Selgitame, mis on elekter ja mis on selle füüsikalise nähtuse päritolu. Lisaks selle tähtsus ja omadused.
Mis on elekter?
Elekter sisaldab komplektifüüsikalised nähtused seotud elektrilaengute olemasolu ja ülekandega. Elektriga on tihedalt seotud mitu põhimõistet:
- Elektrilaeng. Kogu teadaolev aine koosneb aatomitest, millel on võrdne kogus elektronid (negatiivse elektrilaenguga) ja prootonid (positiivse elektrilaenguga). The aatomid ja molekulid Need võivad muutuda elektriliselt laetud ja see mõjutab seda, kuidas nad üksteist meelitavad või tõrjuvad, ja nende moodustava aine konfiguratsiooni.
- Elektrivool. The osakesed Elektriliselt laetud, tavaliselt elektronid, võivad voolata läbi juhtiva materjali, näiteks traadi. Seda elektrilaengute ülekandmist nimetatakse elektrivooluks.
- Elektriväljad. Elektriväljad tekitavad nendesse sisestatud liikuvatele osakestele tööd, mõõdetuna voltides. Elektripotentsiaal mingis ruumipunktis on töö, mis tuleb teha laenguühiku kohta, et see laeng liiguks läbi elektrivälja võrdluspunktist vaadeldavasse punkti.
- Elektriline potentsiaal. Elektriväljad võivad voltides mõõdetuna teha erinevaid töid. Seda nimetatakse elektripotentsiaaliks.
- Magnetism. Elektrilaengud sisse liikumine Need genereerivad magnetvälju, mõjutades (meelitades või tõrjudes) neis leiduvaid magnetmaterjale ja liikuvaid laenguid ning suudavad teatud tingimustel ise elektrivoolu tekitada.
Elekter esindab inimkond lõputud teadaolevad rakendused.
Teadaolevate materjalide elektrilised omadused sõltuvad nende aatomites olevate elektronide konfiguratsioonist. Grafeen, hõbe ja vask on siiani kõige võimsamad juhid elektrienergia saadaval, samas kui muud materjalid, nagu klaas, lutsiit või vilgukivi, on suurepärased isolaatorid.
Kuigi elektrit on tuntud juba iidsetest aegadest, eriti merevaigu – materjali, mida saab elektriliselt laadida, avastamisest, algas selle formaalne uurimine 17. ja 18. sajandil ning alles 19. sajandi lõpus võis seda hakata kasutama. kasutatakse tööstuses ja kodumaal..
Elektri päritolu
Elekter on olnud kogu maailmas igavesti. Ürginimene suutis seda tajuda nähtavate nähtuste, näiteks välgu kaudu, või kogeda seda elektrikalade kaudu, nagu Niiluse jõe äikesetorked, mida kirjeldasid muistsed egiptlased.
Staatilise elektri (mis tekib näiteks merevaigupulka villa või karusnahaga hõõrudes) avastasid vanad kreeklased umbes 600 eKr. C.
Esimesed tõsised katsetused elektriga toimusid umbes 17. sajandil. Valdkond kasvas koos Cavendishi, Du Fray, van Musschenbroeki ja Watsoni uuringute ja panusega 18. sajandil ning 19. sajandi jooksul töötati välja elektrit ja võimsust ühendav teooria. magnetism: Maxwelli võrrandid 1865. aastal.
Elektritootmine tööstusliku tegevusena sai alguse peaaegu 20. sajandil, pärast seda, kui Morse demonstreeris 1833. aastal, kuidas elekter võib kaugside valdkonnas revolutsiooni teha, ning kontrolliti võimalust toota valgust läbi elektriliini, asendades gaasiliini.
Lõpuks seadsid Tesla ja Edisoni uuringud elektrienergia põhinõudeks uuenduslikkust teaduslik ja tehnoloogiline teise tööstusrevolutsiooni raames.
Elektri tähtsus
Elekter on mitmekülgne ja transformatiivne allikas, mida saab kasutada mitmel viisil:
- genereerida valgus. Lambid ja pirnid võimaldavad vaakumis elektrivoolu ära kasutada valguse kiirgamiseks, valgustades erinevaid keskkondades ja päevase eluea pikendamine pärast sügist Päike.
- genereerida soojust. Joule'i efekt kirjeldab, kuidas tekib elektronide läbimine läbi juhi kalorienergia, mida saab kasutada takistite abil kuumutamiseks, keevitamiseks või isegi toiduvalmistamiseks.
- genereerida liikumine. Elektri abil aktiveeritakse liikumise tekitamiseks erinevat tüüpi seadmeid, näiteks mootoreid ja rootoreid, mis muudavad elektrienergia mehaanika. Seevastu elektrienergiat saab salvestada näiteks patareide või patareidja seda saab kasutada näiteks liikumise tekitamiseks.
- Edastada andmeid. Elektrooniliste süsteemide, elektriahelate või juhtmevõrkude kaudu võimaldab elekter aktiveerida erinevat tüüpi komponente tohutute vahemaade tagant.
Elektri omadused
Elekter seisneb elektronide ülekandes aatomite viimasest kihist (kõige kaugemast) järgmise aatomi kihist, voolates mööda juhtivat ainet ja muutes selle teatud omadusi.
Seevastu elekter on akumulatiivne, mille jaoks leiutati patareid või patareid (akud), mis on võimelised neelama elektrivoolu ja säilitama selle keemilises koostises, et hiljem taaskasutada.
Elektrivool
Elektrivool on elektrilaengute liikumine läbi juhi. Need laengud on elektronid, subatomaarsed osakesed, mis tiirlevad ümber aatomituuma.
Elektrivoolud ei ole inimkehale kahjutud, kuna see talub umbes 16 amprit voolu. see tähendab, et elekter võib olla ohtlik. Lühiajaline, mõõdukas kokkupuude elektriallikaga võib lihaseid tuimestada, samas kui tõsisem kokkupuude võib põhjustada põletusi või isegi surma. surma.
Tänu Nikola Tesla uuringutele on teada kaks elektrivoolu vormi: DC ja vahelduvvoolu (mis varieerub tsükliliselt oma ulatuselt ja tähenduselt).