Електроенергії є фізичною властивістю матерії. Він складається з тієї негативної або позитивної взаємодії між протонами та електронами речовини. Цей термін відноситься до бурштинового кольору через універсальний та світлий колір, який він представив. Однак цей термін був вперше введений у наукове суспільство англійським вченим Вільямом Гілбертом (1544-1603) у 16 столітті для опису явища енергетичної взаємодії між частинками.
Що таке електрика
Зміст
Під фізичною електрикою розуміють явища, які проявляються наявністю електричних зарядів, присутніх в тілах, оскільки вони складаються з молекул та атомів, взаємодія яких їх субчастинок породжує електричні імпульси. Позитивними та негативними зарядами на атомах є статична електрика, тоді як рух електронів та їх вивільнення з атомів виробляють електричні струми.
Це частина електромагнетизму, який відповідає фундаментальним взаємодіям природи з гравітацією та слабкою ядерною силою та сильною ядерною силою.
Його етимологія походить від латинського electrum, також від грецького élektron, що означає “бурштин”. Грецький філософ Фалес Мілетський (624-546 рр. До н. Е.) Спостерігав, як тертя намагнічує бурштин зі статичною електрикою, і століттями пізніше вчений Шарль Франсуа де Цистерней дю Фай (1698-1739) помітив, як позитивні заряди електрики їх виявили, коли натирали скло, і, в свою чергу, негативи показували, коли натирали смоли, такі як бурштин.
Потік енергії від рухомих або статичних зарядів, що називається електрику, або передача електронів від одного атома до іншого, і в результаті електрична сила вимірюється в вольтах або ватах, термін, використовуваний в електроенергії на англійській мові, Він був названий на честь винахідника парової машини Джеймса Ватта (1736-1819).
Однак можна знайти електрику в природі, як у випадку атмосферних подій, біоелектричності (електрика присутня у деяких тварин) та магнітосфери.
Одним з найвідоміших випадків тварин, які виробляють електрику, є електричний вугор, який має в своєму тілі електроцити (орган цієї тварини, що генерують електричні поля), які знаходяться в усьому його тілі, функціонуючи подібним чином до нейрони і можуть генерувати до 500 вольт розрядів.
Оскільки існує різноманітність елементів, їх атоми різні; тому деякі матеріали є носіями електрики та іншими ізоляторами. Найкращими провідниками є метали, оскільки в їх атомах мало електронів, тому для переходу цих субатомних молекул від одного атома до іншого не потрібна більша кількість енергії.
Характеристики електроенергії
За своєю динамікою, походженням, ефективністю та явищами, які він виробляє, він має характеристики, які виділяють його. Серед основних з них:
- Кумулятивний. Є пристрої із здатністю накопичувати електрику в хімічних речовинах усередині акумуляторів, що дозволяє зберігати її для подальшого використання (батареї).
- Його спосіб отримання. У випадку з акумуляторами або елементами це отримують хімічним способом; також шляхом електромагнітної індукції при русі провідника в магнітному полі, як генератори змінного струму; і від світла, коли певні типи металів виділяють електрони, коли на них падає сонячне світло (сонячні панелі).
- Його наслідки. Вони можуть бути фізичними, механічними або кінетичними, тепловими, хімічними, магнітними та світловими.
- Його прояви. Вони можуть бути у вигляді блискавки, статичної електрики, потоків струму, серед іншого.
- Небезпека. Виробляючи тепло, це може спричинити сильні опіки, а у випадках сильнішого впливу - смерть.
- Опір і провідність. Це протиставлення деяких типів речовини перед її проходженням і легкий потік відповідно.
Види електроенергії
Існує кілька видів електроенергії, найбільш важливими є:
Статичні
Статична виникає внаслідок надлишку електричного заряду, який накопичується в провідному або ізолюючому матеріалі.
Відомо, що атоми складаються з певної кількості протонів (позитивний заряд) у своєму ядрі та однакової кількості електронів (негативний заряд), що обертаються навколо нього, що робить зазначений атом електрично нейтральним або в рівновазі; але коли між двома тілами або речовинами створюється тертя, на зазначених об'єктах можуть виникати заряди.
Це тому, що електрони обох матеріалів будуть контактувати, створюючи дисбаланс в зарядах атомів, що призводить до статики. Його називають так, оскільки він утворюється в атомах, що перебувають у стані спокою, і його заряд не рухається, а залишається нерухомим. Прикладом цього є випадки, коли ми пропускаємо щітку по волоссю, а деякі піднімаються статикою тертя між матеріалом того самого волосся та волоссям. Такі артефакти, як принтери, використовують статику, щоб виявити тонер або чорнило на папері.
Динамічний
Цей тип створюється вантажем, що знаходиться в русі, або його потоком. Для цього потрібно електричне джерело (яке може бути хімічним, наприклад, акумулятор; або електромеханічним, наприклад, динамо), яке змушує електрони протікати через провідний матеріал, через який ці електричні заряди можуть циркулювати.
У ній електрони рухаються від одного атома до наступного тощо. Ця циркуляція відома як електричний струм. Прикладом цього типу електроенергії є електричні розетки, які є динамічним джерелом електроенергії для приладів та інших приладів, що потребують електроенергії.
Важливо підкреслити існування інших видів електроенергії, серед яких:
- Основний: Цей тип відноситься до притягання позитивних і негативних зарядів, де об’єкти будуть заряджені. Він генерується з двох полюсів, які не обов'язково повинні торкатися, але притягувати один одного. Цей тип електрики зустрічається в повсякденних предметах.
- Поведінка: це розглядається як частина динаміки, оскільки саме вона транспортується за допомогою провідників, саме тому вона продовжує рухатися по ланцюгах. Існують різні провідники, такі як метали (особливо мідь), алюміній, золото, вуглець та ін.
- Електромагнітне: воно генерується магнітним полем, яке може зберігатися та випромінюватися як випромінювання, тому рекомендується не піддаватись дії цього типу поля протягом тривалого часу. Фізик Ганс Крістіан Ерстед (1777-1851) відкрив взаємозв'язок між магнетизмом і електрикою, спостерігаючи, що електричний струм створює магнітне поле.
Серед застосувань цього типу електрики виділяється в медицині, наприклад, для рентгенівських апаратів або для проведення магнітно-резонансної томографії.
- Промислові: це те, що потрібно створювати для великих машин, що використовуються у масовому виробництві продуктів, які потребують великої кількості енергії, оскільки вони мають велику потужність.
Він був розроблений після того, як наука довела, що такі природні енергетичні ресурси, як блискавка, можуть бути спрямовані і використані людиною, ставши потужним джерелом електричної енергії, що дозволило задовольнити потреби галузі.
Електричні прояви
Електричний заряд
Це властивість, що деякі субатомні частинки (електрони, нейтрони та протони) повинні притягувати та відштовхувати один одного, а також це визначає їх електромагнітну взаємодію. Це утворюється в атомах, які перенесуть його в молекули іншого тіла або через провідний матеріал. Це також стосується здатності частинки обмінюватися фотонами (частинками світла або електромагнітної енергії).
Це присутнє, наприклад, у статичній електриці, яка є нерухомим зарядом у тілі. Крім того, заряд породжує електромагнітну силу, оскільки він створює силу на інших. Звинувачення можуть бути негативними, а інші позитивними, і звинувачення того ж типу будуть відбиті, тоді як протилежні звинувачення будуть залучені.
Заряди вимірюються через одиницю кулон або кулон і представлені літерою С, і означають величину заряду, яка проходить через ділянку якогось провідника за період в одну секунду. І речовина, і антиматерія мають рівні і протилежні заряди відповідній частинці.
Електричний струм
Це потік електричного заряду через матеріал, що утворюється внаслідок руху електронів або іншого типу заряду. Він створить магнітне поле, одне з електричних явищ, яке можна використати, в даному випадку електромагнітом.
Матеріали, через які буде циркулювати цей потік, можуть бути твердими, рідкими або газоподібними. У твердих матеріалах електрони рухаються; іони (атоми або молекули, які не є електрично нейтральними) рухаються в рідинах; а газоподібні можуть бути як електронами, так і іонами.
Величина струмового заряду за одиницю часу відома як інтенсивність електричного струму, яка символізується літерою I і вказується як кулони в секунду або ампер.
Електричний струм може бути:
- Безперервні або прямі, що представляють собою ті потоки зарядів, які циркулюють по постійному шляху, він не переривається жодним періодом вакууму, оскільки він знаходиться лише в одному напрямку.
- Альтернативний, який рухається у двох напрямках, змінює свій маршрут та інтенсивність.
- Трифазний, що являє собою групу з трьох змінних струмів з однаковою амплітудою, частотою та ефективним значенням (концепція, що використовується для вивчення періодичних хвиль), представляючи різницю між фазою та фазою в 120º.
електричне поле
Це електромагнітне поле, яке генерується електричним зарядом (навіть коли він не рухається) і впливає на заряди, які його оточують або знаходяться в ньому. Поля не піддаються вимірюванню, але заряди, які на них покладені, можна спостерігати.
Електричне поле - це фізичний простір, де електричні заряди різних тіл взаємодіють, і визначається концентрація інтенсивності електричної сили. У цій області властивості були змінені наявністю заряду.
Електричний потенціал
Він відноситься до ємності електричного тіла або енергії, необхідної йому для переміщення вантажу або виконання роботи, і вимірюється у вольтах. Ця концепція пов'язана з концепцією різниці потенціалів, яка визначається як енергія, необхідна для переміщення заряду з однієї точки в іншу.
Це можна визначити лише в обмеженій області простору для статичного поля, оскільки для рухомих зарядів використовуються потенціали Лієнарда-Віхерта (вони описують електромагнітні поля розподілу рухомих зарядів).
Електромагнетизм
Це стосується магнітних полів, що утворюються внаслідок електричних зарядів, що перебувають у русі, і які створюють притягання або відштовхування до матеріалів, що знаходяться в цих полях, які можуть генерувати електричний струм.
Електричні схеми
Це стосується підключення щонайменше двох електричних компонентів, так що електричний заряд може протікати по замкнутому шляху для певних цілей. Вони складаються з таких елементів, як компоненти, вузли, гілки, сітки, джерела та провідники.
Існують схеми з приймачем, як у випадку з лампочками або дзвінками; послідовні схеми, як різдвяні вогні; схеми паралельно, як у випадку з вогнями, які вмикаються тим самим вимикачем одночасно; змішані схеми (вони поєднують послідовну та паралельну); і комутовані, які дозволяють, наприклад, увімкнути одне або кілька вогнів з більш ніж однієї іншої точки.
Історія електрики
Попередні джерела електрики сягають глибокої давнини, навіть майже за три тисячі років до Різдва Христового, коли люди спостерігали певні електричні явища в природі, незважаючи на те, що вони виробляються або їх динаміка. Подібним чином вони були свідками певних магнітних явищ, що виробляються деякими видами матеріалів, отриманих у природі, наприклад, магнетитом, або наявністю його у тварин.
Приблизно в 2750 році до нашої ери єгипетська цивілізація писала про електричних риб, знайдених у річці Ніл, посилаючись на них як на захисників іншої фауни в ній. Близько 600 р. До н. Е. Фалес Мілетський був першою людиною, яка виявила, що бурштин набуває електричних та магнітних властивостей при натиранні певним матеріалом. Але електроенергія як наука бере свій початок у ХVІІ-ХVІІІ століттях, в середині наукової революції, коли поява цієї галузі досліджень була ідеальним контекстом для початку промислової революції та її експансії в усьому сучасному світі, що піднімався, це було вирішальним для розвитку людства.
До цього, в 16 столітті, філософ і лікар Вільям Гілберт (1544-1603) зробив важливий внесок у вивчення електричного явища, приділяючи особливу увагу електриці та магнетизму. Терміни "електрика" та "електрика" вперше з'являються в 1646 р. У роботі англічанина Томаса Брауна (1605-1682). Одиниці виміру для різних електричних явищ з’явилися пізніше завдяки численним внескам інтелектуалів у фізику.
