Теория структуры жизни: ознакомительная версия - [7]
Итак, тема. По проводу «течёт» ток. Это как?
Да очень просто. Применим правильный термин – «проводник». И объясним это ребёнку. Следующими словами. По поверхности проводника, то есть по проводу, «бегут» маленькие твёрдые шарики. Маленькие-маленькие! Твёрдые, чёрненькие и блестящие. Вдоль провода. По самому проводу. По его поверхности. Как на рисунке.
Рис. 1. Эскизный показ электрического тока.
Они «бегут», и если что встретится им на пути, то шарики это будут толкать. И чем больше шариков будет «бежать» тем сильнее они будут толкать всё, что встретится им на пути.
Рис. 2. Палец прикоснётся к проводу, где есть ток. Шарик ударит по пальцу – столкнёт его со своего пути.
Шарики – это ток. А вот количество шариков и определяет силу тока. Силу тока измеряем амперами. Это значит: какое-то количество шариков на единицу площади поверхности проводника (провода) и есть единица силы тока. (Не совсем по-детски…)
Рис. 4. Ток большой силы (много ампер)
Рис. 3. Ток малой силы (мало ампер)
Если использовать не приведённые термины, понятные для детей, а термины специальные, то надо будет сказать: проводимость бывает зарядовая и дырочная. Коротко и ясно. Правда, этой фразы достаточно, чтобы кого-то «поставить в тупик». В том числе и некоторых «профессионалов».
Вернёмся же к простейшим объяснениям. На уровне детей.
Дырки искать не будем. Будем смотреть только на шарики. Шарики «бегут» не прямо. Точнее, прямо, но с колебаниями вправо-влево.
Рис. 5. Эскизный показ напряжения.
Чтобы «бежать» прямо, надо просто «бежать». Но чтобы «бежать» с колебаниями, надо напрягаться. Так «бежать» трудно. И колебания их вправо-влево назовём напряжением. Чуть-чуть колеблются шарики в своём беге – маленькое напряжение. Сильно колеблются – большое напряжение. Большое напряжение или маленькое – этому соответствуют амплитуды их колебаний, насколько шарики колеблются вправо-влево. Напряжение измеряем вольтами.
Но это только начало. Далее можно нарисовать потенциал и разность потенциалов. Это уже чуть посложнее. Кому лень рисовать, может представить в уме. Все представили рисунок «разность потенциалов»? Причём, возражения «я не умею рисовать» не принимаются. Уметь рисовать не надо. Надо просто представить рисунок «потенциал электрического заряда». А потом представить рисунок «разность потенциалов». Это должны (обязаны!) представлять в уме инженеры-электрики. И такие рисунки было бы полезно рисовать в школьной программе обучения. Как элемент простейшего представления предмета. И только потом можно будет понять, что есть поле магнитное, что есть поле электрическое и как они соединяются в электромагнитное поле. Всё это нарисовать, чтобы суметь понять.
Но без первых двух рисунков почти невозможно понять, что «бьёт» человека, ток или напряжение. А с применением рисунков можно объяснить, что если рукой коснуться проводника (провода), где «бегут» шарики с маленьким напряжением, например, в 12 вольт или 36 вольт, то они несильно будут «постукивать» по пальцам, по ладони.
Рис. 6. Прикосновение к проводу с малым напряжением. «Удар» слабый, не больно пальцу. Просто «пощипывание».
Если же напряжение будет большое, скажем в 220 вольт, то колебания шариков будут сильные.
Рис. 7. Прикосновение к проводу с высоким напряжением. «Удар» сильный. Палец ощущает болевой контакт с чем-то невидимым. Больно! Шарик срикошетил и отскочил.
Рис. 8. Прикосновение к проводу с высоким напряжением. «Удар» сильный. Палец ощущает болевой контакт, и боль уходит дальше в руку. Этот момент наглядно показывает, что есть такое «поражение электротоком».
Шарики не просто будут «стукаться» в руку, но некоторые войдут в руку и «побегут» внутри руки, и через ногу «выбегут» в землю. Или через другую руку «выбегут» в стену или во что-то другое, что касается в этот момент рука.
Это очень больно, когда внутри тебя, через руку, сквозь руку «бегут» маленькие-маленькие шарики. А если шариков будет «бежать» очень много (ток силой 0,1А), то рука почернеет и отвалится.
Эти все объяснения очень понятны для первичного объяснения. Для детей. А потом уже можно дать объяснение вторичное, с применением специальных терминов. Школьникам старших классов.
Для полноты картины можно в детском стиле объяснить, что такое сопротивление.
Представьте, что вы берёте иголку и остриём надавливаете на кончик пальца. Кожа прогнётся под остриём, и будет чуть-чуть больно. Но иголка не вонзается в палец, потому что кожа сопротивляется острию. Кожа имеет сопротивление. Надавим сильнее, кожа прогнётся сильнее, и боль будет сильнее. В данном случае кожа прогибается, но сопротивления кожи всё ещё хватает, чтобы не допустить прокола. Но если давить сильнее, если давление иголки будет сильнее, чем сопротивление кожи, то иголка проколет кожу и тогда будет очень-очень больно.
Так и с электрическим током. Наша кожа имеет способность сопротивляться току так же, как и кончику иглы. И сила сопротивления так и называется – сопротивление. Но наша кожа имеет разное сопротивление. Сухую кожу не так просто проколоть иголкой. Надо сильно давить. А если кожа мокрая, например, если вы купаетесь в речке или моетесь в ванной? Мы знаем, что в воде гораздо легче поцарапаться или порезаться. Мокрая кожа имеет сопротивление ниже, чем сухая. Мокрую кожу, если надавить на неё иголкой, очень легко проколоть. Всё это потому, что сопротивление мокрой кожи ниже, чем сопротивление сухой кожи.
