Cum funcționează electricitatea, importanța electricității în viața modernă
Toate cunoștințele noastre în general și electricitatea în special sunt rezultatul cercetărilor și experimentelor unui număr imens de oameni de știință, efectuate de-a lungul mai multor secole. Aceste studii au fost și sunt realizate cu o persistență incredibilă și numai cu relații și cooperare reciprocă duc la noi descoperiri și invenții, una după alta.
Trebuie spus, însă, că încă angajăm foarte puțin și s-ar putea să nu știm niciodată totul. Cu toate acestea, mintea umană iscoditoare se va strădui mereu să pătrundă pas cu pas tainele naturii.
Cercetare în domeniul energiei electrice a stabilit urmatoarele prevederi:
1. Natura electricității și a magnetismului este aceeași.
2. Tot ceea ce știm despre electricitate și magnetism este descoperire, nu invenție. Deci, de exemplu, nu poți spune că cineva a inventat stâlpul. Deci, electricitatea este o descoperire, nu o invenție, dar aplicațiile sale în scopuri practice sunt o serie de invenții.
3. Pământul nostru însuși are proprietățile unui magnet.
Acesta din urmă este dovedit de faptul că pământul acționează asupra magneților exact în același mod în care acționează un magnet asupra altuia.
Magneții sunt naturali și artificiali. Atât acestea, cât și altele au proprietatea de a atrage fierul spre ei înșiși și capacitatea, în suspensie, de a lua o direcție de la nord la sud a pământului.
Prin cele mai simple experimente, vă puteți asigura că un magnet are următoarele proprietăți generale:
- forta de atractie
- forță de respingere,
- capacitatea de a-și transfera magnetismul în fier sau oțel,
- polaritatea sau capacitatea de a fi situat de la nord la sud de pământ,
- posibilitatea de a lua o poziţie înclinată la agăţat.
În general, putem spune că magnetismul face parte din știința electricității și, prin urmare, merită un studiu atent.
Fenomene magnetice în fizică - istorie, exemple și fapte interesante
Proprietățile magnetice ale materiei pentru începători
Utilizarea magneților permanenți în inginerie electrică și energie
Cuvântul „electricitate” provine din cuvântul grecesc pentru „electron” – chihlimbar, în care au fost observate pentru prima dată fenomenele electrice.
Grecii antici știau că dacă freci chihlimbarul pe pânză, acesta dobândește proprietatea de a atrage corpuri de lumină, iar această proprietate este exact manifestare a energiei electrice.
Electricitatea excitată în chihlimbar are un efect direct aici. Dar este posibil să se transmită electricitate și, prin urmare, acțiunile acesteia la orice distanță, de exemplu, de-a lungul unui fir, iar pentru ca aceste acțiuni să fie de lungă durată, trebuie să existe o așa-numită „sursă de electricitate” care funcționează tot timpul, adică să genereze electricitate.
Cu toate acestea, este posibil să generăm energie electrică numai dacă cheltuim energie pe ea (cum era cazul, de exemplu, cu chihlimbarul când l-am frecat),
Deci, primul lucru de care trebuie să te ocupi în inginerie electrică este energia. Nicio muncă nu poate fi făcută fără consumul de energie.De aceea, energia poate fi definită ca fiind capacitatea de a face muncă.
Electricitatea în sine nu este energie. Dar dacă facem cumva electricitatea să se miște ca sub presiune, atunci în acest caz va fi o formă de energie numită energie electrică sau electricitate.
Când energia este cheltuită în această formă, electricitatea acționează doar ca un mediu care transferă energia conținută în ea, la fel cum, de exemplu, aburul este un mediu pentru transferul energiei termice de la cărbune la o mașină cu abur, unde este transformată în energie mecanică. .
De obicei, energia mecanică a aburului, gazului, apei, vântului etc. este transformată în energie electrică folosind mașini speciale numite generatoare electrice… Astfel, generatoarele electrice sunt doar mașini pentru transformarea energiei mecanice în energie electrică, care este dezvoltată de motoarele care le acționează (abur, gaz, apă, vânt etc.).
In timp ce motoare electrice sunt nu mai puțin decât mașinile pentru transformarea energiei electrice furnizate acestora prin fire în energie mecanică, iar lămpile electrice sunt dispozitive pentru transformarea energiei electrice în lumină, iar o parte din energia furnizată fiecărui utilizator se pierde în fire.
Energia chimică poate fi, de asemenea, transformată în energie electrică, de exemplu, cu ajutorul așa-numitelor celule galvanice.
Energia chimică a cărbunelui și a altor combustibili nu poate fi transformată direct în energie electrică, astfel încât energia chimică a combustibilului este mai întâi transformată în căldură prin ardere. Și atunci căldura este deja convertită în energie mecanică în diferite tipuri de motoare termice, care, acționând generatoare electrice, ne oferă energie electrică.
Analogia hidraulică a curentului electric
Apa din rezervoarele A și B se află la niveluri diferite. Atâta timp cât această diferență de niveluri de apă continuă, apa din rezervorul B va curge prin conducta R în rezervorul A.
Dacă pompa P menține un nivel constant în rezervorul B, atunci debitul de apă în conducta R va fi de asemenea constant. Astfel, cu pompa în funcțiune, nivelul din rezervorul B rămâne constant și apa va curge prin conductă în orice moment. R.
În cazul unui curent electric, diferența de presiune a energiei electrice, sau după cum se spune, potențialele, este menținută în orice moment fie chimic (în celulele galvanice primare și bateriile), fie mecanic (prin rotirea unui generator electric). .
Conversia energiei - electrică, termică, mecanică, ușoară
Pile și baterii galvanice — dispozitiv, principiu de funcționare, tipuri
Energia electrică: avantaje și dezavantaje
Despre curent electric, tensiune și putere dintr-o carte sovietică pentru copii: simplu și clar
De la sine, energia nu este creată din nou, nu dispare. Această lege este cunoscută ca legea conservării energiei… Energia nu poate decât să se disipeze, adică să se transforme într-o formă care nu poate fi folosită de noi. Cantitatea totală de energie din univers rămâne constantă și neschimbată.
Astfel, respectând legea conservării energiei, electricitatea nu este creată din nou, dar nu dispare, deși distribuția sa se poate modifica.
Din toate punctele de vedere, toate mașinile și bateriile noastre electrice sunt doar dispozitive pentru distribuirea energiei electrice prin mutarea acesteia dintr-un loc în altul.
Ingineria electrică ca știință s-a dezvoltat pe scară largă într-o perioadă relativ scurtă de timp și o serie dintre cele mai variate aplicații ale sale au creat o cerere imensă pentru toate tipurile de aparate și mașini electrice, a căror fabricare constituie o ramură extinsă a industriei.
Ce este electricitatea? Această întrebare este adesea pusă și încă nu poate fi răspuns satisfăcător. Tot ce știm este că este o forță care se supune legi bine cunoscute nouă.
Pe baza datelor pe care le avem, se poate argumenta că electricitatea nu se manifestă niciodată fără un anumit impuls.Umanitatea a reușit să exploateze această forță și să o facă slujitorul ei puternic. Acum putem produce și folosi perfect această energie.
Electricitatea este de mare importanță în transmiterea energiei pe distanțe lungi din locurile unde există energie ieftină (apă sau combustibil ieftin).
Această transmisie se dovedește a fi deosebit de avantajoasă deoarece, în plus, firele de transmisie în cazul înaltei tensiuni pot fi luate subțiri și deci ieftine.
De ce transmiterea energiei electrice pe o distanță are loc la tensiune crescută
Generarea și transmiterea curentului electric alternativ
Cum se produce electricitatea într-o centrală termică (CHP)
Dispozitivul și principiul de funcționare al unei centrale hidroelectrice (HPP)
Cum funcționează o centrală nucleară (CNP).
La punctul de consum, electricitatea poate fi folosită literalmente în orice scop: iluminat, putere (într-o mare varietate de aplicații), încălzire etc.
De asemenea, electricitatea este utilizată pe scară largă în extragerea metalelor din minereuri, pomparea apei și ventilarea minelor, telecomunicații, galvanizare, medicamente etc., aducând confort peste tot și reducând producția. De aceea, orice persoană educată din timpul nostru nu mai poate fi ignorantă în domeniul electrotehnicii.