людьми на другом конце света, а также получать свет и тепло, лишь повернув для этого выключатель. Опыты с янтарем, то есть смолой хвой¬ных деревьев, окаменевшей естествен¬ным образом, проводились еще древними греками.Они обнаружили, что если янтарь потереть, то он притягивает ворсинки шер¬сти, перья и пыль. Если сильно потереть, к примеру, пластмассовую расческу о волосы, то к ней начнут прилипать кусочки бумаги.

А если потереть о рукав воздушный шарик, то он прилипнет к стене. При трении янта¬ря, пластмассы и ряда других материалов в них возникает электрический заряд.Само слово «электрический» происходит от ла¬тинского слова electrum, означающего «янтарь». Вспышка молнии — одно из самых зре¬лищных проявлении электрического заряда, Молния возникает и результате большого скопления электрических зарядов и облаках, В середине XVIIФранклин провел очень опасный эксперимент, запустив в грозовое небо воздушного змея. Он хотел доказать, что молния — результат того же электрического заряда, что возникает при тре¬нии предметов друг о друга, Если имеющие электрический заряд объ¬екты притягивают и удерживают только очень легкие предметы, то магнит может удержать довольно тяжелые куски железа.

По-этому издревле магниты применялись с поль¬зой, например, в компасах.

ОТКУДА БЕРЕТСЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЗАРЯД? Все атомы окружены облаком электронов, которые несут отрицательный (-) электрический заряд.Электроны движутся вокруг ядра. Ядро обладает таким же суммарным заря¬дом, как и все его электроны, но это заряд по¬ложительный (+) . Обычно положительный и отрицательный заряды уравновешивают друг друга, и атом является электрически нейтраль¬ным. Но у некоторых веществ часть внешних электронов имеет довольно непрочные связи с их атомами.

И если потереть два предмета друг о друга, то такие электроны могут освободить¬ся и перекочевать на другой предмет. В результате этого перемещения у одного предмета электронов становится больше, чем должно быть, и он приобретает отрица¬тельный (-) заряд. У второго предмета элек¬тронов становится меньше, так что он при¬обретает положительный (+) заряд.Заряды, формирующиеся подобным образом, назы¬вают иногда «электричеством трения», Какой из предметов приобретет положительный или отрицательный заряд, зависит от отно¬сительной легкости, с какой электроны передвигаются в поверхностных слоях двух предметов.

Если натереть шерстяной тряпкой поли¬этиленовую леску, то она получит отрица¬тельный заряд, а если натереть органическое стекло, то оно получит положительный заряд. В любом случае тряпка получит заряд, проти¬воположный заряду натертого материала. Электрические заряды влияют друг на друга.Положительный и отрицательный за¬ряды притягиваются друг к другу, а два отри¬цательных или два положительных заряда от¬талкиваются друг от друга.

Если поднести к предмету отрицательно заряженную леску, отрицательные заряды предмета переместят¬ся на другой его конец, а положительные за¬ряды, наоборот, переместятся поближе к леске. Положительные и отрицательные заряды лески и предмета притянут друг друга, и предмет прилипнет к леске. Этот процесс на¬зывается электростатической индукцией, и о предмете говорят, что он попадает в электро¬статическое поле лески.Майкл Фарадей доказал, что, электричест¬во трения и электрический ток — одно и то же. Он также доказал, что электрическое поле не может существовать внутри металлической клетки (теперь называемой клеткой Фарадея). ГРОМ И МОЛНИЯ Грозы обычно бывают летом в жаркую погоду; когда с поверхности земли горячие потоки воздуха насыщенные влагой, поднимаются вверх.

Пока капли воды и кристаллы льда кру¬жатся в воздушных потоках грозовых облаков, они заряжаются электричеством.Крошечные, положительно заряженные кристаллы льда движутся вверх, а отрицательно заряженные градинки собираются внизу облака.

Точно так же, как из-за электростатичес¬кой индукции к заряженной леске притяги¬ваются маленькие предметы, по той же при¬чине и заряженное облако притягивается к земле. Отрицательный заряд на нижней сто¬роне облака притягивается положительным зарядом на земле, и между ними возникает мощная искра (молния). Разряд молнии на¬гревает воздух и заставляет его расширяться, что сопровождается грохотом грома.

Звук переносится по воздуху гораздо медленнее, чем свет, поэтому вначале мы видим вспыш¬ку, а потом слышим гром. При трении металлы не только легко эле¬ктризуются, но и очень хорошо проводят электричество. Поэтому если металлический предмет находится в руках человека, то заряд проходит и через тело человека.Электриче¬ство, возникающее при трении, чаще встре¬чается у материалов, являющихся плохими проводниками, таких как стекло, резина, пластмасса, смола, Эти материалы называют¬ся изоляторами.

Читайте также: Порошок для чистки труб от засоров

Так как электричество по ним не передается, его называют статичес¬ким электричеством. Фарадей называл его также «обыкновенным» электричеством, од¬нако в наши дни мы повсеместно используем электрический (движущийся) ток. Так что теперь скорее он стал «обыкновенным». ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЗАРЯД Если у вас подошва из резины или синтетиче¬ского материала, и вы прошлись по ковру, то, прикоснувшись к металлической ручке двери, вы почувствуете легкий удар током.Эта означает, что ваше тело при трении подошв о ковер успело зарядиться электричеством, Иногда человек испытывает удар током, выходя из машины и закрывая дверь.

Вероят¬ней всего, на нем шерстяная или хлопчатобу¬мажная одежда, которая наэлектризовалась от синтетического сиденья машины. Если к тому же у него подошвы из резины или син¬тетики, которые являются изоляторами, то заряд может выйти только в момент прикос¬новения к металлической ручке.Чтобы избе¬жать этого, можно попробовать дотронуться до чего-нибудь металлического еще внутри машины перед выходом.

Тогда заряд умень¬шится и неприятного удара не последует, НАСТОЯЩИЙ УДАР ТОКОМ Хотя описанные выше удары электричес¬ким током и неприятны, они, тем не менее безопасны для человека. Но электрические заряды, возникающие в результате трения, в ряде случаев могут вызвать чрезвычайные ситуации. Были случаи, когда огромные су¬пертанкеры взрывались в то время, когда их топливные цистерны промывались мощны¬ми водометами.Электрический заряд возникает при тре¬нии капель воды в струе водомета.

Этот эф¬фект сходен с эффектом от восходящего в грозовое облако воздушного потока с капель¬ками воды. В подобных условиях, несмотря на влажную среду; могут вспыхнуть искры, что грозит возгоранием паров бензина, ос¬тавшихся в цистерне. Самолеты тоже могут получить электричес¬кий заряд, если попадут в грозовое облако или при трении шасси о землю вовремя посадки.Раньше искры от скопившихся на по¬верхности самолёта электрических зарядов создавали угрозу взрыва.

Однако теперь предпринимаются необходимые меры пре¬досторожности. Например, покрышки шасси делают из электропроводящего материала. На концах крыльев самолета монтируются коронирующие (разрядные) электроды, и все электричество скапливается на концах крыльев и «распыляется». Меры безопасности необходимы и при заправке топливом, потому что трение, воз¬никающее в потоке бензина, вполне может вызвать сильный заряд. Поэтому бензонасо¬сы делаются из железа.ПРИМЕНЕНИЕ Электричество, возникающее в результате трения, или статическое электричество, ис¬пользуется человеком самым разным обра¬зом. Частицы сажи, пепла и им подобных твердых веществ вместе с дымом выбрасыва¬ются многочисленными предприятиями в воздух, а затем возвращаются в виде осадков.

Благодаря применению электростатических фильтров, устанавливаемых в трубах, при¬близительно 98% твердых веществ можно за¬держать и удалить, пока они не попали в воз¬дух. Этот процесс называется электростати¬ческим пылеулавливанием.

Ежегодно в США подобным образом предупреждается выброс в воздух 20 миллионов тонн сажи. При покраске автомобилей и воздушного транспорта пользуются специальной систе¬мой распыления. Однако при этом каждый раз испаряется до 25% краски. Этого можно избежать, сообщив распыляемым частицам электрический потенциал. Наэлектризован¬ные частицы краски начинают притягиваться к поверхности машины или самолета и луч¬ше держатся.Экономия при эффективном использовании системы распыления превы¬шает затраты на зарядное оборудование.

Та же самая техника используется и при нанесении порошковых покрытий. Наэлектризованное покрытие словно прилипает к металлу, а при нагревании поверхности по¬рошковое покрытие образует тонкий нераз¬рывный слой. Электрический заряд и порошок исполь¬зуются также в ксероксах. На линзу отражает¬ся изображение текста или рисунка, которое надо скопировать.Этот черно-белый рису¬нок переносится на бумагу как рисунок из за¬ряженных и нейтральных участков.

Когда по бумаге рассеивается черный порошок, он притягивается исключительно к заряженным участкам. Затем под действием горячего воз¬духа порошок закрепляется на бумаге. Такая техника копирования называется ксерографией. Она также используется в факсимиль¬ных аппаратах. ДВИЖУЩИЕСЯ ЗАРЯДЫ При вспышке молнии образуется огромное количество энергии. Затем следует пауза, по¬ка снова не накопится такой же сильный за¬ряд и не вспыхнет новая молния.Представьте теперь, что можно накапливать и разряжать заряды без пауз. Получится постоянный по¬ток зарядов, Таков, собственно, эффект бата¬рейки — хотя при ее работе количество энер¬гии несравнимо с молнией.

На этом же прин¬ципе построена работа генераторов на элек¬тростанциях. Если заряды движутся, их поток называ¬ют электрическим током. Для производства электрического тока необходим приток энергии.Обычно энергию получают в ре¬зультате химических реакций (как в бата¬рейках) или движения (генераторы). Кроме того, энергию можно получать непосредст¬венно от солнечного света или теплового излучения. Это делается с помощью солнеч¬ных батарей, которые снабжают электро¬энергией спутники и другое космическое оборудование.

ЖИВОТНОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСТВО У животных и человека все процессы жизне¬деятельности регулирует мозг, который полу¬чает и отсылает сигналы (нервные импульсы) по нервам. И для этого тоже требуется опре¬деленный заряд, хотя и очень небольшой.Однако некоторые животные накапливают такое количество электричества, которое способно парализовать или даже убить свою добычу.

Например, электрический угорь ге¬нерирует разряд в 600 вольт, и этого вполне достаточно, чтобы убить рыбу или очень сильно ударить током человека, НАПРЯЖЕНИЕ И ТОК Приведенное ниже описание поможет вам лучше понять, что такое ток и электрическое напряжение.Итак, есть две емкости, соединенные труб¬кой, и в одну емкость наливается вода. Вода наливается до тех пор, пока ее уровень не станет одинаковым в обеих емкостях. Если одну емкость приподнять над другой, то вода из одной емкости будет перетекать в другую, пока уровни опять не станут одинаковыми.

Чем больше разница в уровнях воды в двух емкостях, тем быстрее будет литься вода. Скорость, с какой переливается вода, анало¬гична скорости движения тока. С такой ско¬ростью свободные электроны передвигаются в металлической проволоке.Разница в уровне воды сравнима с элект¬рическим напряжением. Чем выше напряжение, тем сильнее поток электрического тока. У батареек в фонариках и в портативных радиоприемниках напряжение колеблется от 1,5 до 9 вольт.

Точная величина зависит от со¬става и количества элементов в батарейке. В бытовой электросети напряжение составляет от 100 до 240 вольт, в зависимости от место¬нахождения.Источник ТОКА Первый химический источник тока был со¬здан итальянским ученым Алессандро Вольта приблизительно в 1800 году. Во время одного из экспериментов он смочил лист промока¬тельной бумаги в соленом растворе и помес¬тил его между пластинами меди и цинка.

Oн обнаружил, что при взаимодействии меди и цинка в соединяющей их проволоке образо¬вывался электрический заряд. Это означало, что в ходе химической реакции электроны перемещались с пластинки меди на цинк. Единица электрического напряжения, спо¬собствовавшего появлению тока, была назва¬но в честь ученого вольтом. Для получения электрического тока боль¬шей силы необходимо большее напряжение. Вольта сделал конструкцию из чередующихся медных и цинковых пластин.При этом каж¬дая их пара отделялась от следующей влаж¬ным кружком из картона.

Читайте также: Плетем коврик из ненужных вещей

Эта конструкция получила название «вольтов столб». Строго говоря, источником тока является конструкция из одной пластины каждого ме¬талла. Вольтов столб, по сути, был первой электрической батареей, сделанной руками человека. Однако в повседневной жизни мы называем «батарейками» все химические ис¬точники тока, независимо от того, состоят ли они из одного элемента или нескольких.Например, аккумулятор (12 вольт) составлен из 6 элементов по 2 вольта каждый.

Батарейка в фонарике (1,5 вольта) является единым элементом. БАТАРЕИ Существует огромное количество разных электрических батареи, но в их устройстве всегда присутствуют два фактора.Они обяза¬тельно состоят из двух разных химических элементов (например, цинка медь, уголь и медь, цинк и ртуть) и жидкости, их разделяю¬щей (в элементе Вольты это был соляной раствор). Жидкость называется электроли¬том. Иногда электролит присутствует в виде пасты, чтобы избежать протечек. Наличие разных химических элементов необходимо по той же причине, по какой при получении статического электричества путем трения используются разные материалы.

В одном материале электроны движутся с большей свободой и поэтому имеют тенден¬цию перемещаться на другой материал. В электрическом элементе две пластины и жид¬кость между ними являются проводниками электричества.Электроны, «освобожденные» во время химической реакции, могут без конца перемещаться, было бы только пространство.

Таким пространством становится элект¬рическая цепь. Поток электронов может быть остановлен при разрыве цепи. В быту эту роль выполняет выключатель. В батарейках, калькуляторах, портатив¬ных приемниках и слуховых аппаратах роль электролита выполняет влажная паста. Бата¬рейки вырабатывают электричество, пока в них идет химическая реакция. В недорогих батарейках один химический элемент представляет собой цинковую емкость, второй — угольный электрод.Со временем цинковая емкость расплавляется, поэтому наружная оболочка таких батареек плотно за¬печатывается, чтобы содержимое не вытекло и не испортило другие вещи, В долговечных щелочных батарейках те же химические эле¬менты, но другой электролит.

В маленьких круглых батарейках, используемых в часах, химические пластины сделаны из цинка и ртути или цинка и оксида серебра. Некоторые батарейки можно перезаря¬жать, пропуская ток в обратном направле¬нии. Обычно такие батарейки работают на никеле и кадмии.Элементы должны заря¬жаться только в специальном зарядном устройстве с правильным напряжением.

Никогда не стоит пытаться зарядить обыкно¬венную батарейку. В аккумуляторах автомобилей и электри¬ческого транспорта содержится жидкость, по¬этому они должны находиться только в вер¬тикальном положении. Обычно они работают на свинце и свинцовом сурике и могут пере¬заряжаться много раз. Электролит чаще всею представляет собой разбавленную серную кислоту; поэтому они обычно запечатаны.Электрические автомобили бесшумны и не загрязняют воздух (тем не менее, воздух загрязняют электростанции, снабжающие электричеством зарядные устройства). В на¬стоящее время проводятся эксперименты по производству перезаряжаемых автомобиль¬ных аккумуляторов, которые по весу были бы легче существующих. Есть вероятность, что однажды появятся аккумуляторы с пластико¬выми элементами.

ЭЛЕКТРИЧЕСТВО И МАГНЕТИЗМ Заряженный предмет окружен электричес¬ким полем, которое действует на окружаю¬щие предметы вспомним расческу и притя¬гивающиеся к ней кусочки бумаги и пылинки.

Магнит тоже окружен магнитным полем, ко¬торое можно увидеть, если поблизости есть металлические опилки. Некоторые характе¬ристики электрического и магнитного полей похожи, другие отличаются. Вот несколько примеров. Магнитные силы гораздо сильнее элект¬рических.В то же время электрический заряд может перейти с одного тела или предмета на другой — явление, называемое индукцией и магнит распространяет свое действие на другой магнитный материал.

Но зарядиться электричеством может все, маг¬нитные же свойства передаются только телам, способным намагничиваться, таким как железо, сталь и некоторые сплавы. Электрические заряды делятся па поло¬жительные и отрицательные, магнитные полюсы делятся на южный и северный. Однородные заряды отталкиваются, противоположные притягиваются: одина¬ковые магнитные полюсы тоже отталкива¬ются, а противоположные притягиваются.Однако северный и южный полюсы никог¬да не смогут существовать отдельно друг от друга.

Если магнит сломать, то из слома образуется новый южный или новый север¬ный полюс. О ВЗАИМОДЕЙСТВИИ Электричество и магнетизм тесно связаны друг с другом. Если пропустить электричес¬кий ток через скрученную проволоку, она приобретет свойства магнита. А если прово¬локу обернуть вокруг магнитного материала, то он также намагнитится. Но этому принци¬пу устроен электромагнит.Если магнитное поле проходит через витки проволоки и при этом как-то меняется (становится сильнее или слабее или сдвига¬ется), то в них возникает ток. В свою очередь, ток возвращает магнитное поле в прежнее состояние за счет создания своего магнитно¬го поля. В устройстве электромоторов и генерато¬ров используется описанное выше явление — ток создаст магнитное поле, а изменения в магнитном поле производят ток. Это явление, открытое Фарадеем, исполь¬зуется также и в трансформаторах, которые служат для преобразования напряжения в энергоснабжающих системах и в электронном оборудовании — например, телевизо¬рах и радиоприемниках.

Трансформаторы работают на переменном токе, текущем в бы¬товой электросети, В отличие от тока в бата¬рее переменный ток движется в двух направ¬лениях — вперед-назад, вперед-назад, меняя направление со скоростью 50 раз и секунду, (В США, соответственно, 60). Железный сердечник трансформатора имеет две обмотки медного провода, бегу¬щий по одной из них переменный ток созда¬ет в сердечнике быстро меняющееся магнит¬ное поле. Эго вызывает переменный ток во второй обмотке.

Таким образом, энергия передается из одной обмотки в другую, хотя между ними и нет непосредственного кон¬такта.

Их связь исключительно магнитная. Напряжение на выходе зависит от количе¬ства витком в каждой обмотке. Оно может быть больше входного напряжения или меньше.Хотя увеличение напряжения «подталкивает» заряды, их поток сокращается, то есть умень¬шается сила тока. Когда электричество переда¬ется по высоковольтным проводам, трансфор¬матор усиливает напряжение как раз, для того, чтобы уменьшить ток. Когда же электричество подводиться к домам, трансформатор снижает напряжение.

МОТОРЫ И ГЕНЕРАТОРЫ В простом электрическом моторе ток намаг¬ничивает обмотку, и ее витки притягиваются к полюсам магнита. Кроме того, в моторе ус¬тановлен вращающийся переключатель, ко¬торый автоматически меняет направление тока каждые пол-оборота.Этот процесс действует и в обратном на¬правлении: поворачивается проволока — и возникает напряжение. То есть мотор стано¬вится генератором.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *