ما هي الكهرباء؟ تاريخ الاكتشاف. ما هي الكهرباء؟ معلومات عن التيار الكهربائي.

بخلاف ذلك، فإننا جميعًا ندرس موضوعات تتعلق بالكهرباء، لكننا لا نفكر حتى في الأساسيات والعمليات الداخلية لحدوثها.

لن نتعمق في دراسة أصل الكهرباء وحدوثها، لأن... هذا يتطلب جهدًا كبيرًا ويستغرق وقتًا طويلاً، ولكن أعتقد أنه من الضروري مراعاة الأساسيات.

كما تعلمون جميعًا من دورة الفيزياء المدرسية، أو ربما لا تعلمون، فإن جميع الأجسام تتكون مما يلي جزيئات صغيرة جدا:

• مركب
• يتكون الجزيء بدوره من ذرات
• تتكون الذرة من بروتونات ونيوترونات وإلكترونات

إذن، كل من هذه الجسيمات لها شحنتها الكهربائية الخاصة.

يمكن أن تكون الشحنة إيجابية أو سلبية. وبناءً على ذلك، فإن الجسم ذو الشحنة الموجبة ينجذب دائمًا إلى الجسم ذي الشحنة السالبة. والجسمان اللذان يحملان شحنات موجبة أو سالبة يتنافران دائمًا.

الأجسام المشحونة التي تحمل نفس الاسم تتجاذب، والأجسام المشحونة التي تحمل نفس الاسم تتنافر، أي. في هذه اللحظة يمكن ملاحظة ميل حركة هذه الأجسام.

تعتمد شدة وسرعة حركة أصغر الجزيئات في الأجسام على العديد من العوامل التالية:

• درجة حرارة
• تشوه
• احتكاك
• التفاعلات الكيميائية

أصل ونشوء الكهرباء

لقد ذكرت أعلاه أن الذرة تتكون من بروتونات ونيوترونات وإلكترونات. لذا فإن البروتونات (مشحونة بشكل إيجابي) والنيوترونات (مشحونة بشكل محايد) هي نواة الذرة. في الصورة أدناه، انظر مما تتكون الذرة.

تحتوي نواة الذرة دائمًا على شحنة موجبة. النيوترون (الموضح باللون الأحمر) ليس له شحنة كهربائية. بروتون (كما هو موضح أزرق) دائما لديه شحنة موجبة.

تدور حول هذه النواة إلكترونات سالبة الشحنة (كما هو موضح باللون الأزرق)، والتي يمكن أن تكون موجودة في مسافات مختلفة، اعتمادا على مادة المادة. تعتمد المسافة، أو بشكل أكثر دقة، مستوى طاقة الإلكترون، على الطاقة التي يمكن للإلكترون أن يمتصها من الخارج (عادة من الفوتونات) وينبعث منها. ويتم ذلك عن طريق الإلكترونات الموجودة في أغلفة الإلكترون الخارجية (الأبعد عن النواة). إذا "استحوذ" الإلكترون على قدر كبير جدًا من الطاقة، فيمكنه مغادرة الذرة، وهو ما سنناقشه أدناه. أولئك. يحدث تفاعل الذرة مع الذرات الأخرى والجسيمات الأخرى بسبب الإلكترونات الخارجية.

شحن الإلكترون بالضبط يساوي تهمةالبروتون في الحجم وعكسه في الإشارة. ولذلك فإن الذرة ككل محايدة.

تفاعل البروتونات الموجبة للنواة مع الإلكترونات السالبة ليس ثابتًا دائمًا، ومع تحرك الإلكترونات بعيدًا عن النواة، فإنه يتناقص.

أولئك. اتضح أنه يمكننا تغيير عدد الإلكترونات في الذرات.

وطرق التأثير والعوامل المؤثرة على الأجسام التي ذكرتها أعلاه هي الضوء ودرجة الحرارة والتشوه والاحتكاك والتفاعلات الكيميائية المختلفة. الآن دعونا نتحدث عن كل تأثير بمزيد من التفصيل.

ضوء

على سبيل المثال، تحت تأثير الإشعاع الضوئي على مادة ما، يمكن أن تطير الإلكترونات منها، والتي بدورها تصبح مشحونة بشحنة موجبة. تسمى هذه الظاهرة في الفيزياء تأثير الصورة. وسنتحدث عنها في المقالات التالية. لكي لا تفوت مقالات جديدة، اشترك لتلقي إشعارات حول إصدار مقالات جديدة على الموقع.

يعتمد مبدأ تشغيل الخلايا الكهروضوئية على ظاهرة التأثير الكهروضوئي.

درجة حرارة

عند التعرض لمادة (الجسم) درجة حرارة عاليةالإلكترونات المستخرجة من النواة تزيد من سرعة دورانها حول النواة وعند نقطة ما يكون لديها طاقة حركية كافية للانفصال عن النواة. وفي هذه الحالة تصبح الإلكترونات جسيمات حرة ذات شحنة سالبة.

تسمى هذه الظاهرة في الفيزياء انبعاث حراري. يتم استخدام هذه الظاهرة على نطاق واسع. ولكن المزيد عن ذلك في المقالات المستقبلية. ترقبوا التحديثات على الموقع.

تفاعل كيميائي

في التفاعلات الكيميائية، تتشكل الأقطاب الموجبة والسالبة نتيجة لانتقال الشحنة. وهذا ما يعتمد عليه تصميم البطارية.

الاحتكاك والتشوه

عندما تتعرض بعض الأجسام للاحتكاك أو الضغط أو التمدد أو مجرد تشوهها، قد تظهر شحنات كهربائية على سطحها. يطلق الفيزيائيون على هذه الظاهرة اسم التأثير الكهرضغطي، أو باختصار، تأثير كهرضغطية.

القوة الدافعة الكهربائية

ومع كل طريقة من طرق التأثير على الجسم تظهر نتيجة لذلك مصادر صغيرة من قطبين: الإيجابية والسلبية. ولكل من هذه القطبية قيمتها الخاصة، والتي تسمى الإمكانية. ربما سمعتم جميعًا هذا التعبير.

الإمكانات هي الطاقة الكامنة المخزنة لكمية وحدة من الكهرباء تقع عند نقطة معينة الحقل الكهربائي.

لذا، كلما زاد الجهد، زاد الفرق بين القطبين الموجب والسالب. هذا الفرق المحتمل هو القوة الدافعة الكهربائية (EMF).

إذا كانت الدائرة مغلقة، ثم تحت التأثير مصدر المجالات الكهرومغناطيسيةسيظهر تيار كهربائي في الدائرة.

وحدة فرق الجهد هي الفولت. يمكنك قياس فرق الجهد باستخدام الفولتميتر، أو.

ملاحظة. جميع الطرق المذكورة أعلاه لتوليد الكهرباء هي فقط أمثلة صغيرة. وقد خلق الإنسان على أساسها مصادر أكبر للطاقة مثل المولدات والبطاريات وغيرها.

يستخدم هذا المصطلح في المقام الأول لوصف الطاقة الكهربائية، والقوة الكهربائية، والكهرباء نفسها. الطاقة الكهربائية هي أكثر أنواع الطاقة تنوعًا التي تستخدمها البشرية. يتم استخدامه للإضاءة والتدفئة والتبريد والنقل والاتصالات والأغراض اليومية الأخرى.

يتم وصف الكهرباء ببساطة باستخدام نظرية التركيب الذري للمادة. ووفقا لذلك، فإن أصغر وحدة هيكلية للمادة هي. في مركز الذرة توجد النواة، والتي بدورها تتكون من البروتونات والنيوترونات. تمتلك البروتونات طاقة تسمى عادة إيجابية. النيوترونات ليس لها شحنة وتظل مشحونة بشكل محايد. وتدور حولها النوى ذات الشحنة السالبة. عدد الإلكترونات يساوي عدد البروتونات، وبالتالي فإن الذرة لها شحنة محايدة صافية. ومع ذلك، في بعض الحالات، يمكن للذرة أن تكتسب أو تفقد إلكترونات إضافية. وفي هذه الحالة تصبح مشحونة سلبا أو إيجابا ثم تسمى .

سيتم تجربة شحنة كهربائية (أيون) موضوعة بجانب واحد أو أكثر من الآخرين القوى الكهربائية. أحد القوانين الأساسية للكهرباء هو جذب الشحنات المشحونة بشكل مختلف وتنافر الشحنات المشحونة المتشابهة. تسمى المنطقة من الفضاء التي تتفاعل فيها الشحنات مع بعضها البعض. عادة الحقل الكهربائيمصورة على شكل خطوط تسمى خطوط الكهرباء. يوضح هذا الخط الاتجاه الذي ستتبعه الشحنة الموجبة نحو الشحنة السالبة.

عندما تفقد الإلكترونات التي تشكل أي جسم مادي إلكتروناتها، يصبح الجسم مشحونًا بشحنة سالبة. في هذه الحالة، سيتم صده بواسطة الأجسام المشحونة سالبًا وينجذب إلى الأجسام المشحونة بشكل إيجابي.
هناك مصطلح يسمى الكهرباء الساكنة، والتي تحدث عندما يكون لجسم ما شحنة موجبة أو سالبة ولكنه لا يتدفق داخلها أو خارجها. إذا لامس مثل هذا الجسم جسمًا آخر مشحونًا بشحنة محايدة أو موجبة، فسوف يفقد بعضًا أو كل شحنته.
يحدث التيار الكهربائي عندما يكون هناك تدفق للجزيئات المشحونة كهربائيا. غالبًا ما تستخدم الإلكترونات كجسيمات من هذا القبيل. تتكون بعض التيارات الكهربائية من أيونات سالبة وموجبة. وباتفاق عام فإن اتجاه التيار الكهربائي هو الاتجاه المعاكس لحركة الإلكترونات. لديه طاقة يمكن تحويلها إلى حرارة أو ضوء أو أي نوع آخر من الطاقة.
التيار الكهربائي في موصل معدني هو حركة من القطب السالب إلى القطب الموجب. في الاستخدام اليومي اجهزة كهربائيةهناك مليارات ومليارات من الإلكترونات تتدفق كل ثانية. ومع ذلك، تتحرك الإلكترونات الفردية بسرعة حوالي 14 سم فقط في الساعة. قوتهم الرئيسية تكمن في عددهم!
هناك نوعان رئيسيان من التيار: المباشر والمتناوب. يتدفق التيار المباشر في اتجاه واحد ثابت. التيار المتناوبيتدفق بالتناوب في كل اتجاه. في المنزل الشبكة الكهربائيةيتدفق التيار المتردد ويتغير اتجاه حركته 50 مرة في الثانية.
يتمتع التيار المتردد بعدد من المزايا: يمكن تغيير معلماته بسهولة، أي. فمن السهل أن تتحول. بالإضافة إلى ذلك، فإن أجهزة التيار المتردد أسهل بكثير في التصنيع والتصميم من أجهزة التيار المباشر. وفي الوقت نفسه، من الأسهل تخزين جهاز دائم، لذا فإن تلك الأجهزة التي تعمل بالبطاريات والمراكم تعمل بشكل أساسي على العاصمة.
تتدفق بعض المواد بسهولة أكبر من غيرها. بعبارة أخرى مواد مختلفةلديهم مقاومة كهربائية مختلفة. تسمى المواد ذات المقاومة المنخفضة بالموصلات. تعتبر جميع المعادن تقريبًا موصلة للكهرباء لأنه من السهل فقدانها واستلامها. ، والتي لديها أيضًا مقاومة منخفضة، تسمى الشوارد.
جنبا إلى جنب مع الموصلات، هناك العوازل التي لديها ارتفاع المقاومة الكهربائية. وتشمل هذه المطاط والورق والخشب وغيرها الكثير. على الرغم من أن العوازل الكهربائية لا توصل التيار بشكل جيد، إلا أنها تستخدم أيضًا على نطاق واسع في الهندسة الكهربائية. على سبيل المثال، يتم استخدام المواد العازلة لعزل الأسلاك.
المواد التي لها مقاومة بين الموصلات والعوازل تسمى أشباه الموصلات. يتم استخدامها على نطاق واسع في بناء الدوائر الإلكترونية.

كهرباء

كهرباء، شكل من أشكال الطاقة يوجد على شكل شحنات كهربائية ثابتة أو متحركة. يمكن أن تكون الرسوم إيجابية أو سلبية. مثلما تتنافر الشحنات، تتجاذب الشحنات المعاكسة. يتم وصف قوى التفاعل بين الشحنات بواسطة قانون كولوم. عندما تتحرك الشحنات في مجال مغناطيسي، فإنها تتعرض لقوة مغناطيسية، مما يؤدي بدوره إلى إنشاء مجال مغناطيسي معاكس الاتجاه (قوانين فاراداي). الكهرباء والمغناطيسية وجهان مختلفان لنفس الظاهرة، الكهرومغناطيسية. يشكل تدفق الشحنات تيارًا كهربائيًا، وهو في الموصل عبارة عن تدفق من الإلكترونات سالبة الشحنة. لكي ينشأ تيار كهربائي في الموصل، يلزم وجود قوة دافعة كهربائية أو فرق جهد بين طرفي الموصل. التيار الذي يتحرك في اتجاه واحد فقط يسمى التيار المباشر. يتم إنشاء هذا التيار عندما يكون مصدر فرق الجهد هو البطارية. يسمى التيار الذي يغير اتجاهه مرتين في كل دورة بالتناوب. مصدر هذا التيار هو الشبكات المركزية. وحدة التيار هي الأمبير، ووحدة الشحن هي الكولوم، والأوم هي وحدة المقاومة، والفولت هو وحدة القوة الدافعة الكهربائية. الوسيلة الرئيسية لحساب المعلمات دائرة كهربائيةهما قانون أوم وقوانين كيرشوف (حول جمع قيم الجهد والتيار في الدائرة). أنظر أيضا كهرباء, الالكترونيات.

يمكن الحصول على الطاقة الكهربائية باستخدام الحث في المولد؛ الجهد في الملف الأولي يخلق تيارًا متناوبًا في الدائرة الخارجية. يؤدي وجود المحاثة أو السعة (أو كليهما) إلى تحول الطور (A) بين الجهد V والتيار I. ويوضح الشكل أن السعة تسببت في تحول الطور بمقدار 90 درجة، مما أدى إلى متوسط ​​القيمةالطاقة هي 0، على الرغم من أن منحنى الطاقة لا يبدو وكأنه موجة جيبية. يسمى الانخفاض في القدرة P الناجم عن إزاحة الطور بعامل القدرة. إذا تم إزاحة ثلاث مراحل من التيار المتردد عن بعضها البعض، كل منها بمقدار 120 درجة، فإن مجموع قيم التيار أو الجهد الخاص بها سيكون دائمًا مساويًا للصفر (V). وتستخدم هذه التيارات ثلاثية الطور في دوائر قصيرة المحركات الكهربائية غير المتزامنةمع الدوار (C). يحتوي هذا التصميم على ثلاثة مغناطيسات كهربائية تدور في مجال مغناطيسي تم إنشاؤه. يتم إنتاج التيار المتردد أيضًا في الدوائر التذبذبية المغلقة (D) والمفتوحة (E). يتم إنتاج الموجات الكهرومغناطيسية عالية التردد المستخدمة في بعض أنظمة الاتصالات بواسطة هذه الدوائر.

القاموس الموسوعي العلمي والتقني.

المرادفات:

انظر ما هي "الكهرباء" في القواميس الأخرى:

- (من كهرمان الإلكترون اليوناني، لأن الكهرمان يجذب الأجسام الخفيفة). خاصية خاصة لبعض الأجسام تظهر فقط عندما الشروط المعروفةعلى سبيل المثال. عن طريق الاحتكاك أو الحرارة أو التفاعلات الكيميائية، ويظهر ذلك من خلال جذب الولاعة... ... قاموس الكلمات الأجنبية للغة الروسية

الكهرباء والكهرباء، كثيرة. لا، راجع. (الإلكترون اليوناني). 1. المادة الكامنة وراء بنية المادة (المادية). || ظواهر غريبة تصاحب حركة وحركة جزيئات هذه المادة وهي شكل من أشكال الطاقة (تيار كهربائي، الخ)... قاموسأوشاكوفا

مجموعة من الظواهر الناتجة عن وجود وحركة وتفاعل الأجسام المشحونة أو الجسيمات الحاملة الشحنات الكهربائية. العلاقة بين الكهرباء والمغناطيسية هي تفاعل الشحنات الكهربائية الثابتة... ...

- (من كهرمان الإلكترون اليوناني) مجموعة من الظواهر التي يتم فيها الكشف عن وجود وحركة وتفاعل (من خلال مجال كهرومغناطيسي) للجسيمات المشحونة. تعتبر دراسة الكهرباء أحد الفروع الرئيسية للفيزياء. في كثير من الأحيان تحت... ... القاموس الموسوعي الكبير

الجميع يعرف ما هي الكهرباء. هذا قوة رهيبةالذي يعيش في المنفذ، وبدونه لا يمكن للتلفزيون ولا الثلاجة ولا الكمبيوتر العيش. لكن المعرفة شيء والفهم شيء آخر تمامًا. إن سوء الفهم هذا هو الذي يقودنا إلى استدعاء كهربائي لربط المصباح الكهربائي أو تغيير مأخذ التيار، على الرغم من أن أي شخص تقريبًا يمكنه القيام بذلك. ويكفي معرفة أساسيات الكهرباء، على الأقل في الحد الأدنى. بدونها، بالطبع، لا ينبغي عليك إجراء أي تجارب - فهي في الواقع تهدد الحياة.

إذن ما هي الكهرباء؟ من دورة المدرسةويتذكر الفيزيائيون أن هذه هي «الحركة الموجهة للجسيمات سالبة الشحنة تحت تأثير مجال كهربائي». إنه أمر فظيع، حاول أن تفهم ما يعنيه هذا... في الواقع، ليس من الصعب فهمه كما يبدو. يكفي أن نتذكر بنية المادة من نفس دورة الفيزياء.

كما تعلم، فإن أي مادة تتكون من ذرات، وهذه بدورها تتكون من نواة وإلكترونات تدور حولها. هذه بالطبع فكرة مبسطة، لكن هذا يكفي لفهم الكهرباء. لذا، فإن هذه الإلكترونات نفسها هي جسيمات غامضة سالبة الشحنة. عندما "ينفصل" الإلكترون عن ذرته، فإنه يصبح حرا. يمكن أن يحدث هذا، على سبيل المثال، عندما تفاعل كيميائيبين المواد المشحونة بشكل معاكس. لذلك يذهب إلكتروننا الحر إلى ذرة أخرى - "المضيف". والذرة التي فقدت هذا الإلكترون تصبح موجبة الشحنة - لأنها تفتقر إلى الشحنة السالبة. تشكل هذه الذرة جسيمًا موجبًا الشحنة - أيون. لكنه لا يعيش هكذا لفترة طويلة - فسرعان ما يصادف إلكترونًا "ضالًا" آخر، والذي ينتهي به الأمر إلى الاستيلاء عليه. ثم تفقد الذرة إلكترونًا مرة أخرى ويمكن أن يستمر هذا لفترة طويلة جدًا حتى يتم استعادة توازن الشحنات في المادة. على سبيل المثال، تعمل البطاريات العادية وجميع المراكم على هذا المبدأ، حتى في الهواتف المحمولة وأجهزة الكمبيوتر المحمولة المفضلة لدينا.

إن تدفق الإلكترونات هذا، وليس هناك واحد أو اثنين منهم، هو الذي يخلق تيارًا كهربائيًا. وبما أن الإلكترون هو في الأساس جسيم سالب الشحنة، فإن التيار يتدفق من "ناقص" إلى "موجب". بعد كل شيء، "زائد" هو مادة لا تحتوي على ما يكفي من الإلكترونات. لذا فهم يتحركون في هذا الاتجاه. ويسمى الاتصال الإيجابي أيضًا "الصفر"، ويسمى الاتصال السلبي "المرحلة".

يتم قياس حجم أو قوة التيار بالأمبير. هذه القيمة تعني مقدار الشحنة المنقولة بواسطة الإلكترونات. يشير الجهد الكهربائي إلى فرق الجهد الذي يسبب تدفق التيار، ويتم قياسه بالفولت. الآن أصبح هذا المثال واضحا - إذا قمت بخفض الجهد في السلك، فإن القوة الحالية ستزداد. يمكنك أن تتخيله مثل النهر - إذا قمت بتضييقه في مكان واحد، فسوف ينسكب الماء وسيكون هناك المزيد منه، ولكن مع ذلك، سيتدفق كله عبرنا. وبالتالي فإن الشحنة، وبالتالي التيار، سيكونان أكبر مع انخفاض الجهد. في بعض الأحيان يتم زيادة القوة الحالية بشكل خاص، على سبيل المثال، في آلة لحامإنه كبير جدًا - وهذا يسمح لك بإذابة المعدن.

لماذا بعض المواد موصلة للتيار والبعض الآخر لا؟ مرة أخرى، هذا يعتمد على بنية المادة. على سبيل المثال، في المعادن، يتم "ضغط" الذرات معًا بإحكام شديد - وهذا يسمح للإلكترونات بالتجول بسهولة من ذرة إلى أخرى. تقع ذرات الغاز بعيدا عن بعضها البعض، ومسار الإلكترونات الحرة فيها فوضوي، وعددها لا يكاد يذكر. وتسمى هذه المواد سيئة التوصيل بالعوازل. يعد المطاط أحد أفضلها، لذا فإن مقابض جميع الأدوات التي تتلامس مع التيار موجودة الغطاء المطاطي. لنفس السبب، يجب أن يتم العمل تحت التيار باستخدام قفازات مطاطية. ينطبق هذا أيضًا على جميع الأعمال المتعلقة بالأسلاك الكهربائية المنزلية - فالتيار هناك خطير جدًا. حسنًا، إذا كانت لديك شكوك حول معرفتك ومهاراتك، فمن الأفضل أن تكون آمنًا وتتصل بأخصائي، بدلاً من محاولة إصلاح الأجهزة الكهربائية التي تعمل بالتيار الكهربائي بنفسك. ومع ذلك، فإن ثمن المكالمة أقل بكثير من المخاطرة بالحياة.

على الرغم من البساطة الخادعة للتيار الكهربائي، إلا أن جميع خصائصه في الحقيقة ليست مفهومة تمامًا، رغم أنه موجود في كل منزل ونستخدمه يوميًا. في الطبيعة هناك العديد من الظواهر العظيمة بمشاركتها - فقط تذكر البرق. كيف يمكنك تفسير "التصاق" الأشياء بجسم بعض الناس؟ كل ذلك بنفس الكهرباء بالطبع، لكن كيف تنشأ؟ بعد كل شيء، لعقد مقلاة على صدرك، هناك حاجة إلى تيار كبير. لم يتم شرح كل شيء حتى الآن في هذا العلم البسيط والمعقد - فيزياء الكهرباء.

الكهرباء هي شكل مفيد للغاية من أشكال الطاقة. ويتم تحويله بسهولة إلى أشكال أخرى، مثل الضوء أو الحرارة. يمكن أن ينتقل بسهولة عبر الأسلاك. كلمة "الكهرباء" تأتي من كلمة اليونانية"الإلكترون" - "العنبر". عند فرك الكهرمان، يكتسب شحنة كهربائية ويبدأ في جذب قطع الورق. عرفت الكهرباء الساكنة منذ العصور القديمة، ولكن منذ 200 عام فقط تعلم الناس كيفية توليد تيار كهربائي. توفر لنا الكهرباء الحرارة والضوء، كما أنها تشغل مجموعة متنوعة من الآلات، بما في ذلك أجهزة الكمبيوتر والآلات الحاسبة.

ما هي الكهرباء

توجد الكهرباء بسبب الجسيمات التي لها شحنات كهربائية. هناك اتهامات في كل مادة - بعد كل شيء النوى الذريةلها شحنة موجبة، وتدور حولها إلكترونات سالبة الشحنة (انظر مقالة «الذرات والجزيئات»). عادة تكون الذرة متعادلة كهربائيا، ولكن عندما تتخلى عن إلكتروناتها لذرات أخرى، تصبح موجبة الشحنة، والذرة التي تكتسب إلكترونات إضافية تكون مشحونة سلبا. يمكن أن ينقل الاحتكاك شحنة كهربائية إلى بعض الأجسام، ويسمى كهرباء ساكنة. إذا فرك بالونفيما يتعلق بالقافزة الصوفية، ستنتقل بعض الإلكترونات من القافزة إلى الكرة، وستكتسب شحنة موجبة. أصبح القافز الآن مشحونًا بشحنة موجبة وتلتصق به الكرة حيث تتجاذب الشحنات المعاكسة بعضها البعض. تعمل القوى الكهربائية بين الأجسام المشحونة، والأجسام ذات الشحنات المعاكسة (الإيجابية والسلبية) تتجاذب. على العكس من ذلك، فإن الأجسام ذات الشحنات المتماثلة تتنافر. في مولد فان دي غراف، عندما يحتك شريط مطاطي بالأسطوانة، يتم توليد شحنة ثابتة كبيرة. وإذا مس الإنسان القبة وقف شعره.

وفي بعض المواد، مثل المعادن، يمكن للإلكترونات أن تتحرك بحرية. عندما يقوم شيء ما بتحريكها، يتم إنشاء تدفق من الشحنات الكهربائية، يسمى صدمة كهربائية. الموصلات- وهي مواد قادرة على توصيل التيار الكهربائي. إذا كانت المادة لا توصل التيار فإنها تسمى عازل. يعتبر الخشب والبلاستيك من المواد العازلة. لأغراض العزلة التبديل الكهربائيةوضعت في علبة بلاستيكية. عادة ما تكون الأسلاك مصنوعة من النحاس ومغطاة بالبلاستيك للعزل.

تم اكتشاف الكهرباء الساكنة لأول مرة من قبل اليونانيين القدماء منذ أكثر من 2000 عام. في الوقت الحاضر، تُستخدم الكهرباء الساكنة في صنع النسخ والفاكسات والمطبوعات على طابعات الليزر. شعاع الليزر المنعكس عن المرآة يخلق طابعة ليزريةنقطة الشحنات الساكنة. ينجذب الحبر إلى هذه النقاط ويضغط على الورقة.

برق

يحدث البرق بسبب تراكم الكهرباء الساكنة داخله سحابة العاصفةنتيجة احتكاك قطرات الماء وبلورات الجليد ببعضها البعض. وعندما تحتك ببعضها البعض وبقطرات الماء وبلورات الجليد، فإنها تكتسب شحنة. تتجمع القطرات الموجبة الشحنة في الجزء العلوي من السحابة، وتتراكم الشحنة السالبة في الأسفل. تندفع شرارة كبيرة تسمى قائد البرق نحو الأرض نحو نقطة لها شحنة معاكسة. وقبل ظهور القائد، يمكن أن يصل فرق الجهد في المناطق العلوية والسفلية من السحابة إلى 100 مليون فولت. يتسبب القائد في تفريغ الاستجابة، والاندفاع بنفس الطريقة من السحابة. الهواء الموجود داخل هذا التفريغ أكثر سخونة بخمس مرات من سطح الشمس - حيث تصل حرارته إلى 33000 درجة مئوية. يتوسع الهواء الذي يتم تسخينه بواسطة تفريغات البرق بسرعة، مما يؤدي إلى إنشاء موجة هوائية. نحن نعتبره كالرعد.

كهرباء

التيار الكهربائي عبارة عن تيار من الجسيمات المشحونة التي تتحرك من منطقة عالية الجهد الكهربائيإلى منطقة الإمكانات المنخفضة. يتم تحريك الجسيمات بواسطة فرق الجهد، والذي يتم قياسه بـ فولت. لكي يتدفق التيار بين نقطتين، يلزم وجود "طريق" مستمر - دائرة. يوجد فرق محتمل بين قطبي البطارية. إذا قمت بتوصيلها في دائرة، فسوف ينشأ تيار. تعتمد القوة الحالية على فرق الجهد ومقاومة عناصر الدائرة. جميع المواد، حتى الموصلات، توفر بعض المقاومة للتيار وتضعفه. يتم تسمية وحدة التيار أمبير(أ) تكريماً للعالم الفرنسي أندريه ماري أمبير (1775 - 1836).

ل أجهزة مختلفةهناك حاجة إلى نقاط القوة الحالية المختلفة. تقوم الأجهزة الكهربائية، مثل المصابيح الكهربائية، بتحويل الطاقة الكهربائية من التيار إلى أشكال أخرى من الطاقة والحرارة والضوء. يمكن توصيل هذه الأجهزة في دائرة بطريقتين: على التوالي وعلى التوازي. في دائرة السلسلةيمر التيار عبر جميع المكونات بدورها. إذا احترق أحد المكونات، تنفتح الدائرة ويفقد التيار. في الدائرة الموازية، يتدفق التيار عبر عدة مسارات. إذا فشل أحد مكونات الدائرة، يتدفق التيار عبر الفرع الآخر كما كان من قبل.

البطاريات

البطارية عبارة عن مخزن للطاقة الكيميائية التي يمكن تحويلها إلى كهرباء. تسمى البطارية الأكثر شيوعًا المستخدمة في الحياة اليومية العنصر الجاف. أنه يحتوي على بالكهرباء(مادة تحتوي على جسيمات مشحونة قادرة على الحركة). ونتيجة للتفاعل الكيميائي، تنفصل الشحنات المتعاكسة وتنتقل إلى القطبين المتقابلين للبطارية. اكتشف العلماء أن السائل الموجود في جسم الضفدع الميت يعمل كمحلول كهربائي ويوصل الكهرباء.

ابتكر أليساندرو فولتا (1745-1827) أول بطارية في العالم من مجموعة من الأقراص الكرتونية المبللة بالأحماض مع أقراص الزنك والنحاس المحصورة بينها. تم تسمية وحدة الجهد على شرفه. فولت. تسمى البطارية 1.5 فولت بالخلية. تتكون البطاريات الكبيرة من عدة خلايا. تحتوي بطارية 9V على 6 خلايا. تسمى العناصر الجافة العناصر الأولية. عندما يتم استخدام مكونات المنحل بالكهرباء، ينتهي عمر البطارية. العناصر الثانوية- هذه بطاريات يمكن إعادة شحنها. بطارية السيارة- عنصر ثانوي . يتم إعادة شحنه عن طريق التيار المتولد داخل الجهاز. البطاريات الشمسيةيحول الشمس إلى كهرباء. عندما مضاءة ضوء الشمسطبقات السيليكون، تبدأ الإلكترونات الموجودة فيها في التحرك، مما يخلق فرقًا محتملًا بين الطبقات.

الكهرباء في منزلنا

يبلغ الجهد الكهربائي في بعض البلدان 240 فولت، وفي بلدان أخرى 110 فولت. وهذا جهد مرتفع ويمكن أن تكون الصدمة الكهربائية قاتلة. توفر الدوائر المتوازية الكهرباء لأجزاء مختلفة من المنزل. الجميع الأجهزة الإلكترونيةمجهزة الصمامات. يوجد بداخلها أسلاك رفيعة جدًا تذوب وتكسر الدائرة إذا كان التيار مرتفعًا جدًا. كل التوصيل بالتوازيعادة ما يكون له ثلاثة أسلاك: حية وأرضية. يحمل الأولان تيارًا، وهناك حاجة إلى سلك التأريض للسلامة. سوف يقوم بتصريف التيار الكهربائي إلى الأرض في حالة انهيار العزل. عندما يتم توصيل القابس بمنفذ، تتصل الأطراف بالسلك المباشر والسلك المحايد، مما يكمل الدائرة. في بعض البلدان، يتم استخدام المقابس ذات الموصلين، دون التأريض (انظر الشكل).