Fizica este știința înțelegerii naturii.
Cuvintele "electricitate" și "curent electric" sunt acum familiare fiecărei persoane. Electricitatea este utilizată în casele noastre, în transporturi, în fabrici și fabrici, în agricultură. Dar, pentru a răspunde la întrebarea a ceea ce este un curent electric, trebuie să ne cunoaștem un cerc mare de fenomene numite cele electrice.
Să analizăm mai întâi originea termenului "electricitate".
Dacă frecați un baston de sticlă pe o foaie de hârtie și o aduceți în mână, puteți auzi o cracklare ușoară și în întuneric și vedeți o mică scânteie. În plus, stick-ul dobândește capacitatea de a atrage la el însuși bucăți de hârtie, puf, șarpe subțire de apă. Se observă fenomene similare, de exemplu, atunci când pieptănăm părul uscat. Acest lucru poate fi verificat prin electrificarea pieptenei de plastic (sau a mânerului) și apoi ridicarea acestuia până la o scurgere subțire de apă. Dacă luați un pulover, trageți o pătură din patul dvs. sau mergeți pe un covor, deveniți o asemănare slabă a lui Zeus Thunderer. O scânteie mică de salt ușor, o zgârietură de aer se audă. Într-o zi foarte uscată pe un covor gros, ești un pericol pentru tine și pentru prietenii tăi. Separarea încărcăturilor electrice poate duce la efecte dramatice în natură. Aproape orice substanță care alunecă sau trece prin alte obiecte, capturează sau pierde electroni. Atunci când se întâmplă acest lucru cu picăturile de apă care se ridică sau cad în nori, o parte a norului poate fi încărcată negativ cu privire la cealaltă parte sau la sol. Atunci când concentrația de încărcări într-o anumită regiune devine suficient de ridicată, unele dintre încărcături sunt îndepărtate, formând o cale de conducere către pământ sau către o altă parte a norului. O astfel de descompunere are loc rapid, ridicând temperatura căii conductive spre o valoare când există o strălucire și creând o regiune de înaltă presiune, care, răspândind în toate direcțiile, provoacă tunete.
Toate aceste fenomene se numesc fenomene electrostatice.
M-am interesat de aceste fenomene. Și am decis să studiez mai profund această întrebare. După ce am vizitat biblioteca, am strâns toată literatura disponibilă pe această temă. După ce am citit cărțile, mi-am verificat cunoștințele în practică, după ce am făcut niște experimente simple cu baloane obișnuite.
După ce am umflat un mic balon, am obținut o sursă excelentă de încărcături electrice negative. Mi-am frecat mingea de păr, am descoperit că mingea a început să rămână la corpul pe care-l freca și literalmente la orice altceva, inclusiv cel mai apropiat perete. În acest caz, ca și în multe experimente similare, nu este necesar să frecați obiectele împreună. Separarea încărcărilor electrice are loc și ca urmare a contactului dintre două materiale diferite. Când două corpuri se freacă unul de altul, zona de contact crește pur și simplu.
Și mi-am dat seama că electrificarea corpurilor este strâns legată de structura atomilor. După ce am început să studiez în detaliu structura atomului, mi-am dat seama că atomul joacă un rol important în viața umană.
Electrificarea poate avea loc în mai multe moduri:
Experimentele electrice au fost, de asemenea, conduse de Newton, care a observat dansul electric al bucăților de hârtie plasate sub sticlă plasată pe un inel metalic. Când a frecat sticla, hârtia a fost atrasă de ea, apoi a refăcut. din nou atras, etc. Aceste experimente Newton au fost efectuate încă din 1675.
2. ÎNAPOI (furtunul de cauciuc lovit brusc un obiect masiv și îl aduce la un electroscop)
Gilbert subliniază, cum este electrificarea de frecare: „Ei organisme, care nu strica luciul lor de suprafață și sugerează, de exemplu, o mătase tare, pânză aspră fără urme și de palmier uscat frecat. Tinder este, de asemenea, chihlimbar despre chihlimbar, despre diamant, despre sticlă și multe altele. Acesta este modul în care sunt tratate corpurile electrice. "
Corpurile se freacă unul împotriva celuilalt pentru a mări zona de contact.
În primul rând fluidul electrizanta în timpul fragmentării a fost văzută în Elveția se încadrează în 1786 Din 1913. fenomenul a fost numit efectul baloelectric. Efectul electrificării se observă nu numai în apropierea cascadelor din zone deschise, dar și în peșteri. Încărcați cascade de aer raportate picăturile microscopice de apă și complexe moleculare care, atunci când desprinse din concasarea suprafața apei și sunt transportate în mediu. Efectul cel mai semnificativ al electrificarea aerului este văzută în cele mai mari cascade din lume - Iguazu la granița dintre Brazilia și Argentina (înălțimea apei care se încadrează - 190 m, lățimea fluxului - 1500 m) și Victoria pe râul Zambezi din Africa (înălțimea apei care se încadrează - 133 m, lățimea curentului -1600 m). La cascada Victoria, datorită zdrobirea apei, apare un câmp electric de 25 kV / m. Atunci când apa dulce este zdrobită, o încărcătură negativă trece în aer. Prin urmare, în aerul de lângă cascade, numărul de ioni negativi depășește numărul de ioni pozitivi. O cascadă mică Wuchang-Su în Crimeea raportul dintre ionii negativi la o valoare egală cu pozitiv 6.2.
Pe malurile mărilor, aerul dobândește o încărcătură pozitivă datorită pulverizării apei sărate. Pe suprafața mărilor și a oceanelor, stropirea cu apă începe cu o viteză a vântului mai mare de 10 m / s, când scoici apar pe valuri. Raportul dintre taxele pozitive și costurile negative în aer pe Mările Negre și Azov atinge 2.04 pentru o mare brută, pentru o creștere de 1,48.
Voyage Dzhomolungma N. Zece Sing în 1953, în zona de sud a șeii pe înălțimea vârfului de munte de 7,9 metri deasupra nivelului mării, la -30 ° C, vânt uscat de 25 m / s observate electrificare puternice corturi panza de gheata, introduse una în alta. Spațiul dintre corturi era plin de numeroase scântei electrice.
Mișcarea avalanșelor în munți pe nopți fără lună este uneori însoțită de o strălucire galben-verzui, astfel încât avalansele să devină vizibile. În mod obișnuit, fenomenele de lumină sunt observate în avalanșe care se deplasează de-a lungul suprafeței de zăpadă și nu sunt observate în avalanșele care se mișcă de-a lungul pietrelor. Pe lacurile Antarcticii în timpul nopții polare, uneori există o strălucire când se sparge masele mari de gheață din lac.
Fulgerul alege calea cea mai scurtă spre pământ, așa că ajunge în clădiri sau copaci. Clădirile înalte sunt echipate cu benzi metalice (tije), de-a lungul cărora descărcarea electrică se duce la sol. Acest fulger. Descărcarea de tunuri se îndreaptă spre pământ și înapoi pe aceeași cale. Se întâmplă atât de repede încât ochiul nostru vede doar un singur bliț. Pe drum, fulgerul prăjește aerul, care se extinde rapid, creează un val de sunet. Acest lucru provoacă zgomote. Le auzim după ce vedem fulgerul, pentru că sunetul se răspândește mult mai încet decât lumina. Durata fulgerului poate fi de până la 50 km și curentul de descărcare de gestiune 10-12 mii T - 150 milioane de volți. În laborator, un fulger de 15 m lungime a fost creat la o tensiune de 10 milioane de volți.
CÂND CORPUL ELECTRIC ESTE NECESAR
O iarnă magazin de vizitatori „Lumea Copiilor“ au fost femeie speriat la Moscova, care, potrivit victimelor, „oameni înțepat ingenios ascunse seringă.“ La anchetă sa constatat că nu există o seringă: blana sintetică de blană "înțepată". Ea electrificate prin contactul cu obiectele din jur, iar aerul rece și uscat - izolator, taxele acumulate în haina de blană, ea a început să scânteie, iar scânteile provocate de injectare senzație. În prezent, a existat o creștere a interesului pentru "energia electrică provenită din frecare" - electricitate statică. Principalul motiv pentru acest interes este problema pe care o produce această electricitate pentru cei care uită de siguranță. În secolul trecut, s-au cunoscut efecte nocive ale electricității statice. De exemplu, curele din piele si cauciuc, electrificată pe rolele de rotație, poate fi o sursă de descărcare de gestiune scânteie. Este deosebit de periculos dacă este agățat în aer, prafului combustibil fin (de exemplu, făină): Treci de la o scanteie organism electrificate poate provoca o explozie și foc (Figura 1)
În secolul XX. existența dăunătoare electricității statice sunt observate mai frecvent ca ușor pe larg utilizate electrizeaza substanțe: mase plastice, fibre sintetice, ulei mineral, etc. Electrificarea are loc în viața de zi cu zi, și în orice proces în care există o interacțiune a organismelor care sunt formate din materiale care sunt în mișcare .. dielectrici. O astfel de interacțiune are loc la amestecare, separare, prelucrare, etc ... De exemplu, când se procesează pe o placă de presă din polistirol locuri numai pe acestea sunt încărcate pozitiv, negativ altele (acestea sunt prezentate în ibid verde și galben,., 2). Cu cât viteza procesului tehnologic este mai mare, cu atât este mai mare electrificarea. Acumularea acumulărilor continuă până la apariția unei scurgeri. Pe gluers că lubricates materiale tesatura adezive din cauciuc, materialul de fricțiune al cilindrilor este electrificare lor. Dacă nu eliminați aceste taxe, chiar și o mică scânteie poate provoca un incendiu, deoarece aerul înconjurător este saturat cu vapori de benzină. Cauza exploziei ar putea fi o persoană, la fel ca în contact cu o cârpă încărcată este electrificată și corpul operatorului. Atunci când se deplasează fluidul dielectric în interiorul tubului (de exemplu, atunci când pomparea de combustibil din rezervoarele aeronavei în benzozapravschike) are loc de electrificare și transferul de taxe. Pentru a preveni scurgerea de aprindere și explozie, conductivitatea benzinei a crescut, adăugarea unui compus de crom. Interacțiunea corpurilor electrificate face dificilă efectuarea multor operațiuni tehnologice. De exemplu, electrizarea fibrelor provoacă repulsia lor reciprocă, care interferează cu munca războaielor. Pânza încărcată este dificil de tăiat. Această țesătură, în plus, este foarte murdară datorită atragerii particulelor de praf în ea. Pentru a evita efectele dăunătoare ale electrificării corpurilor în tehnologie, se iau diferite măsuri pentru combaterea acestui fenomen. Principala metodă de reducere a electrificării este legarea la pământ a echipamentului. Cu toate acestea, împământarea nu ajută la utilizarea echipamentelor fabricate din materiale dielectrice. Pentru a face suprafața unor astfel de materiale să conducă mai bine electricitatea, este procesată. De exemplu, curelele de transmisie și benzile transportoare sunt acoperite cu pulbere de grafit sau bronz. În același scop, umiditatea din cameră crește; apoi pe materiale care nu conduc curentul electric, se formează un strat subțire de apă. Apa conține impurități, prin urmare este un conductor de energie electrică. Uneori ionizați aerul. Ioniile se mișcă sub acțiunea forțelor atractive pe suprafețele încărcate, reducând încărcătura lor. În viața de zi cu zi, când se spală hainele, se folosesc diferiți agenți antistatici. Exemplele de mai sus nu sunt exhaustive, desigur, toate cazurile de electrificare dăunătoare organismelor și măsurilor de combatere.
CÂND ORGANELE ELECTRICE UTILIZEAZĂ
Electricitatea statică poate fi un ajutor adevărat al unei persoane dacă studiază legile sale și le folosește în mod corect. În tehnologie, se folosește o metodă, a cărei esență este după cum urmează. Cele mai mici particule solide sau lichide ale materialului intră în câmpul electric, unde sunt; electroni de suprafață „și“ ioni onorează, adică. e. particule dobândi o sarcină și apoi mutați sub influența unui câmp electric. În funcție de echipamentul destinație prin intermediul unor câmpuri electrice de comandă diferit mișcarea particulelor în conformitate cu procesul necesar. Această tehnologie și-a străpuns deja drumul în diferite ramuri ale economiei naționale.
Pictorul fără pensulă. Mutarea transportoare, cum ar fi piese de vopsit caroseriilor, încărcat pozitiv, iar particulele de cerneală conferă o sarcină negativă, și se grăbesc la părțile încărcate pozitiv. Stratul de vopsea pe acesta este subțire, uniform și dens. Într-adevăr, particulele încărcate ale vopselei se resping reciproc - de aici rezultă uniformitatea stratului de culoare. Particulele overclockate de un câmp electric au lovit produsul cu forță - de aici și densitatea de culoare. Consumul de vopsea scade, deoarece este depus doar pe partea respectivă. Metoda de vopsire a produselor în câmpul electric este acum folosită pe scară largă în țara noastră.
Produse afumate electrice. Fumatul este impregnarea produsului cu fum de lemn. Particulele de fum nu numai că dau produselor un gust, ci și le protejează de deteriorare. În timpul fumatului electric, particulele de fum de fum sunt încărcate pozitiv, iar carcasa de pește servește ca un electrod negativ. Particulele de fum încărcate se așează pe suprafața carcasei și sunt parțial absorbite de ea. Toată fumatul electric durează câteva minute; înainte de fumat a fost considerat un proces lung.
Pilot electric. Pentru a obține câmpul electric într-un strat de gramada pe orice material, materialul trebuie să fie legat la pământ, să acopere suprafața adezivă și apoi încărcată prin plasă metalică dispusă deasupra acelei porțiuni de suprafață a scămoșată dor. Vilozități se orienteze rapid în domeniu și sunt distribuite în mod egal, se depun pe adezivul strict perpendicular pe suprafața. Deci, obțineți un strat de acoperire, similar cu piele de catifea sau catifea. Ușor pentru a obține un model multi-colorate, procura o porțiune de diferite culori scame și mai multe template-uri, care, în elektrovorsovaniya acopere unele părți ale produselor unul câte unul. Deci, puteți face covoare multi-colorate.
Cum să prindem praful. Aerul curat este necesar nu numai pentru oameni și în special producția exactă. Toate mașinile din cauza prafului se uzează prematur, iar canalele de răcire cu aer sunt înfundate. În plus, deseori praful care zboară cu gazele reziduale este o materie primă prețioasă. Curățarea gazelor industriale a devenit o necesitate. Practica a arătat că acest câmp electric este bun. tub metalic central set de sârmă, care servește ca unul dintre electrozi este oa doua conductă. Într-un câmp electric, gazul din tub este ionizat. Ionii negativi "se lipesc" de particulele de fum care intră cu gazul prin orificiul de admisie și le încarcă. Sub influența câmpului, aceste particule se deplasează în tub și se fixează pe acesta, iar gazul purificat este trimis la ieșire. Țeava este zguduită din când în când, iar particulele prinse intră în buncăr. Filtrele electrice la centralele termice mari captează 99% din cenușa conținută în gazele de eșapament.
Amestecarea substanțelor. Dacă particulele mici ale unei substanțe sunt încărcate pozitiv și cealaltă este negativă, atunci este ușor să obțineți amestecul lor, unde particulele sunt distribuite uniform. De exemplu, într-o brutărie, acum nu trebuie să faci multă muncă mecanică pentru a frămânța aluatul. Boilele încărcate pozitiv cu făină cu flux de aer sunt introduse în camera unde se întâlnesc cu picături încărcate negativ de apă care conține drojdie. Cerealele de făină și o picătură de apă, care se atrage reciproc, formează un aluat omogen. Există multe alte exemple de utilizare utilă a electrificării statice. Tehnologia bazată pe acest fenomen este convenabilă: fluxul de particule încărcate poate fi controlat prin schimbarea câmpului electric, iar întregul proces este ușor de automatizat.
Există căi și mijloace pentru a face față acumulării încărcăturilor electrice?
Desigur, există. La locul de muncă - este o pregătire temeinică mașini, utilaje, aplicarea de materiale plastice conductive pentru pardoseli, umidificarea, utilizarea diferitelor „convertoare“ (în termeni de producție - inducție, electrice, radioizotop, Electrospray, etc ..).
La domiciliu, pentru a elimina electricitatea statică cu destulă ușurință, crescând umiditatea relativă la 60-70% din apartamente (pentru aceasta umidificatoare electrice pot fi utilizate). Electrificarea eliminate dacă apa, care șterge podele din plastic, se adaugă materiale hidrofile, cum ar fi clorura de calciu și, de asemenea, în cazul în care suprafața electrifiante șterge glicerol. Industria chimică produce acum medicamentul "Antistatic", care elimină încărcătura electrică din îmbrăcămintea sintetică. Când un corp electrificat, cu o suprafață împământată, intră în contact, apare o descărcare electrică.
Influența sa asupra corpului uman este, de asemenea, studiată. Ca urmare a cercetărilor efectuate în Leningrad, sa constatat că curentul de descărcare de 20 microamperi nu provoca modificări fiziologice semnificative în corpul uman, chiar și cu expunere prelungită. Prin urmare, evacuările au loc în casă și în majoritatea proceselor de electrificate prin contactul corpului uman și de la sol, nu sunt periculoase pentru sănătate. Trebuie remarcat faptul că electrificarea lenjeriei sintetice, care apare în timpul șosetelor, este chiar utilă. De exemplu, se știe că lenjeria de clorură de polivinil ajută la tratarea anumitor boli. Câmpurile electrice puternice sunt folosite în medicină atunci când se creează electro-aerosoli. Acestea sunt medicamente sau alte substanțe biologice dispersate într-un câmp electrostatic și având un număr de proprietăți, în mod avantajos le deosebește de picăturile convenționale de aerosoli elektroaerozolya mai puternic sfărâmată mai puțin se lipesc între ele în anumite condiții, ele pătrund mai adânc în plămâni (până la cele mai mici celule pulmonare - alveolelor ), creând în ele rezervele de substanțe medicinale sau biologic active absorbite treptat.
Lista literaturii utilizate:
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: