Реферат на тему: Электричество

Оглавление:

У вас нет времени на реферат или вам не удаётся написать реферат? Напишите мне в whatsapp — согласуем сроки и я вам помогу!

В статье «Как научиться правильно писать реферат», я написала о правилах и советах написания лучших рефератов, прочитайте пожалуйста.

Собрала для вас похожие темы рефератов, посмотрите, почитайте:

Введение

Много веков назад люди открыли для себя особые свойства янтаря: при трении в нем создается электрический заряд. Сегодня мы можем смотреть телевизор с помощью электричества, разговаривать с людьми на другом конце света и получать свет и тепло, просто перевернув выключатель. Эксперименты с янтарем, т.е. смолой хвойных деревьев, которые естественным образом окаменелости, проводились древними греками. Они обнаружили, что когда янтарь натирали, он притягивал ворсинки из шерсти, перьев и пыли. Если потереть сильно, например, пластиковой щеткой, куски бумаги начнут прилипать. И если натереть шарик на его конверт, он прилипнет к стене. В результате трения янтаря, пластика и ряда других материалов в них накапливается электрический заряд. Само слово «электрический» происходит от латинского слова electricum, что означает янтарь.

Молния одно из самых зрелищных проявлений электрического заряда, появляется молния и является результатом большого накопления электрических зарядов и облаков. В середине XVIII века один из первых исследователей атмосферного электричества, американский ученый Бенджамин Франклин провел очень опасный эксперимент запуск воздушного змея в бурное небо. Он хотел доказать, что молния является результатом одного и того же электрического заряда, который создается, когда предметы теряются друг о друга,

Если объекты с электрическим зарядом притягивают и удерживают только очень легкие предметы, то магнит может удерживать довольно тяжелые куски железа. По этой причине магниты использовались в древности, например, в компасах.

Электрические заряд

Все атомы окружены облаком электронов, несущим отрицательный () электрический заряд. Электроны движутся вокруг ядра. Ядро имеет тот же суммарный заряд, что и все его электроны, но этот заряд положителен (+) . Обычно положительный и отрицательный заряды аннулируют друг друга, и атом является электрически нейтральным. Но в некоторых веществах некоторые внешние электроны имеют довольно слабые связи со своими атомами. А когда два объекта теряются друг с другом, такие электроны могут высвобождаться и мигрировать к другому объекту. В результате этого сдвига объект становится более богатым электронами, чем должен, и получает отрицательный () заряд. У второго объекта меньше электронов, поэтому он получает положительный (+) заряд. Образующиеся таким образом заряды иногда называют «фрикционным электричеством». Какой из объектов получает положительный или отрицательный заряд, зависит от относительной легкости, с которой электроны движутся в поверхностных слоях двух объектов.

Если протирать полиэтиленовую линию шерстяной тканью, она получит отрицательный заряд, а если протирать органическое стекло, то получится положительный заряд. В любом случае, ткань получает заряд, противоположный заряду вощеного материала.

Электрические заряды влияют друг на друга. Положительные и отрицательные заряды привлекаются друг к другу, а два отрицательных или два положительных заряда отталкиваются. Когда к объекту применяется один отрицательный заряд, отрицательные заряды объекта перемещаются на другой конец линии, а положительные заряды ближе к линии. Положительные и отрицательные заряды линии и объекта притягивают друг друга, и объект остается прикрепленным к линии. Этот процесс называется электростатической индукцией, и говорят, что объект попадает в электростатическое поле лески.

Майкл Фарадей доказал, что фрикционное электричество и электрический ток это одно и то же. Он также доказал, что в металлической ячейке (теперь называемой ячейкой Фарадея) не может существовать электрического поля.

Гром и молния

Грозы обычно происходят летом в жаркую погоду; когда горячий воздух, стекающий с поверхности земли, насыщен влагой, они поднимаются. Когда капли воды и кристаллы льда вращаются в воздушных потоках грозовых облаков, они заряжаются электричеством. Крошечные, положительно заряженные кристаллы льда движутся вверх, а отрицательно заряженные градиенты собираются на дне облака.

Подобно тому, как мелкие объекты притягиваются электростатической индукцией от заряженной лески, заряженное облако притягивается к земле. Отрицательный заряд на нижней стороне облака притягивается положительным зарядом на землю, а между ними образуется сильная искра (молния). Грозовой разряд нагревает воздух и вызывает его расширение, сопровождаемое громовым звуком. Звук движется по воздуху гораздо медленнее, чем свет, поэтому сначала мы видим молнию, а затем слышим гром.

Когда возникает трение, металлы не только легко электризуются, но и очень хорошо проводят электричество. Поэтому, когда металлический предмет находится в руках человека, заряд проходит через человеческое тело. Электричество, вырабатываемое трением, чаще встречается в материалах, которые являются плохими проводниками, таких как стекло, резина, пластик, смола, эти материалы называются изоляторами. Поскольку через них не передается электричество, их называют статическим электричеством. Фарадей также называл это «обычным» электричеством, но в настоящее время мы везде используем электрический (движущийся) ток. Так что теперь это скорее «обычная» вещь.

Если у вас резиновая или пластиковая подошва и вы ходили по ковру, вы почувствуете легкий удар электрическим током при прикосновении к металлической дверной ручке. Это означает, что ваше тело успело зарядиться электричеством, когда вы натираете подошвы ног об ковер,

Иногда человека поражает электрический ток, когда он выходит из машины и закрывает дверь. Скорее всего, он носит одежду из шерсти или хлопка, которую ударило током синтетическое сиденье автомобиля. Если он также имеет резиновую или синтетическую подошву, обладающую изоляционным эффектом, то заряд может выйти только в том случае, если он коснется металлической ручки. Чтобы избежать этого, вы можете попробовать прикоснуться к чемунибудь металлическому внутри автомобиля перед отъездом. Тогда заряд будет снижен, и неприятных эффектов не будет,

Настоящий электрический заряд

Несмотря на то, что описанные выше поражения электрическим током неприятны, они, тем не менее, безопасны для человека. Однако в некоторых случаях электрический заряд, вызванный трением, может привести к аварийным ситуациям. Были случаи, когда гигантские супертанкеры взрывались, когда их топливные баки смывались мощными водометами. Электрические заряды возникают в результате трения капель воды в струе водяной пушки. Этот эффект похож на эффект воздушного потока, состоящего из капель воды, поднимающихся в грозовом облаке. В таких условиях, несмотря на влажную окружающую среду, могут выделяться искры, угрожающие воспламенением паров бензина, оставшихся в баке.

Самолет также может быть электрически заряжен, когда он сталкивается с грозовым облаком или когда шасси натирается о землю во время посадки. В прошлом искры электрических зарядов, накапливавшиеся на поверхности самолета, представляли опасность взрыва. Но сейчас принимаются необходимые меры предосторожности. Например, шины шасси изготовлены из электропроводящего материала. Коронные (разрядные) электроды прикрепляются к концам крыльев самолета, и все электричество собирается на концах крыльев и «распыляется».

Меры безопасности необходимы и при заправке топливом, так как трение, возникающее в потоке бензина, несомненно, может привести к большому заряду. Поэтому бензиновые насосы сделаны из железа.

Электричество, вырабатываемое трением или статическим электричеством, используется человеком различными способами. Частицы сажи, золы и подобных твердых частиц выбрасываются в воздух вместе с дымом от многочисленных растений и затем возвращаются в виде отложений. Благодаря электростатическим фильтрам, установленным в трубах, около 98% твердых частиц могут быть собраны и удалены до того, как они попадут в воздух. Этот процесс называется электростатическим обеспыливанием. В США она предотвращает выброс 20 миллионов тонн сажи в воздух ежегодно. Специальная система распыления используется при покраске автомобилей и самолетов. Однако каждый раз испаряется до 25% краски. Этого можно избежать, сообщив об электрическом потенциале распыляемым частицам. Частицы электролитической краски начинают притягиваться к поверхности автомобиля или самолета и лучше держатся. Экономия от эффективного использования системы опрыскивания превышает затраты на загрузку оборудования.

Эта же технология используется и для порошковой окраски. Электрифицированное покрытие, кажется, прилипает к металлу, а при нагревании поверхности порошковое покрытие образует тонкий, неразрывный слой.

Электрический заряд и порошок также используются в копировальных аппаратах. Текст или рисунок отображается на объективе и должен быть скопирован. Этот чернобелый чертеж переносится на бумагу как чертеж заряженных и нейтральных областей. Когда черный порошок наносится на бумагу, его притягивают только заряженные участки. Затем порошок прикрепляется к бумаге под действием горячего воздуха. Эта техника копирования называется ксерографией. Он также используется в факсимильных аппаратах.

Подвижные грузы

Молния генерирует огромное количество энергии. Возникает пауза до тех пор, пока снова не накопится такой же сильный заряд и не начнет мигать новая молния. Теперь представьте, что вы можете накапливать и разряжать заряды без перерыва. Вы получаете постоянный поток зарядов, который на самом деле является эффектом от аккумулятора хотя количество энергии несравнимо со вспышкой. Работа генераторов на электростанциях основана на том же принципе.

Когда заряды находятся в движении, их поток называется электрическим током. Производство электрического тока требует притока энергии. Обычно энергия вырабатывается в результате химических реакций (как в батареях) или движения (генераторы). Кроме того, энергия может вырабатываться непосредственно из солнечного света или теплового излучения. Это делается с помощью солнечных батарей, которые снабжают электричеством спутники и другое космическое оборудование.

У животных и человека все жизненные процессы регулируются мозгом, который принимает сигналы (нервные импульсы) и посылает их на нервы. И это также требует определенной, хотя и очень маленькой платы. Однако некоторые животные накапливают столько электричества, что могут парализовать или даже убить свою добычу. Например, электрический угорь генерирует разряд 600 вольт, и этого достаточно, чтобы убить рыбу или убить человека очень сильно током,

Напряжение и ток

Следующее описание поможет вам лучше понять, что такое ток и напряжение.

Таким образом, есть два резервуара, соединенных трубой, и вода заливается в один резервуар. Вода заливается до тех пор, пока уровень воды в обоих резервуарах не станет одинаковым. Когда вы поднимаете один резервуар над другим, вода течет из одного резервуара в другой до тех пор, пока уровни снова не станут одинаковыми.

Чем больше разница между уровнями воды в двух резервуарах, тем быстрее течет вода. Скорость перелива воды равна скорости тока. На этой скорости свободные электроны движутся в металлическом проводе. Разница в уровне воды сопоставима с электрическим напряжением. Чем выше напряжение, тем сильнее протекает ток.

Аккумуляторы в фонарях и портативных рациях имеют напряжение от 1,5 до 9 вольт. Точное значение зависит от состава и количества элементов в батарее. В бытовой электросети напряжение составляет от 100 до 240 вольт в зависимости от местоположения.

Источник тока

Первый химический источник энергии был создан около 1800 года итальянским ученым Алессандро Вольта. В одном из своих экспериментов он увлажнил лист промокательной бумаги в соляном растворе и поместил его между медными и цинковыми пластинами. Он обнаружил, что взаимодействие меди и цинка создает электрический заряд в проводе, который их соединяет. Это означало, что во время химической реакции электроны переносились с медной пластины на цинк. Единица токового феномена, способствующего повышению электрического напряжения, была названа в честь ученого Вольта.

Для выработки большего электрического тока требуется более высокое напряжение. Напряжение состоит попеременно из медных и цинковых пластин. Каждая пара была отделена от следующей влажным кружком картона. Эта структура называлась «вольтовым полюсом».

Строго говоря, источником энергии является конструкция из листа любого металла. Вольтовый полюс был фактически первой искусственной электрической батареей. Однако в повседневной жизни все химические источники энергии мы называем «батарейками», независимо от того, состоят ли они из одного или нескольких элементов. Например, батарея (12 вольт) состоит из 6 элементов по 2 вольта каждый. Батарея во фонаре (1,5 вольт) это один элемент.

Аккумуляторы

Существует большое количество различных электрических батарей, но в вашем устройстве всегда есть два фактора. Они обязательно состоят из двух различных химических элементов (например, цинка, меди, углерода и меди, цинка и ртути) и жидкости, разделяющей их (в случае элемента Вольта это соляной раствор). Жидкость называется электролит. Иногда электролит имеет форму пасты для предотвращения утечки.

Наличие различных химических элементов необходимо по той же причине, что и использование различных материалов для производства статического электричества за счет трения. В одном материале электроны движутся с большей свободой и поэтому имеют тенденцию двигаться в другом материале. В электрическом элементе две пластины и жидкость между ними являются электрическими проводниками. Электроны, «высвобожденные» во время химической реакции, могут двигаться без перерыва, там будет только пространство. Таким образом, электрическая цепь становится пространством. Поток электронов может быть остановлен при разрыве цепи. В квартире эту роль берет на себя выключатель.

В батареях, калькуляторах, портативных приемниках и слуховых аппаратах влажная паста действует как электролит. Батареи вырабатывают электричество до тех пор, пока идет химическая реакция.

В дешевых батареях один химический элемент представляет собой резервуар для цинка, а другой угольный электрод. Со временем цинковый резервуар плавится, поэтому внешняя оболочка таких батарей герметично закрывается, чтобы предотвратить утечку содержимого и порчу других вещей. Щелочные батареи с длительным сроком службы содержат те же химические элементы, но другой электролит. В небольших круглых батарейках, используемых в часах, химические пластины состоят из цинка и ртути или окиси цинка и серебра.

