Електрика в житті людини реферат

Обновлено: 03.07.2024

1) Жизнь современного человека невозможно представить без электричества. Промышленность, сельское хозяйство, наука, медицина, радио и телевидение, интернет, многочисленные виды связи, бытовые приборы и устройства, системы отопления и кондиционирования воздуха, освещение городских улиц и автодорог – это лишь незначительная доля применения электричества в современном мире. И естественно, что прекращение энерго обеспечения даже на незначительный период времени приводит к полному параличу жизнедеятельности человека, что происходит не так уж и редко.

В ту пору, когда электричество еще не было открыто, человек был чрезвычайно ограничен в своих возможностях. Огромное число идей, замыслов и изобретений не могли быть реализованы из-за отсутствия в те времена электричества. Открытие электротока произвело настоящий переворот в существовании и мировоззрении всего человечества. Благодаря этому бесценному и уникальному открытию человеческая цивилизация получила возможность стремительно развиваться, достигать новых высот в науке и технике. Человек получил возможность делать свою жизнь значительно более комфортной, удобной, эффективной и радостной.

Основной пик работ и исследований, связанных с открытием электрического тока приходится на период с конца XIX века до начала XX века. Этот период чрезвычайно богат бесценными и удивительными открытиями и изобретениями в области электричества. Именно в этот период была заложена прочная научная база, которая дала возможность стремительно развиваться электроэнергетике и достичь современного высочайшего уровня ее развития практически во всем мире.

Вследствие того, что значение электричества во всех сферах жизнедеятельности современного общества просто колоссально, то проблемы стабильного и качественного энергоснабжения; надежной и устойчивой передачи электроэнергии от электрических станций к потребителям; проблемы бесперебойного функционирования разнообразного электротехнического оборудования являются чрезвычайно важными и актуальными на сегодняшний момент времени.

В качественном, стабильном и бесперебойном энергообеспечении на сегодняшний момент времени крайне нуждаются промышленные и сельскохозяйственные предприятия, правительственные, финансово-экономические и оборонные структуры, научно-исследовательские центры, учреждения здравоохранения и образования. Невозможно назвать ту область современной жизнедеятельности человека, где бы не использовалась электроэнергия. Поэтому от качественной, эффективной и оперативной работы структур, обеспечивающих бесперебойное снабжение электроэнергией многочисленных объектов народного хозяйства, зависит, в высшей степени, благополучное и успешное существование человеческого общества.

В современном мире энергетика является основой развития базовых отраслей промышленности, определяющих прогресс общественного производства. Во всех промышленно развитых странах темпы развития энергетики опережали темпы развития других отраслей.
Специфической особенностью электроэнергетики является то, что ее продукция не может накапливаться для последующего и пользования, поэтому потребление соответствует производству электроэнергии и по размерам (разумеется, с учетом потерь) и во времени.
Представить себе жизнь без электрической энергии уже невозможно. Электроэнергетика вторглась во все сферы деятельности человека: промышленность и сельское хозяйство, науку и космос, наш быт. Столь широкое распространение объясняется ее специфическими свойствами: возможностью превращаться практически во все другие виды энергии (тепловую, механическую, звуковую, световую и т.п.); способностью относительно просто передаваться на значительные расстояния в больших количествах; огромными скоростями протекания электромагнитных процессе способностью к дроблению энергии и образованию ее параметр (изменение напряжения, частоты).
В промышленности электрическая энергия применяется как для приведения в действие различных механизмов, так и непосредственно в технологических процессах. Работа современных средств связи (телеграфа, телефона, радио, телевидения) основана на применении электроэнергии. Без нее невозможно было бы развитие кибернетики, вычислительной техники, космической техники.
Огромную роль электроэнергия играет в транспортной промышленности. Электротранспорт не загрязняет окружающую cpeду. Большое количество электроэнергии потребляет электрифицированный железнодорожный транспорт, что позволяет повышать пропускную способность дорог за счет увеличения скорости движения поездов, снижать себестоимость перевозок, повышать экономию топлива. Электроэнергия в быту является основной частью обеспечения комфортабельной жизни людей. Электроэнергетика — важная часть жизнедеятельности человека. Уровень ее развития отражает уровень развития производительных сил общества и возможности научно-технического прогресса.
В то же время энергетика — один из источников неблагоприятного воздействия на окружающую среду и человека. Она влияет на атмосферу (потребление кислорода, выбросы газов, влаги и твердых частиц), гидросферу (потребление воды, создание искусственных водохранилищ, сбросы загрязненных и нагретых вод, жидких отходов), биосферу (выбросы токсичных веществ) и на литосферу (потребление ископаемых топлив, изменение ландшафта).
Несмотря на отмеченные факторы отрицательного воздействия энергетики на окружающую среду, рост потребления энергии не вызывал особой тревоги у широкой общественности, так как было ясно, каким образом с технической точки зрения можно уменьшить или вообще исключить это воздействие. Так продолжалось до середины 70-х годов прошлого века, когда в руках специалистов оказались многочисленные данные, свидетельствующие о сильном антропогенном давлении на климатическую систему, что таит угрозу глобальной катастрофы при неконтролируемом росте энергопотребления. С тех пор ни одна другая научная проблема не привлекает такого пристального внимания, как проблема настоящих, а в особенности предстоящих изменений климата.

Сейчас практически невозможно представить себе современную жизнь без электроприборов и электричества. Уже несколько поколений удивляются и не понимают – как когда-то люди жили без такого блага цивилизации – электричества?

Цель : узнать где мы можем встретить электричество, и как мы можем уберечь себя от удара током.

изучить литературу об электричестве;

узнать, откуда берется электричество;

применить знания, умения, правила техники безопасности на практике.

Тесное повседневное общение с большим количеством разнообразных электроприборов, машин и аппаратов, влечет за собой увеличение риска поражения человека электрическим током, в том числе и в быту при возникновении различных аварийных ситуаций. Потребление электроэнергии в быту значительно увеличилось и растёт всё больше.

Не знание правил обращения с электричеством может привести к электрическим травмам и возникновению пожаров.

изучение литературных источников; практическая работа.

изучение и систематизация материала по данной теме.

без электричества представить нашу современную жизнь практически невозможно;

результаты исследования позволят больше узнать об окружающем мире, помогут в повседневной жизни.

Я предположил, что знания об электрических явлениях поможет нам:

Защититься от удара током

Судить о исправности или не исправности прибора

Правильно решать задачи по физике на экзаменах.

Далее я спланировал свою работу так чтобы найти ответы на следующие вопросы:

Где можно встретить электричество?

Какая сила тока опасна для человека?

Как можно получить источники электрической энергии?

Для того что бы ответить на эти вопросы, я:

изучил теорию вопроса;

побеседовал с представителями разных профессий (строителями, нефтяниками, школьными учителями биологии, технологии, химии, физики), проанализировал результаты, полученные в ходе опроса.

провел опыты по получению электрического тока из растений.

Электричество в нашей жизни

Ни один дом не сможет обойтись без электроэнергии. На работе, в быту и даже в хозяйстве вы и дня без нее не сможете.

Электроэнергия – это физический термин, который часто применяется в технике и в быту для определения количества электрической энергии, передаваемую генератором, в электрическую сеть. Под определение электричества применяют такие параметры как напряжение, частота и количество фаз, электрический ток. Электроэнергию вырабатывают на электростанциях, таких как ТЭС (теплоэлектростанция), ГЭС (гидроэлектростанция) и АЭС (атомные станции).

Сейчас можно с уверенностью сказать, что самым главным достижением человечества является открытие электрического тока и его использование.

Электрическая энергия имеет огромное значение, как в жизни каждого отдельно взятого человека, так и в развитии современного общества в целом.

В повседневной жизни электричество сопровождает нас весь день. Ежедневно каждый второй человек включает телевизор, компьютер, а холодильник нуждается в электричестве постоянно. Оно существенно сокращает количество проделанного нами труда вручную. Электроэнергия применяется для освещения помещений и улиц, создания микроклимата (вентиляторы, ионизаторы, кондиционеры, приборы для отопления), хранения продуктов питания (морозилки, холодильники), приготовления пищи (плиты, СВЧ печи, соковыжималки, кофеварки, кухонные комбайны т. д.), уборки квартиры (пылесосы), стирки и сушки белья (стиральные машины, электросушилки и утюги).

На заводах или фабриках в электроэнергии нуждаются постоянно. Оно приводит в действие станки, электромашины, компьютеры и т. д. Электричество снабжает дома, при помощи трансформаторных подстанций.

Работа современных средств связи, без которых мы не представляем свою жизнь — телефона, радио, телевидения, интернета — также основана на использовании электрической энергии.

Электроэнергия поселилась во всех сферах деятельности человека. Без электричества не могут обойтись ни промышленность, ни сельское хозяйство, ни даже наука.

Но, важно понимать, что электрическая энергия, которую мы используем, не существует в природе в готовом для потребления виде. Её нельзя добыть, как полезное ископаемое – нефть или уголь.

Молния - электрический искровой разряд в атмосфере, обычно может происходить во время грозы, проявляющийся яркой вспышкой света и сопровождающим её громом. Сила тока в разряде молнии на Земле достигает 10—500 тысяч ампер, напряжение — от десятков миллионов до миллиарда вольт.

Электричество и человек

Тело человека способно вырабатывать электроэнергию, в частности на такой подвиг способна сердечная мышца. Благодаря таким сердечным способностям, с помощью электрокардиограммы, можно измерить ритм биения сердца.

А вот в период, когда человек только начинал заниматься исследованиями электрических явлений, но при этом еще даже не знал о существовании специальных приборов, он ради науки приносил в жертву свое здоровье, а иногда и жизнь. Так однажды ученый-физик В. Петров, который исследовал явление электрической дуги, пошел на такую жертву и срезал слой кожи на пальцах, чтобы была возможность лучше чувствовать слабые токи.

Еще древние римляне додумались лечить болезни с помощью электричества. Они нашли выход, как можно избавиться от головной боли. Для этих целей, на голову больного накладывали электрического угря. Конечно, сказать об эффективности такого лечения очень трудно, так как больной после такой процедуры уверял, что все прошло, или же боялся признаться, что у него болит голова.

Также интересным явлением из области электричества, является то, что при попадании в человека разряда молнии, у него на теле появляется довольно таки особенный рисунок, который еще называют фигурой Лихтенберга.

Осторожно — электричество!

Поражения электрическим током можно получить при использовании электробытовых приборов и от ударов молнии, поскольку человеческий организм хороший проводник тока. Нередко травмы получают, наступив на лежащий на земле провод или отодвинув руками отвисшие электрические провода.

Напряжение свыше 36 В считается опасным для человека. Если через тело человека пройдет ток всего лишь в 0,05 А, он может вызвать непроизвольное сокращение мышц, которое не позволит человеку самостоятельно оторваться от источника поражения. Ток в 0,1 А смертелен.

Ещё опаснее переменный ток, поскольку оказывает более сильное воздействие на человека. Этот наш друг и помощник в ряде случаев превращается в беспощадного врага, вызывая нарушение дыхания и работу сердца, вплоть до его полной остановки. Он оставляет страшные метки на теле в виде сильнейших ожогов. Первое, что нужно знать об электричестве это то, что сила повреждения человеческого организма зависит не от напряжения, а именно от тока, примером тому могут служить, популярные сегодня, мио стимуляторы для наращивания мышц и сжигания жировых клеток. Напряжение в данных приборах может достигать 1000 вольт, однако сила тока настолько мала, что человек получает только стимуляцию мышц.

Чтобы не допустить несчастного случая:

Необходимо знать, что смертельно опасно не только касаться, но и подходить ближе чем на 5-8 м к лежащему на земле оборванному проводу воздушной линии.

Электричество в природе

Каждый из нас часто наблюдал за птицами , беззаботно сидящими на электрических проводах. Почему птицы сидят на высоковольтных проводах, а человек, коснувшись проводов, погибает? Все очень просто - они сидят на проводе, но ток через птицу не течет, но, если птичка взмахнет крылом, одновременно касаясь двух фаз - умрет. Обычно так погибают большие птицы типа аистов, орлов, соколов.

Так и человек может коснуться фазы и ему ничего не будет, если через него ток не потечет, для этого нужно одевать прорезиненные ботинки и нельзя при этом коснуться стены или металла.

Многие животные имеют такую способность, как вырабатывать электрический ток. Обороняясь от врагов, электрический угорь способен выработать электрический ток, который имеет напряжение до 500 В.

Электрический скат – способен создать электрический заряд. Напряжение составляет от 8 до 220 вольт. Разряд электрического ската для человека не так опасен, как для мелких рыб, но все же оказывает пагубное слияние на здоровье и жизнедеятельность человека. Мелкие разряды отразятся сильной болью, более сильные могут парализовать конечности тела, самые мощные разряды могут привести к летальному исходу. Для сохранения жизни и здоровья человеку рекомендуется избегать купания в тех местах, где обитает электрический скат, а также ни в коем случае не взаимодействовать с рыбой на суше и в водной среде. Тем не менее, известно, что электрического ската в Древней Греции активно использовали как средство от боли, как болеутоляющее при операциях и родах. Электрического ската прикладывали к месту боли, с помощью электрического напряжения болезненные ощущения проходили. Такое использование морских электрических скатов обусловило появление современных электрических медицинских приборов.

Практическая часть

Сочные фрукты, молодой картофель и другие пищевые продукты могут служить питанием не только для людей, но и для электроприборов. Чтобы добыть из них электричество, понадобятся оцинкованный гвоздь или шуруп и отрезок медной проволоки. Чтобы зафиксировать присутствие электричества, нужен бытовой мультиметр, а более наглядно продемонстрировать успех поможет светодиодный светильник, рассчитанные на питание от батареек.

Как получить электричество из картофеля.

Почти в любом овоще или фрукте есть электричество. Для создания генератора тока понадобится: картофель 1 шт; зубочистки 2 шт; соль; чайная ложка; провода 2 шт; зубная паста.

Провода необходимо зачистить. Картофель разрезать ножом на 2 половинки. Провод протянуть через одну половинку картофеля. Используя чайную ложку сделать во второй половинке картофеля ямку - размер ее равен размеру ложки.

Смешать с солью зубную пасту и заполнить ею ямку, сделанную в разрезанном картофеле. Соединить две половинки картофеля зубочистками.

Для добычи напряжения необходимо на один из проводов намотать кусочек ваты. Подождать две минуты (пока батарея зарядиться).

Затем друг к другу поднести провода до появления искры.

Как получить ток из лимона.

Разомнем лимон в руках, чтобы разрушить внутренние перегородки, но не повредить кожуру. Воткните гвоздь (шуруп) и медную проволоку так, чтобы электроды располагались как можно ближе друг к другу, но не соприкасались. Чем ближе будут находиться электроды, тем меньше вероятность, что они окажутся разделены перегородкой внутри фрукта. В свою очередь, чем лучше ионный обмен между электродами внутри батарейки, тем больше ее мощность.

Такие опыты я провел с другими фруктами и овощами. Результаты измерений напряжения я занес в таблицу.

Измерения показали, что самое высокое напряжение дает груша, самое низкое – киви. Удивительно, что лимонная батарейка слабее других источников (кроме киви), хотя в сети Internet в основном рассматривается именно лимон как сырье для источников питания .

Работа, которой я занимался, показалась мне очень интересной. Я смог ответить на все интересовавшие меня вопросы. Так, проведенные эксперименты подтверждают гипотезу о возможности создания источников питания из фруктов и овощей.

Такие батарейки могут использоваться для работы приборов с низким потреблением энергии. Из использованных фруктов и овощей лучшими источниками электрического тока являются лимон, картофель, лук репчатый.

Для того что бы хорошо выполнить проект по физике мне понадобились знания

русского языка и литературы - грамотно оформить проект, интересно изложить содержания проекта;

физики, биологии, химии – знакомство с источниками электрического тока.

Выбор идеи и обоснование проекта. Я выбрал именно эту тему потому что в будущем она может мне пригодиться при сдаче экзаменов.

Новизна. Я узнал, что такое электричество и где мы можем ее встретить.

Небольшие поселки, микрорайоны, мини-заводы, больницы и школы – все эти социальные здания часто становятся заложниками разных причин и обстоятельств, по которым могут ограничивать подачу электроснабжения. Люди уже настолько привыкли к цивилизованным, комфортным условиям, что вряд ли бы согласились отказаться от них. Научные изобретения постоянно удивляют нас и делают нашу жизнь все более беззаботной.

• Для учеников 1-11 классов и дошкольников
• Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Описание презентации по отдельным слайдам:

Вплив електричного струму на організм людини

Підступність електрики полягає в тому, що вона не має видимих ознак, що вказують на небезпеку. Тому людина найчастіше занадто пізно розуміє, що опинилася в зоні дії електричного струму.

За кожною електротравмою, і особливо тяжкою, стоять трагедія особи, сім’ї, суспільства, значні матеріальні витрати і втрати трудових ресурсів, несприятливі для суспільства морально - етичні та суспільно-політичні наслідки. Щоб запобігти цьому, перш за все, потрібно кожному бути знайомим із засобами і методами захисту від електричного струму.

З побутової техніки найбільш небезпечні пральні машини: вони встановлюються у вологому приміщенні, поблизу водопроводу, і електричний кабель кидається, як правило, просто на підлогу. Небезпечні електронагрівачі. Електричні прилади, що мають металевий корпус, небезпечніше прилади в корпусі з пластмаси. У домашніх умовах трапляються смертельні результати із-за одночасного дотику до пошкодженого електроприладу і до батареї водяного опалювання або водопровідної труби. (Висновок: всі труби покривати товстим шаром фарби.)

Перед включенням електричної вилки в розетку переконайтеся, що вона саме від того приладу, який Ви збираєтеся включити. Також після висмикування вилки з розетки перевірте, що не помилилися. Якщо дроти, шнури від сусідніх пристроїв схожі, зробіть їх різними: оберніть ізоляційною стрічкою або пофарбуйте. Не беріться за електричну вилку мокрою рукою. Не забивайте цвях в стіну, якщо не знаєте, де проходіт прихована електропроводка. Стежте за тим, щоб розетки і інші роз'єми не іскрили, не не грілися, не потріскували. Якщо контакти потемніли, почистіть їх і усуньте причину нещільного з'єднання.

Якщо ви побачите лежить на землі провід - ні в якому разі не можна до нього наближатися, небезпечна зона може бути від 5-8 метрів навколо точки дотику проводу із землею і більше, залежно від класу напруги лінії і стану землі (мокра земля збільшує простір розтікання електричного струму).

Не рекомендується ходити під високовольтними лініями електропередачі. Створювана ними в повітрі електрична напруга шкідливо діє на організм. Не слід наближатися до обірваного дроту: може уразити крокова напруга.

Фактори, що діють на тяжкість ураження електричним струмом До цих факторів відносяться: сила, тривалість дії струму, його вид (постійний, змінний), шляхи проходження, також умови навколишнього середовища та ін. Сила струму і тривалість дії Зі збільшенням сили струму з'являються реакції організму: відчуття, судорожне скорочення м'язів і фібриляція серця. Шлях струму Ураження буде найбільш тяжким, якщо на шляху електричного струму виявляються серце, грудна клітка, головний і спинний мозок. Наприклад, при протіканні струму шляхом "нога-нога" через серце проходить 0,4% загального струму, а шляхом "рука-рука" – 3,3%.

Вид струму Електричний струм промислової частоти є найбільш несприятливим. При збільшенні і зменшенні частоти (більше 50 Гц) значення відчутного і невідпускаючого струму зростають. Довкілля Вологість і температура повітря, наявність заземлених металевих конструкцій і підлоги, струмоведучого пилу надають додатковий вплив на умови електробезпеки. Ступінь ураження електричним струмом залежить і від площі контакту людини зі струмоведучими частинами.

Має значення проходження струму через тіло і особливо місця входу і виходу струму. Із можливих шляхів проходення струму через тіло людини найбільш небезпечним є той, при якому вражається головний мозок (голова-руки, голова-ноги), серце і легені (руки-ноги). Але відомі випадки смертельних уражень електричним струмом, коли струм зовсім не проходив через серце, легені, а йшов, наприклад, через палець або через дві точки на гомілці. Це пояснюється існуванням на тілі людини особливо уразливих точок, які використовують при лікуванні голкотерапією.

Внаслідок дії електричного струму або електричної дуги виникає електротравма. Електротравми умовно поділяють на загальні і місцеві. До місцевих травм належать опіки, електричні знаки, електрометалізація шкіри, механічні пошкодження, а також електрофтальмія (запалення очей внаслідок впливу ультрафіолетових променів електричної дуги). Загальні електротравми називають також електричними ударами. Вони є найбільш небезпечним видом електротравм. При електричних ударах виникає збудження живих тканин, судомне скорочення м’язів, параліч м’язів опорно- рухового апарату, м’язів грудної клітки (дихальних), м’язів шлуночків серця.

Розрізняють три ступені впливу струму при проходженні через організм людини (змінний струм): відчутний струм – початок болісних відчуттів (до 0-1,5 мА); невідпускний струм – судоми і біль, важке дихання (10-15 мА); фібриляційний струм – фібриляція серця при тривалості діє струму 2-3с, параліч дихання (90-100 мА).

Змінний струм небезпечніший за постійний. При струмі 20-25 мА пальці судомно стискають узятий в руку предмет, який опинився під напругою, в м'язи передпліччя паралізуються і людина не може звільнитися від дії струму. У багатьох паралізуються голосові зв'язки: вони не можуть покликати на допомогу.

Домедична допомога потерпілим при ураженні електричним струмом Якнайшвидше звільнити потерпілого від дії електричного струму. Якщо неможливо відключити електричне обладнання від мережі, потрібно відкинути провід з яким стикається потерпілий, не доторкаючись при цьому до потерпілого ( за одяг ). Якщо вимкнути струм неможливо, необхідно ізолювати себе від землі, або від потерпілого: провід відкинути сухою деревяною палицею, на руки надіти гумові рукавиці, а на ноги – сухі гумовові калоші. За їх відсутності, можна обмотати руки шерстяною хустинкою або стати на суху деревяну дошку. Якщо потерпілий не знепритомнів, то забезпечити йому на деякий час спокій. Якщо потерпілий дихає рідко і судорожно, але послуховується пульс – робити штучне дихання. При відсутності дихання, розширення зіниць і посиніння шкіри потрібно робити штучне дихання і непрямий масаж серця

Правила надання першої допомоги потерпілому від електричного струму Людині, що потрапив під напругу, треба негайно, до прибуття лікаря, надати першу допомогу, попередньо звільнивши його від дії електричного струму. Порятунок потерпілого при ураженні електричним струмом в основному залежить від швидкості звільнення його від дії струму і надання першої допомоги. Дорога кожна секунда! Звільнення потерпілого від електричного струму і надання йому першої допомоги до прибуття лікаря може безпечно і швидко зробити тільки людина, що знає відповідні правила. Перш за все необхідно швидко звільнити потерпілого від дії електричного струму, тобто відключити ланцюг струму за допомогою найближчого штепсельні рознімання, вимикача (рубильника) або шляхом викручування пробок на щитку. У разі віддаленості вимикача від місця події можна перерізати дроти або перерубати їх (кожен дріт окремо) сокирою або іншим ріжучим інструментом з сухою ручкою з ізолюючого матеріалу.

Рисунок 7.15 – Звільнення потерплого від дії струму: а – відключенням електроустановки; б – відкиданням проводу сухою дошкою, рейкою; в – перерубуванням дротів; г – відтягуванням за сухий одяг; д – відтягуванням в рукавицях.

Много веков назад люди открыли особые свойства янтаря: при трении в нем возникает электрический заряд. В наши дни с помощью электричества мы имеем возможность смотреть телевизор, переговариваться с людьми на другом конце света, а также получать свет и тепло, лишь повернув для этого выключатель. Опыты с янтарем, то есть смолой хвой­ных деревьев, окаменевшей естествен­ным образом, проводились еще древними греками. Они обнаружили, что если янтарь потереть, то он притягивает ворсинки шер­сти, перья и пыль. Если сильно потереть, к примеру, пластмассовую расческу о волосы, то к ней начнут прилипать кусочки бумаги. А если потереть о рукав воздушный шарик, то он прилипнет к стене. При трении янта­ря, пластмассы и ряда других материалов в них возникает электрический заряд. Само слово "электрический" происходит от ла­тинского слова electrum, означающего "янтарь".

Вспышка молнии - одно из самых зре­лищных проявлении электрического заряда, Молния возникает и результате большого скопления электрических зарядов и облаках, В середине XVIII века один из первых иссле­дователей атмосферного электричества аме­риканский ученый Бенджамин Франклин провел очень опасный эксперимент, запустив в грозовое небо воздушного змея. Он хотел доказать, что молния - результат того же электрического заряда, что возникает при тре­нии предметов друг о друга,

Если имеющие электрический заряд объ­екты притягивают и удерживают только очень легкие предметы, то магнит может удержать довольно тяжелые куски железа. По-этому издревле магниты применялись с поль­зой, например, в компасах.

Откуда берется электрический заряд?

Если натереть шерстяной тряпкой поли­этиленовую леску, то она получит отрица­тельный заряд, а если натереть органическое стекло, то оно получит положительный заряд. В любом случае тряпка получит заряд, проти­воположный заряду натертого материала.

Электрические заряды влияют друг на друга. Положительный и отрицательный за­ряды притягиваются друг к другу, а два отри­цательных или два положительных заряда от­талкиваются друг от друга. Если поднести к предмету отрицательно заряженную леску, отрицательные заряды предмета переместят­ся на другой его конец, а положительные за­ряды, наоборот, переместятся поближе к леске. Положительные и отрицательные заряды лески и предмета притянут друг друга, и предмет прилипнет к леске. Этот процесс на­зывается электростатической индукцией, и о предмете говорят, что он попадает в электро­статическое поле лески.

Майкл Фарадей доказал, что, электричест­во трения и электрический ток - одно и то же. Он также доказал, что электрическое поле не может существовать внутри металлической клетки (теперь называемой клеткой Фарадея).

Грозы обычно бывают летом в жаркую погоду; когда с поверхности земли горячие потоки воздуха насыщенные влагой, поднимаются вверх. Пока капли воды и кристаллы льда кру­жатся в воздушных потоках грозовых облаков, они заряжаются электричеством. Крошечные, положительно заряженные кристаллы льда движутся вверх, а отрицательно заряженные градинки собираются внизу облака.

Точно так же, как из-за электростатичес­кой индукции к заряженной леске притяги­ваются маленькие предметы, по той же при­чине и заряженное облако притягивается к земле. Отрицательный заряд на нижней сто­роне облака притягивается положительным зарядом на земле, и между ними возникает мощная искра (молния). Разряд молнии на­гревает воздух и заставляет его расширяться, что сопровождается грохотом грома. Звук переносится по воздуху гораздо медленнее, чем свет, поэтому вначале мы видим вспыш­ку, а потом слышим гром.

Если у вас подошва из резины или синтетиче­ского материала, и вы прошлись по ковру, то,прикоснувшись к металлической ручке двери, вы почувствуете легкий удар током. Эта означает, что ваше тело при трении подошв о ковер успело зарядиться электричеством,

Иногда человек испытывает удар током, выходя из машины и закрывая дверь. Вероят­ней всего, на нем шерстяная или хлопчатобу­мажная одежда, которая наэлектризовалась от синтетического сиденья машины. Если к тому же у него подошвы из резины или син­тетики, которые являются изоляторами, то заряд может выйти только в момент прикос­новения к металлической ручке. Чтобы избе­жать этого, можно попробовать дотронуться до чего-нибудь металлического еще внутри машины перед выходом. Тогда заряд умень­шится и неприятного удара не последует,

Настоящий удар током

Хотя описанные выше удары электричес­ким током и неприятны, они, тем не менее безопасны для человека. Но электрические заряды, возникающие в результате трения, в ряде случаев могут вызвать чрезвычайные ситуации. Были случаи, когда огромные су­пертанкеры взрывались в то время, когда их топливные цистерны промывались мощны­ми водометами.Электрический заряд возникает при тре­нии капель воды в струе водомета. Этот эф­фект сходен с эффектом от восходящего в грозовое облако воздушного потока с капель­ками воды. В подобных условиях, несмотря на влажную среду; могут вспыхнуть искры, что грозит возгоранием паров бензина, ос­тавшихся в цистерне.

Меры безопасности необходимы и при заправке топливом, потому что трение, воз­никающее в потоке бензина, вполне может вызвать сильный заряд. Поэтому бензонасо­сы делаются из железа.

Электричество, возникающее в результате трения, или статическое электричество, ис­пользуется человеком самым разным обра­зом. Частицы сажи, пепла и им подобных твердых веществ вместе с дымом выбрасыва­ются многочисленными предприятиями в воздух, а затем возвращаются в виде осадков. Благодаря применению электростатических фильтров, устанавливаемых в трубах, при­близительно 98% твердых веществ можно за­держать и удалить, пока они не попали в воз­дух. Этот процесс называется электростати­ческим пылеулавливанием. Ежегодно в США подобным образом предупреждается выброс в воздух 20 миллионов тонн сажи.При покраске автомобилей и воздушного транспортапользуются специальной систе­мой распыления. Однако при этом каждый раз испаряется до 25% краски. Этого можно избежать, сообщив распыляемым частицам электрический потенциал. Наэлектризован­ные частицы краски начинают притягиваться к поверхности машины или самолета и луч­ше держатся. Экономия при эффективном использовании системы распыления превы­шает затраты на зарядное оборудование.

Та же самая техника используется и при нанесении порошковых покрытий. Наэлектризованное покрытие словно прилипает к металлу, а при нагревании поверхности по­рошковое покрытие образует тонкий нераз­рывный слой.

Электрический заряд и порошок исполь­зуются также в ксероксах. На линзу отражает­ся изображение текста или рисунка, которое надо скопировать. Этот черно-белый рису­нок переносится на бумагу как рисунок из за­ряженных и нейтральных участков. Когда по бумаге рассеивается черный порошок, он притягивается исключительно к заряженным участкам. Затем под действием горячего воз­духа порошок закрепляется на бумаге. Такая техника копирования называется ксерографией. Она также используется в факсимиль­ных аппаратах.

При вспышке молнии образуется огромное количество энергии. Затем следует пауза, по­ка снова не накопится такой же сильный за­ряд и не вспыхнет новая молния. Представьте теперь, что можно накапливать и разряжать заряды без пауз. Получится постоянный по­ток зарядов, Таков, собственно, эффект бата­рейки - хотя при ее работе количество энер­гии несравнимо с молнией. На этом же прин­ципе построена работа генераторов на элек­тростанциях.

Если заряды движутся, их поток называ­ют электрическим током. Для производства электрического тока необходим приток энергии. Обычно энергию получают в ре­зультате химических реакций (как в бата­рейках) или движения (генераторы). Кроме того, энергию можно получать непосредст­венно от солнечного света или теплового излучения. Это делается с помощью солнеч­ных батарей, которые снабжают электро­энергией спутники и другое космическое оборудование.

У животных и человека все процессы жизне­деятельности регулирует мозг, который полу­чает и отсылает сигналы (нервные импульсы) по нервам. И для этого тоже требуется опре­деленный заряд, хотя и очень небольшой. Однако некоторые животные накапливают такое количество электричества, которое способно парализовать или даже убить свою добычу. Например, электрический угорь ге­нерирует разряд в 600 вольт, и этого вполне достаточно, чтобы убить рыбу или очень сильно ударить током человека,

Напряжение и ток

Приведенное ниже описание поможет вам лучше понять, что такое ток и электрическое напряжение.

Итак, есть две емкости, соединенные труб­кой, и в одну емкость наливается вода. Вода наливается до тех пор, пока ее уровень не станет одинаковым в обеих емкостях. Если одну емкость приподнять над другой, то вода из одной емкости будет перетекать в другую, пока уровни опять не станут одинаковыми.

Чем больше разница в уровнях воды в двух емкостях, тем быстрее будет литься вода. Скорость, с какой переливается вода, анало­гична скорости движения тока. С такой ско­ростью свободные электроны передвигаются в металлической проволоке.Разница в уровне воды сравнима с элект­рическим напряжением. Чем выше напряжение, тем сильнее поток электрического тока.

У батареек в фонариках и в портативных радиоприемниках напряжение колеблется от 1,5 до 9 вольт. Точная величина зависит от со­става и количества элементов в батарейке. В бытовой электросети напряжение составляет от 100 до 240 вольт, в зависимости от место­нахождения.

Первый химический источник тока был со­здан итальянским ученым Алессандро Вольта приблизительно в 1800 году. Во время одного из экспериментов он смочил лист промока­тельной бумаги в соленом растворе и помес­тил его между пластинами меди и цинка. Oн обнаружил, что при взаимодействии меди и цинка в соединяющей их проволоке образо­вывался электрический заряд. Это означало, что в ходе химической реакции электроны перемещались с пластинки меди на цинк. Единица электрического напряжения, спо­собствовавшего появлению тока, была назва­но в честь ученого вольтом.

Строго говоря, источником тока является конструкция из одной пластины каждого ме­талла. Вольтов столб, по сути, был первой электрической батареей, сделанной руками человека. Однако в повседневной жизни мы называем "батарейками" все химические ис­точники тока, независимо от того, состоят ли они из одного элемента или нескольких. Например, аккумулятор (12 вольт) составлен из 6 элементов по 2 вольта каждый. Батарейка в фонарике (1,5 вольта) является единым элементом.

Существует огромное количество разных электрических батареи, но в их устройстве всегда присутствуют два фактора. Они обяза­тельно состоят из двух разных химических элементов (например, цинка медь, уголь и медь, цинк и ртуть) и жидкости, их разделяю­щей (в элементе Вольты это был соляной раствор). Жидкость называется электроли­том. Иногда электролит присутствует в виде пасты, чтобы избежать протечек.

