L'electricitat és un fenomen comú i vital per a la majoria de la gent. I com qualsevol cosa coneguda, poques vegades es nota. Poca gent es pregunta d'on ve, com funciona, què es pot fer amb ella. Tanmateix, la seva investigació es va dur a terme molt abans de la nostra era, i fins ara, alguns misteris queden sense resposta.
Contingut
Què s'entén per corrent elèctric
L'electricitat és un complex de fenòmens associats a l'existència de càrregues elèctriques. Aquesta paraula sovint significa corrent elèctric i tots els processos que provoca.
El corrent elèctric és el moviment dirigit de partícules que porten una càrrega sota la influència d'un camp elèctric.
Qui va inventar l'electricitat - història
Les manifestacions particulars de l'electricitat es van estudiar molt abans de la nostra era.Però combinar-los en una teoria que explica els llamps al cel, l'atracció dels objectes, la capacitat de provocar incendis i entumiment de parts del cos, o fins i tot la mort d'una persona, va resultar ser una tasca difícil.
Des de l'antiguitat, els científics han estudiat tres manifestacions de l'electricitat:
- Peixos que generen electricitat;
- Electricitat estàtica;
- Magnetisme.
A l'antic Egipte, els curanderos coneixien les estranyes habilitats del bagre del Nil i van tractar de tractar-hi els mals de cap i altres malalties. Els antics metges romans utilitzaven una rampa elèctrica per a finalitats similars. Els antics grecs van estudiar amb detall les estranyes habilitats de la raia i sabien que una criatura podia atordir una persona sense contacte directe a través d'un trident i xarxes de pesca.
Una mica abans, es va descobrir que si fregues ambre sobre un tros de llana, començarà a atraure llana i objectes petits. Més tard, es va descobrir un altre material amb propietats similars: la turmalina.
Cap al 500 a.C. Els científics indis i àrabs coneixien les substàncies capaces d'atreure el ferro i van utilitzar activament aquesta capacitat en diversos camps. Cap al 100 a.C. Els científics xinesos van inventar la brúixola magnètica.
El 1600, William Gilbert, el metge de la cort d'Isabel I i Jaume I, va descobrir que tot el planeta és una gran brúixola i va introduir el concepte d'"electricitat" (del grec "ambre"). En els seus escrits, els experiments amb el fregament de l'ambre sobre la llana i la capacitat d'una brúixola per apuntar cap al nord van començar a combinar-se en una teoria. A la imatge següent, mostra l'imant a Isabel I.
El 1633, l'enginyer Otto von Guericke inventa una màquina electrostàtica que no només pot atreure, sinó també repel·lir objectes, i el 1745 Peter van Muschenbroek construeix el primer dispositiu d'emmagatzematge de càrrega elèctrica del món.
L'any 1800, l'italià Alessandro Volta inventa el primer font actual - una bateria elèctrica que produeix D.C.. També era capaç de transmetre corrent elèctric a distància. Per tant, aquest any és considerat per molts com l'any de la invenció de l'electricitat.
L'any 1831, Mike Faraday descobreix el fenomen de la inducció electromagnètica i obre el camí per a la invenció de diversos dispositius basats en el corrent elèctric.
Al tombant dels segles XIX-XX, es van fer un gran nombre de descobriments i assoliments gràcies a les activitats de Nikola Tesla. Entre altres coses, va inventar el generador d'alta freqüència i transformador, motor elèctric, antena per a senyals de ràdio.
La ciència que estudia l'electricitat
L'electricitat és un fenomen natural. S'estudia parcialment en biologia, química i física. Les càrregues elèctriques més completes es consideren en el marc de l'electrodinàmica, una de les branques de la física.
Teories i lleis de l'electricitat
Hi ha poques lleis que regeixen l'electricitat, però descriuen completament el fenomen:
- La llei de conservació de l'energia és una llei fonamental a la qual també obeeixen els fenòmens elèctrics;
- La llei d'Ohm és la llei bàsica del corrent elèctric;
- La llei de la inducció electromagnètica - sobre els camps electromagnètics i magnètics;
- Llei d'Ampère - sobre la interacció de dos conductors amb corrents;
- llei de Joule-Lenz - sobre l'efecte tèrmic de l'electricitat;
- Llei de Coulomb - sobre electrostàtica;
- Les regles de la mà dreta i esquerra: determinació de les direccions de les línies del camp magnètic i la força d'Ampère que actua sobre un conductor en un camp magnètic;
- Regla de Lenz: determina la direcció del corrent d'inducció;
- Les lleis de Faraday són sobre l'electròlisi.
Primers experiments amb electricitat
Els primers experiments amb l'electricitat van ser sobretot entretinguts. La seva essència es trobava en objectes lleugers que eren atrets i repel·lits sota la influència d'una força poc entesa. Una altra experiència entretinguda és la transmissió d'electricitat a través d'una cadena de persones agafades de la mà. L'efecte fisiològic de l'electricitat va ser estudiat activament per Jean Nollet, que va fer passar una càrrega elèctrica a través de 180 persones.
De què està fet el corrent elèctric?
Un corrent elèctric és un moviment dirigit o ordenat de partícules carregades (electrons, ions). Aquestes partícules s'anomenen portadores de càrrega elèctrica. Perquè aparegui el moviment, cal que hi hagi partícules carregades lliures a la substància. La capacitat de les partícules carregades de moure's en una substància determina la conductivitat d'aquesta substància. Per conductivitat, les substàncies es distingeixen en conductors, semiconductors, dielèctrics i aïllants.
En els metalls, la càrrega es mou per electrons. Al mateix temps, la substància en si no es filtra enlloc: els ions metàl·lics es fixen de manera segura als nodes de l'estructura i només oscil·len lleugerament.
En els líquids, la càrrega és transportada per ions: cations de càrrega positiva i anions de càrrega negativa. Les partícules es dirigeixen cap als elèctrodes amb la càrrega oposada, on es tornen neutres i s'assenten.
El plasma es forma en gasos sota l'acció de forces amb diferents potencials. La càrrega és transportada per electrons i ions lliures dels dos pols.
En els semiconductors, la càrrega és moguda pels electrons, passant d'àtom a àtom i deixant enrere discontinuïtats que es consideren carregades positivament.
D'on ve el corrent elèctric
L'electricitat que arriba a través dels cables a les cases és generada per un generador elèctric en diverses centrals elèctriques. En ells, el generador està connectat a una turbina que gira constantment.
En disseny generador hi ha un rotor: una bobina que es troba entre els pols de l'imant. Quan la turbina fa girar aquest rotor en un camp magnètic, segons les lleis de la física, apareix o s'indueix un corrent elèctric. Així, el propòsit del generador és convertir la força cinètica de rotació en electricitat.
Hi ha moltes maneres de fer girar una turbina, utilitzant diverses fonts d'energia. Es divideixen en tres tipus:
- Renovables: energia derivada de recursos inesgotables: corrents d'aigua, llum solar, vent, fonts geotèrmiques i biocombustibles;
- No renovable: energia obtinguda a partir de recursos que sorgeixen molt lentament, desproporcionats amb la taxa de consum: carbó, petroli, torba, gas natural;
- Nuclear: energia obtinguda del procés de divisió cel·lular nuclear.
Molt sovint, l'electricitat es genera mitjançant el treball de:
- Centrals hidroelèctriques (HPP): construïdes sobre rius i utilitzen la potència del cabal d'aigua;
- Centrals tèrmiques (TPP): funcionen amb energia tèrmica de la combustió de combustible;
- Centrals nuclears (CNP): funcionen amb l'energia tèrmica obtinguda a partir del procés de reacció nuclear.
L'energia convertida és subministrada per cables a subestacions transformadores i aparells de commutació i només aleshores arriba al consumidor final.
Ara s'estan desenvolupant activament els anomenats tipus d'energia alternatives. Aquests inclouen turbines eòliques, plaques solars, l'ús de fonts geotèrmiques i qualsevol altra manera d'obtenir electricitat a través de fenòmens inusuals. L'energia alternativa és molt inferior en termes de productivitat i d'amortització a les fonts tradicionals, però en determinades situacions ajuda a estalviar diners i reduir la càrrega a les xarxes elèctriques principals.
També hi ha un mite sobre l'existència BTG - Generadors sense combustible. A Internet hi ha vídeos que demostren la seva feina i s'ofereix la seva venda. Però hi ha molta controvèrsia sobre la fiabilitat d'aquesta informació.
Tipus d'electricitat a la natura
L'exemple més senzill d'electricitat natural és el llamp. Les partícules d'aigua dels núvols xoquen constantment entre elles, adquirint una càrrega positiva o negativa. Les partícules més lleugeres i carregades positivament acaben a la part superior del núvol, mentre que les més pesades i negatives es mouen cap avall. Quan dos núvols semblants es troben a una distància prou propera, però a diferents altures, les càrregues positives d'un comencen a ser atretes mútuament per les partícules negatives de l'altre. En aquest moment es produeix un llamp. A més, aquest fenomen es produeix entre els núvols i la pròpia superfície terrestre.
Una altra manifestació de l'electricitat a la natura són els òrgans especials dels peixos, les rajades i les anguiles. Amb la seva ajuda, poden crear càrregues elèctriques per defensar-se dels depredadors o atordir les seves preses. El seu potencial va des de descàrregues molt febles, imperceptibles per als humans, fins a mortals.Alguns peixos creen un camp elèctric feble al seu voltant, que els ajuda a buscar preses i navegar per aigües fangoses. Qualsevol objecte físic el distorsiona d'alguna manera, cosa que ajuda a recrear l'espai circumdant i "veure" sense ulls.
L'electricitat també es manifesta en el treball del sistema nerviós dels organismes vius. Un impuls nerviós transmet informació d'una cèl·lula a una altra, permetent-te respondre a estímuls externs i interns, pensar i controlar els teus moviments.
Articles semblants:
