Электрические разряды на службе человека реферат

Обновлено: 04.07.2024

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………….3
ВИДЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ РАЗРЯДОВ……………………………..6
1. Статические разряды………………………………………………6
1.1. Возникновение статического электричества;
электрический разряд…………………………………………6
1.2. Статическое и динамическое электричество………….….6
2. Атмосферные разряды……………………………………………..7
3. Электрический разряд в газах (газовый разряд)…………………8
4. Биологические электроразряды………………………………….11
5. Электрические разряды на службе человека……………………11
6. Тектонические и метеорные явления…………………………….12ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………..
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАЗРЯД ВИДЫ РАЗРЯДОВ статическое электричество
электроразряды

Описание работы

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………….3
ВИДЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ РАЗРЯДОВ……………………………..6
1. Статические разряды………………………………………………6
1.1. Возникновение статического электричества;
электрический разряд…………………………………………6
1.2. Статическое и динамическое электричество………….….6
2. Атмосферные разряды……………………………………………..7
3. Электрический разряд в газах (газовый разряд)…………………8
4. Биологические электроразряды………………………………….11
5. Электрические разряды на службе человека……………………11
6. Тектонические и метеорные явления…………………………….12
ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………..13
Список использованной литературы……………………………………14

1.1. Возникновение статического электричества; электрический разряд
Статическое электричество возникает всюду, где происходит движение твердых изоляторов или жидкостей – точнее, в момент их разделения. Экстремальный случай – обдувание стенки пыльным воздух ом.
Напряжение разряда зависит от влажности. В сухом воздухе разряд бывает сильнее, чем во влажном. Электронные компоненты крайне чувствительны к таким разрядам. Даже разряд менее30В может вывести их из строя или привести к неправильному срабатыванию.
Это может стать причиной необоснованного риска и непредсказуемых результатов. Вот почему электронные компоненты почти всегда оснащаются защитой.
1.2. Статическое и динамическое электричество
Под динамическим электричеством имеется в виду электрический ток, обычно производимый электростанциями и поступающий по проводам. Он проявляется как напряжение на контактах. Статическое же электричество не подпитывается каким-либо источником напряжения. Оно выступает как своего рода разовое явление, которое не может повториться немедленно и требует времени для накопления перед новым разрядом.
2. Атмосферные разряды
Гроза – электрическое атмосферное явление, при котором в мощных куче во-дождевых облаках или между облаками и земной поверхностью возникают многократные электрические разряды(молнии), сопровождающиеся громом. Грозам обычно сопутствуют шквалистые ветры, ливневые осадки, нередко с град ом.
Электрические явления в атмосфере: ионизация воздух а, электрическое поле атмосферы, электрические заряды облаков и осадков, электрические токи вызывают разряды в атмосфере. Такие разряды называют атмосферным
Одной из проблем безопасности полетов самолетов являются атмосферные электрические разряды, с которыми приходится сталкиваться экипажам воздушных судов, оборудованных системой дистанционного управления.
Пилоты, знакомящиеся ссамолетом, оборудованным системой дистанционного управления, обычно задают законные вопросы о том, какой эффект оказывают молнии на системы этого технически усовершенствованного само лета.
В основном молнии имеют прямой и косвенный эффект на само лет.
1. Прямой эффект вызывает физические повреждения структуры само лета. Они вызваны высокой энергией, содержащейся в разряде молнии за одну секунду. Структура само лета, созданная для представления Faraday Cage, полностью прошита, а многие частисделаны из графитового волокнистого укрепленного пластика (CFRP), и с помощью специальных технологий достигнута их электрическая проводимость.
2. Косвенный эффект молнии отражается на легком нарушении или сильном повреждении системы авионики. Это повреждение связан о с электромагнитными полями, возникающими из циркуляции высоковольтного тока в структуре само лета.
Например, от удара молнии напряжение может попасть на сигналы, которые не защищены от молнии, из-за чего общий сигнальный уровень поднимется в 500 раз. Ток, который возникнет в этом случае, может быть в 300 тыс. раз выше нормального состояния. Избыток входящей энергии, который встроенные фильтры должны нейтрализовать, может быть равен 500кВт, в то время как потребление энергии всем оборудованием при нормальных обстоятельствах намного меньше 100 Вт.
Еще одним источником электрического разряда является такое явление, как шаровая молния (ШМ), практически неослабевающий интерес к которой обусловлен по-видимому тем, что до сих пор не существует какой-то одной общепринятой модели их внутреннего строения. Время жизни наблюдаемых ШМ достигает десятков секунд и учитывая их внезапное появление слишком мало для детального исследования. Отсюда основным источником информации об ШМ становятся последствия их взаимодействия с окружающими предметами. Некоторые примеры из повреждения предметов после контакта с ШМ позволяют сделать оценки внутренней энергии, содержащейся в ШМ. Как следует из опыта контактов с ШМ, они обычно образуются вблизи источников сильных электромагнитных разрядов – при ударе молнии, при замыкании-размыкании высоковольтного или сильноточного электрооборудования, при высокочастотных импульсах мощных генераторов.
Молнии не контролируются природой. Они проводят свою энергию через крошечное острие. Концентрация этой энергии — источник физических повреждений. Задача всех защитных технологий –рассеять эту энергию. Заклепанная поверхность само лета не может полностью предохранить повреждение. Необходимо удалить статические заряды, возникшие от воздушного трения, и создать защиту от высоко интенсивных радиационных полей.

5. Электрические разряды на службе человека
Электрический ракетный двигатель – двигатель, в котором в качестве источника энергии для создания тяги используется электрическая энергия бортовой энергоустановки космического летательного аппарата. Применяется для коррекции траектории и ориентации космических аппаратов. Электрические ракетные двигатели разделяются на электротермические, электростатические и электромагнитные.
Электрическое обогащение(электросепарация), электроразрядное разделение полезных ископаемых или материалов по вещественному составу, основанное, как правило, на их различии в электропроводности.
Электрический стул, приспособление, которое использовалось в США для приведения в исполнение приговора о смертной казни с помощью электрического разряда тока высокого напряжения.
С электроразрядными процессами мы постоянно сталкиваемся и в медицине (электрофорез, химиотерапия, бактерицидное излучение при дезинфекции). Лампа Чижевского, например, в результате высоковольтного разряда образует отрицательно заряженные ионы воздух а, способные улучшать самочувствие, быстрое выздоровление, укреплять иммунную систему человека.

Список использованной литературы
1. Воробье в А. А. Равновесие и преобразование видов энергии в недрах. –Томск: Изд-во ТГУ, 1980. – 211 с.

2. Качурин Л. Г. Физические основы воздействия на атмосферные процессы. – Л.: Гидрометиоиздат, 1990. – 463 с.

3. ОльховатовА. Ю. О вероятной природе взаимосвязи между метеорными и тектоническими явлениями // Из в. АН СССР. Физика Земли. – 1990. – №12. – С.101-103.

4. Светов Б. С. Неклассическая геоэлектрика//Физика Земли. – 1995. – №8.

6. Федосин С. Г., КимА. С. Электронно-ионная модель шаровой молнии. – М.: Наука, 2001. –38 с.

Возникновение статического электричества. Электрический разряд в газах (газовый разряд), атмосферные, биологические электроразряды. Электрические разряды на службе человека. Тектонические и метеорные явления. Статическое и динамическое электричество.

Рубрика	Физика и энергетика
Вид	реферат
Язык	русский
Дата добавления	05.07.2013
Размер файла	26,8 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Впервые искусственную электрическую искру, полученную от электрической машины трения, изобретённой Герике, наблюдал в 1672 г. немецкий философ, математик и физик Готфрид Лейбниц (1646-1716). Электрическая машина Отто фон Герике (1602-1686) представляла собой шар из серы величиной примерно с волейбольный мяч, насаженный на ось, укреплённую в деревянном штативе. При вращении шар электризовался ладонями рук.

Что касается теории, то только в 1708 г. англичанин Уолл впервые высказал мысль об электрической природе молнии. Затем в 1745-1746 гг. сразу в двух местах: в Данциге (Клейст) и в Лейдене (проф. Мушенброк) - были изобретены так называемые лейденские банки - первые конденсаторы, позволившие получать искры сравнительно большой длины для их изучения.

Первым, доказавшим на опыте, что молния имеет электрическую природу, был американский учёный и государственный деятель Бенджамин Франклин. В 1749 г. он запустил воздушный змей, у которого в верхней части было прикреплено металлическое остриё, предназначенное для сбора электричества из туч. Когда дождь смочил нить, и она сделалась проводником, Франклин смог, используя атмосферное электричество, зарядить лейденскую банку.

Только в 1840 г. делается первая попытка объяснить природу электрической искры. Сделал это американский электротехник Джозеф Генри (1797-1878). Генри открыл, что разряд лейденской банки в определённых условиях имеет колебательный характер.

Через семь лет величайший естествоиспытатель 19 века Герман Гельмгольц (1821-1894) доказал теоретически колебательный характер разряда. Учёным стало ясно, что электрическая искра порождается переменным током высокой частоты, который, как мы теперь знаем, является основой радиотехники.

В 1853 г. великий английский физик Вильям Томсон (впоследствии лорд Кельвин) теоретически выводит формулу, связывающую период колебаний с параметрами электрической цепи. Разработанную им теорию колебательного разряда в 1857 г. развил немецкий физик Густав Кирхгофф (1824-1887).

Однако всё, что предположили Генри и Гельмгольц и обосновали Томсон и Кирхгофф, было только теорией, ничем не подтверждённой на практике. Учёные не имели прибора, способного зарегистрировать длительность электрической искры и наглядно показать её колебательный характер.

1. ВИДЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ РАЗРЯДОВ

1. Статические разряды

Статическое электричество - общеизвестное природное явление, с которым сталкивается всякий, кто, например, прикасается к дверной ручке после прогулки по ковру.

Возникающий при этом электрический разряд сам по себе безопасен, хотя от неожиданности человек может совершить непредсказуемые действия.

Однако кроме такого статический разряд может породить и другие явления, часть которых совершенно необходимо предотвратить. Их последствия могут быть самыми разнообразными: от выхода из строя электронной аппаратуры до взрыва всего здания.

1.1 Возникновение статического электричества; электрический разряд

Статическое электричество возникает всюду, где происходит движение твердых изоляторов или жидкостей - точнее, в момент их разделения. Экстремальный случай - обдувание стенки пыльным воздухом.

Это может стать причиной необоснованного риска и непредсказуемых результатов. Вот почему электронные компоненты почти всегда оснащаются защитой.

электрический разряд тектонический метеорный

1.2 Статическое и динамическое электричество

Под динамическим электричеством имеется в виду электрический ток, обычно производимый электростанциями и поступающий по проводам. Он проявляется как напряжение на контактах. Статическое же электричество не подпитывается каким-либо источником напряжения. Оно выступает как своего рода разовое явление, которое не может повториться немедленно и требует времени для накопления перед новым разрядом.

2. Атмосферные разряды

Гроза - электрическое атмосферное явление, при котором в мощных кучево-дождевых облаках или между облаками и земной поверхностью возникают многократные электрические разряды (молнии), сопровождающиеся громом. Грозам обычно сопутствуют шквалистые ветры, ливневые осадки, нередко с градом.

Электрические явления в атмосфере: ионизация воздуха, электрическое поле атмосферы, электрические заряды облаков и осадков, электрические токи вызывают разряды в атмосфере. Такие разряды называют атмосферным

Одной из проблем безопасности полетов самолетов являются атмосферные электрические разряды, с которыми приходится сталкиваться экипажам воздушных судов, оборудованных системой дистанционного управления.

Пилоты, знакомящиеся с самолетом, оборудованным системой дистанционного управления, обычно задают законные вопросы о том, какой эффект оказывают молнии на системы этого технически усовершенствованного самолета.

В основном молнии имеют прямой и косвенный эффект на самолет.

1. Прямой эффект вызывает физические повреждения структуры самолета. Они вызваны высокой энергией, содержащейся в разряде молнии за одну секунду. Структура самолета, созданная для представления Faraday Cage, полностью прошита, а многие части сделаны из графитового волокнистого укрепленного пластика (CFRP), и с помощью специальных технологий достигнута их электрическая проводимость.

2. Косвенный эффект молнии отражается на легком нарушении или сильном повреждении системы авионики. Это повреждение связано с электромагнитными полями, возникающими из циркуляции высоковольтного тока в структуре самолета.

Например, от удара молнии напряжение может попасть на сигналы, которые не защищены от молнии, из-за чего общий сигнальный уровень поднимется в 500 раз. Ток, который возникнет в этом случае, может быть в 300 тыс. раз выше нормального состояния. Избыток входящей энергии, который встроенные фильтры должны нейтрализовать, может быть равен 500 кВт, в то время как потребление энергии всем оборудованием при нормальных обстоятельствах намного меньше 100 Вт.

Некоторые примеры из повреждения предметов после контакта с ШМ позволяют сделать оценки внутренней энергии, содержащейся в ШМ. Как следует из опыта контактов с ШМ, они обычно образуются вблизи источников сильных электромагнитных разрядов - при ударе молнии, при замыкании-размыкании высоковольтного или сильноточного электрооборудования, при высокочастотных импульсах мощных генераторов.

Молнии не контролируются природой. Они проводят свою энергию через крошечное острие. Концентрация этой энергии - источник физических повреждений. Задача всех защитных технологий - рассеять эту энергию. Заклепанная поверхность самолета не может полностью предохранить повреждение. Необходимо удалить статические заряды, возникшие от воздушного трения, и создать защиту от высокоинтенсивных радиационных полей.

3. Электрический разряд в газах (газовый разряд)

Особенность газов состоит в том, что электрический разряд в газах сам создает в них носители заряда - свободные электроны и ионы и обусловливает их концентрацию и распределение в объеме газа. В зависимости от давления, рода газа, процессов на электродах, плотности разрядного тока и др. возникают различные типы разрядов: тихий, тлеющий, дуговой, искровой, коронный, кистевой. По способу подведения энергии различают: разряд на постоянном токе, переменном токе низкой частоты, высокочастотный разряд и импульсный разряд.

Для примера рассмотрим одну из форм самостоятельного разряда в газах - так называемый тлеющий разряд. Для получения этого типа разряда удобно использовать стеклянную трубку длиной около полуметра, содержащую два металлических электрода.

Присоединим электроды к источнику постоянного тока с напряжением несколько тысяч вольт (годится электрическая машина) и будем постепенно откачивать из трубки воздух. При атмосферном давлении газ внутри трубки остается темным, так как приложенное напряжение в несколько тысяч вольт недостаточно для того, чтобы пробить длинный газовый промежуток. Однако когда давление газа достаточно понизится, в трубке вспыхивает светящийся разряд. Он имеет вид тонкого шнура (в воздухе - малинового цвета, в других газах других цветов), соединяющего оба электрода. В этом состоянии газовый столб хорошо проводит электричество.

Различают следующие две главные части разряда: 1) несветящуюся часть, прилегающую к катоду, получившую название темного катодного пространства; 2) светящийся столб газа, заполняющий всю остальную часть трубки, вплоть до самого анода. Эта часть разряда носит название положительного столба. При подходящем давлении положительный столб может распадаться на отдельные слои, разделенные темными промежутками, так называемые страты.

Описанная форма разряда называется тлеющим разрядом. При тлеющем разряде газ хорошо проводит электричество, а значит, в газе все время поддерживается сильная ионизация. Причинами ионизации газа в тлеющем разряде являются ударная ионизация и выбивание электронов с катода положительными ионами. Катодное падение потенциала зависит от материала катода и от рода газа.

Газосветные лампы применяются также для декоративных целей. В этих случаях им придают очертания букв, различных фигур и т. д. и наполняют газом с красивым цветом свечения (неоном, дающим оранжево-красное свечение, или аргоном с синевато-зеленым свечением).

Дуговой разряд. Если после зажигания искрового разряда постепенно уменьшат сопротивление цепи, то сила тока в искре будет увеличиваться. Когда сопротивление цепи станет достаточно малым, возникает новая форма газового разряда, называемая дуговым разрядом.

Дуговой разряд возникает во всех случаях, когда вследствие разогревания катода основной причиной ионизации газа становится термоэлектронная эмиссия. Например, в тлеющем разряде положительные ионы, бомбардирующие катод, не только вызывают вторичную эмиссию электронов, но и нагревают катод. Поэтому, если увеличивать силу тока в тлеющем разряде, то температура катода увеличивается, и когда она достигает такой величины, что начинается заметная термоэлектронная эмиссия, тлеющий разряд переходит в дуговой. При этом исчезает и катодное падение потенциала.

Электрическая дуга является мощным источником света и широко применяется в проекционных, прожекторных и других установках. Расходуемая ею удельная мощность меньше, чем у ламп накаливания.

4. Биологические электроразряды

К биологическим видам-носителям электрического заряда относятся некоторые виды рыб, таких как общеизвестное семейство электрических скатов.

Еще одним видом пресноводных, пользующийся природным электроразрядом является электрический угорь, рыба отряда карпообразных, живущий в реках Амазонка и Ориноко, являющийся также бъектом местного промысла. Это единственный вид семейства, который имеет электрические органы, занимающие около 4/5 длины тела. Может давать электрический разряд до 650 В (обычно - меньше). Длина особи - от 1 до 3 м, весит до 40 кг. Часто содержатся в больших аквариумах.

5. Электрические разряды на службе человека

Электрический ракетный двигатель - двигатель, в котором в качестве источника энергии для создания тяги используется электрическая энергия бортовой энергоустановки космического летательного аппарата. Применяется для коррекции траектории и ориентации космических аппаратов. Электрические ракетные двигатели разделяются на электротермические, электростатические и электромагнитные.

Электрическое обогащение (электросепарация), электроразрядное разделение полезных ископаемых или материалов по вещественному составу, основанное, как правило, на их различии в электропроводности.

Электрический стул, приспособление, которое использовалось в США для приведения в исполнение приговора о смертной казни с помощью электрического разряда тока высокого напряжения.

С электроразрядными процессами мы постоянно сталкиваемся и в медицине (электрофорез, химиотерапия, бактерицидное излучение при дезинфекции). Лампа Чижевского, например, в результате высоковольтного разряда образует отрицательно заряженные ионы воздуха, способные улучшать самочувствие, быстрое выздоровление, укреплять иммунную систему человека.

6. Тектонические и метеорные явления

В последнее время в печати появились публикации, посвященные проблеме взаимосвязи между тектоническими и метеорными явлениями. Постановка этой проблемы представляется чрезвычайно актуальной, так как сейсмические явления, связанные с пролетами в атмосфере Земли метеорных тел (МТ) уже давно представляет собой бесспорный факт и нуждаются в научном объяснении.

Ряд геологов не без оснований объясняют электроразрядными процессами образование кимберлитовых трубок.

Другие же ученые допускают возможность накопления на МТ мощного электрического заряда и его дальнейшего взаимодействия с поверхностью Земли. Впервые эта идея была высказана геофизиком В. Ф. Соляником в 1951 году на пленуме Комиссии по кометам и метеоритам АН СССР.

Электрические разряды играли и играют важную роль не только в жизни человечества. Проблема возникновения жизни на Земле издавна не дает покоя многим ученым. С тех пор, как человек начал задаваться вопросом, откуда произошло все живое прошло много лет, и за все это время рассматривалось множество гипотез и предположений о зарождении жизни. Религиозная теория, теория самозарождения, теория панспермии, теория вечного существования жизни. Человечество до сих пор не может до конца разгадать эту загадку. За основную теорию возникновения жизни, тем не менее, принимается теория, предложенная А. И. Опариным в первой половине ХХ века. Она основана на предположении о химической эволюции в результате электроразрядных явлений, эволюции, которая постепенно переходит к биохимической, а затем - к биологической эволюции.

Образование клетки явилось сложнейшим явлением. Но оно и положило начало развитию жизни и всему ее многообразию.

Список использованной литературы

1. Воробьев А.А. Равновесие и преобразование видов энергии в недрах. -Томск: Изд-во ТГУ, 1980. - 211 с.

2. Качурин Л. Г. Физические основы воздействия на атмосферные процессы. Л.: Гидрометиоиздат, 1990. - 463 с.

3. Ольховатов А.Ю. О вероятной природе взаимосвязи между метеорными и тектоническими явлениями // Изв.АН СССР. Физика Земли. - 1990. - №12. - С.101-103.

4. Светов Б.С. Неклассическая геоэлектрика //Физика Земли. - 1995. - №8.

6. Федосин С.Г., Ким А.С. Электронно-ионная модель шаровой молнии. - М.: Наука, 2001. - 38 с.

Подобные документы

Природа молнии и методы ее измерения. Возникновение статического электричества при накоплении неподвижных зарядов. Шаровая молния как сферический газовый разряд, возникающий при ударе обычной молнии. Проявление электрических явлений в живой природе.

реферат [15,0 K], добавлен 20.10.2009

Электрический разряд в газах. Ионизация газов. Механизм электропроводности газов. Несамостоятельный газовый разряд. Самостоятельный газовый разряд. Различные типы самостоятельного разряда и их техническое применение.

реферат [22,1 K], добавлен 17.05.2006

Условия возникновения электрического разряда в газах. Принцип ионизации газов. Механизм электропроводности газов. Несамостоятельный газовый разряд. Самостоятельный газовый разряд. Различные типы самостоятельного разряда и их техническое применние.

реферат [32,3 K], добавлен 21.05.2008

Тлеющий газовый разряд как один из видов стационарного самостоятельного электрического разряда в газах. Применение его как источника света в неоновых лампах, газосветных трубках и плазменных экранах. Создание квантовых источника света, газовых лазеров.

презентация [437,2 K], добавлен 13.01.2015

Исследование и физическая интерпретация соотношения, определяющего зависимость напряжения возникновения разряда от давления газа и межэлектродного расстояния. Возникновение коронного и дугового разрядов в газовом промежутке с плоским оксидным катодом.

Любая творческая работа позволяет расширять границы своих познаний, совершенствовать навыки и умения, что весьма актуально, для современного студента. Хочется окунуться в мир непознанного, проявить себя, проверить свои способности, эта тема как раз и даёт такую возможность. Я полагаю, что эта тема интересна всем.

Цель работы

Собрать лейденскую банку и получить электрический разряд.

Предмет исследования: лейденская банка.

Объект исследования: электрические разряды.

Нам удастся получить электрические разряды.

Мне никогда не приходилось получать электрические разряды и заниматься сборкой электрического прибора - лейденской банки.

1. Изучить литературные и электронные источники по данной теме.

2. Исследовать историю возникновения электрических разрядов.

3. Выяснить виды электрических разрядов.

4. Определить условия возникновения разрядов.

5. Создать прибор для получения электрических разрядов – лейденскую банку .

6. Выяснить области применения электричества человеком.

Что такое электрический разряд

Электрический разряд - процесс протекания электрического тока, связанный со значительным увеличением электропроводимости среды относительно его нормального состояния .

Увеличение электропроводности обеспечивается наличием дополнительных свободных носителей заряда

История возникновения электричества

История электричества , с чего же она началась? Я думаю, на этот вопрос вряд ли кто даст точный, исчерпывающий ответ. Но все же попробуем разобраться.

Явления, связанные с электричеством, были замечены в древнем Китае, Индии и древней Греции за несколько столетий до начала нашей эры. Около 600 года до н.э ., как гласят сохранившиеся предания, древнегреческому философу Фалесу Милетскому было известно свойство янтаря, натертого об шерсть, притягивать легкие предметы. Кстати, словом “электрон” древние греки называли янтарь. От него же пошло и слово “электричество”. Но греки всего лишь наблюдали явления электричества, но не могли объяснить.

Лишь в 1600 году придворный врач английской королевы Елизаветы Уильям Гилберт с помощью своего электроскопа доказал, что способность притягивать легкие тела имеет не только натертый янтарь, но и другие минералы: алмаз, сапфир, опал, аметист и др. В этом же году он издает труд “О магните и магнитных телах”, где изложил целый свод знаний о магнетизме и электричестве.

Электричество развивалось еще на протяжении 197 лет (с 1650 до 1847гг). И только в 1878 году улицы Парижа осветили дуговые лампы Павла Николаевича Яблочкова. Появляются первые электростанции. Не так давно кажущееся чем-то невероятным и фантастическим, электричество становиться привычным и незаменимым помощником человечества.

1.3 Виды разрядов

Статические разряды

Статическое электричество – общеизвестное природное явление, с которым сталкивается всякий, кто, например, прикасается к дверной ручке после прогулки по ковру.

Возникновение статического электричества; электрический разряд:

Статическое электричество возникает всюду, где происходит движение твердых изоляторов или жидкостей – точнее, в момент их разделения.

Напряжение разряда зависит от влажности. В сухом воздухе разряд бывает сильнее, чем во влажном. Электронные компоненты крайне чувствительны к таким разрядам. Даже разряд менее 30В может вывести их из строя или привести к неправильному срабатыванию. Это может стать причиной необоснованного риска и непредсказуемых результатов. Вот почему электронные компоненты почти всегда оснащаются защитой.

Динамическое электричество .

Атмосферные разряды.

Гроза – электрическое атмосферное явление, при котором в мощных кучево-дождевых облаках или между облаками и земной поверхностью возникают многократные электрические разряды (молнии), сопровождающиеся громом. Грозам обычно сопутствуют шквалистые ветры, ливневые осадки, нередко с градом.

Такие разряды становятся одной из проблем безопасности полетов самолетов, с которой приходится сталкиваться экипажам воздушных судов, оборудованных системой дистанционного управления.

Электрический разряд в газах (газовый разряд).

Особенность газов состоит в том, что электрический разряд в газах сам создает в них носителей заряда – свободные электроны и ионы и обусловливает их концентрацию и распределение в объеме газа. В зависимости от давления, рода газа, процессов на электродах и др. возникают различные типы разрядов: тихий, тлеющий, дуговой, искровой, коронный, кистевой.

1.4 Условия возникновения разрядов

Электрическим током называют направленное движение заряженных частиц.

Для возникновения и существования электрического тока необходимы:

• наличие свободных заряженных частиц — носителей тока;

• наличие электрического поля, действие которого создает и поддерживает направленное движение свободных заряженных частиц.

Источники электрического тока — устройства, преобразующие различные виды энергии в электрическую энергию.

В источниках электрического тока выполняется работа по разделению электрических зарядов, в результате чего на одном полюсе источника накапливается положительный заряд, а на другом — отрицательный. Примером источников тока могут служить аккумуляторы и гальванические элементы.

1.5 Электрические разряды на службе человека

Электрический ракетный двигатель - двигатель, в котором в качестве источника энергии для создания тяги используется электрическая энергия бытовой энергоустановки космического летательного аппарата. Применяется для коррекции траектории и ориентации космических аппаратов. Электрические ракетные двигатели разделяются на электротермические, электростатические и электромагнитные.

С электроразрядными процессами мы постоянно сталкиваемся и в медицине (электрофорез, химиотерапия и т.д.). Лампа Чижевского, например, в результате высоковольтного разряда образует отрицательно заряженные ионы воздуха, способные улучшать самочувствие, быстрое выздоровление, укреплять иммунную систему человека.

Выводы по теоретической части исследования

В процессе проделанной работы нами были изучены литературные и электронные источники по данной теме. Была исследована история возникновения электрических разрядов. Было выяснено, что электричество развивалось на протяжении почти 200 лет! Также нами были определены основные элементы, входящие в лейденскую банку.

2.1. История изобретения Лейденской банки.

Зная, что стекло не проводит электричества, он (в 1745 г.) взял стеклянную банку (колбу), наполненную водой, опустил в нее медную проволоку, висевшую на кондукторе электрической машины, и, взяв банку в правую руку, попросил своего помощника вращать шар машины. При этом он правильно предположил, что заряды, поступавшие с кондуктора, будут накапливаться в стеклянной банке.

Так была изобретена лейденская банка (по имени г. Лейдена), а вскоре и первый простейший конденсатор, одно из распространеннейших электротехнических устройств.

2.2. Сборка прибора.

Приступаю к сборке прибора – лейденская банка.

Чтобы обклеить банку пришлось постараться!

Все собрано. Проверяем работу прибора.

Все отлично работает.

Выводы по практической части исследования

В процессе работы была собран прибор - лейденская банка и проверена ее работоспособность. Мне очень понравилось собирать такой прибор и проводить эксперимент. Не обошлось и без трудностей при сборке лейденской банки: при обклейке фольга часто рвалась, также я забыла закрепить проводник внутри банки. Нам удалось устранить проблемы. Мы собрали прибор для накопления электрических зарядов и проверили его работу. Все отлично работает.

В ходе работы мне удалось собрать прибор – лейденская банка и проверить ее работу. Во время работы я получила незабываемые эмоции и ценный опыт, так как раньше подобным делом мне заниматься не приходилось. Мы выполнили поставленную задачу и ответили на все вопросы. Таким образом, мы убедились в работе лейденской банки.

Меня заинтересовала данная тема, и в следующем году я хотела бы

попробовать собрать другой прибор (например – когерер).

Список использованных источников и литературы

Интересные факты про электричество. Опыты в домашних условиях.

Вложение	Размер
doc1.doc	882 КБ

Предварительный просмотр:

на службе человека

Соколова Татьяна Викторовна

Железногорск 2009 год

1. Что такое электризация?

2. Немного истории

3. Наша исследовательская работа

4. Полезная электризация

5. Вредная электризация

6. Борьба с электризацией

Технический прогресс не только расширяет возможности человека, его власть над природой. Но одновременно ставит множество проблем. Так, например, сегодня в различных отраслях промышленности используются сильные электрические поля, широко внедряется в быт синтетика, а синтетические материалы обладают способностью накапливать электрические заряды. И приходится решать проблемы, связанные с влиянием электрических полей на технологические процессы, на организм человека. Целью проекта является изучить значение явлений электризации, их влияние на организм человека.

Что такое электризация?

Электризация – это передача телу электрического заряда.

Тело, у которого q≠0 , называется заряженным , а тело, у которого q=0 ,- незаряженным ( нейтральным ).

Окружающие нас тела, как правило, электрически нейтральны, т.е. положительные и отрицательные заряды компенсируются с высокой точностью.

Следующий шаг в изучении электрических явлений был сделан бургомистром немецкого города Магдебурга Отто фон Герике (1602-1686). Он сконструировал первую электрическую машину (Приложение №2), представлявшую собой большой шар из серы, вращавшийся на железной оси. При натирании шара ладонью он сильно электризовался и мог электризовать другие тела. Используя свою машину, Герике впервые наблюдал отталкивание наэлектризованных тел и слышал треск электрических искр.

С начала XVIII века электрическими экспериментами увлекаются члены Лондонского Королевского научного общества. Они наблюдают электрическое притяжение не только в воздухе, но и вакууме, изучают возникновение электрических искр, открывают явление электропроводности и указывают, что для сохранения заряда тела оно должно быть изолированно от других тел. (приложение №3)

В 1733 году француз Ш. Дюфэ (Приложение №4) впервые устанавливает существование двух родов зарядов - положительного и отрицательного (прежде заряды тел считали отличающимися лишь по величине).

Американский ученый Вениамин Франклин запускал во время грозы высоко в воздух змей и по металлическому проводнику из грозового облака извлекал электрическую искру. В. Франклин показал, что электрический заряд, образующийся в атмосфере, действует так же, как и обычные электрические заряды.

Первый в мире молниеотвод в июне 1754 г. водрузил над крестом своего храма сельский священник из Моравии Прокоп Дивиш, крестьянский сын, ученый и изобретатель. Первый в России молниеотвод появился в 1756 г. над Петропавловским собором в Петербурге. Он был сооружен после того, как молния дважды ударила в шпиль собора и подожгла его. В течение короткого времени молниеотвод нашел широкое распространение во всем мире.

В дальнейшем серьезный вклад в теорию грозового электричества внес русский ученый А. И. Воейков.

Советский ученый Я. И. Френкель развил теорию грозы далее. Она находит все более широкое признание и подтверждение. Продолжаются эксперименты по изучению атмосферного электричества, которые проводят с помощью современного оборудования.

Однако кроме такого статический разряд может породить и другие явления, часть которых совершенно необходимо предотвратить. Их последствия могут быть самыми разнообразными: от выхода из строя электронной аппаратуры до взрыва всего здания.

Возникновение статического электричества; электрический разряд

Статическое электричество возникает всюду, где происходит движение твердых изоляторов или жидкостей – точнее, в момент их разделения. Экстремальный случай – обдувание стенки пыльным воздухом.

Статическое и динамическое электричество

Атмосферные разряды

В основном молнии имеют прямой и косвенный эффект на самолет.

Прямой эффект вызывает физические повреждения структуры самолета. Они вызваны высокой энергией, содержащейся в разряде молнии за одну секунду. Структура самолета, созданная для представления Faraday Cage, полностью прошита, а многие части сделаны из графитового волокнистого укрепленного пластика (CFRP), и с помощью специальных технологий достигнута их электрическая проводимость.
Косвенный эффект молнии отражается на легком нарушении или сильном повреждении системы авионики. Это повреждение связано с электромагнитными полями, возникающими из циркуляции высоковольтного тока в структуре самолета.

Еще одним источником электрического разряда является такое явление, как шаровая молния (ШМ), практически неослабевающий интерес к которой обусловлен по-видимому тем, что до сих пор не существует какой-то одной общепринятой модели их внутреннего строения. Время жизни наблюдаемых ШМ достигает десятков секунд и учитывая их внезапное появление слишком мало для детального исследования. Отсюда основным источником информации об ШМ становятся последствия их взаимодействия с окружающими предметами. Некоторые примеры из повреждения предметов после контакта с ШМ позволяют сделать оценки внутренней энергии, содержащейся в ШМ. Как следует из опыта контактов с ШМ, они обычно образуются вблизи источников сильных электромагнитных разрядов – при ударе молнии, при замыкании-размыкании высоковольтного или сильноточного электрооборудования, при высокочастотных импульсах мощных генераторов.

Молнии не контролируются природой. Они проводят свою энергию через крошечное острие. Концентрация этой энергии — источник физических повреждений. Задача всех защитных технологий – рассеять эту энергию. Заклепанная поверхность самолета не может полностью предохранить повреждение. Необходимо удалить статические заряды, возникшие от воздушного трения, и создать защиту от высокоинтенсивных радиационных полей.

Электрический разряд в газах (газовый разряд)

Особенность газов состоит в том, что электрический разряд в газах сам создает в них носители заряда – свободные электроны и ионы и обусловливает их концентрацию и распределение в объеме газа. В зависимости от давления, рода газа, процессов на электродах, плотности разрядного тока и др. возникают различные типы разрядов: тихий, тлеющий, дуговой, искровой, коронный, кистевой. По способу подведения энергии различают: разряд на постоянном токе, переменном токе низкой частоты, высокочастотный разряд и импульсный разряд.

Для примера рассмотрим одну из форм самостоятельного разряда в газах – так называемый тлеющий разряд. Для получения этого типа разряда удобно использовать стеклянную трубку длиной около полуметра, содержащую два металлических электрода.

Присоединим электроды к источнику постоянного тока с напряжением несколько тысяч вольт (годится электрическая машина) и будем постепенно откачивать из трубки воздух. При атмосферном давлении газ внутри трубки остается темным, так как приложенное напряжение в несколько тысяч вольт недостаточно для того, чтобы пробить длинный газовый промежуток. Однако когда давление газа достаточно понизится, в трубке вспыхивает светящийся разряд. Он имеет вид тонкого шнура (в воздухе – малинового цвета, в других газах других цветов), соединяющего оба электрода. В этом состоянии газовый столб хорошо проводит электричество.

Различают следующие две главные части разряда: 1) несветящуюся часть, прилегающую к катоду, получившую название темного катодного пространства; 2) светящийся столб газа, заполняющий всю остальную часть трубки, вплоть до самого анода. Эта часть разряда носит название положительного столба. При подходящем давлении положительный столб может распадаться на отдельные слои, разделенные темными промежутками, так называемые страты.

Описанная форма разряда называется тлеющим разрядом. При тлеющем разряде газ хорошо проводит электричество, а значит, в газе все время поддерживается сильная ионизация. Причинами ионизации газа в тлеющем разряде являются ударная ионизация и выбивание электронов с катода положительными ионами. Катодное падение потенциала зависит от материала катода и от рода газа.

Дуговой разряд. Если после зажигания искрового разряда постепенно уменьшат сопротивление цепи, то сила тока в искре будет увеличиваться. Когда сопротивление цепи станет достаточно малым, возникает новая форма газового разряда, называемая дуговым разрядом.

Биологические электроразряды

Еще одним видом пресноводных, пользующийся природным электроразрядом является электрический угорь, рыба отряда карпообразных, живущий в реках Амазонка и Ориноко, являющийся также бъектом местного промысла. Это единственный вид семейства, который имеет электрические органы, занимающие около 4/5 длины тела. Может давать электрический разряд до 650 В (обычно – меньше). Длина особи – от 1 до 3 м, весит до 40 кг. Часто содержатся в больших аквариумах.

Электрические разряды на службе человека

Электрический ракетный двигатель – двигатель, в котором в качестве источника энергии для создания тяги используется электрическая энергия бортовой энергоустановки космического летательного аппарата. Применяется для коррекции траектории и ориентации космических аппаратов. Электрические ракетные двигатели разделяются на электротермические, электростатические и электромагнитные.

Электрическое обогащение (электросепарация), электроразрядное разделение полезных ископаемых или материалов по вещественному составу, основанное, как правило, на их различии в электропроводности.

Электрический стул, приспособление, которое использовалось в США для приведения в исполнение приговора о смертной казни с помощью электрического разряда тока высокого напряжения.

Тектонические и метеорные явления

Ряд геологов не без оснований объясняют электроразрядными процессами образование кимберлитовых трубок.

Читайте также: