Что такое электричество? Информация о электрическом токе. Что такое электроток

Что такое ток: основные понятия

Что же такое ток и напряжение на пальцах

Что называют силой тока? Такой вопрос не раз и не два возникал у нас в процессе обсуждения различных вопросов. Поэтому мы решили разобраться с ним более подробно, и постараемся сделать это максимально доступным языком без огромного количества формул и непонятных терминов.

Что такое электрический ток

Итак, что называется электрическим током? Это направленный поток заряженных частиц. Но что это за частицы, с чего это вдруг они двигаются, и куда? Это все не очень понятно. Поэтому давайте разберемся в этом вопросе подробнее.

Носители электрического заряда в различных материалах

Начнем с вопроса про заряженные частицы, которые, по сути, являются носителями электрического тока. В разных веществах они разные. Например, что представляет собой электрический ток в металлах? Это электроны. В газах — электроны и ионы; в полупроводниках – дырки; а в электролитах — это катионы и анионы.

Строение атома

Эти частицы имеют определенный заряд. Он может быть положительным или отрицательным. Определение положительного и отрицательного заряда дано условно. Частицы, имеющие одинаковый заряд, отталкиваются, а разноименный — притягиваются.

Электрический ток

Исходя из этого, получается логичным, что движение будет происходить от положительного полюса к отрицательному. И чем большее количество заряженных частиц имеется на одном заряженном полюсе, тем большее их количество будет перемещаться к полюсу с другим знаком.
Но все это глубокая теория, поэтому давайте возьмем конкретный пример. Допустим, у нас имеется розетка, к которой не подключено ни одного прибора. Есть ли там ток?
Для ответа на этот вопрос нам необходимо знать, что такое напряжение и ток. Дабы это было понятнее, давайте разберем это на примере трубы с водой. Если говорить упрощенно, то труба — это наш провод. Сечение этой трубы — это напряжение электрической сети, а скорость потока — это и есть наш электрический ток.

Возвращаемся к нашей розетке. Если проводить аналогию с трубой, то розетка без подключенных к ней электроприборов, это труба, закрытая вентилем. То есть электрического тока там нет.

Электрический ток появится тогда, когда появится нагрузка, а для этого нужно вставить вилку в розетку

Но зато там есть напряжение. И если в трубе, для того чтоб появился поток, необходимо открыть вентиль, то чтобы создать электрический ток в проводнике, надо подключить нагрузку. Сделать это можно путем включения вилки в розетку.
Конечно, это весьма упрощенное представление вопроса, и некоторые профессионалы будут меня хаять и указывать на неточности. Но оно дает представление о том, что называют электрическим током.

Постоянный и переменный ток

Виды электрического тока

Следующим вопросом, в котором мы предлагаем разобраться – это: что такое переменный ток и постоянный ток. Ведь многие не совсем правильно понимают эти понятия.

Постоянный ток

Постоянным называется ток, который в течение времени не изменяет своей величине и направлению. Достаточно часто к постоянному еще относят пульсирующий ток, но давайте обо всем по порядку.

Постоянный ток

Постоянный ток характеризуется тем, что одинаковое количество электрических зарядов постоянно сменяет друг друга в одном направлении. Направление — это от одного полюса, к другому.
Получается, что проводник всегда имеет либо положительный, либо отрицательный заряд. И в течение времени это неизменно.

Обратите внимание! При определении направления постоянного тока, могут быть несогласности. Если ток образуется движением положительно заряженных частиц, то его направление соответствует движению частиц. Если же ток образован движением отрицательно заряженных частиц, то его направление принято считать противоположным движению частиц.

Виды пульсирующего тока

Но под понятие, что такое постоянный ток достаточно часто относят и так называемый пульсирующий ток. От постоянного он отличается только тем, что его значение в течение времени изменяется, но при этом он не меняет своего знака.

Допустим, мы имеем ток в 5А. Для постоянного тока эта величина будет неизменной в течении всего периода времени. Для пульсирующего тока, в один отрезок времени она будет 5, в другой 4, а в третий 4,5. Но при этом он ни в коем случае не снижается ниже нуля, и не меняет своего знака.

Вариант преобразованного из переменного, постоянного пульсирующего тока

Такой пульсирующий ток очень распространен при преобразовании переменного тока в постоянный. Именно такой пульсирующий ток выдает ваш инвертор или диодный мост в электронике.
Одним из главных преимуществ постоянного тока является то, что его можно накапливать. Сделать это можно своими руками, при помощи аккумуляторных батарей или конденсаторов.

Переменный ток

Чтобы понять, что такое переменный ток, нам необходимо представить себе синусоиду. Именно эта плоская кривая лучше всего характеризует изменение постоянного тока, и является стандартом.

Синусоида переменного тока	Как и синусоида, переменный ток с постоянной частотой меняет свою полярность. В один период времени он положительный, а в другой период времени он отрицательный.
На фото основные параметры синусоиды	Поэтому, непосредственно в проводнике передвижения, носителей заряда, как такового, нет. Дабы понять это, представьте себе волну, набегающую на берег. Она движется в одну сторону, а затем — в обратную. В итоге, вода вроде движется, но остается на месте.
Частота переменного тока	Исходя из этого, для переменного тока очень важным фактором становится его скорость изменения полярности. Этот фактор называют частотой. Чем выше эта частота, тем чаще за секунду меняется полярность переменного тока. В нашей стране для этого значения есть стандарт – он равен 50Гц. То есть, переменный ток меняет свое значение от крайнего положительного, до крайнего отрицательного 50 раз в секунду.
Формула частоты переменного тока	Но существует не только переменный ток частотой в 50Гц. Многое оборудование работает на переменном токе отличных частот. Ведь за счет изменения частоты переменного тока, можно изменять скорость вращения двигателей. Можно так же получать более высокие показатели обработки данных – как например в чипсетах ваших компьютеров, и многое другое.

Обратите внимание! Наглядно увидеть, что такое переменный и постоянный ток, можно на примере обычной лампочки. Особенно хорошо это видно на некачественных диодных лампах, но присмотревшись, можно увидеть и на обычной лампе накаливания. При работе на постоянном токе они горят ровным светом, а при работе на переменном токе едва заметно мерцают.

Что такое мощность и плотность тока?