Вчений, політик і винахідник Бенджамін Франклін (1706-1790) у 1752 р. Зумів направити електричну потужність, що міститься у блискавці, через повітряного змія, що призвело до винаходу громовідводу; пристрій, що використовується для проведення електрики від блискавки до землі. Пізніше італійський фізик Алессандро Вольта (1745-1827) винайшов акумулятор напруги в 1800 році, який дозволяв накопичувати енергію, використовуючи переваги використання електрики, виробленої хімічними реакціями; а в 1831 році фізик Майкл Фарадей (1791-1867) розробив перший електричний генератор, який дозволяв безперервно подавати електричний струм.
Перший етап промислової революції не передбачав розвитку електроенергії, оскільки використовував енергію, вироблену парою. Вже до другої промислової революції в 19 столітті електроенергія та нафта використовувались для виробництва енергії, що дозволило вченому Томасу Альві Едісону (1847-1931) запалити першу лампочку в 1879 році.
В кінці 19 століття і на початку 20 століття Едісон, захисник постійного струму, і винахідник та інженер Нікола Тесла (1856-1943), батько змінного струму, заперечував майбутнє електроенергії.
Постійний струм був популяризований у США для побутових та промислових потреб; однак незабаром було виявлено, що вона була неефективною на великі відстані і коли потрібна була більша напруга, і виділяла величезну кількість тепла.
Тесла розробив експерименти, які призвели до відкриття альтернативних способів транспортування електричної енергії більш ефективним способом, що призвело до відкриття змінного струму.
Джордж Вестінгхаус (1846-1914), американський бізнесмен, підтримав і придбав винахід Тесли, який врешті-решт виграв битву за електроенергію, оскільки це був дешевий тип струму з меншими втратами енергії.
Значення електроенергії
Його важливість є життєво важливою для сучасного життя, будучи одним із фундаментальних стовпів сучасного суспільства, оскільки в основному все, що люди використовують, включає електрику для функціонування: електроприлади, машини, комунікації, деякі види транспорту, виробництва товарів та послуг, серед інших галузей медицини, науки.
Його може створити людина або запрягти безпосередньо від природи. Рукотворна електроенергія створюється турбінами, конденсаторами та механізмами, які покладаються на силу природи, щоб функціонувати, наприклад, дамби, які використовують силу великої кількості води для генерування струму, який постачає великі міста.
Планета Земля також здатна виробляти електрику, ті промені, спалахи та блискавки, які ми бачимо на небі посеред шторму, - це електричні розряди, що утворюються в результаті зіткнення величезних скупчень речовини та енергії. Це називається природним електричним струмом, і воно може бути використано людиною з блискавковідводами та надміцними провідниками, здатними поглинати вплив розряду такої величини.
10 прикладів використання електрики
Електроенергія багаторазово застосовується в людській діяльності. Серед найбільш яскравих прикладів:
- У автомобілях з автомобільною електроенергією, яка циркулює по ланцюгах, що дістаються до її частин і яким потрібна електрика, щоб функціонувати, наприклад, ліхтарі, звуковий сигнал, двигун, серед іншого, і генерується від акумулятора.
- Для освітлення, тобто для увімкнення побутового, громадського та промислового освітлення.
- Для займання електричних приладів та електроніки.
- Для отримання тепла в помірному кліматі, наприклад, через нагрівання.
- Для транспорту, такого як літаки, оскільки для зльоту їм потрібна електроенергія.
- Для медичної галузі використовується в пристроях, що використовуються для аналізу та досліджень.
- У промисловості, яка вимагає великої кількості електричного заряду для виробництва споживчих товарів.
- Для того, щоб зробити рух через двигуни, які керують електричною потужністю, перетворення електричної енергії в механічну енергію.
- Для зв'язку використовується серед таких пристроїв, як антени-повторювачі, передавачі.
- Для транспортування та контролю рідин, таких як вода, через електромагнітні клапани, які допомагають пом'якшити потік.
