Kas yra elektra
Plačiąja prasme elektra – tai visuma elektromagnetinių reiškinių, kurie yra įvairios elektromagnetinio lauko ir jo sąveikos su medžiaga apraiškos; siaurąja prasme jis vartojamas posakyje "elektros kiekis", kuris yra "elektros krūvio" sinonimas pastarąjį kiekybiškai įvertinant.
Kas ateina į galvą išgirdus žodį „elektra“ arba „elektra“? Vienas įsivaizduos elektros lizdą, kitas - elektros liniją, transformatorių ar suvirinimo aparatą, žvejys pagalvos apie žaibą, namų šeimininkė pagalvos apie bateriją pirštu ar mobiliojo telefono įkroviklį, tekintojas apie elektros variklis, ir kas nors net įsivaizduos Nikola Teslasėdintį savo laboratorijoje prie rezonuojančios indukcinės ritės, veržiančios žaibą.
Vienaip ar kitaip, šiuolaikiniame pasaulyje yra daugybė elektros apraiškų. Šiandieninė civilizacija kaip visuma neįsivaizduojama be elektros. Bet ką mes apie jį žinome? Paaiškinkime šią informaciją.
Nuo elektrinės iki elektros prietaiso
Kai namuose įkišame kištukinį lizdą, įjungiame virdulį arba spaudžiame jungiklį, iš esmės norėdami uždegti lemputę, tada tuo momentu uždarome grandinę tarp šaltinis ir elektros imtuvassuteikti kelią elektros krūviui keliauti, pavyzdžiui, per virdulio spiralę.
Elektros šaltinis mūsų namuose dažniausiai yra elektros lizdas. Elektros krūvis, judantis per laidą (kuris mūsų pavyzdyje yra nichromo ritė ant virdulio). elektros… Laidas jungia lizdą su vartotoju dviem laidais: vienu laidu įkrovimas juda iš lizdo prie vartotojo, išilgai antrojo laidu tuo pačiu metu – nuo vartotojo – į lizdą. Jei srovė yra kintamoji, laidai keičia savo vaidmenis 50 kartų kas sekundę.
Energijos šaltinis elektros krūviams judėti (arba paprasčiau – elektros šaltinis) miesto tinkle pirmiausia yra elektrinė. Elektrinėje elektrą gamina galingas generatorius, kurio rotorius sukamas branduoliniu įrenginiu ar kito tipo jėgaine (pavyzdžiui, hidroturbina).
Generatoriaus viduje įmagnetintas rotorius kerta statoriaus laidus, sukeldamas elektrovaros jėga (EMF)generuojanti įtampą tarp generatoriaus gnybtų. Ir visada yra kintamoji įtampa, kurios dažnis yra 50 Hz, nes generatoriaus rotorius turi 2 magnetinius polius ir sukasi 3000 aps./min dažniu arba turi 4 polius ir 1500 aps./min. greičiu.
Tai mūsų kontakto įtampa, kurią naudojame kiekvieną dieną net nesusimąstydami. apie ilgą elektros energijos kelią nuo elektrinės iki mūsų išleidimo angos šviesos greičiu (299 792 458 metrai per sekundę – elektrinio lauko sklidimo išilgai laidų greitis, kuris stumia juose esančius elektronus, sukurdamas srovę).
kintamosios srovės įtampa 220 voltų išėjime
Išėjimų generuojama įtampa yra kintama, nes: pirma, ją galima lengvai transformuoti (sumažinti arba padidinti), antra, ji generuojama lengviau ir perduodama mažiau nuostolių laiduose nei pastovi įtampa.
Maitinant laidus, prie kurių jis prijungtas transformatorius, kintamoji įtampa, gauname kintamoji srovė, kuris harmoningai keičia kryptį 50 kartų per sekundę, gali generuoti kintamąjį magnetinį lauką transformatoriaus magnetinėje grandinėje, o tai savo ruožtu vėl gali sužadinti elektros srovę antrinių apvijų laiduose, kurie vynioja magnetinė grandinė...
Jei ritės uždengtoje erdvėje magnetinis laukas būtų pastovus, srovė ritėse tiesiog nebūtų nukreipta (plg. elektromagnetinės indukcijos dėsnis).
Norint gauti srovę, būtina pakeisti magnetinį srautą erdvėje, po kurio jis atsidurs aplinkui elektrinis laukas, jis veiks elektros krūvį, kuris, pavyzdžiui, gali būti vario vielos viduje (laisvieji elektronai), esančiame aplink šią erdvę su kintančiu magnetiniu srautu.
Šiuo principu paremtas ir generatorių, ir transformatorių veikimas, tik tas skirtumas, kad transformatoriuje nėra judančių darbinių dalių: kintamo magnetinio srauto šaltinis transformatoriuje yra pirminės apvijos kintamoji srovė, o generatoriuje. yra besisukantis rotorius su nuolatiniu magnetiniu lauku.
O šen bei ten kintantis magnetinis laukas, pagal elektromagnetinės indukcijos dėsnį, sukuria sūkurinį elektrinį lauką, kuris veikia laidų viduje esančius laisvuosius elektronus, pajudėdamas šiuos elektronus. Jei grandinė uždaryta vartotojui, srovė tekės per vartotoją.
Elektros saugykla ir nuolatinė srovė
Patogiausia elektros energiją kasdieniame gyvenime kaupti cheminės energijos pavidalu, būtent baterijose… elektrodų ir baterijoje nuosekliai sujungtų elementų skaičiaus, akumuliatoriaus generuojama įtampa gali būti skirtinga.
Taigi ličio jonų akumuliatoriaus standartinė vieno elemento įtampa yra 3,7 volto ir gali siekti 4,2 volto. Iškrovimo metu teigiamai įkrauti ličio jonai juda elektrolite iš vario ir grafito anodo (-) į katodą (+), kurio pagrindas yra aliuminis, o įkrovimo metu iš katodo į anodą, kur veikiant EML įkroviklyje susidaro grafito-ličio junginys, dėl kurio energija kaupiasi cheminio junginio pavidalu.
Elektrolitiniai kondensatoriai veikia panašiai, skiriasi nuo mažesnės elektrinės talpos akumuliatorių, tačiau turi daug įkrovimo-iškrovimo ciklų.
Ličio jonų akumuliatoriaus pilnas tarnavimo laikas ribojamas iki 1000 įkrovimo ir iškrovimo ciklų, o savitasis energijos kiekis siekia 250 Wh / kg. Kalbant apie elektrolitinius kondensatorius, jų pakoreguota srovė yra dešimtys tūkstančių valandų, tačiau energijos suvartojimas paprastai yra mažesnis nei 0,25 Wh / kg.
Statinė elektra
Jei ant vilnonės antklodės uždėsite šilko paklodę, gerai suspausite juos ir pamėginsite išskleisti, tada atsiras elektrifikavimas... Taip atsitiks todėl, kad skirtingų dielektrinių konstantų kūnų trinties sąlygomis ant jų paviršių įvyksta krūvių atsiskyrimas: medžiaga, kurios dielektrinė konstanta didesnė, bus teigiamai įkrauta, o medžiaga, kurios dielektrinė konstanta mažesnė - neigiamai. .
Kuo didesnis šių parametrų skirtumas, tuo stipresnis elektrifikavimas.Trynus kojas vilnoniu kilimu, įkraunate neigiamai, o kilimą – teigiamai. Galimi lygiai čia gali siekti keliasdešimt tūkstančių voltų, o palietus, pavyzdžiui, prie kažko įžeminto prijungtą vandens čiaupą, patirsite elektros smūgį. Tačiau kadangi elektros pajėgumai yra menki, šis nemalonus įvykis nekels didelės grėsmės jūsų gyvybei.
Kitas dalykas – elektroforezės aparatas, kurio kondensatoriuje kaupiasi statinis krūvis, atsirandantis dėl trinties. Leyden banke sukauptas mokestis jau pavojingas gyvybei.
Svarbiausi terminai ir apibrėžimai
Kas yra elektromagnetinis laukas
Elektromagnetinis laukas yra ypatinga materijos rūšis, kuriai būdingas nuolatinis pasiskirstymas erdvėje (elektromagnetinės bangos) ir atskleidžiamas struktūros diskretiškumas (fotonai), būdingas gebėjimas plisti vakuume (nesant stiprių gravitacinių laukų), veikiantis įkrautas daleles, priklausomai nuo jų greičio.
Kas yra elektros krūvis
Elektros krūvis yra medžiagos ar kūnų dalelių savybė, apibūdinanti jų santykį su savo elektromagnetiniu lauku ir sąveiką su išoriniu elektromagnetiniu lauku. Jis turi du tipus, žinomus kaip teigiamas krūvis (protono, pozitrono ir kt.) ir neigiamas (elektronų krūvis ir kt.). Kaip kiekis, jis kiekybiškai įvertinamas stipria vieno įkrauto kūno sąveika su kitu įkrautu kūnu.
Kas yra įkrauta dalelė
Įkrauta dalelė yra medžiagos dalelė, turinti elektrinį krūvį.
Kas yra elektrinis laukas
Elektrinis laukas yra viena iš dviejų elektromagnetinio lauko pusių, kurią sukelia elektriniai krūviai ir magnetinio lauko pokyčiai, veikiantys įkrautas daleles ir kūnus ir atskleidžiami jėgos poveikiu stacionariems įkrautiems kūnams ir dalelėms.
Kas yra magnetinis laukas
Magnetinis laukas yra viena iš dviejų elektromagnetinio lauko pusių, atsirandančių dėl judančių įkrautų dalelių ir kūnų elektros krūvių ir dėl elektrinio lauko pasikeitimo, kuris veikia judančias įkrautas daleles ir atskleidžiamas bendrai nukreiptu jėgos poveikiu. palyginti su šių dalelių judėjimo kryptimi ir proporcingai jų greičiui.
Kas yra elektros srovė
Elektros srovė yra įkrautų dalelių judėjimo reiškinys ir elektrinio lauko pokyčių reiškinys laikui bėgant, lydimas magnetinio lauko.
Kokia yra elektrinio lauko energija
Elektrinio lauko energija – energija, susijusi su elektriniu lauku ir, pasikeitus elektriniam laukui, paverčiama kitomis energijos formomis.
Kas yra magnetinio lauko energija
Magnetinio lauko energija – energija, susijusi su magnetiniu lauku ir paverčiama kitomis energijos formomis trimis magnetinio lauko pasikeitimais.
Kas yra elektromagnetinė energija (elektros energija)
Elektros energija – elektromagnetinio lauko energija, kurią sudaro elektrinio lauko energija ir magnetinio lauko energija.
Taip pat žiūrėkite:
Elektros srovės egzistavimo sąlygos