Ну вот, мы выяснили, что такое ток постоянный, а что такое переменный. Но у вас наверняка осталось еще масса вопросов. Их-то мы и постараемся рассмотреть в этом разделе нашей статьи.

Из этого видео Вы подробнее сможете узнать о том, что же такое мощность.

И первым из этих вопросов будет: что такое напряжение электрического тока? Напряжением называется разность потенциалов между двумя точками.

Что является электрическим напряжением

Сразу возникает вопрос, а что такое потенциал? Сейчас меня вновь будут хаять профессионалы, но скажем так: это избыток заряженных частиц. То есть, имеется одна точка, в которой избыток заряженных частиц — и есть вторая точка, где этих заряженных частиц или больше, или меньше. Вот эта разница и называется напряжением. Измеряется она в вольтах (В).

Напряжение в розетке

В качестве примера возьмем обычную розетку. Все вы наверняка знаете, что ее напряжение составляет 220В. В розетке у нас имеется два провода, и напряжение в 220В обозначает, что потенциал одного провода больше чем потенциал второго провода как раз на эти 220В.
Понимание понятия напряжения нам необходимо для того, чтоб понять, что такое мощность электрического тока. Хотя с профессиональной точки зрения, это высказывание не совсем верное. Электрический ток не обладает мощностью, но является ее производной.

Плотность электрического тока в проводнике

Дабы понять этот момент, давайте вновь вернемся к нашей аналогии с водяной трубой. Как вы помните сечение этой трубы — это напряжение, а скорость потока в трубе — это ток. Так вот: мощность — это то количество воды, которое протекает через эту трубу.
Логично предположить, что при равных сечениях, то есть напряжениях — чем сильнее поток, то есть электрический ток, тем больший поток воды переместиться через трубу. Соответственно, тем большая мощность передастся потребителю.
Но если в аналогии с водой мы через трубу определенного сечения можем передать строго определенное количество воды, так как вода не сжимается, то с электрическим током все не так. Через любой проводник мы теоретически можем передать любой ток. Но практически, проводник небольшого сечения при высокой плотности тока просто перегорит.

Формула плотности тока

В связи с этим, нам необходимо разобраться с тем, что такое плотность тока. Грубо говоря — это то количество электронов, которое перемещается через определенное сечение проводника за единицу времени.

Это число должно быть оптимальным. Ведь если мы возьмем проводник большого сечения, и будем передавать через него небольшой ток, то цена такой электроустановки будет велика. В то же время, если мы возьмем проводник небольшого сечения, то из-за высокой плотности тока он будет перегреваться и быстро перегорит.
В связи с этим, в ПУЭ есть соответствующий раздел, который позволяет выбрать проводники исходя из экономической плотности тока.

Таблица выбора проводников по экономической плотности тока

Но вернемся к понятию, что такое мощность тока? Как мы поняли по нашей аналогии, при одинаковом сечении трубы передаваемая мощность зависит только от силы тока. Но если сечение нашей трубы увеличить, то есть увеличить напряжение, в этом случае, при одинаковых значениях скорости потока, будут передаваться совершенно разные объемы воды. То же самое и в электрике.

Передача мощностей через лини разных напряжений и видов электрического тока

Чем выше напряжение, тем меньший ток необходим для передачи одинаковой мощности. Именно поэтому, для передачи на большие расстояния больших мощностей используют высоковольтные линии электропередач.

Ведь линия сечением провода в 120 мм2 на напряжение в 330кВ, способна передать в разы большую мощность в сравнении с линией такого же сечения, но напряжением в 35кВ. Хотя то, что называется силой тока, в них будет одинаковой.

Способы передачи электрического тока

Что такое ток и напряжение мы разобрались. Пришла пора разобраться со способами распределения электрического тока. Это позволит в дальнейшем более уверено чувствовать себя в общении с электроприборами.

Постоянный ток

Как мы уже говорили, ток может быть переменным и постоянным. В промышленности, и у вас в розетках используется переменный ток. Он более распространен, так как его легче передавать по проводам. Дело в том, что изменять напряжение постоянного тока достаточно сложно и дорогостояще, а изменять напряжение переменного тока можно при помощи обыкновенных трансформаторов.

Обратите внимание! Ни один трансформатор переменного тока не будет работать на постоянном токе. Так как свойства, которые он использует, присущи только переменному току.

Аккумуляторная батарея

Но это совсем не обозначает, что постоянный ток нигде не используется. Он обладает другим полезным свойством, которое не присуще переменному. Его можно накапливать и хранить.
В связи с этим, постоянный ток используют во всех портативных электроприборах, в железнодорожном транспорте, а также на некоторых промышленных объектах где необходимо сохранить работоспособность даже после полного прекращения электроснабжения.

Промышленная аккумуляторная батарея

Самым распространенным способом хранения электрической энергии, являются аккумуляторные батареи. Они обладают специальными химическими свойствами, позволяющими накапливать, а затем при необходимости отдавать постоянный ток.
Каждый аккумулятор обладает строго ограниченным объемом накапливаемой энергии. Ее называют емкостью батареи, и отчасти она определяется пусковым током аккумулятора.
Что такое пусковой ток аккумулятора? Это то количество энергии, которое аккумулятор способен отдать в самый первоначальный момент подключения нагрузки. Дело в том, что в зависимости от физико-химических свойств, аккумуляторы отличаются по способу отдачи накопленной энергии.

Графики разряда аккумуляторной батареи

Одни могут отдать сразу и много. Из-за этого они, понятное дело, быстро разрядятся. А вторые отдают долго, но по чуть-чуть. Кроме того, важным аспектом аккумулятора является возможность поддержания напряжения.
Дело в том, что как говорит инструкция, у одних аккумуляторов по мере отдачи емкости, плавно снижается и их напряжение. А другие аккумуляторы способны отдать практически всю емкость с одинаковым напряжением. Исходя из этих основных свойств, и выбирают эти хранилища для электроэнергии.
Для передачи постоянного тока, во всех случаях используется два провода. Это положительная и отрицательная жила. Красного и синего цвета.

Переменный ток

А вот с переменным током все намного сложнее. Он может передаваться по одному, двум, трем или четырем проводам. Чтоб объяснить это, нам необходимо разобраться с вопросом: что такое трехфазный ток?

Переменный ток у нас вырабатывается генератором. Обычно почти все их них имеют трёхфазную структуру. Это значит, что генератор имеет три вывода и в каждый из этих выводов выдается электрический ток, отличающийся от предыдущих на угол в 120⁰.

Синусоиды трехфазной сети переменного тока

Дабы это понять, давайте вспомним нашу синусоиду, которая является образцом для описания переменного тока, и согласно законам которой он изменяется. Возьмем три фазы – «А», «В» и «С», и возьмем определенную точку во времени. В этой точке синусоида фазы «А» находится в нулевой точке, синусоида фазы «В» находится в крайней положительной точке, а синусоида фазы «С» — в крайней отрицательной точке.
Каждую последующую единицу времени переменный ток в этих фазах будет изменяться, но синхронно. То есть, через определенное время, в фазе «А» будет отрицательный максимум. В фазе «В» будет ноль, а в фазе «С» — положительный максимум. А еще через некоторое время, они вновь сменятся.

Фазные и линейные напряжения трехфазной сети

В итоге получается, что каждая из этих фаз имеет собственный потенциал, отличный от потенциала соседней фазы. Поэтому между ними обязательно должно быть что-то, что не проводит электрический ток.
Такая разность потенциалов между двумя фазами называется линейным напряжением. Кроме того, они имеют разность потенциалов относительно земли – это напряжение называется фазным.
И вот, если линейное напряжение между этими фазами составляет 380В, то фазное напряжение равно 220В. Оно отличается на значение в √3. Это правило действует всегда и для любых напряжений.

Величины фазных и линейных напряжений

Исходя из этого, если нам необходимо напряжение в 220В, то можно взять один фазный провод, и провод, жестко подключенный к земле. И у нас получится однофазная сеть 220В. Если нам необходима сеть 380В, то мы можем взять только 2 любые фазы, и подключить какой-то нагревательный прибор как на видео.

Цветовое обозначение проводников трехфазной сети в разных странах мира

Но в большинстве случаев, используются все три фазы. Все мощные потребители подключаются именно к трехфазной сети.

Вывод

Что такое индукционный ток, емкостной ток, пусковой ток, ток холостого хода, токи обратной последовательности, блуждающие токи и многое другое, мы просто не можем рассмотреть в рамках одной статьи.

Ведь вопрос электрического тока достаточно объемен, и для его рассмотрения создана целая наука электротехника. Но мы очень надеемся, что смогли объяснить доступным языком основные аспекты данного вопроса, и теперь электрический ток не будет для вас чем-то страшным и непонятным.

elektrik-a.su

Что такое электрический ток - определение, особенности и природа возникновения

Условия появления тока

Современная наука создала теории, объясняющие природные процессы. В основе многих процессов лежит одна из моделей строения атома, так называемая планетарная модель. В соответствии с этой моделью атом состоит из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженного облака из электронов, окружающего ядро. Разные вещества, состоящие из атомов, в большинстве своём стабильны и неизменны по своим свойствам при неизменных условиях окружающей среды. Но в природе существуют процессы, которые могут изменять стабильное состояние веществ и вызывать в этих веществах явление, называемое электрическим током.

Таким основным для природы процессом является трение. Многие знают, что если волосы расчёсывать расчёской изготовленной из некоторых видов пластика, или носить одежду из некоторых видов ткани, возникает эффект прилипания. Волосы притягиваются и прилипают к расчёске, то же самое происходит и с одеждой. Объясняется этот эффект трением, которое нарушает стабильность материала расчёски или ткани. Электронное облако может смещаться относительно ядра или частично разрушаться. И в результате вещество приобретает электрический заряд, знак которого определяется строением этого вещества. Электрический заряд, возникающий в результате трения, называют электростатическим.

Получается пара из заряженных веществ. Каждое из веществ имеет определённый электрический потенциал. На пространство между двумя заряженными веществами действует электрическое, в данном случае электростатическое поле. Эффективность электростатического поля зависит от величин потенциалов и определяется как разность потенциалов или напряжение.

Когда возникает напряжение, в пространстве между потенциалами появляется направленное движение заряженных частиц веществ – электрический ток.

Где течёт электрический ток?

При этом потенциалы будут уменьшаться, если трение прекратится. И, в конце концов, потенциалы исчезнут, а вещества вновь обретут стабильность.

Но если процесс формирования потенциалов и напряжения будет продолжаться в сторону их увеличения, ток также будет увеличиваться соответственно свойствам веществ, заполняющих пространство между потенциалами. Наиболее наглядной демонстрацией такого процесса является молния. Трение восходящего и нисходящего потоков воздуха друг о друга приводит к появлению огромного напряжения. В результате один потенциал формируется восходящими потоками в небе, а другой нисходящими потоками в земле. И, в конце концов, из-за свойств воздуха возникает электроток в виде молнии.

Первой причиной появления электрического тока является напряжение.
Второй причиной появления электротока является пространство, в котором действует напряжение – его размеры и чем оно заполнено.

Напряжение появляется не только от трения. Другие физические и химические процессы, которые нарушают уравновешенность атомов вещества, так же приводят к появлению напряжения. Напряжение возникает только как результат взаимодействия либо

одного вещества с другим веществом;
одного или нескольких веществ с полем или излучением.

Напряжение может появиться от:

химической реакции, которая происходит в веществе, как например, во всех батареях и аккумуляторах, а также во всех живых существах;
электромагнитного излучения, как например, в солнечных батареях и тепловых электрогенераторах;
электромагнитного поля, как например, во всех динамо-машинах.

Электроток имеет природу соответствующую веществу, в котором он течёт. Поэтому различается:

в жидкостях и газах;

в полупроводниках

В металлах электроток состоит только из электронов, в жидкостях и газах – из ионов, в полупроводниках – из электронов и «дырок».

Постоянный и переменный ток

Напряжение относительно своих потенциалов, знаки которых остаются неизменными, может изменяться только по величине.

При этом появляется постоянный или импульсный электрический ток.

Электроток зависит от длительности этого изменения и свойств пространства, заполненного веществом между потенциалами.

Но если знаки потенциалов изменяются и это приводит к изменению направления тока, он называется переменным, как и напряжение, его определяющее.

Жизнь и электрический ток

Для количественных и качественных оценок электрического тока в современной науке и технике используются определённые законы и величины. Основными законами являются:

закон Кулона;
закон Ома.

