Електрика

Електрика – це надзвичайно корисна форма енергії. Вона легко перетворюється в інші форми, наприклад в світло або тепло. Її можна без зусиль передавати по дротах. Слово «електрика» походить від грецького слова «електрон» – «бурштин». При терті бурштин набуває електричний заряд і починає притягувати шматочки паперу. Статична електрика відома з найдавніших часів, але лише 200 років тому люди навчилися створювати електричний струм. Електрика приносить нам тепло і світло, завдяки якому працюють різноманітні машини, в тому числі ЕОМ і калькулятори.

Що таке електрика

Електрика існує завдяки частинкам, які мають електричні заряди. Заряди є у всякій речовині – адже атомні ядра мають позитивний заряд, а навколо них звертаються негативно заряджені електрони (див. статтю “Атоми і молекули”). Зазвичай атом електрично нейтральний, але коли він віддає свої електрони іншим атомам, він знаходить позитивний заряд, а атом, що отримав додаткові електрони, заряджений негативно. Деяким предметам завдяки тертю можна передати електричний заряд, званий статичною електрикою. Якщо потерти повітряну кулю об вовняний светр, частина електронів перейде зі светра на кулю, і той придбає позитивний заряд. Светр тепер заряджений позитивно, і кулька прилипає до нього, так як протилежні заряди притягуються один до одного. Між зарядженими тілами діють електричні сили, і тіла з протилежними (позитивними і негативними) зарядами притягують один одного. Предмети з однаковими зарядами, навпаки, відштовхуються. У генераторі Ван-де-Граафа при терті гумової стрічки об валик виникає значний статичний заряд. Якщо людина доторкнеться до купола, його волосся встане дибки.

У деяких речовинах, наприклад в металах, електрони можуть вільно пересуватися. Коли щось приводить їх в рух, виникає потік електричних зарядів, званий струмом. Провідники – це речовини, здатні проводити, електричний струм. Якщо речовина не проводить струм, її називають ізолятором. Дерево і пластмаса – ізолятори. З метою ізоляції електричний вимикач поміщають в пластмасовий корпус. Дріт, як правило, роблять з міді і покривають пластиком для ізоляції.

Вперше статичну електрику виявили древні греки більше 2000 років тому. Зараз статична електрика використовується для отримання фотокопій, факсів, роздруківок на лазерних принтерах. Відбитий дзеркалом лазерний промінь створює на барабані лазерного принтера точкові статичні заряди. Тонер притягається до цих крапок і притискається до паперу.

Блискавка

Блискавку викликає статична електрика, що збирається в грозовий хмарі в результаті тертя крапельок води і кристаликів льоду, один об одного. При терті один об одного і об повітря краплі води і кристалики льоду набувають заряд. Позитивно заряджені краплі збираються у верхній частині хмари, а внизу накопичується негативний заряд. Велика іскра, звана лідером блискавки, спрямовується до землі, до точки, що має протилежний заряд. Перед виникненням лідера різниця потенціалів у верхній і нижній областях хмари може скласти до 100 млн. вольт. Лідер викликає відповідний розряд, що спрямовується тим же шляхом від землі до хмари. Повітря всередині цього розряду в п’ять разів гаряче поверхні Сонця – воно нагрівається до 33 000 ° С. Розігріте розрядами блискавки повітря швидко розширюється, створюючи повітряну хвилю. Ми сприймаємо її як грім.

Електричний струм

Електричний струм – це потік заряджених частинок, що переміщаються з області високого електричного потенціалу в область низького потенціалу. Частинки приводить в рух різниця потенціалів, яка вимірюється в вольтах. Для протікання струму між двома точками необхідна безперервна «дорога» – ланцюг. Між двома полюсами батарейки існує різниця потенціалів. Якщо з’єднати їх в ланцюг, виникне струм. Сила струму залежить від різниці потенціалів і опору елементів ланцюга. Всі речовини, навіть провідники, надають току деякий опір і послаблюють його. Одиниця сили струму названа Ампером (А) на честь французького вченого Андре-Марі Ампера (1775 – 1836).

Для різних пристроїв потрібен струм різної сили. Електроприлади, наприклад лампочки, перетворюють електричну енергію струму в інші форми енергії, в тепло і світло. Ці пристрої можуть бути включені в ланцюг двома способами: послідовно і паралельно. У послідовного ланцюга струм проходить по всіх компонентах по черзі. Якщо один з компонентів перегорає, ланцюг розмикається і ток пропадає. У паралельному ланцюгу струм йде по декількох шляхах. Якщо один компонент ланцюга виходить з ладу, по іншій гілці ток йде як і раніше.

Батареї

Батарея – це сховище хімічної енергії, яку можна перетворити в електрику. Найбільш типова батарея, використовувана в побуті, називається сухим елементом. У ній знаходиться електроліт (речовина, що містить здатні рухатися заряджені частинки). В результаті хімічної реакції протилежні заряди розділяються і рухаються до протилежних полюсів батарейки. Вчені виявили, що рідина в тілі мертвої жаби діє як електроліт і проводить електричний струм.

Батарейка в розрізі Алессандро Вольта (1745-1827) ,була створена зі стопки картонних дисків, просочених кислотою, і прокладених між ними цинкових і мідних дисків. У його честь одиниця напруга названа вольт. Батарейка в 1,5 В називається елементом. Великі батареї складаються з декількох елементів. Батарея в 9 В містить 6 елементів. Сухі елементи називають первинними елементами. Коли компоненти електроліту витратяться, термін служби батарейки закінчується. Вторинні елементи – це батареї, які можна перезаряджати. Автомобільний акумулятор – вторинний елемент. Він заряджається струмом, виробленим усередині машини. Сонячна батарея перетворює енергію Сонця в електричну. При висвітленні сонячним світлом шарів кремнію електрони в них починають рухатися, створюючи різницю потенціалів між шарами.

Електрика у нас вдома

У деяких країнах використовують вилки з двома роз’ємами, без заземлення. Напруга в електромережі в одних країнах становить 240 В, в інших 110 В. Це висока напруга, і удар струмом може бути смертельним. Паралельні ланцюги підводять електрику в різні частини будинку. Всі електронні прилади забезпечені запобіжниками. Усередині них знаходяться дуже тонкі дротики, які плавляться і розривають ланцюг, якщо сила струму надто велика. Кожен паралельний ланцюг зазвичай має три дроти: під напругою і заземлюючий. По перших двох йде струм, а заземлюючий дріт потрібен для безпеки. Він відведе електричний струм у землю у разі пробою ізоляції. Коли вилку включають в розетку, роз’єми з’єднуються з дротом під напругою і нейтральним дротом, замикаючи ланцюг.

ПОДІЛИТИСЯ: