Что такое электричество? Информация о электрическом токе. Что нужно знать об электричестве новичкам? Электричество движется со скоростью света

Прошло уже много веков исследований с тех пор, как Бенджамин Франклин проводил свои эксперименты с воздушным змеем в 1752 году, но до сих пор осталось много мифов об этой уже такой привычной форме энергии.

В этом обзоре десятка фактов, которые должен знать каждый, хотя бы для собственной безопасности.

Батареи хранят электрический заряд или электроны

Если спросить любого человека «Что такое аккумулятор», то большинство ответит, что в нем хранится электричество, или, возможно, внутри аккумулятора «плавают» свободные электроны. Тем не менее, это далеко от истины. Внутри батареи находится «химический бульон», известный как электролит, который хранится между электродами (положительный и отрицательный). Когда батарея подключается к устройству, электролит химически преобразуется в ионы, и электроны «выбрасываются» из положительного электрода. После этого электроны притягиваются к отрицательному электроду и «по дороге» питают устройство, подключенное к батарее.

Электрический ток зависит от толщины проволоки

Довольно широко распространено неправильное представление о том, как электричество «течет» через провода - якобы более толстые провода позволяют пропускать больше электрического тока, поскольку в них «больше места для электронов и меньше сопротивление». Интуитивно это кажется правильным: к примеру, на четырехполосном шоссе одновременно может ехать больше автомобилей, чем на однополосном. Тем не менее, электрический ток ведет себя по-другому. Течение электрического тока можно сравнить с рекой: в широком месте река течет медленно и спокойно, а в узком русле поток ускоряется.

Электричество не весит вообще ничего

Поскольку невозможно увидеть электричество невооруженным глазом, то легко предположить, что электричество - это просто энергия, которая течет из точки А в точку Б и не имеет массы или веса. В некотором смысле, это верно: электрический ток не имеет массы или веса. Тем не менее, электричество - это не просто форма невидимой энергии, а поток заряженных частиц-электронов, каждая из которых имеет массу и вес. Но современная наука не позволяет определить этот вес, поскольку он является ничтожно малым.

Удар током низкого напряжения не опасен

Штепсельные розетки и вилки всегда вызывают огромное беспокойство у родителей, воспитывающих маленьких детей, тем не менее они, ничуть не переживая, дают своим детям батарейки, чтобы те вставляли их в свои игрушки. Ведь опасно только высокое напряжение... Это в корне неверно. Опасно в токе не напряжение, а его сила (которая измеряется в амперах). В определенных условиях даже 12-вольтовая батарейка может причинить серьезный вред или даже вызвать смерть.

Деревянные и резиновые объекты являются хорошими изоляторами

Когда люди дома выполняют какие-либо работы, связанные с электричеством, они обычно снимают кольца или украшения и надевают резиновые перчатки и обувь. Несмотря на то, что это все хорошо, этого недостаточно, чтобы предотвратить несчастный случай. Если в инструкции к вещи не указано иное, то это больше проводник, а не изолятор. Ведь отличным изолятором является именно чистый каучук, а в бытовой резиновой обуви, перчатках и других товарах полно разнообразных примесей для прочности и долговечности этих товаров.

Генераторы создают электричество

Резервные генераторы энергии - пожалуй, лучшая «вещица» на черный день, ведь она «вырабатывает электричество», без которого сегодня просто не обойтись. Но так ли это? Генератор преобразует механическую энергию в электрическую энергию. Когда генератор работает, он заставляет электроны, уже присутствующие в проводах и цепи, течь через цепь. Если провести грубую аналогию, то сердце не создает, а только перекачивает кровь по венам. Аналогичным образом, генератор облегчает течение электронов, но не создает их.

Электрический ток - это всего лишь поток электронов

Хотя электричество можно обобщенно описать, как «поток электронов через проводник», это не совсем верно. Тип потока электрического тока через проводник зависит исключительно от типа этого проводника. Например, в случае плазмы, неоновых ламп, люминесцентных ламп и вспышек используется продуманная комбинация протонов и электронов. В других проводниках, таких как электролиты, соленая вода, твердый лед и аккумуляторы, электрический ток представляет собой поток положительных ионов водорода.

Электричество движется со скоростью света

Большинство людей еще с дества ассоциируют электричество с молнией и именно это вызывает неправильное представление о том, что электроны и собственно электрический ток движутся со скоростью, близкой к скорости света. Хотя это правда, что электромагнитная волна проходит вдоль проводника на скорости в 50-99 процентов от скорости света, важно понять, что фактически электроны движутся очень медленно, не более чем несколько сантиметров в секунду.

Линии электропередач изолированы

Большинство проводов и кабелей в повседневной жизни (электрические шнуры зарядных устройств, ламп и других различных приборов) надежно изолированы резиной или пластиком. Но наивно предполагать, что линии электропередач также изолированы. Но как же на них сидят птицы? Оказывается, что единственной причиной, почему птицы не получают разряда, это потому, что они не касаются земли, сидя на кабеле. Изолировать все воздушные линии электропередач слишком дорого.

Статическое электричество отличается от «остального» электричества

Обычно люди думают, что статическое электричество, которое видно, к примеру, когда снимаешь синтетическую одежду, отличается от электрического тока, без которого невозможно представить повседневную жизнь. Тем не менее, единственное различие между «обычным» и статическим электричеством заключается в том, что первое представляет собой постоянный поток, а второе - мгновенное уравнивание. После подключения прибора к настенной розетке поток электронов идет непрерывно, а статическое электричество возникает, когда два проводника с разными зарядами приближаются друг к другу и происходит миниатюрная дуга электроэнергии, после чего два заряда уравниваются.

Многие пользуются электричеством, но далеко не многие знают в чём заключается его суть. Электричество, как явление природы, было и будет всегда. Но люди, в силу своих познавательных способностей, могут лишь отрывать те или иные явления. И в силу своих человеческих особенностей могут порой забывать, терять, скрывать знания о них. Суть электричества в наше время раскрывается в научных теориях тех учёных, которые в своё время вели усердную работу над познанием этой невидимой силы. В разные периоды были сделаны определённые открытия, в последствии порождающие новые вопросы, на которые были очередные попытки на них ответить.

Итак, суть электричества заключается в том, что существуют так называемые элементарные частицы такие как электроны и протоны, входящие в состав атомов и молекул различных веществ. Напомню, модель атома следующая (похожая на солнечную систему): внутри располагается ядро, состоящее из протонов и нейтронов.

Протоны имеют положительный заряд, который проявляет себя в виде силы (по средствам существующего поля вокруг частиц), действующие на другой заряд другой частицы отталкивая её или притягивая. Нейроны, как бы, нейтральны, с точки зрения зарядов. Электроны вращаются на очень большой скорости вокруг ядра атома, и имеют отрицательный заряд. Количество элементарных частиц в атоме может быть разным в зависимости от конкретного вещества.

Именно эти заряды (полевые силы, действующие друг на друга) и являются основой, сутью электричества, поскольку именно эта сила и порождает различные явления, связанные с проявлением электричества в мире. Когда суммарное количество положительного заряда протонов равно отрицательному заряду электронов, входящих в состав атома вещества, то в целом атом будет электрически нейтральным, по отношению к другим атомам. Но вот если в силу тех или иных причин в атоме начнёт преобладать тот или иной вид заряда, то тут уже появятся силы, которые будут стремиться выровнять этот дисбаланс электрического заряда.

Но различные вещества по разному ведут себя, с точки зрения перераспределения электрических зарядов. У одних электроны настолько сильно притягиваются к своим ядрам атома, что не в силах сорваться со своей орбиты вращения. У других же веществ эти электроны достаточно легко отрываютя от атомов и начинают блуждать по соседним атомам данного вещества. В первом случае вещества называют диэлектриками, в другом же случае (где электроны свободно блуждают) вещества называют проводниками электричества. То есть, эти электрические заряды перетекают из одного места в другое, тем самым образуя электрический ток.

Дальнейшая суть электричества уже связана именно с различными движениями этих электронов в различных средах, в различных материалах и различных условиях. В итоге и получаем всё то разнообразие электрических явлений, процессов и взаимодействий. К примеру, обычная батарейка. В ней находятся различные химические вещества, которые взаимодействуя друг с другом с одного своего состояния переходят в другое, а сопутствующим процессом будет перераспределение электронов между изменяющимися веществами внутри. Если есть дисбаланс электрических зарядов, значит есть и сила, стремящаяся выровнять его. Эту самую силу и используют в батарейке для питания различных электрических устройств.

Металлы служат проводником этих самых электронов (заряженных частиц). Они легко перетекают по проводнику с одного участка в другой. Пока же совершается движение электронов, происходят параллельные физические явления. К примеру, когда много электронов упорядоченно движутся через тонкий проводник, они сталкиваются с атомами, неподвижно стоящих на своих местах в кристаллической решётки вещества. В результате таких столкновений энергия движения электронов переходит в энергию тепла атома, с которым было столкновение. То есть, энергия движения электронов частично перешла в энергию тепла, произведя нагрев данного вещества.

Другим примером, проявляющим суть электричества, может служить взаимодействие электромагнитных полей. Напомню, что вокруг неподвижных заряженных частиц существует электрическое поле, а вокруг движущихся электрических частиц ещё возникает и магнитное поле. В итоге, когда заряженные частицы движутся вокруг них образуется общее электромагнитное поле, способное действовать на другие такие же поля других заряженных частиц. Так работает электродвигатель. Именно магнитные поля заставляют вращаться электрический мотор, когда по его обмоткам совершается перетекание электрических зарядов с одного полюса на другой.

P.S. - вот мы и разобрались в общих чертах о сути электричества и его явлениях. Для лучшего понимания просто представляйте, как очень маленькие частички очень быстро перетекают с одного места на другое по своей электрической цепи. Если есть разность потенциалов (в одном месте возникло скопление одного вида зарядов, а в другом, противоположного вида), то при появлении пути (соединение цепи) начинается процесс выравнивания этих самых потенциалов. Бежит электрический ток. Вот и всё.

Идея получения бесплатного электричества использую разность потенциалов между нулем сети и землей.
Небольшая оговорка: этот способ получения энергии работает на 100 процентов. Это не обман, никакой не понятный аппарат черпающий электричество с эфира, никакой-то чудо прибор на магнитиках и т.п.
Мы будем использовать разность напряжения между нулем сети 220 В и заземлением.
Если говорить простым языком, то от электростанции до потребителей идут провода – ноль и три фазы. Так как провода имеют свое сопротивлении, следовательно, на них будет и «просадка» напряжения. Вот это напряжение мы и будем ловить. Этот потенциал так же создает перекос фаз.

Это законно?

Электрические счетчики будут учитывать эту энергию?

Сколько электричества можно получить?

Схема

Меры предосторожности

Что такое альтернативная энергетика? Современный мир предлагает способы создания бесплатного электричества. Как его сделать своими руками?

Альтернатива

В 1901 году знаменитый, гениальный учёный Николай Тесла сконструировал огромную башню Ворденклиф в Нью-Йорке. Компания JP Morgan взяла на себя финансовую часть проекта. Тесла хотел осуществить бесплатную радиосвязь и снабдить человечество бесплатным электричеством. Морган же просто ожидал беспроводную международную связь.

Идея бесплатного электричества привела в ужас промышленные и финансовые “Тузы”. Желающих революций в мировой экономике не оказалось, все держались за сверхприбыли. Поэтому проект свернули.

Так что же построил Тесла? Как он собирался сделать бесплатное электричество? В XXI веке всё большую поддержку получает идея альтернативной энергетики, работающей на других источниках. Своеобразным оппонентом нефти, углю, газу здесь выступают возобновляемые ресурсы Земли и других планет.

Из чего можно получить бесплатное электричество? Солнечный свет, энергия ветра, земли, использование приливов и отливов, мускульная энергия человеческого тела могут изменить будущее планеты. Уйдут в прошлое трубопроводы, саркофаги реакторов. Многие государства смогут освободить свою экономику от необходимости закупать дорогостоящие источники электричества.

Поиску альтернативных источников энергии, которые легко возобновляются, уделяют большое внимание. В последние десятилетия человечество волнуют проблемы чистоты экологии, экономичности ресурсов.

Технология

Чуть ниже рассматриваются варианты получения бесплатного электричества.

Ветряная электростанция. Голландия предлагает построить ветряную ферму огромных размеров в Северном море, и искусственный, оснащённый необходимым оборудованием остров, который возьмёт на себя роль энергетического хаба, распределяя электричество между 5 государствами.

Саудовская Аравия предложила создать турбины в виде “бумажных змеев”, и расположить их в воздухе, а не на земле. Несколько стран имеют собственные поля с ветряными генераторами.

Солнечная электростанция. В продаже есть крыши, состоящие из солнечных панелей, а также панели из фотогальванического стекла, которыми можно облицовывать наружные стены домов. Американские учёные выпустили солнечные батареи в форме прозрачных плиток, которыми можно застеклить окна, чтобы вырабатывать электричество для дома.

Грозовая батарея – накопитель энергии от разрядов в атмосфере. Молнии перенаправляются в электросеть.

Тороидальный генератор TPU состоит из 3 катушек. Магнитный вихрь и резонансные частоты являются причиной появления тока. Изобрёл его С.Марк.

Приливные электростанции – работа зависит от приливов и отливов, положения Земли и Луны.

Тепловая электростанция – в качестве ресурса используются высокотемпературные грунтовые воды.

Сила человеческих мускулов – люди также вырабатывают энергию при движении, что можно использовать.

Термоядерный синтез – процессом можно управлять. Синтезируются более тяжёлые ядра из более лёгких. Способ не применяется, поскольку очень опасен.

Сам себе мастер

Бесплатное электричество можно сделать своими руками. Существует немало методов, чтобы соорудить устройства, вырабатывающие энергию. Для этого нужно лишь немного знаний и умений. Например:

Сделать элемент Пельтье – пластина, термоэлектрический преобразователь. Тепло получают от горящего источника, охлаждение производится теплообменником. Составляющие сделаны из неодинаковых металлов.

Соорудить генератор, собирающий радиоволны – парные конденсаторы, электролитические, плёночные, диоды маленькой мощности. Изолированный кабель 15 м применяют в роли антенны. Заземляющий провод крепится к газовой, водопроводной трубе.

Сконструировать термоэлектрический генератор- потребуются стабилизатор напряжения, корпус, охлаждающие радиаторы, термопаста, нагревающие пластины Пельтье.

Построить грозовую батарею – металлическая антенна и заземление. Потенциал накапливается между элементами устройства. Метод опасен, так как притягиваются молнии, чьё напряжение достигает 2000 Вольт.

Гальванический метод – медный и алюминиевый стержни вставляются в землю, на глубину 0,5 м, площадь между ними обрабатывают солевым раствором.

Что ещё?

Среди обычных, можно встретить и довольно необычные способы получения электричества. В последнее время идёт интенсивная работа учёных всего мира по развитию альтернативной энергетики. Мир ищет возможности для более широкого её использования.

Чуть ниже приводится небольшой обзор лучших способов и идей:

Термический генератор – преобразовывает тепловую энергию в электрическую. Встроен в отопительно-варочные печи.

Пьезоэлектрический генератор – работает на кинетической энергии. Внедряют в Танцполы, турникеты, тренажёры.

Наногенератор – применяется энергия колебаний человеческого тела при движении. Процесс отличается мгновенностью. Учёные работают над совмещением работы наногенератора и солнечной батареи.

Безтопливный генератор Капанадзе – работает на постоянных магнитах в роторе и бифлярных катушках в статоре. Мощность 1-10 кВт. За основу взято одно из изобретений Н.Тесла, но многие не верят в этот принцип. Ещё по одной из версий, настоящая технология аппарата удерживается в большом секрете.

Экспериментальные установки, которые работают на эфире – электро-магнитное поле. Пока ещё идут поиски, проверяются гипотезы, проводятся эксперименты.

Учёные подсчитали, что природных запасов, используемых в современной энергетике, может хватить ещё на 60 лет. Разработками в данной области занимаются лучшие умы. В Дании население пользуется ветровой энергетикой, составляющей 25%.

В России планируются проекты, по использованию восстанавливаемых источников в энергетической системе на 10%, а в Австралии на 8%. В Швейцарии большинство проголосовало за полный переход на альтернативную энергетику. Мир голосует за!

Фото методов получения бесплатного электричества

"COME ON, WHAT IS ELECTRICITY, REALLY?" by Bill Beaty. http://amasci.com/elect/elefaq1.html#ae

Когда я слышу фразу «электронные товары», я думаю о физических, материальных объектах, таких как радиоприемники AM, сотовые телефоны, MP3-плееры, наручные часы LCD, электронная игра «Simon», приемники GPS и т. Д.

Конечно, эти физические объекты - то, что я называю «электронными товарами», - осязаемы и квалифицируются как «товары» таким же образом, как стул и ручка. Оба эти электронные товары и стулья изготовлены из физических материалов - металла, пластика и т. Д. - и требуют некоторых навыков и инструментов для производства. Оба эти электронные товары и стулья экономят время и силы на приобретение сырья и преобразование их в окончательную форму.

Похоже, вы также заинтересованы в «нематериальных товарах», например, «цифровых товарах», которые могут быть легко скопированы в цифровом виде с любого цифрового носителя на любой другой.

Такие товары (песни в формате MIDI, песни в формате MP3, программное обеспечение, новостные статьи, фотографии в формате JPG, документы, описывающие точную форму каждой части стула и способы их сборки и т. Д.) в каком-то смысле «одинаковы», печатаются ли они на бумаге чернилами, хранятся в виде магнитных узоров на жестком диске, хранятся в памяти компьютера (крайне временно), хранятся как флуктуации плотности фотонов в пространстве между спутником на геостационарной орбите и земную станцию, хранящуюся как крошечные углубления на DVD-диске, или хранящиеся в любом из дюжины других носителей.

Информация может храниться в бумажной ленте в виде отверстий, пробитых в бумаге. Когда левое отверстие пробито, оно считается «включено» или значение «1». Когда правое отверстие пробито, оно считается «выключенным» или «ноль». (Стандартная бумажная лента имеет другое расположение).

В то время как подложка с бумажной лентой имеет массу, информация, представленная этими отверстиями, не имеет массы, потому что катушка бумажной ленты с некоторым цифровым изображением, хранящаяся на ней, весит меньше , чем полностью пустая (бегущая) бумажная лента, Кроме того, если вы начинаете с двух одинаковых пустых катушек, и на одной ленте вы добавляете ценный цифровой звук и полностью заполняете другую ленту нулями (которые практически не имеют ценности), получающиеся в результате катушки имеют практически ту же величину.

Виртуальный объект, хранящийся на катушке бумажной ленты, можно рассматривать в некотором смысле как осязаемый, поскольку он хранится в виде рисунка отверстий, пробитых в бумаге, которые можно увидеть и почувствовать.

Поскольку эти цифровые товары можно так легко перевести с одного носителя на другой, мне не имеет смысла сосредоточиться на одной тонкой детали физики одного конкретного носителя и предположить, что тонкие детали имеют какое-либо отношение к цифровому благу - - когда эта деталь полностью отличается, когда «тот же» цифровой товар хранится на другом носителе.

• информация хранится в конденсаторах в виде электронов. Когда конденсатор заполнен более чем на 50% с электронами, это считается "on" (бит со значением "1").

Неправильно. Информация хранится в конденсаторах в виде электромагнитной энергии. Это также в виде дисбаланса электронов, а не самих электронов. Чтобы «зарядить» конденсатор, мы берем несколько электронов из одной металлической пластины и помещаем их на другую металлическую пластину. Таким образом, количество электронов внутри конденсатора никогда не меняется.

• информацию, представленную определенный ток (или, скорее, ряд токов включения/выключения) имеет массу, потому что он состоит из электронов которые протекают через провод.

Неправильно, потому что провода всегда содержат одинаковое количество электронов. Информация хранится при перемещении или движении этих электронов. Аналогия: резиновый приводной ремень очень похож на ток в электрической цепи, где резина похожа на электроны. Электроны там внутри проводов, даже когда они не движутся.

• виртуальный объект осязаем, потому что он существует в памяти в виде электроны, которые есть (или нет) в определенный шаблон.

Неправильно. Например, в RAM-памяти электроны ведут себя аналогично шарикам на Abacus. Чтобы сохранить те и нули, мы переворачиваем бусины влево и вправо. Но мы никогда не добавляем никаких бисеров на счеты или не удаляем их. Важен только шаблон, а не бусины. Цифровая информация подобна написанию на песке, и мы не покупаем и не продаем песок, мы покупаем и продаем только образцы. В RAM-памяти общее число электронов никогда не меняется. Но в каждой ячейке памяти в каждом триггере поток электронов отводится на один из двух возможных путей для хранения одного из двух возможных состояний: одного или нуля.

Да, есть электричество.

Действительно, это демонстрирует одна из работ Эйнштейна 1905 года «Об электродинамике движущихся тел». Движущийся магнит становится более массивным из-за его увеличения энергии, и эта дополнительная инерция заставляет его электрическое поле также увеличиваться. Следовательно, E = mc ^ 2.

Если вы хотите, используя достаточно точные инструменты, вы можете измерить свой компьютер по шкале и найти разницу в весе при просмотре разных электронных писем. Разница в весе, какая бы маленькая она ни была, не будет равна нулю. В 1971 году двое мужчин, Хафеле и Китинг, взяли отдельные атомные часы на ряд авиалайнеров, идущих в противоположных направлениях, и измерили разницу между ними. Во время полета общий вес часов был заметно иным. Сила, вызывающая подъем самолета, генерируется электрически посредством химических реакций в его турбинах.

Таким образом, масса электричества не только массовая, как минимум в истории задокументировано, что количество этой массы измерено научно.

Я согласен с greg выше, что свойства электричества не имеют отношения к закону. Существует (насколько я знаю) хороший набор прецедентов/примеров для цитат.

Причина, по которой я оправдываю свое положение, - это то, что электроны никак не связаны с добром, нежели среда передачи. Газетная статья не была отличным примером, потому что бумага всегда одна и та же, она привязана к добру. Возможно, более близким примером является то, что телевизионная трансляция не стала ценной для радиоволн, на которых она транслировалась.

Необходимые электроны (или нет, см. оптические вычисления) для формирования «электрического хорошего» не являются постоянными - т. е. одни и те же электроны не остаются частью этого «хорошего»,

Кое-что из того, что никогда не меняется, является основой того, что это такое, является его закодированным описанием. Эти слова и нули, как сказал Скриввц.

Разработка того, является ли электричество физическим, не имеет значения, потому что «хорошее» теоретически было бы сделано из каждого электрона в мире , поскольку все они могли бы использоваться в разное время, чтобы сделать их и нули.

Значение электрического товара, как я вижу, определяется двумя вещами - интеллектуальной собственностью в нем и принятым правом собственности на него. Как известная картина, она была восстановлена, вы не платите за пигменты или даже мазки.