В батарейках, калькуляторах, портатив­ных приемниках и слуховых аппаратах роль электролита выполняет влажная паста. Бата­рейки вырабатывают электричество, пока в них идет химическая реакция.

В недорогих батарейках один химический элемент представляет собой цинковую емкость, второй - угольный электрод. Со временем цинковая емкость расплавляется, поэтому наружная оболочка таких батареек плотно за­печатывается, чтобы содержимое не вытекло и не испортило другие вещи, В долговечных щелочных батарейках те же химические эле­менты, но другой электролит. В маленьких круглых батарейках, используемых в часах, химические пластины сделаны из цинка и ртути или цинка и оксида серебра.

Некоторые батарейки можно перезаря­жать, пропуская ток в обратном направле­нии. Обычно такие батарейки работают на никеле и кадмии. Элементы должны заря­жаться только в специальном зарядном устройстве с правильным напряжением. Никогда не стоит пытаться зарядить обыкно­венную батарейку. В аккумуляторах автомобилей и электри­ческого транспорта содержится жидкость, по­этому они должны находиться только в вер­тикальном положении. Обычно они работают на свинце и свинцовом сурике и могут пере­заряжаться много раз. Электролит чаще всею представляет собой разбавленную серную кислоту; поэтому они обычно запечатаны.

Электрические автомобили бесшумны и не загрязняют воздух (тем не менее, воздух загрязняют электростанции, снабжающие электричеством зарядные устройства). В на­стоящее время проводятся эксперименты по производству перезаряжаемых автомобиль­ных аккумуляторов, которые по весу были бы легче существующих. Есть вероятность, что однажды появятся аккумуляторы с пластико­выми элементами.

Электричество и магнетизм

Заряженный предмет окружен электричес­ким полем, которое действует на окружаю­щие предметы, - вспомним расческу и притя­гивающиеся к ней кусочки бумаги и пылинки. Магнит тоже окружен магнитным полем, ко­торое можно увидеть, если поблизости есть металлические опилки. Некоторые характе­ристики электрического и магнитного полей похожи, другие отличаются. Вот несколько примеров.

Магнитные силы гораздо сильнее элект­рических. В то же время электрический заряд может перейти с одного тела или предмета на другой - явление, называемое индукцией, - и магнит распространяет свое действие на другой магнитный материал. Но зарядиться электричеством может все, маг­нитные же свойства передаются только телам, способным намагничиваться, таким как железо, сталь и некоторые сплавы.

Электрические заряды делятся па поло­жительные и отрицательные, магнитные полюсы делятся на южный и северный. Однородные заряды отталкиваются, противоположные притягиваются: одина­ковые магнитные полюсы тоже отталкива­ются, а противоположные притягиваются. Однако северный и южный полюсы никог­да не смогут существовать отдельно друг от друга. Если магнит сломать, то из слома образуется новый южный или новый север­ный полюс.

Электричество и магнетизм тесно связаны друг с другом. Если пропустить электричес­кий ток через скрученную проволоку, она приобретет свойства магнита. А если прово­локу обернуть вокруг магнитного материала, то он также намагнитится. Но этому принци­пу устроен электромагнит.

Если магнитное поле проходит через витки проволоки и при этом как-то меняется (становится сильнее или слабее или сдвига­ется), то в них возникает ток. В свою очередь, ток возвращает магнитное поле в прежнее состояние за счет создания своего магнитно­го поля.

В устройстве электромоторов и генерато­ров используется описанное выше явление - ток создаст магнитное поле, а изменения в магнитном поле производят ток.

Это явление, открытое Фарадеем, исполь­зуется также и в трансформаторах, которые служат для преобразования напряжения в энергоснабжающих системах и в электронном оборудовании - например, телевизо­рах и радиоприемниках. Трансформаторы работают на переменном токе, текущем в бы­товой электросети, В отличие от тока в бата­рее переменный ток движется в двух направ­лениях - вперед-назад, вперед-назад, меняя направление со скоростью 50 раз и секунду, (В США, соответственно, 60).

Железный сердечник трансформатора имеет две обмотки медного провода, бегу­щий по одной из них переменный ток созда­ет в сердечнике быстро меняющееся магнит­ное поле. Эго вызывает переменный ток во второй обмотке. Таким образом, энергия передается из одной обмотки в другую, хотя между ними и нет непосредственного кон­такта. Их связь исключительно магнитная.

Моторы и генераторы

В простом электрическом моторе ток намаг­ничивает обмотку, и ее витки притягиваются к полюсам магнита. Кроме того, в моторе ус­тановлен вращающийся переключатель, ко­торый автоматически меняет направление тока каждыепол-оборота.

Этот процесс действует и в обратном на­правлении: поворачивается проволока - и возникает напряжение. То есть мотор стано­вится генератором.

Читайте также:

  
• Объекты смежных прав реферат
  
• Чингиз айтматов реферат кыргызча
  
• Человек как системообразующий фактор существования современного российского права реферат
  
• Маленький человек в преступлении и наказании реферат
  
• Основные проблемы психолингвистики реферат