Электроэнергии являются физическим свойством материи. Он состоит из отрицательного или положительного взаимодействия между протонами и электронами материи. Этот термин относится к янтарному цвету из-за его универсального и яркого цвета. Однако этот термин впервые был введен в научное сообщество английским ученым Уильямом Гилбертом (1544–1603) в 16 веке для описания явления энергетического взаимодействия между частицами.
Что такое электричество
Содержание
Под физическим электричеством понимается феномен, который проявляется в наличии электрических зарядов в телах, поскольку они состоят из молекул и атомов, взаимодействие которых с субчастицами порождает электрические импульсы. Положительные и отрицательные заряды на атомах - это статическое электричество, в то время как движение электронов и их высвобождение из атомов создают электрические токи.
Это часть электромагнетизма, который вместе с гравитацией, слабым ядерным взаимодействием и сильным ядерным взаимодействием формирует фундаментальные взаимодействия природы.
Его этимология происходит от латинского electrum, а также от греческого élektron, что означает «янтарь». Греческий философ Фалес Милетский (624-546 до н.э.) наблюдал, как трение намагничивает янтарь статическим электричеством, а столетия спустя ученый Шарль Франсуа де Систерне дю Фэй (1698-1739) заметил, как положительные заряды электричества они выявлялись при трении стекла и, в свою очередь, при трении смол, например янтаря, проявлялись негативы.
Поток энергии от движущихся или статических зарядов, что называется электричество, или передача электронов от одного атома к другому, и в результате электрическая сила измеряется в вольтах или ваттах, термин, используемый в электроэнергии на английском языке, Он был назван в честь изобретателя паровой машины Джеймса Ватта (1736-1819).
Однако в природе можно найти электричество, как в случае атмосферных явлений, биоэлектричество (электричество присутствует у некоторых животных) и магнитосферу.
Один из наиболее известных случаев, когда животные производят электричество, - это электрический угорь, у которого в теле есть электроциты (орган этого животного, генерирующий электрические поля), которые обнаруживаются по всему телу и функционируют аналогично нейроны и могут генерировать разряды до 500 вольт.
Поскольку существует разнообразие элементов, их атомы различны; поэтому одни материалы являются переносчиками электричества, а другие - изоляторами. Лучшими проводниками являются металлы, так как в их атомах мало электронов, поэтому этим субатомным молекулам не требуется большее количество энергии, чтобы перескочить с одного атома на другой.
Характеристики электричества
По своей динамике, происхождению, характеристикам и явлениям, которые он производит, он обладает характеристиками, которые выделяют его. Среди основных из них:
- Накопительный. Существуют устройства, способные накапливать электричество в виде химических веществ внутри аккумуляторов, что позволяет сохранить его для дальнейшего использования (батареи).
- Его способ получения. В случае батарей или элементов он получается химическим путем; также за счет электромагнитной индукции при перемещении проводника в магнитном поле, как в генераторах переменного тока; и от света, когда определенные типы металлов выделяют электроны, когда на них падает солнечный свет (солнечные батареи).
- Его эффекты. Они могут быть физическими, механическими или кинетическими, тепловыми, химическими, магнитными и световыми.
- Его проявления. Они могут быть в виде молнии, статического электричества, токов и прочего.
- Опасность. Вырабатывая тепло, он может вызвать тяжелые ожоги, а в случае более сильного воздействия - смерть.
- Удельное сопротивление и проводимость. Это противостояние некоторых типов материи перед ее прохождением и легким ее течением соответственно.
Виды электричества
Существует несколько видов электричества, самые важные из них:
Статический
Статический заряд возникает из-за избыточного электрического заряда, который накапливается в проводящем или изоляционном материале.
Известно, что атомы состоят из определенного количества протонов (положительный заряд) в своем ядре и такого же количества электронов (отрицательный заряд), вращающихся вокруг него, что делает указанный атом электрически нейтральным или находящимся в равновесии; но когда возникает трение между двумя телами или веществами, в указанных объектах могут образовываться заряды.
Это связано с тем, что электроны обоих материалов вступают в контакт, вызывая дисбаланс в зарядах атомов, что приводит к статическому электричеству. Он так называется, потому что он генерируется в атомах, которые находятся в состоянии покоя, и его заряд не движется, а остается неподвижным. Примером этого является то, когда мы проводим щеткой по волосам, и некоторые из них приподнимаются за счет статического трения между тем же материалом и волосами. Такие артефакты, как принтеры, используют статическое электричество, чтобы выявить тонер или чернила на бумаге.
Динамический
Этот тип создается движущимся грузом или его потоком. Для этого вам понадобится электрический источник (который может быть химическим, например аккумулятор, или электромеханическим, например динамо-машина), который заставляет электроны течь через проводящий материал, по которому могут циркулировать эти электрические заряды.
В нем электроны переходят от одного атома к другому и так далее. Эта циркуляция известна как электрический ток. Примером этого типа электричества являются электрические розетки, которые являются источником динамического электричества для приборов и других приборов, которым требуется электричество.
Важно отметить наличие других видов электричества, среди которых:
- Базовый: этот тип относится к притяжению положительных и отрицательных зарядов, при котором объекты будут заряжаться. Он создается из двух полюсов, которые не обязательно должны касаться друг друга, а притягиваться друг к другу. Этот тип электричества встречается в бытовых предметах.
- Поведенческий: он считается частью динамики, так как он передается с помощью проводников, поэтому он продолжает двигаться по цепям. Существуют различные проводники, такие как металлы (особенно медь), алюминий, золото, углерод и другие.
- Электромагнитное: оно создается магнитным полем, которое может накапливаться и испускаться как излучение, поэтому рекомендуется не подвергать себя воздействию этого типа поля в течение длительного времени. Физик Ганс Кристиан Эрстед (1777–1851) обнаружил взаимосвязь между магнетизмом и электричеством, заметив, что электрический ток создает магнитное поле.
Среди применений этого типа электричества он выделяется в медицине, например, для рентгеновских аппаратов или для выполнения магнитно-резонансной томографии.
- Промышленность: это то, что должно быть произведено для большого оборудования, используемого в массовом производстве продукции, которое требует большого количества энергии, потому что оно имеет большую мощность.
Он был разработан после того, как наука доказала, что природные энергоресурсы, такие как молния, могут направляться и использоваться человеком, становясь мощным источником электрической энергии, что позволяет удовлетворить потребности промышленности.
Электрические проявления
Электрический заряд
Это свойство некоторых субатомных частиц (электронов, нейтронов и протонов) притягивать и отталкивать друг друга, а также определяет их электромагнитное взаимодействие. Это происходит в атомах, которые передают его молекулам другого тела, или через проводящий материал. Это также относится к способности частицы обмениваться фотонами (частицами света или электромагнитной энергии).
Это присутствует, например, в статическом электричестве, которое представляет собой стационарный заряд в теле. Кроме того, заряд порождает электромагнитную силу, поскольку он создает силу для других. Заряды могут быть отрицательными, а другие - положительными, и заряды одного типа будут отталкиваться, а противоположные заряды будут притягиваться друг к другу.
Заряды измеряются в кулонах или кулонах и обозначаются буквой C, и это означает количество заряда, которое проходит через участок некоторого проводника за период в одну секунду. И материя, и антивещество имеют одинаковые и противоположные заряды по отношению к соответствующей частице.
Электрический ток
Это поток электрического заряда через материал, вызванный движением электронов или зарядом другого типа. Он создаст магнитное поле, одно из электрических явлений, которое можно использовать, в данном случае с помощью электромагнита.
Материалы, через которые будет циркулировать этот поток, могут быть твердыми, жидкими или газообразными. В твердых материалах движутся электроны; ионы (атомы или молекулы, которые не являются электрически нейтральными) движутся в жидкостях; а газообразные могут быть как электронами, так и ионами.
Величина текущего заряда в единицу времени известна как сила электрического тока, которая обозначается буквой I и выражается в кулонах в секунду или амперах.
Электрический ток может быть:
- Непрерывный или прямой, то есть те потоки зарядов, которые циркулируют по постоянному пути, он не прерывается каким-либо периодом вакуума, потому что он движется только в одном направлении.
- Альтернативный, который движется в двух направлениях, изменяет свой маршрут и его интенсивность.
- Трехфазный, который представляет собой группу трех переменных токов с одинаковой амплитудой, частотой и эффективным значением (концепция, используемая для изучения периодических волн), представляющих разницу в 120º между фазой и фазой.
электрическое поле
Это электромагнитное поле, которое создается электрическим зарядом (даже когда он не движется) и влияет на заряды, которые его окружают или находятся в нем. Поля не поддаются измерению, но нагрузки, которые на них возложены, можно наблюдать.
Электрическое поле - это физическое пространство, в котором электрические заряды различных тел взаимодействуют, и определяется концентрация интенсивности электрической силы. В этой области свойства были изменены из-за наличия заряда.
Электрический потенциал
Он относится к мощности электрического тела или энергии, необходимой для перемещения груза или выполнения работы, и измеряется в вольтах. Эта концепция связана с концепцией разности потенциалов, которая определяется как энергия, необходимая для перемещения заряда из одной точки в другую.
Это может быть определено только в ограниченной области пространства для статического поля, так как для движущихся зарядов используются потенциалы Льенара-Вихерта (они описывают электромагнитные поля распределения движущихся зарядов).
Электромагнетизм
Это относится к магнитным полям, которые генерируются из-за электрических зарядов, которые находятся в движении, и которые создают притяжение или отталкивание по отношению к материалам, находящимся внутри этих полей, которые могут генерировать электрический ток.
Электрические схемы
Это относится к соединению как минимум двух электрических компонентов, так что электрический заряд может течь по замкнутому пути для определенной цели. Они состоят из таких элементов, как компоненты, узлы, ветви, сетки, источники и проводники.
Есть схемы с приемником, как в случае с лампочками или звонками; последовательные цепи, такие как рождественские огни; параллельные цепи, например, освещение, которое одновременно включается одним и тем же выключателем; смешанные схемы (сочетают последовательные и параллельные); и переключаемые, которые позволяют, например, включать один или несколько источников света из более чем одной точки.
История электричества
Истоки электричества восходят к древним временам, даже почти за три тысячи лет до Рождества Христова, когда человек наблюдал определенные электрические явления в природе, несмотря на то, что не знал, как они возникли и какова их динамика. Точно так же они были свидетелями определенных магнитных явлений, производимых некоторыми типами материалов, полученных в природе, такими как магнетит, или его присутствием у животных.
Примерно в 2750 году до нашей эры египетская цивилизация писала об электрических рыбках, обитающих в реке Нил, называя их защитниками другой фауны в ней. Около 600 г. до н.э. Фалес Милетский был первым, кто обнаружил, что янтарь приобретает электрические и магнитные свойства при трении с определенным материалом. Но электричество как наука восходит к семнадцатому и восемнадцатому векам, в середине научной революции, когда появление этой области исследований стало идеальным контекстом для начала промышленной революции и ее распространения по всему развивающемуся современному миру. это было критически важно для развития человечества.
До этого, в 16 веке, философ и врач Уильям Гилберт (1544–1603) внес важный вклад в изучение электрического явления, уделяя особое внимание электричеству и магнетизму. Термины «электричество» и «электрический» впервые появились в 1646 году в работе англичанина Томаса Брауна (1605–1682). Единицы измерения для различных электрических явлений появились позже благодаря многочисленным вкладам интеллектуалов в области физики.
Ученый, политик и изобретатель Бенджамин Франклин (1706-1790) в 1752 году сумел направить содержащуюся в луче электрическую энергию через воздушный змей, что привело к изобретению громоотвода; устройство, которое служит для проведения электричества от молнии к земле. Позже итальянский физик Алессандро Вольта (1745-1827) в 1800 году изобрел аккумулятор напряжения, который позволял накапливать энергию, используя электричество, генерируемое химическими реакциями; а в 1831 году физик Майкл Фарадей (1791-1867) разработал первый электрический генератор, который позволял непрерывно передавать электрический ток.
На первом этапе промышленной революции не использовалось электричество для своего развития, поскольку использовалась энергия, генерируемая паром. Уже к второй промышленной революции в 19 веке электричество и масло использовались для выработки энергии, что позволило ученому Томасу Альве Эдисону (1847-1931) зажечь первую лампочку накаливания в 1879 году.
В конце 19-го и начале 20-го веков Эдисон, защитник постоянного тока, и изобретатель и инженер Никола Тесла (1856-1943), отец переменного тока, оспаривали будущее электричества.
Постоянный ток был популяризирован в Соединенных Штатах для домашнего и промышленного использования; однако вскоре было обнаружено, что он неэффективен на больших расстояниях и когда требуется более высокое напряжение, и выделяет огромное количество тепла.
Тесла разработал эксперименты, которые привели к открытию альтернативных способов более эффективной транспортировки электроэнергии, что привело к открытию переменного тока.
Джордж Вестингауз (1846-1914), американский бизнесмен, поддержал и купил изобретение Теслы, которое в конечном итоге выиграло битву за электричество, потому что это был более дешевый тип тока с меньшими потерями энергии.
Важность электричества
Его важность жизненно важна для современной жизни, поскольку он является одним из фундаментальных столпов современного общества, поскольку практически все, что используют люди, включает электричество для функционирования: электрические приборы, машины, коммуникации, некоторые виды транспорта, производство. товаров и услуг в области медицины, науки и др.
Он может быть создан человеком или запряжен прямо у природы. Искусственное электричество создается турбинами, конденсаторами и механизмами, которые полагаются на силу природы для функционирования, например плотинами, которые используют силу большого количества воды для генерации тока, который питает большие города.
Планета Земля также способна вырабатывать электричество. Те лучи, вспышки и молнии, которые мы видим в небе в разгар шторма, представляют собой электрические разряды, возникающие в результате столкновения огромных скоплений вещества и энергии. Это называется естественным электрическим током, и человек может использовать его с громоотводами и сверхпрочными проводниками, способными поглощать удар разряда такой силы.
10 примеров использования электричества
Электричество имеет множество применений в человеческой деятельности. Среди наиболее ярких примеров:
- В транспортных средствах с автомобильным электричеством, которое циркулирует по цепям, которые достигают его частей и для работы которых требуется электричество, например, фонари, звуковой сигнал, двигатель, среди прочего, и вырабатывается аккумулятором.
- Для освещения, то есть для включения бытового, общественного и промышленного освещения.
- Для розжига электроприборов и электроники.
- Для выработки тепла в умеренном климате, например, посредством отопления.
- Для транспорта, например самолетов, так как им требуется электричество для взлета.
- В области медицины, используется в устройствах, используемых для анализа и исследований.
- В промышленности, где для производства потребительских товаров требуется большой электрический заряд.
- Для создания движения с помощью двигателей, которые приводят в действие электрическую энергию, преобразовывая электрическую энергию в механическую.
- Для связи используется в таких устройствах, как антенны ретранслятора, передатчики и др.
- Для транспортировки и контроля жидкостей, например воды, через электромагнитные клапаны, которые помогают регулировать поток.
