« Новейшие экологические и энергетические технологии 21 века ». Природное электричествоИсследовательский проект на тему: «Природное электричество»Исследовательский проект на тему: «Природное электричество»
Автор проекта: Хавкин Егор, ученик 4 «В» класса МОУ «СОШ «Патриот» с кадетскими классами Руководитель проекта: Чаплыгина Ольга Владимировна, учитель начальных классов МОУ «СОШ «Патриот» с кадетскими классами»
Содержание
Тема проекта: «Природное электричество». Проблема (идея) проекта. Цель проекта: узнать, что такое природное электричество, раскрыть возможности природного электричества. Задачи: изучить литературу по данной теме найти из научных источников историю открытия электричества узнать, что такое природное электричество изучить правила безопасности связанные с использованием электричества провести эксперимент по получению электричества из овощей фруктов в домашних условиях.
доказать существование природного электричества. выпустить брошюру. Вид проекта: по содержанию: исследовательский по комплектности: межпредметный по количеству участников: индивидуальный по продолжительности: краткосрочный. Гипотеза: Так как в овощах и фруктах много сока, а он представляет собой кислоту (такую же, как в обычных батарейках и аккумуляторах), то воткнув в них металлические пластины можно получить электричество. Сроки реализации. Исследовательский проект реализуется в период с 25. 01.2018 года по 03.02.2018 года. Ожидаемый результат в рамках исследовательского проект. Я больше узнаю о природном электричестве. Познакомлю одноклассников с историй возникновения электричества, раскрою возможности природного электричества, Сделаю выводы по данной теме. Попробую сам выполнить все эксперименты, соблюдая технику безопасности. Перспектива Изучение научной литературы Изучение данной темы позволит больше узнать об окружающем нас мире.
Этапы выполнения исследовательской работы. 1 этап – организационный Объект исследования: электрический ток Предмет исследования: природное электричество переменный ток Методы исследования: Изучение литературных источников Анкетирование Наблюдение Сравнение Физические опыты обобщение Анкетирование учащихся 4 «А», 4 «Б», 4 «В» классов, учителя, родители. Результаты анкетирования показали: учащихся 4 «А», 4 «Б». «В» классов – 70% учителя МОУ «СОШ «Патриот» с кадетскими классами» - 100% родители учащихся 4 «В» класса – 100 % Вывод: проанализировав опрос, я пришёл к выводу, что часть учеников нашего класса имеют некоторое представление о природном электричестве. большинство опрошенных знают о природном электричестве и почти все хотели бы узнать результаты моих опытов и подтверждений моей гипотезы. родители и учителя нашей школы знают о природном электричестве.
2 этап - теоретический Что такое электричество? Без электричества представить нашу современную жизнь практически невозможно. Электричество глубоко проникло в нашу повседневную жизнь, мы даже подумать не можем, как без электричества прожить. Электрический ток – направленное движение заряженных частиц, похожее чем – то на реку. В реке течёт вода, по проводам маленькие частицы атома – электроны. Электрический ток движется по проводнику в замкнутой цепи от источника тока к потребителю. Проводник – вещество, способное легко проводить электрический ток. Если мы имеем дело с металлом, то заряженные частицы – это электроны. Практически все металлы проводники электрического тока. Те вещества, которые не проводят ток, называются – изоляторами. К изоляторам относится пластик, резина. Медь очень хорошо проводит ток. В проводах электроны двигаются под действием магнитного поля. Вывод: электричество – эффект, вызванный движением и взаимодействием заряженных частиц. История открытия электричества. Первые электрические явления люди наблюдали ещё в пятом веке до н.э. Родоначальник греческой науки Фалес Милетский заметил что потёртый мехом или шерсть кусок янтаря притягивает к себе лёгкие тела например пылинки. В 1662 г.английский физик Уильям Гильберт продолжил изучение этих явлений. Именно он назвал их «электрическими». В 1729 году Стефан Грей обнаружил, что некоторые металлы могут проводить ток. Я решил узнать знают ли взрослые и мои сверстники о природном электричестве. В 1733 году Дю Фэй открыл положительные и отрицательные электрические заряды. В 1800 году Вольта изобрёл – первый источник постоянного тока. В области электричества занимался и наш соотечественник Василий Перов. Он в начале XIX века открыл вольтову дугу. 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 огромно. Например: природное явление. Вспышка молнии – огромная искра мгновенный разряд электричества, скопившегося в грозовых тучах. Капли воды в грозовой туче сталкиваются и электролизуются в положительные заряды скапливаются в верхней части тучи, отрицательные – в нижней. Между тучей и землёй, заряжённой положительно, создаётся электрическое поле. Его напряжение возрастает и разряжается молнией. Например: рыбы. Электрические скаты используют электричество, а точнее электрические разряды для защиты от врагов, поиска пищи под водой и её добывания. Рыба имеет специальный электрический орган. Он накапливает достаточно большой электрический заряд, а затем разряжает его на жертву, прикоснувшись к такой рыбе. Сила тока электрического органа рыб меняется с возрастом: чем старше рыба, тем сила тока больше. Например: насекомые. Пчёлы – во время полёта накапливают положительный заряд электричества, а у цветов он отрицательный. Поэтому пыльца с цветов сама перелетает на тело пчёл. Мне стало интересно, может ли возникнуть природное электричество в растениях. Я стал собирать информацию на эту тему: беседовал с родителями, посещал школьную библиотеку, читал научные статьи по данной теме. Вот что я узнал: Чем больше сока в овоще или фрукте, тем больше электричества из них можно получить. Для получения электричества, лучше всего использовать медь и цинк. Для того чтобы начать свои опыты я должен вспомнить правила безопасности с электроприборами. В этом мне помог учитель МОУ «СОШ «Патриот» с кадетскими классами»: Сёмина Людмила Александровна (см. приложение стр. _____). 3 этап – практический Для начала следует раздобыть цинк и медь. Цинк можно получить, разобрав старую неработающую батарейку или взять оцинкованный гвоздь или болт. Медь же можно найти в медной проволоке, зачистив ее от изоляционного материала. Далее с помощью наждачной бумаги надо немного почистить медную проволоку или цинк с батарейки. Такая процедура поможет снять мельчайший слой окисленного материала, что благоприятно скажется на химической реакции. После этого в одну из сторон лимона необходимо вставить медь, а в другую цинк так, чтобы два электрода в лимоне не касались друг друга. Медный и цинковый Электрод со свободной стороны следует подсоединить к проводам и для обеспечения более высокого напряжения и силы тока, такую же операцию проделать с другим лимоном. Затем провод, идущий от меди в первом лимоне подсоединить к проводу, идущему от цинка второго лимона, образуя, таким образом, электрическую цепь. Другие концы проводов, выходящие из лимонов, можно подключить к приборам или к светодиоду, причем провод, идущий от меди будет нести положительный заряд тока, а провод от цинка – отрицательный заряд постоянного тока. Эксперимент №1. Для проведения опыта понадобится: 2 лимона, провода, медные электроды 2 шт., цинковые электроды 2 шт., светодиод. Описание эксперимента. Сначала я разложил всё, что нам понадобится: цинковые и медные электроды, провода, лимоны, картошка, инструменты, лампочка. Далее я соединил цинковые и медные электроды проводами. После этого, я воткнул медные и цинковые электроды в лимоны, и лампочка загорелась. Из проделанного опыта мы видим, что лимон работает, как батарейка: медный электрод - положительный (+), а цинковый электрод – отрицательный (-). К сожалению это очень слабый источник энергии. (см. приложение стр. ______). Гипотеза: если увеличить количество лимонов, увеличиться источник энергии. Вывод: в лимонной кислоте содержатся частицы электричества, чтобы получить природное электричество требуется лишь лимонная кислота и медные цинковые электроды. Лимоны вырабатывают такое напряжение или электрическую силу, как пара батареек в фонарике. Эксперимент №2 Для проведения опыта понадобится: 2 картофеля, провода, медные электроды 2 шт., цинковые электроды 2 шт., светодиод. Я соединил цинковые и медные электроды проводами. Вставил медные и цинковые электроды в картофель, и лампочка загорелась. Вывод: в картофеле содержится кислота, благодаря которой появляется природное электричество. Соединив цинковые электроды, с кислотой выделяемой картофелем лампочка загорается. Заключение Природное электричество существует, и оно может быть очень полезным. Я подтвердил свою гипотезу: если открыть тайны электричества то электрический ток станет хорошим другом и помощником, а не опасностью в жизни. При помощи фруктовой или овощной батарейки доказал, что природное электричество существует. Вывод. Практическая значимость природного электричества. На основании полученной мною информации и проделанных опытов, я могу сказать, что природное электричество очень полезная вещь. Если взять в поход медные и цинковые пластинки, провода и лампочку, то можно сделать светильник и зарядное устройство для телефона, так как овощи и фрукты в природе можно всегда найти. Список используемых источников. Е.П. Левитан, Т.А. Никифорова Занимательная физика. Детская энциклопедия К.Роджерс, Ф. Кларк. Изучаем физику. Свет. Звук. Электричество. ООО Издательство «Росмэн - Пресс» г. Москва, 2002г. Сайт в интернете: http://www.sky-blog.net/tehno/Kak-iz-limona-sdelat-batareyku.htm http:// dostizhenya.ru /elektrichestvo http:// pozmir.ru http:// sitefaktov.ru Приложение №1 Правила безопасности для детей, связанные с использованием электричества. Самое главное, что надо знать про электричество – это техника электро-безопасности, которую должен знать не только взрослый, но и ребенок, что бы обезопасить свою жизнь. Ток – невидим, а потому особенно коварен. Что не нужно делать взрослым и детям? Не дотрагивайтесь руками, не подходите близко к проводам и электро- комплексам. Недалеко от линий электропередач, подстанций не останавливайтесь на отдых, не разводите костров, не запускайте летающие игрушки. Лежащий на земле провод может таить в себе смертельную опасность. Электрические розетки, если в доме маленький ребёнок, – объект особого контроля. Не играть с розетками и выключателями. Нельзя засовывать металлическую проволоку в розетки. Правила использования электроприборов: Не оставлять включенные электроприборы без присмотра. Очень опасно собирать, разбирать, что - либо в электрических приборах во время работы прибора. Уходя из дома выключать все электроприборы. Пользоваться электроприборами можно только с разрешения взрослых. Вода является хорошим проводником, также как и тело человека, поэтому нельзя мокрыми руками трогать розетки и электроприборы, потому что может «ударить» током. Электричество в батарейках не опасно. Но нельзя разбирать батарейки и нельзя их глотать, так как внутри них находятся химические вещества, которые вредны для здоровья. Нельзя бросать батарейки в огонь, потому что они могут взорваться.
Приложение №2
Приложение № 3
xn--j1ahfl.xn--p1ai Природное электричество планеты и его использование в бестопливной космонавтикеПриродное электричество планеты и его использование в бестопливной космонавтикеВВЕДЕНИЕ Современная цивилизация пока не умеет эффективно получать и преобразовывать энергию. Несовершенство технологий и техники приводит к прогрессирующему загрязнению всех сфер окружающей среды и к приближению глобальной экологической катастрофы. Наибольший экологический урон планете наносят энергетика и транспорт, в частности, космонавтика. Топлива на планете ограниченное количества, но его требуется для выработки требуемой энергии все больше. Вследствие низкой эффективности энергетики и транспорта возрастает и объем отравляющих токсичных веществ. Выход из энергетического и экологического тупика состоит в поиске и создании новой экологически чистой энергетики и качественно новых чистых безотходных технологий получения и преобразования энергии. Лучший учитель для цивилизации — сама Природа, точнее, ее экологическое и энергетическое совершенство. По сути, человечество постоянно учится у Природы, потому что она совершенна. Сначала учились добывать огонь, а вот теперь учимся добывать чистую энергию и электричество. Так будет всегда. И чем более глубоко познается Природа планеты, тем больше возможностей открывается для создания бо eco21x.wordpress.com Суть электричества. Почему и как работает электричество, его природа и принцип действия.
Тема: в чём заключается суть электрических явлений, природа электричества.
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.
electrohobby.ru Что такое электрический ток? Природа электричестваЧто мы действительно знаем на сегодняшний день об электричестве? Согласно современным взглядам многое, но если более детально углубиться в суть данного вопроса, то окажется, что человечество широко использует электричество, не понимая истинной природы этого важного физического явления. Целью данной статьи не является опровержение достигнутых научно-технических прикладных результатов исследований в области электрических явлений, которые находят широкое применение в быту и промышленности современного общества. Но человечество непрерывно сталкивается с рядом феноменов и парадоксов, которые не укладываются в рамки современных теоретических представлений относительно электрических явлений ‒ это указывает на отсутствие всецелого понимания физики данного явления. Также на сегодняшний день науке известны факты, когда, казалось бы, изученные вещества и материалы проявляют аномальные свойства проводимости (Исследование влияния солнечного затмения на электрическую проводимость дистиллированной воды). Такое явление как сверхпроводимость материалов также не имеет полностью удовлетворительной теории в настоящее время. Существует лишь предположение, что сверхпроводимость является квантовым явлениям, которое изучается квантовой механикой. При внимательном изучении основных уравнений квантовой динамики: уравнения Шрёдингера, уравнения фон Неймана, уравнения Линдблада, уравнения Гейзенберга и уравнения Паули, то станет очевидной их несостоятельность. Дело в том, что уравнение Шрёдингера не выводится, а постулируется методом аналогии с классической оптикой, на основе обобщения экспериментальных данных. Уравнение Паули описывает движение заряженной частицы со спином 1/2 (например, электрона) во внешнем электромагнитном поле, но понятие спина не связано с реальным вращением элементарной частицы, а также относительно спина постулируется то, что существует пространство состояний, никак не связанных с перемещением элементарной частицы в обычном пространстве. В книге Анастасии Новых «Эзоосмос» есть упоминание относительно несостоятельности квантовой теории: «А вот квантомеханическая теория строения атома, которая рассматривает атом как систему микрочастиц, не подчиняющихся законам классической механики, абсолютно не актуальна. На первый взгляд доводы немецкого физика Гейзенберга и австрийского физика Шрёдингера кажутся людям убедительными, но если всё это рассмотреть с другой точки зрения, то их выводы верны лишь отчасти, а в целом, так и вовсе оба не правы. Дело в том, что первый описал электрон, как частицу, а другой как волну. Кстати и принцип корпускулярно-волнового дуализма также неактуален, поскольку не раскрывает перехода частицы в волну и наоборот. То есть куцый какой-то получается у учёных господ. На самом деле всё очень просто. Вообще хочу сказать, что физика будущего очень проста и понятна. Главное дожить до этого будущего. А что касательно электрона, то он становится волной только в двух случаях. Первый — это когда утрачивается внешний заряд, то есть когда электрон не взаимодействует с другими материальными объектами, скажем с тем же атомом. Второй, в предосмическом состоянии, то есть когда снижается его внутренний потенциал» [1]. Те же электрические импульсы, сгенерированные нейронами нервной системы человека, поддерживают активное сложное многообразное функционирование организма. Интересно отметить, что потенциал действия клетки (волна возбуждения, перемещающаяся по мембране живой клетки в виде кратковременного изменения мембранного потенциала на небольшом участке возбудимой клетки) находится в определённом диапазоне (рис. 1). Нижняя граница потенциала действия нейрона находится на уровне -75 мВ, что очень близко к значению окислительно-восстановительного потенциала крови человека. Если проанализировать максимальное и минимальное значение потенциала действия относительно нуля, то оно очень близко к процентному округлённому значению золотого сечения, т.е. деление интервала в отношении 62% и 38%: Δ=75мВ+40мВ=115мВ 115 мВ / 100% = 75 мВ / х1 или 115 мВ / 100% = 40 мВ / х2 х1 = 65,2%, х2 = 34,8% Все, известные современной науке, вещества и материалы проводят электричество в той или иной мере, поскольку в их составе присутствуют электроны, состоящие из 13 фантомных частичек По, которые, в свою очередь, являются септонными сгустками («ИСКОННАЯ ФИЗИКА АЛЛАТРА» стр. 61) [2]. Вопрос заключается только в напряжении электрического тока, которое необходимо для преодоления электрического сопротивления. Поскольку электрические явления тесно связаны с электроном, то в докладе «ИСКОННАЯ ФИЗИКА АЛЛАТРА» [2] приведена следующая информация относительно этой важной элементарной частицы: «Электрон является составной частью атома, одним из основных структурных элементов вещества. Электроны образуют электронные оболочки атомов всех известных на сегодняшний день химических элементов. Они участвуют почти во всех электрических явлениях, о которых ведают ныне учёные. Но что такое электричество на самом деле, официальная наука до сих пор не может объяснить, ограничиваясь общими фразами, что это, например, «совокупность явлений, обусловленных существованием, движением и взаимодействием заряженных тел или частиц носителей электрических зарядов». Известно, что электричество не является непрерывным потоком, а переноситсяпорциями ‒ дискретно». Согласно современным представлениям: «электрический ток – это совокупность явлений, обусловленных существованием, взаимодействием и движением электрических зарядов». Но что такое электрический заряд? Электрический заряд (количество электричества) — это физическая скалярная величина (величина, каждое значение которой может быть выражено одним действительным числом), определяющая способность тел быть источником электромагнитных полей и принимать участие в электромагнитном взаимодействии. Электрические заряды разделяют на положительные и отрицательные (данный выбор считается в науке чисто условным и за каждым из зарядов закреплён вполне определённый знак). Тела, заряженные зарядом одного знака, отталкиваются, а противоположно заряженные — притягиваются. При движении заряженных тел (как макроскопических тел, так и микроскопических заряженных частиц, переносящих электрический ток в проводниках) возникает магнитное поле и имеют место явления, позволяющие установить родство электричества и магнетизма (электромагнетизм). Электродинамика изучает электромагнитное поле в наиболее общем случае (то есть, рассматриваются переменные поля, зависящие от времени) и его взаимодействие с телами, имеющими электрический заряд. Классическая электродинамика учитывает только непрерывные свойства электромагнитного поля. Квантовая электродинамика изучает электромагнитные поля, которые обладают прерывными (дискретными) свойствами, носителями которых являются кванты поля — фотоны. Взаимодействие электромагнитного излучения с заряженными частицами рассматривается в квантовой электродинамике как поглощение и испускание частицами фотонов. Стоит задуматься, почему магнитное поле появляется вокруг проводника с током, или же вокруг атома, по орбитам которого перемещаются электроны? Дело в том, что «то, что сегодня называют электричеством ‒ это на самом деле особое состояние септонного поля, в процессах которого электрон в большинстве случаев принимает участие наравне с другими его дополнительными «компонентами»» («ИСКОННАЯ ФИЗИКА АЛЛАТРА» стр. 90) [2]. А тороидальная форма магнитного поля обусловлена природой его происхождения. Как сказано в статье «Концепция мирового эфира. Часть 2: Собственное септонное поле. Тор в основе строения материи»: «Учитывая фрактальные закономерности во Вселенной, а также тот факт, что септонное поле в материальном мире в пределах 6-ти измерений является тем фундаментальным, единым полем, на котором основаны все известные современной науке взаимодействия, то можно утверждать, что все они также имеют форму тора. И это утверждение может представлять особый научный интерес для современных исследователей». Поэтому электромагнитное поле всегда будет принимать форму тора, подобно тору септона. Рассмотрим спираль, через которую протекает электрический ток и как именно формируется её электромагнитное поле (https://www.youtube.com/watch?v=0BgV-ST478M). Рис. 2. Силовые линии прямоугольного магнита Рис. 3. Силовые линии спирали с током Рис. 4. Силовые линии отдельных участков спирали Рис. 5. Аналогия между силовыми линиями спирали и атомов с орбитальными электронами Рис. 6. Отдельный фрагмент спирали и атом с силовыми линиями ВЫВОД: человечеству еще только предстоит узнать тайны загадочного явления электричества. Пётр Тотов Ключевые слова: ИСКОННАЯ ФИЗИКА АЛЛАТРА, электрический ток, электричество, природа электричества, электрический заряд, электромагнитное поле, квантовая механика, электрон. Литература: [1] – Новых. А., Эзоосмос, К.: ЛОТОС, 2013. – 312 с. http://schambala.com.ua/book/ezoosmos [2] – Доклад «ИСКОННАЯ ФИЗИКА АЛЛАТРА» интернациональной группы учёных Международного общественного движения «АЛЛАТРА» под ред. Анастасии Новых, 2015 г. http://allatra-science.org/publication/iskonnaja-fizika-allatra; allatra.livejournal.com Природа электрического токаПрирода электрического тока
В классической физике под электрическим током понимается направленное движение электронов от плюса к минусу. Вроде бы, всё предельно просто, но, к сожалению, это — иллюзия. Что такое электрон, классическая физика не объясняет, за исключением того, что электрон объявляется отрицательно заряженной частицей. Но, что такое отрицательно заряженная частица, никто не удосужился объяснить. В то же время, отмечалось, что электрон обладает дуальными (двойственными) свойствами, как частицы, так и волны. Даже в этом определении скрыт ответ. Если какой-то материальный объект обладает свойствами, как волны, так и частицы, то это может означать только одно — он не является ни тем, ни другим. По своей природе, частица и волна, в принципе, не совместимы и не нужно совмещать несовместимое. Что такое электрон мы детально разобрались выше, поэтому перейдём к следующей части объяснения электрического тока. Направленное движение, казалось бы, что может быть проще — движение в заданном направлении. Всё это так, но существует маленькое «но». Электроны вообще не двигаются в проводнике, по крайней мере, то, что понимают под электроном. А если предположить, что они двигаются, то должна быть скорость их передвижения в проводнике. Давайте вспомним объяснение природы постоянного тока. Электроны в проводнике распределены неравномерно в радиальном направлении, в результате чего возникает радиальный градиент (перепад) электрического поля. Перепад электрического поля индуцирует магнитное поле в перпендикулярном направлении, которое, в свою очередь, индуцирует перпендикулярное электрическое поле и т.д. Но, опять таки, понятия электрического и магнитного полей вводятся в виде постулатов, т.е., принимаются без каких-либо объяснений. Получается интересная ситуация, новые понятия объясняются другими, которые сами были приняты без объяснений и поэтому, подобные объяснения не выдерживают критики. Стоит только вдуматься в значение слов и красивая фраза превращается в бессмыслицу. Но, тем не менее, если закрыть на это глаза и провести рассчёт скорости распространения поверхностного заряда по соответствующим формулам, полученный результат окончательно поставит все точки над «i». Скорость получается несколько миллиметров в секунду. Казалось бы, всё вроде бы прекрасно, но это только кажется. Так как, после замыкания цепи, электрический ток в ней появляется мгновенно, вне зависимости от того, как далеко находится источник постоянного тока, и результаты расчётов становятся лишёнными какого-либо физического смысла. Факты из реальной жизни полностью опровергают теоретические объяснения. И, наконец, что такое «плюс» и «минус»?! Снова никаких объяснений. В результате простого анализа, мы пришли к выводу, что общеупотребляемое в физике понятие электрического тока не имеет под собой никакого обоснования, другими словами, с существующих на данный момент позиций современная физика не может объяснить природу электрического тока. При всём при том, что это — реальное физическое явление. В чём же дело, какова же, всё-таки, природа этого явления?! Давайте попытаемся подойти к пониманию этого явления с несколько других позиций. Вспомним, что ядро любого атома влияет на свой микрокосмос. Только степень этого влияния у ядер разных элементов, весьма различна. В случае образования из атомов одного элемента или молекул, состоящих из атомов разных элементов, кристаллических решёток, возникает однородная среда, в которой все атомы имеют одинаковый уровень мерности. Для более глубокого понимания этого явления, рассмотрим механизмы образования молекул из отдельных атомов. При этом, вспомним, что восстановление исходного уровня мерности макрокосмоса происходит по следующим причинам. Шесть сфер из гибридных форм материй, возникшие внутри неоднородности, компенсируют деформацию пространства, возникшую в результате взрыва сверхновой. При этом, гибридные формы материй увеличивают уровень мерности макропространства в пределах объёма, который они занимают. При мерности пространстваL=3,00017все формы материй нашей Вселенной уже никак друг с другом не взаимодействуют. Примечательно, что все излучения, известные современной науке, являются продольно-поперечными волнами, которые возникают, как результат микроскопических колебаний мерности пространства. 3.000095 < Lλ< 3.00017 0 < ΔLλ< 0.000075 (3.3.2) Скорость распространения этих волн меняется, в зависимости от уровня собственной мерности среды распространения. Когда излучения Солнца и звёзд проникают в пределы атмосферы планеты, скорость их распространения в этой среде уменьшается. Так как собственный уровень мерности атмосферы меньше собственного уровня мерности открытого пространства. 2.899075 < Lλср. < 2.89915 0 < ΔLλср. < 0.000075 (3.3.3) Другими словами, скорость распространения продольно-поперечных волн зависит от собственного уровня мерности среды распространения. Что обычно выражается коэффициентом преломления среды (nср). Продольно-поперечные волны при своём распространении в пространстве переносят это микроскопическое возмущение мерности ΔLλср. При пронизывании ими разных материальных субстанций, происходит накладывание ΔLλср. на уровень мерности этих веществ или сред. Внутреннее колебание мерности, возникшее, как результат такой интерференции (сложения), является катализатором большинства процессов, происходящих в физически плотной материи. В силу того, что атомы разных элементов имеют разные подуровни мерности, они не могут образовывать новые соединения (Рис. 3.3.10).