Шарль Кулон в 80-х годах 18 века определил появление напряжения, а Георг Ом в 20-х годах 19 века определил появление электротока.

В природе и человеческой цивилизации он используется в основном как переносчик энергии и информации, а тема его изучения и использования так же необъятна, как и сама жизнь. Например, исследования показали, что все живые организмы живут потому, что мышцы сердца сокращаются от воздействия импульсов электротока, вырабатываемого в организме. Все прочие мышцы работают аналогично. Клетка при делении использует информацию на основе электротока сверх высоких частот. Перечень подобных фактов с уточнениями можно продолжить в объёме книги.

Уже много сделано открытий, связанных с электрическим током, и ещё больше предстоит сделать. Поэтому, с появлением новых инструментов для исследований появляются новые законы, материалы и прочие результаты для практического использования данного явления.

podvi.ru

Суть электрического тока. Что такое ток, какова его природа и принцип действия.

Тема: что собой представляет электроток, как он работает, как течет ток.

Под током мы подразумеваем какую-то электрическую энергию, которая совершает некую работу, в результате которой различные электротехнические устройства работают. Само слово ток нам говорит о каком-то потоке. Верно, это именно поток электричества. А вот что он собой представляем и похож ли он, к примеру, на поток жидкости или воздуха? В этой теме мы постараемся узнать это и понять основную суть электрического тока, его природу, работу и принцип действия. После чего у вас будет уже верное понимание, когда вы услышите слова «электрический ток».

Итак, начать стоит с того, что вспомним (из уроков школьной физики) какова модель атома вещества. Она похожа на нашу солнечную систему. Это ядро, состоящее из более мелких элементарных частиц, а именно протонов и нейтронов. Вокруг этого ядра с очень большой скоростью, на определенном расстоянии, вращаются на своих орбитах (которых может быть несколько, и располагаются они одна выше другой) электроны. В зависимости от конкретного вещества количество электронов и их орбит вращения может быть разное количество.

Между элементарными частицами находится пустота (даже в ядре атома протоны и нейтроны не прижаты друг к другу вплотную). Что же позволяет им взаимодействовать друг с другом не имея прямого соприкосновения? Это электромагнитные поля, что окружают эти частицы. Существуют два вида электрического заряда — положительный (он же +) и отрицательный (он же -). Так вот, протоны имеют заряд «+», нейтроны (нейтральные), электроны имеют заряд «-». В итоге получается. Ядро атома имеет положительный заряд (+), так как в его состав входят протоны, а все электроны, что вращаются вокруг ядра, имеют отрицательный заряд (-).

Важным моментом является специфика взаимодействия положительного и отрицательного заряда. Тела, которые имеют разноименный электрический заряд (+ и -) будут взаимно притягиваться друг к другу, а вот если заряды одноименные (+ и + либо - и -), то они всегда будут стремится отталкиваться.

Теперь мы уже ближе подошли к вопросу — какова суть электрического тока. У твердых тел все атомы между собой соединены жесткими связями, в итоге образуя кристаллическую решетку. Какой и чего именно поток может существовать в подобных условиях (внутри кристаллической решетки)? А дело в том, что те электроны, которые вращаются на самой верхней орбите атома (те, что наиболее удалены от центра атома) имеют меньшую силу притяжения к ядру. Они легко могут отрываться и переходить на соседний атом (на его внешнюю орбиту). В целом же внутри вещества подобные перемещения электронов имеют хаотичный характер и не создают одного целенаправленного общего потока.

Если же взять одно тело, которое имеет в себе переизбыток таких свободных электронов, и второе тело, что имеет их недостаток, то после их соединения образуется перетекание от большего к меньшему до состояния уравновешивания. Относительно друг друга одно тело будет являться плюсом (то, где электронов недостаток), а второе (где их переизбыток) будет минусом. Если взять кусок провода (это электрический проводник, у которого имеется множество свободных электронов, и имеющие возможность легко перетекать) и им соединить два тела с положительный зарядом и отрицательным, то мы получим наш электрический ток. Вот именно в этом и заключается его суть. Электрический ток — это упорядоченное движение заряженных частиц. В нашей цепи излишек электронов из одного тела потоком перетекают через проводник в другое тело, где их недостаток (движение происходит внутри кристаллических решеток веществ, проводников тока). А само это течение электрических заряженных частиц (электронов) и называется током.

Другим же важным понятием в электричестве является напряжение. Это сила стремления заряженных частиц переместится в более подходящее для себя место (выражаясь образно и простым языком). То есть, если до момента соединения двух разноименных тел мы имеем между ними само стремление переместится (это напряжение, разность потенциалов), то когда появляется возможность — проводник (мостик), соединяющий эти два тела уже возникает электрический ток, перетекание зарядов (при этом напряжение уменьшается, так как нет препятствия).

Это мы говорили о самих условиях, при которых возникает электрический ток. С одного тела электроны перетекли на другое и все, ток закончился. А как же получается так, что в электросетях, электротехнике этот ток бежит постоянно? А происходит это по причине постоянного создания переизбытка заряженных частиц на одном полюсе, и недостатка на другом. Взять обычную батарейку. В ней за счет химических реакций происходит преобразование веществ в процессе чего на одном ее полюсе постоянно имеется переизбыток электронов, а на другом недостаток. Подсоединяем провода, идущие к лампочке и получаем движение тока по цепи. Это ток нагревает нить накала лампы, что и заставляет ее светится.

В электрогенераторах происходит такие же перераспределения заряженных частиц, но по другому принципу. Но суть электрического тока остается все таже. Простое перетекание электрически заряженных частиц с одного места в другое. А пока эти частицы текут по электрическим цепям они успевают делать много полезной работы (движение, свет, звук, радиоволны и т.д.).

P.S. Если разобраться в основах того или иного процесса, то многие загадочные явления приобретают чисто технический и научный смысл. Никаких чудес, просто природные явления. Те, кто понял их суть, по другому воспринимают их действия. Так что пытайтесь понять саму идею, работу, устройство, принцип действия, это сильно упростит ваше понимание многих вещей, происходящий в обычной жизни.

electrohobby.ru

Что такое электричество? Информация о электрическом токе

Электричество

Электричеством или электрическим током называют направленно движущийся поток заряженных частиц, например электронов. Также электричеством называется энергия, получаемая в результате такого движения заряженных частиц, и освещение, которое получают на основе этой энергии. Термин «электричество» был введён английским учёным Уильямом Гилбертом в 1600 году в его сочинении «О магните, магнитных телах и о большом магните-Земле».

Гилберт проводил опыты с янтарём, который в результате трения о сукно получил возможность притягивать другие лёгкие тела, то есть приобрёл некий заряд. А так как янтарь переводится с греческого как электрон, то наблюдаемое ученым явление получило название «электричество».

Электрический ток

Немного теории об электричестве

Электричество способно создавать вокруг проводников электрического тока или заряженных тел электрическое поле. Посредством электрического поля можно оказывать воздействие на другие тела, обладающие электрическим зарядом.fv

Электрические заряды, как всем известно, делятся на положительные и отрицательные. Этот выбор является условным, однако из-за того, что он уже давно сделан исторически, то только поэтому за каждым зарядом закреплён определённый знак.

Тела, которые заряжены одним видом знака, отталкиваются друг от друга, а которые имеют разные заряды-наоборот притягиваются.

Во время движения заряженных частиц, то есть существования электричества, также помимо электрического поля возникает и магнитное поле. Это позволяет установить родство между электричеством и магнетизмом.

Интересно, что существуют тела, которые проводят электрический ток или тела с очень большим сопротивлением.. Это было открыто английским учёным Стивеном Греем в 1729 году.

Изучением электричества, наиболее полно и фундаментально, занимается такая наука, как термодинамика. Однако квантовые свойства электромагнитных полей и заряженных частиц изучаются уже совсем другой наукойm — квантовой термодинамикой, однако некоторую часть квантовых явлений можно довольно просто объяснить обычными квантовыми теориями.

Основы электричества

История открытия электричества

Для начала необходимо сказать, что нет такого учёного, который может считаться открывателем электричества, так как с древнейших времен до наших дней многие учёные изучают его свойства и узнают что-то новое об электричестве.

Первым, кто заинтересовался электричеством, был древнегреческий философ Фалес. Он обнаружил, что янтарь, который потереть о шерсть приобретает свойство притягивать другие лёгкие тела.
Затем другой древнегреческий ученый Аристотель занимался изучением некоторых угрей, которые поражали врагов, как мы теперь знаем, электрическим разрядом.
В 70 году нашей эры римский писатель Плиний изучал электрические свойства смолы.
Однако затем долгое время об электричестве не было получено никаких знаний.
И только в 16 веке придворный врач английской королевы Елизаветы 1 Вильям Жильбер занялся изучением электрических свойств и сделал ряд интересных открытий. После этого началось буквально «электрическое помешательство».
Только в 1600 году появился термин «электричество», введённый английским ученым Уильямом Гилбертом.
В 1650 году, благодаря бургомистру Магдебурга Отто фон Герике, который изобрёл электростатическую машину, появилась возможность наблюдать эффект отталкивания тел под действием электричества.
В 1729 году английский учёный Стивен Грей, проводя опыты по передачи электрического тока на расстояние, случайно обнаружил, что не все материалы обладают свойством одинаково передавать электричество.
В 1733 году французский ученый Шарль Дюфе открыл существование двух типов электричества, которые он назвал стеклянным и смоляным. Эти названия они получили из-за того, что выявлялись при трении стекла о шёлк и смолы о шерсть.
Первый конденсатор, то есть накопитель электричества, изобрёл голландец Питер ванн Мушенбрук в 1745 году. Этот конденсатор получил название Лейденская банка.
В 1747 году американец Б.Франклин создал первую в мире теорию электричества. По франклину электричество – это нематериальная жидкость или флюид. Другая заслуга Франклина перед наукой заключается в том, что он изобрёл громоотвод и с помощью него доказал, что молния имеет электрическую природу возникновения. Также он ввёл такие понятия как положительный и отрицательный заряды, но не открывал заряды. Это открытие сделал учёный Симмер, который доказал существование полюсов зарядов: положительного и отрицательного.
Изучение свойств электричества перешло к точным наукам после того как в 1785 году Кулон открыл закон о силе взаимодействия, происходящей между точечными электрическими зарядами, который получил название Закон Кулона.
Затем, в 1791 году итальянский учёный Гальвани публикует трактат о том, что в мышцах животных, при их движении возникает электрический ток.
Изобретение батареи другим итальянским учёным – Вольтом в 1800, привело к бурному развитию науки об электричестве и к последовавшему ряду важных открытий в этой области.
Затем последовали открытия Фарадея, Максвелла и Ампера, которые произошли всего за 20 лет.
В 1874 году российский инженер А.Н.Лодыгин получил патент, на изобретённую в 1872 году лампу накаливания с угольным стержнем. Затем в лампе стал использоваться стержень из вольфрама. А в 1906 году он продал свой патент компании Томаса Эдисона.
В 1888 году Герц регистрирует электромагнитные волны.
В 1879 году Джозеф Томсон открывает электрон, который является материальным носителем электричества.
В 1911 году француз Жорж Клод изобрёл первую в мире неоновую лампу.
Двадцатый век дал миру теорию Квантовой электродинамики.
В 1967 году был сделан еще один шаг на пути изучения свойств электричества. В этом году была создана теория электрослабых взаимодействий.

Однако это только основные открытия, сделанные учёными, и способствовавшие применению электричества. Но исследования продолжаются и сейчас, и каждый год происходят открытия в области электричества.

Все уверенны что самым великим и могущественным в плане открытий связанных с электричеством, был Никола Тесла. Сам он родился в Австрийской империи, теперь это территория Хорватии. В его багаже изобретений и научных работ: переменный ток, теория полей, эфир, радио, резонанс и многое другое. Некоторые допускают возможность что явление «Тунгусского метеорита», это ни что иное как работа рук самого Николы Теслы, а именно взрыв огромной мощности на территории Сибири.

Никола Тесла

Властелин мира - Никола Тесла

Электричество в природе

Какое-то время считалось, что электричество в природе не существует. Однако после того как Б.Франклин установил, что молнии имеют электрическую природу возникновения, это мнение перестало существовать.

Значение электричества в природе, как и в жизни человека достаточно огромно. Ведь именно молнии привели к синтезу аминокислот и, следовательно, к появлению жизни на земле.

Процессы в нервной системе человека и животных, например, движение и дыхание, происходят благодаря нервному импульсу, который возникает из-за электричества, существующего в тканях живых существ.

Электричество в природе

Некоторые виды рыб использую электричество, а точнее электрические разряды для защиты от врагов, поиска пищи под водой и её добывания. Такими рыбами являются: угри, миноги, электрические скаты и даже некоторые акулы. Все эти рыбы имеют специальный электрический орган, который работает по принципу конденсатора, то есть накапливает достаточно большой электрический заряд, а затем разряжает его на жертву, прикоснувшуюся к такой рыбе. Также такой орган работает с частотой в несколько сотен герц и имеет напряжение несколько вольт. Сила тока электрического органа рыб меняется с возрастом: чем старше становится рыба, тем сила тока больше. Также благодаря электрическому току рыбы, обитающие на большой глубине, ориентируются в воде. Электрическое поле искажается под действие предметов, находящихся в воде. А эти искажения и помогают рыбам ориентироваться.

Солнечная электростанция

Смертельные опыты. Электричество

Получение электричества

Для получения электричества были специально созданы электростанции. На электростанциях при помощи генераторов, создается электроэнергия, которая после передается в места потребления по линиям электропередач. Электрический ток создается благодаря переходу механической или внутренней энергии в электрическую энергию. Электростанции делятся на: гидроэлектростанции или ГЭС, тепловые атомные, ветровые, приливные, солнечные и другие электростанции.

В гидроэлектростанциях турбины генератора, движущиеся под действием потока воды, вырабатывают электрический ток. В тепловых электростанциях или по-другому ТЭЦ электрический ток образуется также, но только вместо воды используется водяной пар, возникающий в процессе нагрева воды при сгорании топлива, например, угля.

Очень похожий принцип работы используется в атомной станции или АЭС. Только в АЭС используется другой вид топлива — радиоактивные материалы, например, уран или плутоний. Происходит деление их ядер, благодаря чему выделяется очень большое количество теплоты, используемое для нагревания воды и превращения её в водяной пар, который затем поступает в турбину, вырабатывающую электрический ток. Для работы таких станций требуется очень мало топлива. Так десять граммов урана вырабатывает такое же количество электричества, как и вагон угля.

Использование электричества

В наше время жизнь без электричества становится невозможной. Оно достаточно плотно вошло в жизнь людей двадцать первого века. Часто электричество используют для освещения, например, используя электрическую или неоновую лампу, и для передачи всевозможной информации с помощью телефона, телевидения и радио, а в прошлом и телеграфа. Также еще в двадцатом веке появилась новая область применения электричества: источник питания электрических двигателей трамваев, поездов в метро, троллейбусов и электричек. Электричество необходимо для работы различных бытовых приборов, которые значительно улучшают жизнь современного человека.

Сегодня электричество также применяется для получения качественных материалов и их обработки. С помощью электрогитар, работающих благодаря электричеству, можно создавать музыку. Также электричество продолжает использоваться, как гуманный способ умерщвления преступников (электрический стул), в странах, в которых разрешена смертная казнь.

Также учитывая то, что жизнь современного человека становится практически невозможной без компьютеров и сотовых телефонов, для работы которых необходимо электричество, то важность электричества будет достаточно сложно переоценить.

Электричество в мифологии и искусстве

В мифологии почти всех народов есть боги, которые способны метать молнии, то есть умеющие использовать электричество. Например, у греков таким богом был Зевс, у индусов-Агни, который умел превращаться в молнию, у славян — это Перун, а у скандинавских народов-Тор.

В мультфильмах также есть электричество. Так в диснеевском мультфильме Черный плащ есть антигерой Мегавольт, который способен повелевать электричеством. В японской анимации электричеством владеет покемон Пикачу.

Заключение

Изучение свойств электричества началось ещё в глубокой древности и продолжается до сих пор. Узнав, основные свойства электричества и, научившись их правильно использовать, люди значительно облегчили свою жизнь. Электричество также используется на заводах, фабриках и тд., то есть с помощью него можно получать другие блага. Значение электричества, как в природе, так и в жизни современного человека огромно. Без такого электрического явления как молния на земле не зародилась бы жизнь, а без нервных импульсов, возникающих также благодаря электричеству, не возможно было бы обеспечить согласованную работу между всеми частями организмов.

Люди всегда были благодарны электричеству, даже когда не знали об его существовании. Они наделяли своих главных богов возможностью метать молнии.

Современный человек также не забывает об электричестве, но возможно ли о нем забыть? Он наделяет электрическими способностями героев мультфильмов и фильмов, строит электростанции, чтобы получать электричество и делает многое другое.

Таким образом, электричество величайший дар, данный нам самой природой и которым мы, к счастью, научились пользоваться.

www.13min.ru

Что такое электрический ток?

Если внимательно проанализировать жизнь современного общества в техническом плане, то становится понятным, что привычный порядок вещей определяет электрический ток. Устройство общества во многом определяется именно им. Можно отказаться от природного газа, заменив его твердыми и жидкими видами топлива; даже бензин для автомобилей сейчас вполне успешно подменяется аналогами на основе спирта; но вот электрический ток заменить нечем: он или есть, или его нет.

Люди, лишь в общих чертах знакомые с электротехникой, часто думают, что в данной области давно все известно и рассчитано. На самом деле это далеко не так. Многие свойства, которыми обладает электрический ток, являются аксиомами (фундаментальными законами, не требующими доказательств), хотя это не мешает вполне успешно использовать электрические приборы в быту и на производстве.

На вопрос «что же такое электрический ток» литература дает однозначный ответ – это направленное движение заряженных частиц. Из основного курса физики известно, что атом состоит из трех компонентов: нейтрона, протона и отрицательно заряженного электрона (их количество варьируется). Некоторые электроны, находящиеся на удаленных орбитах от притягивающего их ядра, могут покидать структуру атома и пребывать в «условно свободном» состоянии. При их прохождении по специальным средам, образуемым элементами схем, электроны совершают нужную человеку работу. Это может быть повышение температуры спирали нагревательного прибора, генерация магнитного поля в трансформаторах и катушках индуктивности, колебательные возмущения магнитных полей и пр.

Для создания таких свободных частиц служат источники электрического тока. Слово «создание» верно лишь отчасти, так как не все источники непосредственно генерируют ток. Поэтому существует разделение на первичные и вторичные. Первые создают ток, а вторые его накапливают и при необходимости отдают. Генерация тока выполняется на электростанциях (гидро, тепло, атомных и др.). Обмотки генерирующих машин вращаются в магнитном поле, которое «выбивает» электроны с их орбит. Затем поток этих высвободившихся частиц по линиям электропередач направляется к преобразующим устройствам-трансформаторам, в соответствии с законом электромагнитной индукции уменьшающим или увеличивающим действующее значение напряжения. Далее ток идет к потребителям, где и совершает требуемую работу. Электроны не движутся в «никуда»: они направляются обратно к генератору, соединенному с огромной массой Земли, которая может их накапливать (почти как люди – стремятся к покою). В свете вышесказанного необходимо указать условия существования электрического тока:

наличие замкнутого контура из проводящего материала, служащего для электронов своеобразным мостиком между источником их возникновения (выбивания из атомов) и землей (массой). Именно поэтому до подключения устройства-потребителя в обычной бытовой розетке электрического тока нет, а есть только напряжение;
источник тока постоянно создает их поток в проводнике. В противном случае никакого движения (тока) не будет. Если мощности источника недостаточно для преодоления сопротивления материала, то такой проводник приравнивается к диэлектрику.

Для лучшего понимания природы электрического тока его часто сравнивают с гидросистемами. Ток – движение жидкости по трубам, напряжение – перепад высот и пр. Хотя такое сравнение не может объяснить магнитные свойства, но для общего представления вполне подходит.

Интересный момент: считается, что постоянный ток направлен от положительного полюса (плюса) к отрицательному (минусу), хотя на самом деле электроны движутся в противоположном направлении.

fb.ru

ЭЛЕКТРИЧЕСТВО - это... Что такое ЭЛЕКТРИЧЕСТВО?

ЭЛЕКТРИЧЕСТВО ЭЛЕКТРИЧЕСТВО, форма энергии, существующая в виде статических или подвижных ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЗАРЯДОВ. Заряды могут быть положительными или отрицательными. Одинаковые заряды отталкиваются, противоположные притягиваются. Силы взаимодействия между зарядами описаны ЗАКОНОМ КУЛОНА. Когда заряды движутся в магнитном поле, они испытывают воздействие магнитной силы и в свою очередь создают противоположно направленное магнитное поле (ЗАКОНЫ ФАРАДЕЯ). Электричество и МАГНЕТИЗМ представляют собою различные аспекты одного и того же явления, ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМА. Поток зарядов образует ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ток, который в проводнике представляет собою поток отрицательно заряженных ЭЛЕКТРОНОВ. Для того, чтобы в ПРОВОДНИКЕ возник электрический ток, необходима ЭЛЕКТРОДВИЖУЩАЯ СИЛА или РАЗНОСТЬ ПОТЕНЦИАЛОВ между концами проводника. Ток, который движется только в одном направлении, называется постоянным. Такой ток создается, когда источником разности потенциалов является БАТАРЕЙКА. Ток, меняющий направление дважды за цикл, называется переменным. Источником такого тока являются центральные сети. Единицей измерения тока служит АМПЕР, единицей заряда - КУЛОН, ом - это единица сопротивления, а вольт - единица электродвижущей силы. Основными средствами для вычисления параметров электрической цепи являются ЗАКОН ОМА и ЗАКОНЫ КИРХГОФА (о суммировании величин напряжения и тока в цепи). см. также ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК, ЭЛЕКТРОНИКА.

Электрическую энергию можно получить при помощи индукции в генераторе; напряжение в первичной обмотке создает переменный ток во внешней цепи. Наличие индуктивности или емкости (либо того и другого вместе) приводит к смещению фазы (А) между напряжением V и током I. На рисунке показано, что емкость вызывала смещение фазы на 90°, в результате чего средняя величина мощности равна 0, хотя кривая мощности no-прежнему имеет вид синусоиды. Понижение мощности Р, вызванное смещением фаз, называют коэффициентом мощности. Если три фазы переменного тока смещены между собою, каждая на 120°, то сумма их величин тока или напряжения всегда будет равна нулю (В). Такие трехфазные токи используют в короткозамк-нугых асинхронных электродвигателях с ротором (С). В этой конструкции имеется три электромагнита, вращающихся в созданном магнитном поле. Переменный ток производится также в замкнутых (D) и открытых (Е) колебательных контурах. Высокочастотные электромаг нитные волны, используемые в некоторых системах коммуникации, ПРОИЗВОДЯТСЯ ТЭКИМ1 цепями.

Научно-технический энциклопедический словарь.

Синонимы:

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ
ЭЛЕКТРОД

Смотреть что такое "ЭЛЕКТРИЧЕСТВО" в других словарях:

ЭЛЕКТРИЧЕСТВО — (от греч. elektron янтарь, так как янтарь притягивает легкие тела). Особенное свойство некоторых тел, проявляющееся только при известных условиях, напр. при трении, теплоте, или химических реакциях, и обнаруживающееся притягиванием более легких… … Словарь иностранных слов русского языка
ЭЛЕКТРИЧЕСТВО — ЭЛЕКТРИЧЕСТВО, электричества, мн. нет, ср. (греч. elektron). 1. Субстанция, лежащая в основе строения материи (физ.). || Своеобразные явления, сопровождающие движение и перемещение частиц этой субстанции, форма энергии (электрический ток и т.п.) … Толковый словарь Ушакова
ЭЛЕКТРИЧЕСТВО — совокупность явлений, обусловленных существованием, движением и взаимодействием заряженных тел или частиц носителей электрических зарядов. Связь электричества и магнетизма взаимодействие неподвижных электрических зарядов осуществляется… … Большой Энциклопедический словарь
ЭЛЕКТРИЧЕСТВО — (от греч. elektron янтарь) совокупность явлений, в которых обнаруживается существование, движение и взаимодействие (посредством электромагнитного поля) заряженных частиц. Учение об электричестве один из основных разделов физики. Часто под… … Большой Энциклопедический словарь
электричество — лепиздричество, электроток, лепестричество, лепистричество, ток, электроэнергия, освещение Словарь русских синонимов. электричество сущ., кол во синонимов: 13 • актиноэлектричество … Словарь синонимов
ЭЛЕКТРИЧЕСТВО — в самом общем смысле представляет одну из форм движения материи. Обычно же под этим словом понимают или электрический заряд как таковой или самое учение об электрических зарядах, их движении и взаимодействии. Слово Э. происходит от греч. электрон … Большая медицинская энциклопедия
электричество — (1) [IEV number 151 11 01] EN electricity (1) set of phenomena associated with electric charges and electric currents NOTE 1 – Examples of usage of this concept: static electricity, biological effects of electricity. NOTE 2 – In… … Справочник технического переводчика
ЭЛЕКТРИЧЕСТВО — ЭЛЕКТРИЧЕСТВО, а, ср. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова
Электричество — – 1. Проявление одной из форм энергии, присущая электрическим зарядам как движущимися, так и находящимися в статическом состоянии. 2. Область науки и техники, связанная с электрическими явлениями. [СТ МЭК 50(151) 78] Рубрика термина:… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
ЭЛЕКТРИЧЕСТВО — совокупность явлений, в которых обнаруживаются существование, движение и взаимодействие (посредством электромагнитного поля) электрических зарядов (см. (4)). Учение об электричестве один из основных разделов физики … Большая политехническая энциклопедия

Книги

Электричество, Кете Р.. Издание предназначено для детей среднего школьного возраста… Подробнее Купить за 231 руб
Электричество, Анастасия Скуба. Марк встретил Анну 23 сентября, с тех пор прошло 6 лет, 1825 дней и 43 000 часов. Так началась их история. Это книга о двух молодых людях, которые ищут себя. Они не знают, чего хотят,… Подробнее Купить за 180 руб электронная книга
Электричество, Евгений Замятин. «… Утром чем свет Галамей взбодрился: одной рукой за поясницу, другою – сапог натягивает. – Ты куда ж это ни свет ни заря? – баба Галамеева спрашивает. – А электричеством, – говорит, –… Подробнее Купить за руб электронная книга

Другие книги по запросу «ЭЛЕКТРИЧЕСТВО» >>

dic.academic.ru

Что такое электрический ток? - что называется током!

Без электрического тока, на сегодняшний день, практически невозможно представить жизнь современного человека. Впервые он был обнаружен несколько веков назад. Спустя совсем небольшое время началось его активное применение. Электрический ток изменил фундаментальные основы экономики. С его появлением открылись возможности круглосуточного рабочего дня. Это послужило толчком для развития многих стран. Сегодня электричество есть буквально везде.

Безусловно, если вы хотите заниматься электромонтажными работами, усвоить природу и фундаментальные основы этого явления просто необходимо.

Из учебников мы знаем, что электричество представляет собой упорядоченное перемещение заряженных частиц под влияние электромагнитного поля. В качестве частиц могут выступать электроны, протоны, нейтроны или ионы. Электроны имеют отрицательный заряд, протоны – положительный, нейтроны – нейтральный. Ионы могут быть заряжены по-разному.

В этой статье будут рассмотрены основные показатели электрического тока и варианты соединения проводников в единую цепь.

Но начнем мы с описания самой сути такого понятия как электрический ток. Он генерируется в результате специфических взаимодействий между разно заряженными атомами, т.е. у одних атомов наблюдается избыток электронов, у других – недостаток. Природа стремиться к равновесию. А значит, в случае взаимодействия таких атомов происходит перераспределение электронов от избытка к недостатку. Этот процесс, по сути, и есть электрический ток. Он продолжается до тех пор, пока количество электронов в атомах не уровняется. Идеальным примером этого процесса является обычная батарейка. В ней один полюс положительный, второй – отрицательный. Она «садится» в тот момент, когда количество электронов на полюсах уравнивается. Не трудно заметить, что для поддержания стабильных показателей электрического тока в сети необходимо стороннее постоянное воздействие. Его обеспечивают так называемые электрогенерирующие мощности (АЭС, ГЭС, ТЕС и другие).

Теперь давайте разберемся с такими понятиями как сила тока, напряжение. Сила тока – это величина равная отношению количества частиц, которые проходят через сечение проводника в единицу времени, к этой единице времени. Напряжение представляет собой разницу потенциалов между двумя крайними точками электромагнитного взаимодействия. Кроме этого нельзя не упомянуть о таких показателях как работа и мощность.

Работа измеряется в Джоулях. Она представляет собой работу, благодаря которой вырабатывается электрический ток.

Рассчитывается по формуле: A = I2RΔt, где I – сила тока, R – сопротивление, Δt – изменение времени.

Мощность представляет собой отношение работы к изменению времени. Формула: P = A/Δt или P = U2/R. Мощность измеряется в Ваттах.

Говоря об электрическом токе, нельзя не упомянуть о способах соединения проводников. Лучше всего их иллюстрируют данные картинки:

1) 2)

Не трудно догадаться, что на первой картинке изображено последовательное соединение, на второй – параллельное.

В завершение хотелось бы отметить важность техники безопасности при работе с электрическим током. Особенно это касается аварийных ситуаций, таких как короткое замыкание или перегрев. Желательно работать в прорезиненных перчатках и внимательно следить за показателями тока и состоянием изоляции.

Что такое электричество? Информация о электрическом токе. Что такое электроток

Что такое ток: основные понятия

Что такое электрический ток

Постоянный и переменный ток

Постоянный ток

Переменный ток

Что такое мощность и плотность тока?

Способы передачи электрического тока

Постоянный ток

Переменный ток

Вывод

Что такое электрический ток - определение, особенности и природа возникновения

Условия появления тока

Где течёт электрический ток?

Постоянный и переменный ток

Жизнь и электрический ток

Суть электрического тока. Что такое ток, какова его природа и принцип действия.

Тема: что собой представляет электроток, как он работает, как течет ток.

Что такое электричество? Информация о электрическом токе

Немного теории об электричестве

История открытия электричества

Электричество в природе

Получение электричества

Использование электричества

Электричество в мифологии и искусстве

Заключение

Что такое электрический ток?

ЭЛЕКТРИЧЕСТВО - это... Что такое ЭЛЕКТРИЧЕСТВО?

Смотреть что такое "ЭЛЕКТРИЧЕСТВО" в других словарях:

Книги

Что такое электрический ток? - что называется током!

Похожие статьи