Что такое электричество для детей определение

Содержание

Книги об электричестве

Что такое электричество для детей определение

Возраст: 0+

Фиксики. Электричество

Разделы “Как это устроено” содержат уроки, посвященные назначению проводов, устройству батареек, дверного звонка, ночника, гирлянды, использованию солнечной батареи, истории железнодорожного транспорта, важности экономии электроэнергии и безопасной утилизации батареек. Все эти истории воспитывают бережное отношение к природе и понимание важности сохранения энергоресурсов. А также повышают электробезопасность. Заказать

Профессор Астрокот и его приключения в мире физики

Возраст: 0+

Доминик Воллиман, Бен Ньюман: Профессор Астрокот и его приключения в мире физики

Физические явления окружают нас повсюду. Прогуляйтесь и убедитесь в этом сами. Вот ветер раскачивает деревья, солнце согревает всё живое, машины везут пассажиров, пища дарит нам силы. Физика помогает нам узнать так много о нашей Вселенной. Однако чем больше мы узнаём, тем больше нам открывается неизведанного. Заказать

Волшебный школьный автобус. Экскурсия в электрические поля

Возраст: 6+

Джоанна Коул. Волшебный школьный автобус. Экскурсия в электрические поля

На этот раз волшебный школьный автобус становится настолько маленьким, что оказывается внутри линии электропередач.

Класс мисс Кудряшки проносится через весь город, наблюдает как загорается лампочка и нагревается тостер, как работает электродвигатель. Эта книга с помощью интересной и наглядной истории расскажет ребенку об электричестве.

Откуда оно берется, как работает и почему стоит быть осторожным с электрическими приборами. Заказать

Зачем нам нужно электричество?

Возраст: 6+

Иэн Грэхэм: Зачем нам нужно электричество?

Электричество невидимо, но окружает нас повсюду.Люди знали о нем давно, но производить и использовать электроэнергию научились чуть более 200 лет назад. Без нее жизнь была бы совсем другой.

С утра тебя не разбудил бы будильник, в школу ты шел бы в темноте, ведь фонари и светофоры не работали бы, а в окнах не горел бы свет.

И, конечно, о планшете и телевизоре ты мог бы просто забыть! Заказать

Что такое электричество?

Возраст: 6+

Владимир Малов: Что такое электричество?

В книге “Что такое электричество?” детский писатель Владимир Малов расскажет об электрическом токе, каким образом человек его получает, как электричество попадает к нам в дом, для чего используется, зачем и как его считают, как работают батарейки и аккумуляторы и о многом-многом другом. Заказать

Приключения изобретений

Возраст: 6+

Александр Ивич: Приключения изобретений

Бумага и порох, летательные аппараты, поезда и электричество, телеграф и телевидение, – каждое из этих изобретений прошло огромный и извилистый путь до того, как стать известным и популярным. Иногда изобретения опережают свое время. Иногда происходит прямо наоборот, – и человечество веками ждет необходимого изобретения. Заказать

Энциклопедия научных экспериментов. Свет, электричество, сила, движение, вещества

Возраст: 6+

Энциклопедия научных экспериментов. Свет, электричество, сила, движение, вещества

Можно ли проводить научные эксперименты в домашних условиях? Ещё как можно! А “Энциклопедия научных экспериментов” содержит подробную и безопасную инструкцию по проведению самых удивительных и самых научных экспериментов. Создай молнию, смастери ракету, разведи костер с помощью льда! Заказать

Тайны электричества и магнетизма

Возраст: 6+

Тайны электричества и магнетизма. Простые и наглядные опыты для детей и взрослых

Можно ли в домашней лаборатории сделать простейший электромотор и батарейку, а ложку превратить в магнит? Как заставить формочку для кекса исполнять пируэты, а стакан искриться? Хотите организовать дома гонки обычных жестяных банок? Шестнадцать захватывающих экспериментов превратят ваше свободное время в полезный и увлекательный досуг, а простые и понятные объяснения помогут всей семье получить представление о сложных физических явлениях. Заказать

Занимательная физика. Электричество

Возраст: 6+

Кадзухиро Фудзитаки: Занимательная физика. Электричество. Манга

Рерэко – обыкновенная школьница из необыкновенной страны Электонии, где всё вокруг электрическое. Рерэко неплохо учится, да вот незадача – не может понять то, что требует от неё школьная программа по электричеству. За дело берётся её новый знакомый – Хикару.

Вместе с ними ты узнаешь: что такое электрическая цепь, какая существует связь между напряжением, током и сопротивлением, “что делают” в электрических цепях конденсаторы и катушки индуктивности, как работают трансформаторы, электродвигатели и электрогенераторы, как устроены полупроводниковые диоды и транзисторы и ещё много интересного! Заказать

Удивительные опыты с электричеством и магнитами

Возраст: 9+

Артем Проневский. Удивительные опыты с электричеством и магнитами

Книга в интересной и увлекательной форме сблизит любознательных ребят с невероятными процессами и явлениями из области теплоты и электромагнетизма. В энциклопедии все опыты и эксперименты имеют пошаговое описание с иллюстрациями и интересным объяснением. Опыты ребенок может выполнять сам, с друзьями или под присмотром взрослых. Заказать

Французские опыты “Мастерская электричества”

Французские опыты “Мастерская электричества”

Еще древние греки сделали первую попытку открыть электричество, но даже в наш современный век мы не можем с полной уверенностью сказать, откуда оно берется.

Как знать, может быть, Вашему ребенку удастся открыть в этой области нечто новое, просто играя с набором необычных опытов? Он предназначен для того, чтобы познакомить вашего ребенка с удивительным миром электричества.

 Заказать

Знаток. Конструктор электронный

Знаток. Конструктор электронный

Электронный конструктор “Знаток” это игра, тесно соединяющая знания о физическом мире, удовольствие и практическую полезность. Собирая те или иные электрические цепи, можно отдыхая, познакомиться с удивительным миром электроники. Заказать

Природное электричество. Исследовательский набор

Возраст: 8+

Природное электричество. Исследовательский набор

В «Природном электричестве» используются природные материалы, такие как грязь, фрукты и вода. Они приводят в действие лампочку, часы и звуковой чип. Этот научный набор, включающий детальную инструкцию, позволяет создать много необычных источников энергии из подручных предметов: фруктов и овощей, монет, столовых приборов и других предметов! Заказать

Подготовили Lenara Izetova и Алексей Ткачев

Источник: https://icanread.ru/knigi-ob-jelektrichestve/

Как объяснить ребенку, что такое электричество

Что такое электричество для детей определение

Уровень любознательности малыша обычно зашкаливает по всем показателям, но изучение некоторых явлений может быть крайне опасным. К таким знаниям относится понимание такой небезобидной вещи, как электрический ток.

Как объяснить маленькому почемучке, что это такое и чем могут закончиться его исследования окружающего мира?

Что такое электрический ток: варианты объяснений ребенку

Варианты объяснений зависят от фантазии родителя и дотошности ребенка. Самый элементарный путь – рассказать малышу о том, что во всех розетках и проводах живет строгий дядя Ток, который очень не любит, когда его беспокоят маленькие детки, и может больно их ударить.

Родители, которые хотят не просто запретить малышу лезть куда не нужно, но и объяснить, почему так делать нельзя, могут рассказать о том, что во всех проводах, розетках и электроприборах есть много маленьких шариков – электронов. Пока мы не пользуемся электричеством, шарики прыгают на месте.

Но как только мы включаем свет, телевизор, утюг, шарики начинают быстро бежать. И если им на пути попадается ручка ребенка или мамин пальчик, шарикам это не нравится. Они продолжают бежать вперед, пробивают ручку и пальчики, и это очень больно. Можно вместо шариков использовать аналогию с пчелами, которые могут больно ужалить.

Правда, не каждый малыш поймет, почему пчелы – это плохо, т.к. скорее всего не сталкивался с их укусами.

Также родителям помогут мультфильмы, например, «Советы тетушки Совы» или «Фиксики», где в простой и доступной форме рассказывается об электрическом токе и электроприборах.

Эксперименты с электрическим током для детей

Нет нужды говорить о том, что любые опыты, связанные с электричеством, следует проводить под неусыпным контролем взрослых. Вот несколько экспериментов, которые наглядно продемонстрируют малышу, что такое электрический ток:

  1. Возьмите батарейку на 9 В (т.н. «таблетку») и предложите ребенку положить ее на кончик языка. Объясните ему, что легкое жжение на языке – это и есть маленькие шарики, которые побежали, и им не понравилось, что им помешали бежать. Только шариков в маленькой батарейке немножко, поэтому бьются они совсем чуть-чуть. А в розетках и проводах таких шариков намного больше, поэтому они ударят гораздо больнее.
  2. Очень наглядная демонстрация получается при помощи лампочки на 12 В. Включите ее в обычную электрическую сеть. Естественно, она мгновенно перегорит, причем очень показательно – с резким хлопком, а на внутренней поверхности колбы останутся черные пятна. Объясните малышу, что шарики очень рассердились, потому что их заставили зря работать, поэтому испортили лампочку.
  3. Возьмите пластиковую палочку, потрите ее о кусок шерстяной ткани или волосы, а затем приложите к кусочкам бумаги. Объясните ребенку, что бумага пристает к палочке потому, что шарики выпрыгивают наружу, хватают бумагу и ее не отпускают. Но если притронуться к палочке рукой, шарики рассердятся, потому что у них нет сил удержать руку, и больно ее оттолкнут.
  4. Детям постарше можно продемонстрировать, как получается электричество. Для этого возьмите фонарик, работающий на батарейке, или небольшую лампу. В качестве батарейки используйте лимон или клубень картофеля, в который воткните два провода – один медный, второй оцинкованный. Концы провода аккуратно подсоедините к контактам фонарика или лампочки – они должны зажечься. Особо продвинутым родителям можно последовательно соединить несколько клубней, чтобы на выходе получить более высокое напряжение. У ребенка подобное зрелище вызывает бурный восторг.

Также при наличии подручных средств сконструируйте для малыша простейшую динамо-машину и покажите ему, что лампочка горит только тогда, когда крутишь ручку, а как только останавливаешься – лампочка гаснет. Как минимум короткая передышка и тишина в доме после демонстрации подобного чуда техники вам обеспечена.

Ребенку рассказывай, но сам не плошай

Следует отдавать себе отчет в том, что даже после ваших объяснений чадо пожелает лично убедиться в том, насколько больно могут ужалить пчелы из розетки. Поэтому примите все меры предосторожности, связанные с электрическим током. Вот наиболее простые и действенные рекомендации:

  1. Все розетки должны быть со специальной защитой от вмешательства детей.
  2. По возможности не используйте удлинители, дети очень любят их исследовать.
  3. Не пользуйтесь неисправными электроприборами или плохо закрепленными в гнездах розетками.
  4. Старайтесь не оставлять малыша одного в комнате с включенными электроприборами.
  5. Наказывайте ребенка за самовольное включение электроприборов в розетку.

Также обязательно учите ребенка, что при появлении дыма, треска, искр и прочих признаков неисправности электропроводки или электроприборов он срочно должен позвать на помощь родителей и ни в коем случае не лезть туда сам. Желаем успехов!

Источник: https://mamapedia.com.ua/rodu/sovety-molodym-mamam/kak-objasnit-rebenku-chto-takoe-jelektrichestvo.html

Откуда берется электричество: как появилось

Что такое электричество для детей определение

Электричество, пожалуй, самое значимое открытие в истории человечества. Неведомая ранее сила существовала всегда и яркий пример тому – молния. Столкнувшись с этим явлением, ученые задавались вопросом – откуда взялось электричество и что это такое?

Изучение электричества продолжалось почти 2700 лет. С того самого момента, когда древний философ Фалес Милетский обнаружил притяжение мелких предметов янтарем, потертым о кусочек шерсти. Сегодня мы знаем, что электричество передается электронами – маленькими «шариками», бегущими по проводам.

Эксперимент: положите на стол мелкие кусочки бумаги, а затем возьмите простую пластиковую ручку и интенсивно потрите ее о кусочек шерсти или о волосы. Приблизив ручку к кусочкам бумаги, они просто начнут прилипать к ней. Это и есть притяжение, возникшее в следствии статического заряда.

Источники

В процессе исследований ученые задавались вопросом – откуда берется электричество, и находили все новые источники. В природе атмосферное электричество носит статический характер. Мельчайшие капельки воды, из которых состоят облака, трутся друг о друга. В результате трения накапливают заряд и в конечном итоге разряжаются друг в друга или в землю в виде молнии.

Электростатическая машина

Принцип ее действия основан все на том же трении, а современные электростатические машины демонстрируют на уроках физики. Первая такая машина появилась еще в 1663 году.

Тогда ученые заметили, что при трении стекла о шелк возникает один заряд, а при трении смолы о шерсть ‒ другой. Противоположные заряды тогда называли «стеклянным и смоляным электричеством».

Сегодня мы знаем, что это положительный (+) и отрицательный (-) заряды.

Накапливали эти заряды в лейденской банке. Это был первый конденсатор, который представлял собой стеклянную банку, обмотанную фольгой и заполненную соленой водой. Вода накапливала один заряд, а фольга ‒ второй. При сближении контактов между ними проскакивает искра, являя собой маленькую модель молнии.

Гальванический элемент

Сегодня это обычная батарейка – источник постоянного тока. Электроток в батарейке появляется в результате химической реакции. Получить его можно и в домашних условиях. В стакан с уксусом опустите простой гвоздь, а рядом ‒ медную проволоку. Вот и все ‒ батарейка готова.

Первый гальванический элемент создал выдающийся физик Вольт. Он взял цинковые и серебряные кружочки и, чередуя их по очереди, переложил бумажками, промоченными в соленой воде. Однако подсказкой для Вольта стал эксперимент профессора медицины Гальвани.

Ученый, изучая анатомию, подвесил лягушечью лапку на медном крючке, а когда прикоснулся к ней стальным предметом лапка дёрнулась.

Понадобилось более 10 лет, чтобы разгадать загадку откуда появилось электричество, но в итоге Вольт определил, что оно возникло в процессе взаимодействия разных металлов.

Генератор

Первый генератор был создан в 1831 году известным физиком Фарадеем. Принцип основан на связи электричества и магнетизма. Ученый намотал на катушку провод и, когда двигал внутри катушки магнит, в обмотке появлялось электрический ток. Тот же принцип сохраняется в современных динамо-машинах.

Такие устройства устанавливают на переднее колесо велосипеда и подключают к фаре. В корпусе находится катушка, а в середине вращается постоянный магнит. Современные промышленные генераторы, работающие на электростанциях, устроены сложнее.

В них постоянный магнит заменили катушкой возбуждения, то есть электромагнитом, а в остальном работает все тот же принцип, открытый Фарадеем.

Солнечная батарея

Как уже упоминалось, электричество передается электронами. Для того чтобы электроны начали перемещаться по проводам, им нужна дополнительная энергия.

В простых генераторах они получают эту энергию от магнитного поля, а вот в солнечных батареях ‒ от света.

Маленькие частички света – фотоны, попадают на специальную матрицу, которая под воздействием света начинает отдавать электроны и возникает электрический ток.

Современное электричество

Сегодня без электричества трудно представить существование человечества. К тому же с ростом технологических мощностей одним из актуальных вопросов становится ‒ откуда брать электричество.

Поэтому в мире строятся и работают множество различных электростанций.

Не считая солнечные, все остальные производят электрический ток с помощью генераторов, а вот вращаются эти генераторы благодаря различным силам.

Принцип работы различных видов электростанций:

  • гидроэлектростанция – вращение происходит за счет прохождения потока воды через турбину (лопасти);
  • ветряная электростанция – вращение происходит за счет ветра, раскручивающего лопасти пропеллера;
  • теплоэлектростанция – сжигается топливо, нагревая воду и превращая ее в пар. В свою очередь, пар под давлением проходит через турбину и вращает лопасти, а вращение передается генератору;
  • атомная электростанция – принцип тот же, что и у тепловой, только вода нагревается не сгоранием топлива, а замедленной ядерной реакцией.

Вот откуда в наш дом приходит электричество. Правда на своем пути стремительные электроны проходят еще много различных установок, электрических станций и подстанций, где преобразовывается напряжение, распределяется мощность и др.

Объяснить для детей откуда берется электричество можно проще, сказав, что это невидимая сила, получаемая из самой природы – течения рек, дуновения ветра, огня.

При этом обязательно нужно предупредить, что электрический ток – опасен и не прощает шалостей, поэтому от розеток лучше держаться подальше.

Ноль

В обыкновенной розетке присутствует 2 контакта – фаза и ноль. Откуда берется ноль в электричестве, если плюс и минус являются переменными фазы? Каждый генератор на электростанции имеет 3 обмотки и в каждой генерируется отдельная фаза. Фазы обозначают латинскими буквами А, В и С.

Концы всех 3-х обмоток замкнуты, а вторые концы – источники фаз. Точка замыкания обмоток и является нулем. Таким образом, ток от любой из обмоток, проходящий через нагрузку, возвращается в нулевую точку.

Дополнительно в щитовой дома ноль заземляется, а схема называется «глухозаземленная нейтраль». При воздушной ЛЭП нулевой провод заземляется на опорах. Это сделано, чтобы при коротком замыкании ток достиг максимума, достаточного для срабатывания отсекающей автоматики.

К тому же если на основном нулевом проводе произойдет обрыв, земля сработает как коллектор и аварии не произойдет.

На некоторых промышленных электроустановках выполняется изолированная нейтраль, так как это предусмотрено эксплуатационными особенностями самой установки. В домах же ноль обязательно заземляется.

Источник: https://electroadvice.ru/eto-interesno/otkuda-beretsya-elektrichestvo-kak-poyavilos/

Волшебный мир электричества: простые объяснения и увлекательные мастер-классы

Что такое электричество для детей определение

Екатерина Ушахина

Почему лампочки в доме включаются, когда вы щелкаете по выключателю? Как работают машинки на радиоуправлении? И что заставляет лампочки на телевизоре и микроволновке мигать? Технологии вокруг нас могут показаться магией, но большинство из них не работает без электричества.

Сегодня мы предлагаем вам совершить удивительное путешествие в волшебный мир электричества вместе с нашей новинкой — «Электроника для детей». Эта книга сделает электричество понятнее с помощью простых объяснений и интересных мастер-классов.

Как это работает?

«Электроника для детей» расскажет о том, что такое электричество и как использовать его для создания удивительных вещей. Ее автор Эйвинд Нидал Даль, преподаватель электроники и блогер, в детстве и сам с удовольствием собирал разные интересные штуки. И теперь решил передать весь свой накопленный опыт ребятам.

Если вы когда-нибудь смотрели на электронное устройство и задавались вопросом «Как оно работает?» или «Могу ли я сделать это сам?», то вы нашли то, что нужно. И не важно, восемь вам лет или сто: если вы любознательны и молоды душой, то эта книга для вас.

Она научит вас делать замечательные вещи из деталей, которые есть внутри телевизоров, электронных игрушек, радиоприемников и других гаджетов. Вас ждут увлекательные эксперименты, такие как получение света с помощью лимонов или создание охранной сигнализации и музыкального инструмента.

Фишки книги

— Знания об электричестве и магнетизме, поданные просто и понятно.

— Пошаговые инструкции для каждого проекта. Простые объяснения с фотографиями и рисунками помогут собрать все по шагам и объяснят, почему это работает именно так.

— «Лаборатория» для создания ваших электронных устройств может находиться где угодно, не нужны ни гараж, ни мастерская. Для работы достаточно плоской поверхности такого размера, чтобы разложить на ней все инструменты и компоненты.

— В конце книги есть список с интернет-магазинами и другими обучающими ресурсами.

Что под обложкой?

В книги три больших части. Из первой ребенок узнает, как работает ток, напряжение и цепи, а также сможет превратить металлический болт в электромагнит и трансформировать бумажный стаканчик и несколько магнитов в настоящий вращающийся электромотор.

Читая вторую часть книги, ребенок смастерит еще больше крутых штук:

— Спаяет цепь из мигающего светодиода, резистора, конденсатора и реле. А затем превратит эту цепь в датчик касания, используя свой палец как резистор.

— Соберет будильник, который будет звенеть с рассветом.

— Создаст свой музыкальный инструмент, который будет издавать космические звуки.

А в третьей части — узнает о цифровой электронике, таких вещах, как логические элементы и схемы памяти, с помощью создания прибора для проверки секретных кодов или электронной игры «Орел или решка». И наконец, использует все, что узнал, для создания игры на быстроту реакции. И протестирует, с какой скоростью сможет поймать мигающий свет. Это очень увлекательно!

Какие еще мастер-классы есть в книге

— Как создать свой электромагнит и электромотор.

— Как получить свет от лимонов.

— Как спаять свою первую схему со светодиодом.

— Как собрать мигалку и датчик прикосновения.

— Как сделать солнечный будильник, собственный электромузыкальный инструмент и даже машину для секретных сообщений.

— Как смастерить электронные игры — «Угадай цвет», «Орел или решка» и сложную игру на быстроту реакции.

А теперь небольшой отрывок из книги.

В чем электроцепь подобна системе труб

Представьте себе систему труб в виде замкнутой петли с насосом, которая целиком заполнена водой. В одном месте эта система имеет сужение. Насос играет роль батарейки, которая питает цепь энергией. Сужение в трубе уменьшает поток воды. Так же действует сопротивление в электрической цепи.

Теперь вообразите, что вы можете ввести в эту систему труб некое измерительное устройство, которое позволит определять количество воды, протекающей через него за одну секунду.

Обратите внимание, что здесь я говорю лишь о том, сколько воды протекает через одно случайно выбранное место в трубе, а не об общем количестве воды в трубах.

Точно так же мы будем говорить о силе тока в цепи: сила тока — это количество электронов, протекающих через определенную точку цепи в секунду.

Что говорят читатели о книге

Ольга Бутаковская, отзыв с Лабиринт.ру:Приобрела книгу для сына шести лет. Он давно увлекается физическими и химическими явлениями, но все это было очень оторвано от реальной жизни. Купила книгу и не пожалела: сын перед детским садом читает и рассматривает наглядные картинки.

Очень удобно то, что в конце книги даны адреса интернет-магазинов, где можно приобрести нужные материалы для создания электросхем. В начале книги хорошо объясняются все термины: что такое ток, напряжение, сопротивление. В общем, очень довольна покупкой.

Теперь сможем вместе с сыном собирать интереснейшие схемы и приборы.

Работая с этой книгой, ваш ребенок соберет множество схем и приборов, изучит основы электротехники и электроники и получит бесценный практический опыт. Но самое главное он сможет создавать самые удивительные вещи своими руками и получать удовольствие от процесса.

Итак, вперед! Переверните первую страницу и начните свое путешествие в волшебную страну электроники!

По материалам книги «Электроника для детей».

Источник: https://deti.mann-ivanov-ferber.ru/2017/05/06/volshebnyj-mir-elektrichestva-prostye-obyasneniya-i-uvlekatelnye-master-klassy/

Что такое электричество и как оно возникает ⋆ diodov.net

Что такое электричество для детей определение

Электроника – это замечательная прикладная и теоретическая наука, которая с каждым днем набирает обороты, распространяется и внедряется во все отрасли.

Изучение ее следует начинать с самых общих понятий и физических процессов. Знание которых, в дальнейшем упростит понимание принципов работы различных электронных приборов и устройств.

И первое понятие, которое нам нужно усвоить – это, что такое электричество?

Открытие электричества

Впервые свойства электричества были обнаружены более 2,5 тысяч лет назад древним философом Фалесом Милетским, когда он протирал шерстью янтарь.

Внимательный философ заметил, что к уже натертому драгоценному камню притягиваются мелкие предметы. Хотя по логике, сформированной на уровне знаний того времени, все предметы должны были притягиваться к земле, т.е. падать на землю под действием сил притяжения.

Однако натертый шерстью янтарь приобретал некоторое загадочное свойство, впоследствии названое зарядом, который создавал силу по величине превосходящую силу земного притяжения. И эта сила получила название «электричество».

Так как слово «электрон» с греческого переводится «янтарь», то электричество дословно можно перевести янтаричество.

В те давние времена считалось, что только янтарь обладает неким загадочным свойством, способным после натирания шерстью притягивать легкие предметы, преодолевая силу земного притяжения.

Однако сейчас подобный опыт довольно просто повторить, если вместо этого камня взять пластмассовую палочку и потереть ее об одежду, содержащую в своем составе шерсть.

Затем, при поднесении натертой палочки к мелким кусочкам бумаги под действием электрических сил кусочки бумаги притянутся к палочке.

Из выше сказанного давайте выделим два важнейших момента:

  1. Только после натирания о шерсть пластмассовая палочка приобретает некие свойства.
  2. Приобретенные свойства порождают некую силу, под действие которой к палочке притягиваются кусочки бумаги.

Теперь мы четко знаем, на какие вопросы на нужно найти ответ, чтобы понять, что такое электричество.

Давайте рассмотрим физику происходящего процесса. И первым делом, чтобы анализировать, что происходит с веществом (в данном случае с пластмассой и шерстью) нам понадобятся знания о строении любого вещества. Заранее скажем, что в дальнейшем рассказе будем принимать обобщения и упрощения, однако они не исказят суть данной темы.

Строение атома

И так, начнем. Любое вещество, будь то дерево, камень, стекло или вода, состоит из более мелких элементов, которые называются молекулами. Например, капля воды состоит из множества отдельных молекул, имеющих знакомую нам химическую формулу H2O. Далее молекулу вещества можно разделить еще на более мелкие частицы – атомы.

Одно время считалось, что атом является наименьшей частичкой, существующей в природе и на более мелкие элементы разделить его уже невозможно. Поэтому слово «атом» переводится з древнегреческого «неделимый».

Сейчас известны всего лишь более ста различных атомов, однако они могут образовать миллионы разных молекул и соответственно столько же разных веществ. Например, молекулу воды H2O образуют два атома водорода H и один кислорода O.

Со временем, проделав множество кропотливых опытов, ученые пришли к выводу о существовании еще гораздо меньших частичек.

Планетарная модель атома

Центральный и наиболее тяжелым элементом атома считается ядро. Вокруг него на некотором расстоянии по разным орбитам перемещаются электроны. Ядро не является цельным элементом, его составляют протоны и нейтроны.

Электроны обладает отрицательным зарядом, а протоны – положительным. Нейтрон не проявляет свойств ни тех, ни других зарядов, т.е. он нейтрален, отсюда и получил свое название.

Для упрощения некоторых процессов применяется планетарная модель атома. По аналогии с Солнцем, вокруг которого по орбитам движутся планеты, в атоме вокруг ядра движутся электроны. Но электрон – это не какая-то плотная частичка, а размазанный в пространстве сгусток энергии, наподобие расплюснутой шаровой молнии.

Масса протона приблизительно в 2000 раз превышает массу электрона. Но суммарный положительный электрический заряд всех протонов равен суммарному отрицательному заряду всех электронов. Поэтому при нормальных условиях (по умолчанию) атом электрически нейтрален и за его пределами не ощущаются никакие силы. Положительные и отрицательные заряды как бы нейтрализуют друг друга.

В периодической системе химических элементов, известной нам, как таблица Менделеева, все атомы расположены в строгой последовательности: от наиболее легкого до наиболее тяжелого – по величине относительной атомной массе, основную долю которой составляют протоны. Нейтроны также имею массу, но о них мы говорить не будем, поскольку они не обладают выраженным электрическим зарядом.

Наиболее легким химическим элементом является водород, поэтому он первый размещен в таблице Менделеева. Атом водород имеет один протон и один электрон. Другие химические элементы содержат несколько протонов в ядре. А вокруг ядра по нескольким орбитам перемещаются электроны.

Чем ближе электрон находится к ядру, тем сильнее, с большей силой он притянут к протону. Электроны, расположенные на наиболее отдаленных орбитах, имеют самую слабую электрическую связь с протонами.

И если атому придать некоторой энергии из вне, например нагреть его, то под действием избыточной энергии электрон может покинуть свою орбиту, и соответственно свой атом.

Однако он может не только покинуть совой атом, но и занять место на орбите другого атома.

Именно те электроны, которые расположены на самых удаленных от ядра орбитах, в электронике имеют практическое применение, поскольку при наличии дополнительной энергии они легко покидают свои орбиты и становятся свободными. А свободный электрон при перемещении уже может выполнять некоторую полезную работу.

Положительный и отрицательный ионы

Как мы уже ранее заметили, по умолчанию атом электрически нейтрален: положительный и отрицательный заряды равны и компенсируют другу друга.

Но как только хотя-бы один электрон покинет сове место в атоме, то суммарный положительный электрический заряд протонов преобладает отрицательный заряд всех оставшихся электронов, поэтому такой атом вцелом имеет свойства положительного заряда и называется положительный ион.

Если атом получил дополнительный электрон, то в нем будет преобладать отрицательный заряд. В этом случае атом называется отрицательный ион.

Следует заметить, что не только атом будет иметь положительный или отрицательный заряд, но и молекула, а соответственно и вещество, которое содержит данный атом.

Электризация

Процесс получения дополнительного электрона или, наоборот потеря электрона, называется электризация. Если какое-либо тело имеет избыток или нехватку электронов, т.е. явно выраженный заряд какого либо знака, то говорят, что тело наэлектризовано.

Опытным путем установлено, что заряды одного знака отталкиваются, а разных знаков притягиваются.

Подобный опыт можно повторить следующим очень известным образом: подвесить на нити два металлических шарика, которые изначально имеют нейтральный заряд.

Далее придать одному шарику положительный заряд, а второму отрицательный. В результате шарики притянутся друг к другу. Если двум шарикам сообщить заряд одного знака, то они будут отталкиваться.

Теперь настало время вернуться к нашему опыту с натиранием шерстью пластмассовой палочки.

При натирании пластмассы за счет сил трения, электронам, находящимся в атомах шерсти сообщается некоторая энергия, под действие которой они покидают свои атомы и занимают место на орбитах атомов пластмассы.

В результате этого пластмассовая палочка приобретает отрицательный заряд за счет избытка электронов, поступивших из шерсти.

При натирании стеклянной палочки шелком, все происходит наоборот. Электроны поверхностного слоя стекла покидают палочку. В этом случае стеклянная палочка приобретает положительный заряд за счет перевеса суммарного заряда протонов.

Таким образом, изменение количества электронов в верхних слоях рассматриваемых материалов во время их трения, называют электризация трением.

Здесь следует заметить, что вследствие трения лишь очень мизерная часть атомов отдает свои электроны. Даже если сказать, что одна миллиардная часть атомов остается без электронов на внешней орбите, то это все еще будет слишком большим преувеличением, поэтому массы наэлектризованных тел остаются практически неизменными.

Также нужно заметить, что в результате электризации электроны ни откуда не возникают и никуда не деваются, а лишь переходят с атомов одного тела к атомам другого тела.

В нашем опыте мы использовали стекло, пластмассу, шерсть, шелк. По этим материалам очень плохо перемещаются электроны, поэтому они относятся к хорошим диэлектрикам – материалам, которые в отличие от проводников, имеют очень плохую проводимость.

Источник: https://diodov.net/chto-takoe-elektrichestvo-i-kak-ono-voznikaet/

Что такое электрический ток? Основные понятия, характеристики и действия

Что такое электричество для детей определение

Что такое электрический ток? В учебнике физики есть определение:

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК — это упорядоченное (направленное) движение заряженных частиц под действием электрического поля. Частицами могут быть: электроны, протоны, ионы, дырки.

В академических учебниках определение описывается так:

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК — это скорость изменения электрического заряда во времени.

    • Заряд электронов отрицателен.
    • протоны — частицы с положительным зарядом;
  • нейтроны — с нейтральным зарядом.

СИЛА ТОКА – это количество заряженных частиц (электроны, протоны, ионы, дырки), протекающих через поперечное сечение проводника.

Все физические вещества, в том числе металлы состоят из молекул, состоящих из атомов, которые в свою очередь состоят из ядер и вращающихся вокруг них электронов.

Во время химических реакций электроны переходят от одних атомов к другим, поэтому, атомы одного вещества испытывают недостаток в электронах, а атомы другого вещества имеют их избыток. Это означает, что вещества имеют разноименные заряды. В случае их контакта, электроны будут стремиться перейти из одного вещества в другое.

Именно это перемещение электронов и есть ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК. Ток, который будет течь, до тех пор, пока заряды этих двух веществ не уравняются. Взамен ушедшего электрона приходит другой.

Откуда? От соседнего атома, к нему — от его соседа, так до крайнего, к крайнему — от отрицательного полюса источника тока (например — батарейки). С другого конца проводника электроны уходят на положительный полюс источника тока. Когда все электроны на отрицательном полюсе закончатся, ток прекратится (батарея «села»).

НАПРЯЖЕНИЕ — это характеристика электрического поля и представляет собой разность потенциалов двух точек внутри электрического поля.

Вроде как то не понятно. Проводник – это в простейшем случае — проволока, сделанная из металла (чаще применяется медь и алюминий). Масса электрона равна 9,10938215(45)×10-31 кг. Если электрон имеет массу, то это означает, что он материален. Но проводник сделан из металла, а металл то, твёрдый, как по нему текут какие то, электроны?

Число электронов в веществе, равное числу протонов лишь обеспечивает его нейтральность, а сам химический элемент определяется количеством протонов и нейтронов исходя из периодического закона Менделеева. Если чисто теоретически отнять от массы любого химического элемента все его электроны, он практически не приблизится к массе ближайшего химического элемента.

Слишком большая разница между массами электрона и ядра (масса только 1-го протона примерно в 1836 больше массы электрона). А уменьшение или увеличение числа электронов должно приводить лишь к изменению общего заряда атома. Число электронов у отдельно взятого атома всегда переменно.

Они, то покидают его, вследствие теплового движения, то возвращаются обратно, потеряв энергию.

Если электроны движутся направленно, значит, они «покидают» свой атом, а не будет теряться атомарная масса и как следствие, меняться и химический состав проводника? Нет.

Химический элемент определяется не атомарной массой, а количеством ПРОТОНОВ в ядре атома, и ничем другим. При этом наличие или отсутствие электронов или нейтронов у атома роли не играет.

Добавим — убавим электроны — получим ион, добавим — убавим нейтроны — получим изотоп. При этом химический элемент останется тем же.

С протонами другая история: один протон — это водород, два протона — это гелий, три протона — литий и.т.д (см. таблицу Менделеева). Поэтому, сколько ни пропускай ток через проводник, химический состав его не изменится.

Другое дело электролиты. Здесь как раз ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ МЕНЯЕТСЯ. Из раствора под действием тока выделяются элементы электролита. Когда все выделятся, ток прекратится. Всё потому, что носители заряда в электролитах — ионы.

Бывают химические элементы без электронов:

1.  Атомарный космический водород.

2. Газы в верхних слоях атмосферы Земли и других планет с атмосферой.

2. Все вещества в состоянии плазмы.

3. В ускорителях, коллайдерах.

Под действием электрического тока химические вещества (проводники) могут «рассыпаться». Например, плавкий предохранитель. Движущиеся электроны на своем пути расталкивают атомы, если ток сильный — кристаллическая решетка проводника разрушается и проводник расплавляется.

Рассмотрим работу электровакуумных приборов

Напомню, что во время действия электрического тока в обычном проводнике, электрон, покидая своё место, оставляет там «дырку», которая затем заполняется электроном от другого атома, где в свою очередь так же образуется дырка, в последствии заполняемая другим электроном. Весь процесс движения электронов происходит в одну сторону, а движение «дыр», в противоположную. То есть дырка – явление временное, она заполняется всё равно. Заполнение необходимо для сохранения равновесия заряда в атоме.

А теперь рассмотрим работу электровакуумного прибора. Для примера возьмём простейший диод – кенотрон. Электроны в диоде во время действия электрического тока испускаются катодом в направлении анода. Катод покрыт специальными окислами металлов, которые облегчают выход электронов из катода в вакуум (малая работа выхода). Никакого запаса электронов в этой тоненькой пленке нет.

Для обеспечения выхода электронов катод сильно разогревают нитью накала. Со временем раскаленная пленка испаряется, оседает на стенках колбы, и эмиссионная способность катода уменьшается. И такой электронно-вакуумный прибор попросту выкидывают. А если прибор дорогой, его восстанавливают.

Для его восстановления колбу распаивают, заменяют катод на новый, после чего колбу обратно запаивают.

Электроны в проводнике двигаются «перенося на себе» электрический ток, а катод пополняется электронами от проводника, подключенного к катоду. На замену электронам, покинувшим катод, приходят электроны от источника тока.

Понятие «скорость движения электрического тока» не существует. Со скоростью, близкой к скорости света (300 000 км/с), по проводнику распространяется электрическое поле, под действием которого все электроны начинают движение с малой скоростью, которая приблизительно равна 0,007 мм/с, не забывая ещё и хаотически метаться в тепловом движении.

Давайте теперь разберёмся в основных характеристиках тока

Представим картину: У вас имеется стандартная картонная коробка с горячительным напитком на 12 бутылок. А вы пытаетесь засунуть туда ещё бутылку. Предположим вам это удалось, но коробка едва выдержала. Вы засовываете туда ещё одну, и вдруг коробка рвётся и бутылки вываливаются.

Коробку с бутылками можно сравнить с поперечным сечением проводника:

Чем шире коробка (толще провод), тем большее количество бутылок (СИЛУ ТОКА), она может в себя поместить (обеспечить).

В коробке (в проводнике) можно поместить от одной до 12 бутылок – она не развалится (проводник не сгорит), а большее число бутылок (большую силу тока) она не вмещает (представляет сопротивление).

Если сверху на коробку, мы поставим ещё одну коробку, то на одной единице площади (сечении проводника) мы разместим не 12, а 24 бутылки, ещё одну сверху — 36 бутылок.

Одну из коробок (один этаж) можно принять за единицу аналогичную НАПРЯЖЕНИЮ электрического тока.

Чем шире коробка (меньше сопротивление), тем большее количество бутылок (СИЛУ ТОКА) она может обеспечить.

Увеличив высоту коробок (напряжение), мы можем увеличить общее количество бутылок (МОЩНОСТЬ) без разрушения коробок (проводника).

По нашей аналогии получилось:

Общее количество бутылок это — МОЩНОСТЬ

Количество бутылок в одной коробке (слое) это — СИЛА ТОКА

Количество ящиков в высоту (этажей) это — НАПРЯЖЕНИЕ

Ширина коробки (вместимость) это — СОПРОТИВЛЕНИЕ участка электрической цепи

Путём перечисленных аналогий, мы пришли к «ЗАКОНУ ОМА«, который ещё называется Законом Ома для участка цепи. Изобразим его в виде формулы:

Закон Ома

где I – сила тока, U – напряжение (разность потенциалов), R – сопротивление.

По-простому, это звучит так: Сила тока прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению.

Кроме того, мы пришли и к «ЗАКОНУ ВАТТА«. Так же изобразим его в виде формулы:

Закон Ватта

где I – сила тока, U – напряжение (разность потенциалов), Р – мощность.

По-простому, это звучит так: Мощность равна произведению силы тока на напряжение.

Сила электрического тока измеряется прибором называемым Амперметром. Как вы догадались, величина электрического тока (количество переносимого заряда) измеряется в амперах.

Для увеличения диапазона обозначений единицы изменения существуют такие приставки кратности как микро — микроампер (мкА), мили – миллиампер (мА). Другие приставки в повседневном обиходе не используются. Например: Говорят и пишут «десять тысяч ампер», но никогда не говорят и не пишут 10 килоампер.

Такие значения в обычной жизни не реальны. То же самое можно сказать про наноампер. Обычно говорят и пишут 1×10-9 Ампер.

Электрическое напряжение (электрический потенциал) измеряется прибором называемым Вольтметром, как вы догадались, напряжение, т. е. разность потенциалов, которая заставляет течь ток, измеряется в Вольтах (В).

Так же, как для тока, для увеличения диапазона обозначений, существуют кратные приставки: (микро — микровольт (мкВ), мили – милливольт (мВ), кило – киловольт (кВ), мега – мегавольт (МВ).

Напряжение ещё называют ЭДС – электродвижущей силой.

Электрическое сопротивление измеряется прибором называемым Омметром, как вы догадались, единица измерения сопротивления – Ом (Ом). Так же, как для тока и напряжения, существуют приставки кратности: кило – килоом (кОм), мега – мегаом (МОм). Другие значения в обычной жизни не реальны.

Ранее, Вы узнали, что сопротивление проводника напрямую зависит от диаметра проводника. К этому можно добавить, что если к тонкому проводнику приложить большой электрический ток, то он будет не способен его пропустить, из-за чего будет сильно греться и, в конце концов, может расплавиться. На этом принципе основана работа плавких предохранителей.

Атомы любого вещества располагаются на некотором расстоянии друг от друга. В металлах расстояния между атомами настолько малы, что электронные оболочки практически соприкасаются.

Это дает возможность электронам свободно блуждать от ядра к ядру, создавая при этом электрический ток, поэтому металлы, а также некоторые другие вещества являются ПРОВОДНИКАМИ электричества. Другие вещества – наоборот, имеют далеко расставленные атомы, электроны, прочно связанные с ядром, которые не могут свободно перемещаться.

Такие вещества не являются проводниками и их принято называть ДИЭЛЕКТРИКАМИ, самым известным из которых является резина. Это и есть ответ на вопрос, почему электрические провода делают из металла.

О наличии электрического тока говорят следующие действия или явления, которые его сопровождают:

;1. Проводник, по которому течет ток, может нагреваться;

2. Электрический ток может изменять химический состав проводника;

3. Ток оказывает силовое воздействие на соседние токи и намагниченные тела.

При отделении электронов от ядер освобождается некоторое количество энергии, которое нагревает проводник. «Нагревательную» способность тока принято называть рассеиваемой мощностью и измерять в ваттах. Такой же единицей принято измерять и механическую энергию, преобразованную из электрической энергии.

Опасность электрического тока и другие опасные свойства электричества и техника безопасности

Электрический ток нагревает проводник, по которому течёт. Поэтому:

1. Если бытовая электрическая сеть испытывает перегрузку, изоляция постепенно обугливается и осыпается. Возникает возможность короткого замыкания, которое очень опасно.

2. Электрический ток, протекая по проводам и бытовым приборам, встречает сопротивление, поэтому «выбирает» путь с наименьшим сопротивлением.

3. Если происходит короткое замыкание, сила тока резко возрастает. При этом выделяется большое количество тепла, способное расплавить металл.

4. Короткое замыкание может произойти и из-за влаги. Если в случае с коротким замыканием происходит пожар, то в случае с воздействием влаги на электроприборы в первую очередь страдает человек.

5. Удар электричеством очень опасен, вероятен смертельный исход. При протекании электрического тока через организм человека, сопротивление тканей резко уменьшается. В организме происходят процессы нагревания тканей, разрушения клеток, отмирания нервных окончаний.

Как обезопасить себя от поражения электрическим током

Чтобы обезопасить себя от воздействия электрического тока, используют средства защиты от поражения электрическим током: работают в резиновых перчатках, используют резиновый коврик, разрядные штанги, устройства заземления аппаратуры, рабочих мест. Автоматические выключатели с тепловой защитой и защитой по току, так же являются не плохим средством защиты от поражения током, способным сохранить жизнь человека. Когда я не уверен в отсутствии опасности поражения электрическим током, при выполнении не сложных операций в электрощитовых, блоках аппаратуры, я как правило работаю одной рукой, а другую руку ложу в карман. Тем самым исключается возможность поражения током по пути рука-рука, в случае случайного прикосновения к корпусу щита, или другим массивным заземлённым предметам.

Для тушения пожара, возникшего на электрооборудовании используют только порошковые или углекислотные огнетушители. Порошковые тушат лучше, но после засыпания аппаратуры пылью из огнетушителя, эту аппаратуру не всегда возможно восстановить.

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.