При распространении продольно-поперечных волн в среде, микроскопическое возмущение мерности ими вызываемое, нейтрализует различия значений уровней собственной мерности разных атомов. При этом, электронные оболочки этих атомов сливаются в одну, образуя новое химическое соединение, новую молекулу. Атомы можно сравнить с поплавками на поверхности воды. Продольно-поперечные волны поднимают и опускают на своих гребнях «поплавки»-атомы, тем самым, изменяя уровень их собственной мерности и создавая возможность новых соединений. Принципиально важны для реализации синтеза следующие параметры продольно-поперечных волн: амплитуда и длина волны (λ). Если расстояние между атомами соизмеримо с длиной волны, происходит взаимодействие между собственной мерностью этих атомов и мерностью волны. Влияние одной и той же волны на уровни мерности разных атомов — неодинаково. Мерность одних атомов увеличивается, а других — уменьшается или остаётся той же. Именно это и приводит к необходимому для слияния атомов балансу мерностей (Рис. 3.3.11).
Если же длина волны значительно превышает расстояние между атомами, то при этом, различие уровней мерностей атомов сохраняется или изменяется незначительно. Происходит синхронное изменение уровней собственной мерности всех атомов, и изначальное качественное различие уровней мерностей атомов сохраняется. Амплитуда волн определяет величину изменения мерности пространства, вызываемую этими волнами при их распространении в данной среде. Различие уровней мерностей между разными атомами требует различного уровня влияния на них. Именно амплитуда и выполняет эту функцию при распространении волн в среде. Величина расстояния между атомами в жидких и твёрдых средах лежит в диапазоне значений от 10-10до 10-8метра. Именно поэтому спектр волн от ультрафиолетовых до инфракрасных поглощается и излучается при химических реакциях в жидких средах. Другими словами, при соединении атомов в новом порядке, происходит выделение или поглощение тепла или видимого света (экзотермические и эндотермические реакции), так как только эти волны отвечают требуемым условиям. Итак, продольно-поперечные волны, от инфракрасных до гамма, являются микроскопическими колебаниями мерности, возникшими при термоядерных и ядерных реакциях. Амплитуда волн, участвующих в химических реакциях, определяется величиной разницы между уровнями мерностей атомов до начала реакции и атомов, возникших в результате этой реакции. И не случайно, излучение происходит порциями (квантами). Каждый квант излучения является результатом единичного процесса преобразования атома. Поэтому, при завершении этого процесса, прекращается и генерация волн. Выброс излучений происходит в миллиардные доли секунды. Соответственно, излучения поглощаются также квантами (порциями). А теперь, рассмотрим кристаллические решётки. Кристаллические решётки образуются из атомов одного и того же элемента или из одинаковых молекул. Поэтому все атомы, образующие кристаллическую решётку, имеют одинаковый уровень собственной мерности. Причём, для каждой кристаллической решётки уровень собственной мерности будет свой. Возьмём два металла, имеющие различные уровни мерности (Рис. 3.3.12). Они представляют собой две качественно разные среды, по-разному влияющие на окружающее пространство. Если они никак друг с другом не взаимодействуют, никаких необычных явлений не наблюдается. Но, стоит им только вступить в непосредственное взаимодействие, как появляются качественно новые явления. В зоне стыкования кристаллических решёток с разными уровнями собственной мерности, возникает горизонтальный перепад (градиент) мерности, направленный от кристаллической решётки с большим уровнем собственной мерности к кристаллической решётке с меньшим уровнем собственной мерности. Теперь, поместим между пластинами из этих материалов жидкую среду, насыщенную положительными и отрицательными ионами. В жидкой среде молекулы и ионы не имеют жёсткого положения и находятся в постоянном хаотичном движении, так называемом, броуновском. Поэтому под воздействием горизонтального перепада мерности ионы начинают двигаться упорядочено. Положительно заряженные ионы начинают двигаться к пластине с большим уровнем собственной мерности, в то время, как отрицательно заряженные ионы — к пластине с меньшим уровнем собственной мерности (Рис. 3.3.13).
При этом, происходит перераспределение ионов в жидкой среде, в результате чего, на пластинах происходит накапливание положительных и отрицательных ионов. Положительные ионы, при своих столкновениях с пластиной, захватывают из атомов кристаллической решётки пластины электроны, становясь, при этом, нейтральными атомами, которые начинают оседать на самой пластине, в то время, как в самой пластине возникает недостаток электронов. Причём, «бомбардировке» положительными ионами пластина будет подвергаться постоянно и по всей поверхности. Так как, при всём при этом, перепад мерности между двумя пластинами продолжает сохраняться и ионы из жидкой среды, под воздействием этого перепада, приобретают направленное движение. Хаотический процесс столкновений молекул и ионов жидкой среды между собой, приобретает качественно новый характер. Движение ионов и молекул становится направленным. При этом, поведение положительных и отрицательных ионов будет различным под воздействием существующего перепада мерности между пластинами. Горизонтальный перепад мерности создаёт условия, при которых, положительные ионы должны двигаться против перепада, в то время, как отрицательные ионы — вдоль этого перепада мерности. Положительные ионы вынуждены двигаться «против течения», в то время как отрицательные «по течению». В результате этого скорость движения, а следовательно энергия положительных ионов уменьшается, а отрицательных ионов — увеличивается. Ускоренные подобным образом отрицательные ионы, при столкновении с кристаллической решёткой, теряют избыточные электроны, становясь нейтральными атомами. Кристаллическая решётка, при этом, приобретает дополнительные электроны. И если теперь, соединить между собой эти две пластины с разными уровнями собственной мерности посредством провода из совместимого с ними материала, то в последнем (проводе) возникнет, так называемый, постоянный электрический ток — направленное движение электронов от плюса к минусу, где плюс — пластина, имеющая больший уровень собственной мерности, а минус — пластина имеющая меньший уровень собственной мерности. И если продолжить данный анализ, то перепад потенциалов между пластинами есть ни что иное, как перепад уровней собственной мерности кристаллических решёток этих пластин. В результате анализа этого процесса, мы пришли к пониманиюприроды постоянного тока. Для понимания природы движения электронов в проводнике, необходимо чётко определиться с природой магнитного B и электрического E полей. Природа гравитационного поля любого материального объекта определяется перепадом мерности в зоне неоднородности, в которой произошёл процесс образования данного материального объекта. И в случае образования планеты, изначальной причиной возникновения подобного искривления пространства послужил взрыв сверхновой звезды. Перепад мерности направлен от краёв зоны неоднородности пространства к её центру, чем и объясняется направленность гравитационного поля к центру планеты или любого другого материального объекта. В силу того, что деформация пространства по-разному проявляется внутри зоны неоднородности, происходит синтез атомов разных элементов и, когда данный процесс происходит в масштабе всей планеты, происходит распределение вещества по принципу уровня собственной мерности. Что означает распределение вещества планеты по зонам, где данное вещество максимально стабильно. Это не означает, что атомы с отличными от оптимального значениями собственной мерности не могут синтезироваться в пределах данного объёма с конкретным значением мерности пространства. Это означает только одно, что атомы, имеющие уровень собственной мерности выше уровня мерности объёма пространства в котором произошёл этот синтез, становятся неустойчивыми и вновь распадаются на первичные материи, из которых они сформировались. И чем больше разница между уровнем собственной мерности образовавшегося атома и уровнем мерности пространства, в котором этот синтез произошёл, тем быстрей произойдёт распад этого атома. Именно поэтому происходит естественное перераспределение атомов, а следовательно и вещества внутри зоны неоднородности планеты. Именно поэтому происходит формирование поверхности планеты в том виде, к которому мы привыкли с самого рождения и воспринимаем, как должное. Необходимо иметь в виду, что любой атом имеет некоторый диапазон, в пределах которого он сохраняет свою устойчивость, а это означает, что вещество, образованное из этих атомов, тоже будет устойчиво в пределах этого диапазона. Твёрдая поверхность планеты просто повторяет форму зоны неоднородности пространства, в пределах которой, твёрдое вещество устойчиво, океаны, моря заполняют впадины, и атмосфера окружает всё это. Таким образом атмосфера располагается в верхней границе диапазона устойчивости физически плотного вещества, в то время, как собственно планета, находится в средней и нижней части этого диапазона... А теперь, давайте вернёмся на уровень микромира и попытаемся понять природу магнитного и электрического полей. Рассмотрим кристаллическую решётку, образованную атомами одного и того же элемента или атомами нескольких элементов (Рис. 3.3.14).
В твёрдом веществе соседние атомы смыкаются своими электронными оболочками и образуют жёсткую систему, а это означает, что искривления микропространства, вызванные ядром одного атома, смыкаются с искривлениями микропространства соседнего и т.д. и образуют между собой единую систему искривления микропространства для всех атомов, сомкнувшихся между собой и образующих, так называемые, домены. «Связанные» подобным образом, атомы создают единую систему, состоящую из сотен тысяч миллионов атомов. Все атомы, входящие в эту систему, имеют одинаковый уровень собственной мерности, который, в большинстве случаев, отличается от уровня мерности микропространства, в котором находится эта система атомов. В результате, возникает перепад мерности, направленный против перепада мерности макропространства. Формируется зона взаимодействия между микропространством и макропространством. Встречный перепад мерности подобных систем атомов приводит к компенсации деформации мерности макропространства, в котором происходит синтез физически плотного вещества. При завершении процесса синтеза вещества, в зоне деформации мерности макропространства происходит взаимная нейтрализация — деформация мерности макропространства нейтрализуется встречными деформациями микропространства. Причём, деформация мерности макропространства в физике получило название гравитационного поля, в то время, как встречная деформация микропространства, созданная системой из атомов доменов создаёт, так называемое, магнитное поле домена, на уровне одного домена и магнитное поле планеты, на уровне планеты. Магнитное поле планеты возникает, как совокупность магнитных полей всех доменов, существующих в физически плотном веществе планеты в целом. Совокупное магнитное поле планеты — на порядки меньше гравитационного поля планеты только по одной простой причине — мириады микроскопических магнитных полей доменов всей планеты ориентированны хаотично друг относительно друга и только незначительная их часть сориентированы параллельно относительно друг друга и сохраняют свою намагниченность, создавая магнитное поле планеты. Причём, домены образованные разными атомами, обладают и разной степенью намагничниченности. Намагниченность определяется способностью данного домена сохранять определённую направленность магнитного поля домена и в физике определяется площадью петли гистерезиса. Максимально свойства намагничивания проявляются у железа, сонастроенность доменов которого в масштабе планеты и формирует в основном магнитное поле планеты. Именно по этой причине аномальные залежи железосодержащих руд создают магнитные аномалии — локальные возмущения магнитного поля планеты в пределах данных аномалий. Теперь, давайте разберёмся, какое влияние магнитное поле — встречный перепад мерности пространства — оказывает на сами атомы, его порождающие. При наличии магнитного поля, электроны атомов становятся более неустойчивыми, что в значительной степени увеличивает возможность их перехода не только на высшие орбиты одного и того же атома, но и возможность полного распада электрона у одного атома и синтез его у другого. Аналогичные процессы происходят, при поглощении атомом волн; отличие заключается лишь в том, что поглощение волн фотонов происходит каждым атомом в отдельности, в то время, как, под воздействием магнитного поля в возбуждённом состоянии одновременно оказываются миллиарды атомов одновременно, без какого-либо существенного изменения их агрегатного состояния (Рис. 3.3.15).
При наличии продольного перепада мерности, называемого постоянным электрическим полем, внешние электроны атомов, ставшие неустойчивыми под воздействием поперечного перепада мерности, называемогопостоянным магнитным полем, начинают распадаться на материи их образующие и, под воздействием продольного перепада мерности, начинают двигаться вдоль кристаллической решётки от большего уровня мерности, называемого плюсом, к меньшему уровню мерности, называемого минусом (Рис. 3.3.16).
Продольный поток первичных материй, высвободившихся при распаде внешних электронов одних атомов, попадая в расположение других атомов с меньшим уровнем собственной мерности, вызывает у этих атомов синтез электронов. Другими словами, электроны «исчезают» у одних атомов и «появляются» у других. Причём, это происходит одновременно с миллионами атомов одновременно и в определённом направлении. В так называемом, проводнике возникает постоянный электрический ток — направленное движение электронов от плюса к минусу. Только, в предложенном варианте объяснения, становится предельно ясно, что такое направленное движение, что такое «плюс» и «минус» и, наконец, что такое «электрон». Все эти понятия никогда не объяснялись и принимались, как должное. Только, чтобы быть предельно точным, следует говорить не о «направленном движении электронов от плюса к минусу», а о направленном перераспределении электронов вдоль проводника. Как стало ясно из вышеизложенного объяснения, электроны не движутся вдоль проводника, они исчезают в одном месте, где уровень собственной мерности атомов становиться критическим для существования внешних электронов и образуются у атомов, у которых выполняются необходимые для этого условия. Происходит дематерилизация электронов в одном месте и материализация их в другом. Подобный процесс происходит в природе постоянно, хаотично и поэтому становится наблюдаемым только в случае управления этим процессом, что и осуществляется при искусственном создании направленного перепада мерности вдоль проводника. Хотелось бы отметить, что причинами проявления, как магнитного поля, так и электрического, являются перепады мерности (градиенты мерности) пространства, которые принципиально не отличаются друг от друга. Как в одном случае, так и в другом это перепад мерности между двумя точками пространства, имеющими, по той или иной причине, разные уровни собственной мерности. Различие в проявлении этих перепадов обусловлено только их пространственной ориентировкой по отношению к кристаллической решётке. Взаимоперпендикулярность двух перепадов мерности относительно, так называемой, оптической оси кристалла, приводит к качественному отличию реакции каждого атома на эти перепады мерности при полной тождественности природы самих перепадов. Анизотропность качественной структуры, как макропространства, так и микропространства приводит к качественно другим реакциям материи, заполняющей эти пространства, как на уровне макропространства, так и на уровне микропространства. Понимание природы постоянного магнитного и электрического полей и природы их влияния на качественное состояние физически плотной материи позволяет понять и природу переменного электромагнитного поля. Переменное магнитное поле влияет на один и тот же атом по-разному, в разных фазах своего качественного состояния. При нулевой напряжённости переменного магнитного поля, естественно, влияние на качественное состояние атомов кристаллической решётки равно нулю. При прохождении через кристаллическую решётку условно положительной фазы напряжённости переменного магнитного поля, каждый атом начинает терять свои внешние электроны вследствие того, что дополнительное внешнее воздействие перепада мерности влияет на качественное состояние электронных оболочек атомов, не влияя существенно на качественное состояние атомных ядер. В результате этого, некоторые внешние электроны становятся неустойчивыми и распадаются на материи, их образующие. При прохождении условно отрицательной фазы напряжённости переменного магнитного поля наоборот создаются условия для синтеза электронов в зонах деформации микропространства, созданных под воздействием атомных ядер. Поэтому, при прохождении волны переменного магнитного поля через кристаллическую решётку возникает любопытная картина. Если у данного атома или атомов под воздействием магнитного поля внешние электроны стали неустойчивыми и распались на материи их образующие, то у впереди лежащих по оптической оси атома или атомов, та же самая волна создаёт благоприятные условия для синтеза электронов (Рис. 3.3.17)
Это создаёт перепад мерности (электрическое поле), смещённый по фазе на π/2 у расположенных впереди по оптической оси атомов, перпендикулярно переменному магнитному полю, вследствие чего, у этих атомов происходит синтез дополнительных электронов (Рис. 3.3.18).
Дополнительно синтезированные электроны, в свою очередь, создают перпендикулярно электрическому полю смещённый по фазе на π/2 перепад мерности (магнитное поле). И, как следствие всего этого, по проводнику происходит распространение переменного электрического тока вдоль оптической оси (Рис. 3.3.19). По аналогичному принципу в пространстве распространяются электромагнитные волны.
Таким образом, переменное магнитное поле порождает в проводнике переменный электрический ток, который, в свою очередь, порождает переменное магнитное поле в том же проводнике. При наличии вблизи одного проводника с переменным магнитным полем другого, в последнем возникает так называемый индуцированный электрический ток. И, как следствие, появилась возможность создать генератор электрического тока, в котором вращательное движение турбины преобразуется в переменный электрический ток. Наложение на конкретное микропространство, с конкретными свойствами и качествами внешнего воздействия, в виде перепада (градиента) мерности приводит к тому, что свойства и качества микропространства в зоне наложения изменяются. В силу того, что пространство, как на макроуровне, так и микроуровне — анизотропно, т.е., свойства и качества пространства не одинаковы в разных направлениях, дополнительные внешние перепады мерности, в зависимости от того, в каком из направлений пространства они проявляются, будут вызывать различные реакции физически плотного вещества, заполняющего это пространство. При одной и той же природе перепада мерности, именно анизотропность пространства приводит к тому, что реакция физически плотной материи зависит от того, в каком из пространственных направлений проявляется этот перепад. Именно поэтому природа магнитного и электрического полей — тождественна, как ни парадоксально это звучит. Различие их свойств и качеств определяется именно их пространственными характеристиками. Именно тождественность природы магнитного и электрического полей и создаёт возможность их взаимодействия и взаимоиндуцирования. Об электрическом поле и неоднородности пространства
wakeupnow.info Проектная работа "Природное электричество"Муниципальное образовательное учреждение «Икейская средняя общеобразовательная школа» Природное электричество Проектная работа по окружающему миру Выполнила: Васильцова Варвара, ученица 4 класса Руководитель: Попович Татьяна Александровна, учитель начальных классов Консультант: Васильцова Оксана Геннадьевна, учитель физики первой квалификационной категории Тулун, 2018 Оглавление Введение……………………………………………………………………………...3 1. Что такое электричество и энергия?……………………………..........................5 3.Где встречается природное электричество?..........................................................6 4.Как действует природное электричество?.............................................................7 5.Экспериментальная часть………………………………………………………....8 Опыт.«Картофельные часы» ………………………………................................8 7. Заключение………………………………………………………...……………..11 8.Список использованной литературы…………………………………………...12 9. Приложение…………………………………………………………………..13-16 Введение Актуальность Однажды на уроке окружающего мира наша учительница Татьяна Александровна рассказала нам, что оказывается во фруктах и овощах есть электричество, которое может включить лампочку, привести в действие часы. Я всегда думала, что электричество вырабатывается только на электростанциях, откуда оно приходит в наши дома. По телевизору часто говорят о экологических проблемах, связанных с добычей электроэнергии, о влиянии отходов этих станций на здоровье человека и природу. А оказывается вокруг нас много предметов, которые тоже могут дать нам энергию. Меня очень заинтересовал этот вопрос. Может можно найти дополнительные источники электроэнергии, которые не навредят человеку и окружающей природе и будут просты и эффективны в использовании? Моя мама рассказала мне, что в период ее молодости люди пользовались механическими часами. Чтобы часы работали, их регулярно заводили. Мне стало интересно узнать, какие сейчас существуют часы и как они работают. Из энциклопедий я узнал, что все современные часы заставляет работать электрический ток. Оказалось, что в основе его выработки лежит три составляющие: два электрода (цинк и медь) контактирующие с электролитом (раствор солей или кислот). Два металла, погруженные в раствор, вступают в химическую реакцию, и вырабатывают электрический ток. По такому же принципу работает простейшая батарейка. Стало интересно, а можно ли включить часы при помощи картофеля, ведь в его соке содержатся кислоты? К тому же картофель является легкодоступным и недорогим овощем. Цель работы: Получение электрического тока из картофеля. Задачи: -Узнать, что такое природное электричество и где оно встречается. - Ознакомиться с принципом получения электрического тока. - Создать картофельную энергию для работы часов (создать картофельные часы и убедиться, что они работают). Объект исследования: картофельные часы. Предмет исследования: получения электрического тока. Этапы работы: планирование работы над проектом; сбор информации; опрос учащихся школы, эксперимент; обобщение полученных данных; презентация полученных результатов. infourok.ru Природа электричества — МегаобучалкаВ природе все вещества состоят из молекул. Молекула, в свою очередь, состоит из атомов, атом – из ядра, состоящего из не имеющих заряда нейтронов и положительных протонов, вокруг которого вращаются электроны. Ядро имеет положительный заряд, а электроны – отрицательный:
Атом в целом электрически нейтрален, но при воздействии на него (например, при нагревании) он приобретает дополнительную энергию, в результате чего разрывается связь между ядром и наиболее удалённым электроном. Этот электрон уходит со своей орбиты, и весь атом становится положительно заряженным ионом. Оторвавшийся электрон либо начинает хаотическое движение (т.н. свободный электрон), либо присоединяется к другому атому, превращая его в отрицательно заряженный ион. Если к концам проводника подсоединить источник ЭДС (например, батарею), то движение свободных электронов в проводнике станет упорядоченным, т.е., по проводнику потечёт электрический ток. Упорядоченное движение электронов называется электрически током. Количество свободных электронов характеризует способность материала проводить электрический ток. Количество электронов, равное 6,23 1019 принято считать, как 1 Кулон (Кл).При силе тока 1А за 1с в проводнике проходит количество электричества, равное 1Кл. Все вещества в зависимости от электропроводности делятся на проводники, полупроводники и диэлектрики. - Проводники делятся на 2 класса: 1 класс - металлы и сплавы 2 класс - водные растворы кислот, солей и щелочей. - Полупроводники пропускают ток только в одном направлении. - Диэлектрики не имеют свободных электронов, поэтому не проводят электрический ток.
- Электрический потенциал(читается «фи»). Если в электрическом поле положительного заряда находится другой положительный заряд, то эти заряды стремятся оттолкнуться друг от друга. При этом совершается определённая работа (W) за счёт совместного действия полей обоих зарядов. Отношение этой энергии к величине заряда (q) называется электрическим потенциалом:
φ = W/q, то есть 1В=
Т.к. энергия совместного поля зарядов W при отдалении двух зарядов ослабевает, то и электрический потенциал в разных точках проводника будет разным.
- Электрическое напряжение. Электрическим напряжением называется разность потенциалов между двумя точками проводника. Измеряется в вольтах (В), обозначается U:
U = φ1 – φ2 = E
-ЭДС. Если два разноимённо заряженных тела соединить проводником, то свободные электроны начнут направленное движение, т.е., по проводнику потечёт электрический ток. Он будет протекать до тех пор, пока напряжение (разность потенциалов) на концах проводника не станет равным нулю. Для непрерывности процесса необходимо постоянно поддерживать разность потенциалов, т.е., к концам проводника необходимо присоединить источник электрической энергии – источник ЭДС (электродвижущей силы), например, генератор или АКБ. Источник электрической энергии, соединённый с потребителем при помощи проводов (проводников) образует замкнутую электрическую цепь. При этом в электротехнике принято считать, что ток движется от «+» к «-». Единица измерения - Вольт (В). - Сила тока. Силой тока ( I ) называется количество электричества, проходящее через поперечное сечение проводника за 1сек. I = , где q - количество электричества (Кл), t - время (с). Сила тока измеряется в Амперах (А). - Сопротивление. При движении свободных электронов в проводнике, они на своём пути сталкиваются с атомами, отдавая при этом часть своей энергии. Эта энергия переходит в тепловую и нагревает проводник. Каждый материал имеет свои свойства проводимости. Чем хуже проводимость (т.е., больше сопротивление движению электронов), тем больше нагрев проводника. Медь и алюминий имеют низкое сопротивление, а нихром и фехраль – высокое. Поэтому в электрических цепях подвижного состава метрополитена используют медные провода, а для ограничения силы тока применяют сопротивления из фехраля. Обозначение - R, единица измерения - Ом.
- Типы электрических соединений. Существуют 3 основных типа электрических соединений: 1. Последовательное соединение. При этом все аппараты и приборы соединяются в единую непрерывную цепь, как лампы в ёлочной гирлянде. Если в такой гирлянде (с последовательным соединением) перегорит хотя бы одна лампа, то погаснет вся гирлянда. В последовательной цепи сила тока одинакова на всех участках, общее сопротивление всей цепи будет равно сумме всех сопротивлений: Rобщ=R1+R2+R3, а общее напряжение будет равно сумме напряжений на каждом участке цепи: Uобщ=U1+U2+U3 Для расчёта последовательной цепи применяют Закон Ома для неразветвлённой цепи: I = , где U - напряжение, R - сопротивление или R = megaobuchalka.ru |
|
||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||
|
Отрывок из книги Николая Левашова "Неоднородная Вселенная", Глава 3. Неоднородность пространства и качественная структура физически плотного вещества.
