Электричество в нашей жизни - [2]
проводника. Такое упорядоченное движение свободных электронов и есть электрический ток в металле. Если электроны движутся в проводнике всё время в одном направлении, то это — постоянный ток. Попеременное упорядоченное движение электронов то в одном, то в другом направлении вдоль проводника — это переменный ток. О получении и применениях постоянного и переменного тока будет рассказано ниже[1].
Чем больше электронов проходит в одну секунду через сечение проводника, тем сильнее электрический ток. За единицу силы электрического тока принят один ампер. При электрическом токе в один ампер через каждое сечение проводника проходит в секунду более 6 миллиардов миллиардов электронов. Обычная электрическая лампочка потребляет ток силой в половину ампера, а мотор лифта или станка 30–50 ампер.
В повседневной практике электротехникам приходится включать ток на линиях электропередачи длиной в сотни километров. При этом совершенно невозможно заметить промежуток времени, прошедший с момента включения до «появления» электрического тока на другом конце линии. Нам не приходится ждать, пока зажжётся электрическая лампа. Мы знаем, что она начинает светить сразу же после поворота выключателя.
Тем более странным может показаться утверждение, что поток электронов движется по проводу очень медленно. Например, по нити светящейся лампочки электронный поток за одну секунду проходит путь, равный лишь нескольким миллиметрам. Как объяснить это кажущееся несоответствие?
Обратимся к примеру. Представим себе длинную трубу поршневого насоса, заполненную водой. Если надавить на поршень, то из противоположного конца трубы выльется тотчас некоторое количество воды.
Значит ли это, что из трубы вылились те частицы воды, которые находились непосредственно под поршнем?
Конечно, нет!
Нажатием поршня мы лишь привели в движение всю массу воды, которая заполняет трубу. Отдельные частицы воды двигались, очевидно, со скоростью, равной скорости движения поршня. Наружу вышли те частицы воды, которые находились у выходного конца трубы.
Нечто похожее происходит и в металлическом проводнике со свободными электронами при подключении его к источнику тока. Свободные электроны под действием своеобразного «электрического напора» — электрического напряжения — тотчас начинают упорядоченно двигаться во всех участках проводника. Вот почему при включении лампочки, удалённой даже на десятки километров от электростанции, не приходится ожидать, пока электричество «дойдёт» до лампочки.
Что же заставляет свободные электроны непрерывно следовать вдоль проводника в определённую сторону?
Обратимся снова к примеру. Представим себе два сосуда, соединённых внизу трубкой с краном. Закроем кран и наполним сосуды водой до разных уровней.
Если теперь мы откроем кран, то вода начинает течь из сосуда с более высоким уровнем в сосуд с меньшим уровнем воды. Чем выше уровень воды в сосуде, тем больше её давление на дно сосуда. Разность уровней и есть причина возникновения разности давлений воды у концов соединительной трубки, то-есть силы, заставляющей воду перетекать из одного сосуда в другой. Как только уровни выравниваются, ток воды прекращается.
Приведённый пример помогает нам уяснить причину возникновения электрического тока. Разность уровней воды в сосудах можно уподобить разности «электрических уровней» — напряжению на полюсах источника электрического тока. Момент открывания крана в соединительной трубке соответствует замыканию электрической цепи выключателем.
Следует, однако, подчеркнуть коренное отличие тока жидкости от электрического тока. В первом случае движущая сила — это разность давлений в жидкости, тогда как причиной движения свободных электронов по проводнику служит электрическая сила притяжения электронов к положительно заряженному полюсу источника тока и отталкивание от отрицательно заряженного полюса.
Приходя на положительный полюс источника тока, электроны нейтрализуют его положительный заряд. Понятно, что без постоянного возобновления этого заряда ток тотчас же прекратился бы. Роль любого источника тока в том и состоит, чтобы поддерживать на концах проводника разноимённые заряды, вновь и вновь «перекачивая» на отрицательный полюс электроны, которые пришли на положительный полюс источника под действием электрических сил из внешней цепи. Так, например, в батарейке карманного фонаря это достигается благодаря химическим процессам, протекающим в ней. Отметим, кстати, что и для создания постоянного тока жидкости в сообщающихся сосудах мы также должны всё время перекачивать жидкость из одного сосуда в другой, искусственно поддерживая разность уровней.
Итак, причиной электрического тока в проводнике служит разность электрических уровней полюсов источника тока, к которому присоединён проводник. Эта разность электрических уровней и есть напряжение в цепи. Напряжение измеряется в особых единицах — вольтах.
3. ДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА
Опытным путём установлено, что не все вещества проводят электрический ток.
Фарфор и стекло, разные смолы, пластмассы, слюда, дерево, резина, масло, обычный сухой воздух — очень плохие проводники электричества, их называют
Книга в легкой и доступной форме рассказывает об истории электротехники и немного касается самого начального этапа радиотехники. Автор дает общую картину развития знаний об электричестве, применения этих знаний в промышленности и технике. В книге содержится огромное количество материала, рисующего как древнейшие времена, так и современность с её проблемами науки и техники. В русской литературе — это первая попытка дать читателю систематическое изложение накопленных в течение веков фактов, которые представляют грандиозный путь развития учения об электричестве и его практического применения.
Эта книга – захватывающий триллер, где действующие лица – охотники-ученые и ускользающие нейтрино. Крошечные частички, которые мы называем нейтрино, дают ответ на глобальные вопросы: почему так сложно обнаружить антиматерию, как взрываются звезды, превращаясь в сверхновые, что происходило во Вселенной в первые секунды ее жизни и даже что происходит в недрах нашей планеты? Книга известного астрофизика Рэя Джаявардхана посвящена не только истории исследований нейтрино. Она увлекательно рассказывает о людях, которые раздвигают горизонты человеческих знаний.
Наше здоровье зависит от того, что мы едим. Но как не ошибиться в выборе питания, если число предлагаемых «правильных» диет, как утверждают знающие люди, приближается к 30 тысячам? Люди шарахаются от одной диеты к другой, от вегетарианства к мясоедению, от монодиет к раздельному питанию. Каждый диетолог уверяет, что именно его система питания самая действенная: одни исходят из собственного взгляда на потребности нашего организма, другие опираются на религиозные традиции, третьи обращаются к древним источникам, четвертые видят панацею в восточной медицине… Виктор Конышев пытается разобраться во всем этом разнообразии и — не принимая сторону какой-либо диеты — дает читателю множество полезных советов, а попутно рассказывает, какова судьба съеденных нами генов, какую роль сыграло в эволюции голодание, для чего необходимо ощущать вкус пищи, что и как ели наши далекие предки и еще о многом другом…Виктор Конышев — доктор медицинских наук, диетолог, автор ряда книг о питании.Книга изготовлена в соответствии с Федеральным законом от 29 декабря 2010 г.
Исаак Ньютон возглавил научную революцию, которая в XVII веке охватила западный мир. Ее высшей точкой стала публикация в 1687 году «Математических начал натуральной философии». В этом труде Ньютон показал нам мир, управляемый тремя законами, которые отвечают за движение, и повсеместно действующей силой притяжения. Чтобы составить полное представление об этом уникальном ученом, к перечисленным фундаментальным открытиям необходимо добавить изобретение дифференциального и интегрального исчислений, а также формулировку основных законов оптики.
Петр Ильинский, уроженец С.-Петербурга, выпускник МГУ, много лет работал в Гарвардском университете, в настоящее время живет в Бостоне. Автор многочисленных научных статей, патентов, трех книг и нескольких десятков эссе на культурные, политические и исторические темы в печатной и интернет-прессе США, Европы и России. «Легенда о Вавилоне» — книга не только о более чем двухтысячелетней истории Вавилона и породившей его месопотамской цивилизации, но главным образом об отражении этой истории в библейских текстах и культурных образах, присущих как прошлому, так и настоящему.
Научно-популярный журнал «Открытия и гипотезы» представляет свежий взгляд на самые главные загадки вселенной и человечества, его проблемы и открытия. Никогда еще наука не была такой интересной. Представлены теоретические и практические материалы.
Ежемесячный научно-популярный и научно-художественный журнал.
Воздушную оболочку Земли — атмосферу — образно называют воздушным океаном. Велик этот океан. Еще не так давно люди, живя на его дне, почти ничего не знали о строении атмосферы, о ее различных слоях, о температуре на разных высотах и т. д. Только в XX веке человек начал подробно изучать атмосферу Земли, раскрывать ее тайны. Много ярких страниц истории науки посвящено завоеванию воздушного океана. Много способов изыскали люди для того, чтобы изучить атмосферу нашей планеты. Об основных достижениях в этой области и рассказывается читателю в нашей небольшой книге.
…Люди научились точно учитывать время, когда развилась астрономия — наука о небесных светилах. Только благодаря астрономии мы умеем точно ответить на вопросы: «который час?», «какое сегодня число?», так как эта наука дала правила выверки часов и правила счета дней и годов, то есть то, что называется календарем. Объяснению этих правил и посвящена предлагаемая брошюра.
В брошюре Г. И. Покровского «Наука и техника в современных войнах» говорится о большой роли современной науки и техники в военном деле. Автор рассматривает важнейшие проблемы естественных и технических наук, связанные с военным делом. Брошюра не претендует на полноту освещения затронутых в ней вопросов, на всестороннее их рассмотрение. Автор стремился дать материал для суждений на эту тему, помочь военнослужащим в развитии творческой мысли и в самостоятельной работе по обобщению опыта учебы, воспитания и боевой подготовки, в выработке смелого, верного научного предвидения, чтобы никакие неожиданности не могли застать их врасплох.Брошюра рассчитана на офицеров Советской Армии, Авиации и Флота.
В последние годы развития радиотехники возникло большое число новых применений радио. Этот период, по словам видного советского радиоспециалиста академика А.И. Берга, является «началом эпохи радиоэлектроники, так как именно в эти годы началось широчайшее внедрение радиоэлектронных методов во все отрасли науки, техники и народного хозяйства»…