Некоторые батареи можно заряжать током в обратном направлении. Эти батареи обычно заряжены никелем и кадмием. Элементы следует заряжать только при правильном напряжении в зарядном устройстве. Никогда не стоит пытаться перезарядить обычную батарею. Аккумуляторы автомобилей и электромобилей содержат жидкость, поэтому они должны находиться только в вертикальном положении. Обычно они работают на свинце и свинцовой пыли и могут перезаряжаться много раз. Электролиты чаще разбавлены серной кислотой, поэтому они обычно герметизируются.

Электромобили бесшумны и не загрязняют воздух (хотя воздух загрязнен электростанциями, поставляющими зарядные устройства). В настоящее время предпринимаются попытки производить аккумуляторные автомобильные батареи, которые легче, чем существующие батареи. Вполне вероятно, что в один прекрасный день появятся перезаряжаемые батареи с пластиковыми элементами.

Электричество и магнетизм

Заряженный объект окружен электрическим полем, которое действует на окружающие предметы подумайте о гребне, о клочках бумаги и пыли, которые его притягивают. Магнит также окружен магнитным полем, которое можно увидеть, когда металлическая стружка находится поблизости. Некоторые свойства электрического и магнитного полей схожи, другие отличаются. Вот несколько примеров.

Магнитные силы намного сильнее электрических. В то же время электрический заряд может передаваться от одного тела или объекта к другому явление, известное как индукция, и магнит распространяет свое действие на другой магнитный материал. Но все может быть электрически заряжено, и магнитные свойства передаются только тем телам, которые могут намагничиваться, например, железо, сталь и некоторые сплавы.

Электрические заряды делятся на парные и отрицательные, магнитные полюса на южный и северный полюса. Однородные заряды отталкиваются, в то время как противоположные заряды притягиваются: отталкиваются одни и те же магнитные полюса и притягиваются противоположные заряды. Однако северный и южный полюса никогда не могут существовать отдельно. Когда магнит разбивается, из разлома образуется новый южный или северный полюс.

Электричество и магнетизм тесно связаны между собой. Когда электрический ток проходит через скрученный провод, он приобретает свойства магнита. А когда проволока обматывается вокруг магнитного материала, она также намагничивается. Но это принцип, лежащий в основе электромагнита.

Когда магнитное поле проходит через катушки проводов и какимто образом изменяется (становится сильнее или слабее или смещается), в них генерируется ток. Взамен ток возвращает магнитное поле в прежнее состояние, создавая собственное магнитное поле.

Электродвигатели и генераторы используют явление, описанное выше электричество производит магнитное поле, а изменения в магнитном поле производят электричество.

Это явление, открытое Фарадеем, также используется в трансформаторах, которые используются для преобразования напряжения в системах электроснабжения и в электронных устройствах, таких как телевизоры и радиоприемники. Трансформаторы работают с переменным током, который проходит через отечественную электросеть. В отличие от тока в батарее, переменный ток движется в двух направлениях вперед и назад, меняя направление со скоростью 50 и 60 раз соответственно (в США 60 раз).

Заключение

Железный сердечник трансформатора имеет две медные обмотки, и переменный ток, протекающий по одной из них, генерирует быстро меняющееся магнитное поле в сердечнике. Это создает переменный ток во второй обмотке. Таким образом, энергия передается от одной обмотки к другой, хотя прямого контакта между ними нет. Их связь чисто магнитная.

Выходное напряжение зависит от количества обмоток в каждой обмотке. Оно может быть выше или ниже входного напряжения. Хотя повышение напряжения «толкает» заряды, их протекание уменьшается, т.е. ток уменьшается. При передаче электроэнергии по высоковольтным линиям трансформатор усиливает напряжение только для снижения тока. Когда электричество подается в домашние хозяйства, трансформатор снижает напряжение.

В простом электродвигателе обмотка намагничена током, а ее обмотки притягиваются к полюсам магнита. Кроме того, двигатель имеет поворотный переключатель, который автоматически изменяет направление тока каждые полоборота.

Этот процесс также работает в обратном направлении: проволока поворачивается и создается натяжение. Таким образом, двигатель становится генератором.

Список литературы

Учебник С.В.Громова «Физика, 10 класс. М.: Разведка.
Энциклопедический словарь для молодых физиков. Ингредиенты. В.А.
Чуянов, М.: Педагогика.
Эллион Л., Уилконс У… Физика. М.: Наука.
Колтун М. Мир физики. Москва.
Источники энергии. Факты, проблемы, решения. М.: Наука и технологии.