Статическое электричество википедия. История открытия электричества: от древних времен до современности — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Когда было открыто электричество. Кто внес вклад в развитие электротехники. Основные этапы и ключевые изобретения в истории электричества. Как менялись представления об электрических явлениях с течением времени.

Содержание

Первые наблюдения электрических явлений в древности

Люди сталкивались с проявлениями электричества с древнейших времен, но долгое время не могли объяснить их природу. Древние греки еще в 600 году до н.э. обнаружили, что янтарь при трении приобретает способность притягивать легкие предметы. Это явление получило название «электрон» (от греческого слова «янтарь»). Также были известны электрические рыбы, способные генерировать разряды.

Какие электрические явления были известны в древности?

Притяжение легких предметов к натертому янтарю
Разряды электрических рыб (скатов, сомов)
Статическое электричество при трении шерсти и меха
Молнии во время грозы

Первые научные исследования электричества в XVII-XVIII веках

Систематическое изучение электрических явлений началось в XVII веке. Английский ученый Уильям Гилберт впервые ввел термин «электрический» и описал притяжение наэлектризованных тел. В 1729 году Стивен Грей обнаружил, что электричество может передаваться на расстояние по проводникам. Бенджамин Франклин в 1752 году доказал электрическую природу молнии с помощью знаменитого опыта с воздушным змеем.

Кто из ученых внес вклад в изучение электричества в XVII-XVIII веках?

Уильям Гилберт — ввел термин «электрический», описал электростатическое притяжение
Отто фон Герике — создал первый электростатический генератор
Стивен Грей — открыл передачу электричества по проводникам
Бенджамин Франклин — доказал электрическую природу молнии
Шарль Дюфе — открыл существование двух типов электричества

Важнейшие открытия в области электричества в XIX веке

XIX век стал периодом бурного развития электротехники. В 1800 году Алессандро Вольта изобрел первый химический источник тока — вольтов столб. Ханс Кристиан Эрстед в 1820 году обнаружил связь между электричеством и магнетизмом. Майкл Фарадей открыл явление электромагнитной индукции, ставшее основой для создания электрогенераторов. Джеймс Клерк Максвелл разработал теорию электромагнитного поля.

Какие важнейшие открытия в области электричества были сделаны в XIX веке?

Изобретение химического источника тока (вольтова столба)
Открытие связи между электричеством и магнетизмом
Обнаружение явления электромагнитной индукции
Создание теории электромагнитного поля
Изобретение электрической лампы накаливания

Начало эпохи практического применения электричества

Во второй половине XIX века начинается широкое практическое применение электричества. В 1866 году Вернер фон Сименс создает первый электрогенератор с самовозбуждением. Томас Эдисон в 1879 году изобретает долговечную лампу накаливания. Никола Тесла разрабатывает систему переменного тока. К концу века электричество начинает использоваться для освещения, работы двигателей и других целей.

Когда началось массовое практическое применение электричества?

1860-е годы — появление первых промышленных электрогенераторов
1870-е годы — создание электрического освещения
1880-е годы — разработка систем передачи электроэнергии
1890-е годы — начало электрификации городов и промышленности

Развитие электротехники в XX веке

В XX веке электричество становится основой современной цивилизации. Создаются мощные электростанции и линии электропередач. Появляются новые области применения электричества — радио, телевидение, компьютерная техника. Развивается атомная энергетика. Открытие сверхпроводимости и полупроводников приводит к созданию новых классов электронных устройств.

Каковы основные достижения электротехники в XX веке?

Массовая электрификация промышленности и быта
Создание мощных электростанций разных типов
Развитие радиоэлектроники и вычислительной техники
Открытие и применение сверхпроводимости
Разработка полупроводниковых технологий

Современные тенденции развития электроэнергетики

В XXI веке продолжается совершенствование способов получения, передачи и использования электроэнергии. Активно развиваются технологии возобновляемых источников энергии — солнечные батареи, ветрогенераторы. Ведутся работы по созданию управляемого термоядерного синтеза. Разрабатываются новые типы аккумуляторов и систем накопления энергии. Внедряются «умные сети» для оптимизации энергопотребления.

Каковы основные направления развития электроэнергетики в XXI веке?

Развитие возобновляемых источников энергии
Повышение эффективности передачи и распределения электроэнергии

Создание новых типов накопителей энергии
Разработка технологий управляемого термоядерного синтеза
Внедрение интеллектуальных систем управления энергопотреблением

Ключевые фигуры в истории изучения электричества

За всю историю изучения электричества множество выдающихся ученых внесли вклад в развитие этой области науки и техники. Их открытия и изобретения заложили основу современной электротехники и изменили мир. Некоторые из них стали поистине легендарными фигурами, чьи имена знает каждый.

Кто из ученых сделал наиболее значимый вклад в развитие учения об электричестве?

Уильям Гилберт — основоположник учения об электричестве и магнетизме
Бенджамин Франклин — исследовал атмосферное электричество
Алессандро Вольта — изобрел первый химический источник тока
Майкл Фарадей — открыл электромагнитную индукцию
Джеймс Максвелл — создал теорию электромагнитного поля
Томас Эдисон — изобрел лампу накаливания и другие устройства

Никола Тесла — разработал систему переменного тока

Статичное электричество — Static electricity

Контакт с предметным стеклом оставил волосы этого ребенка положительно заряженными, так что отдельные волоски отталкивались друг от друга. Волосы также можно притягивать к отрицательно заряженной поверхности скольжения.

Статическое электричество — это дисбаланс электрических зарядов внутри или на поверхности материала. Заряд сохраняется до тех пор, пока он не сможет уйти с помощью электрического тока или электрического разряда . Статическое электричество названо в отличие от текущего электричества , которое течет по проводам или другим проводникам и передает энергию .

Статический электрический заряд может возникать всякий раз, когда две поверхности соприкасаются, изнашиваются и разделяются, и по крайней мере одна из поверхностей имеет высокое сопротивление электрическому току (и, следовательно, является электрическим изолятором ). Эффекты статического электричества знакомы большинству людей, потому что люди могут чувствовать, слышать и даже видеть искру, поскольку избыточный заряд нейтрализуется при приближении к большому электрическому проводнику (например, пути к земле) или области с избыточный заряд противоположной полярности (положительный или отрицательный). Знакомое явление статического разряда, а точнее, электростатического разряда, вызвано нейтрализацией заряда.

Причины

Материалы состоят из атомов, которые обычно электрически нейтральны, потому что они содержат равное количество положительных зарядов ( протонов в их ядрах ) и отрицательных зарядов ( электронов в « оболочках », окружающих ядро). Явление статического электричества требует разделения положительных и отрицательных зарядов. Когда два материала находятся в контакте, электроны могут перемещаться от одного материала к другому, что оставляет избыток положительного заряда на одном материале и равный отрицательный заряд на другом. Когда материалы разделены, они сохраняют этот дисбаланс заряда.

Контактно-индуцированное разделение зарядов

Электроны могут обмениваться между материалами при контакте; материалы со слабосвязанными электронами имеют тенденцию терять их, в то время как материалы с редко заполненными внешними оболочками имеют тенденцию их приобретать. Это называется трибоэлектрическим эффектом и приводит к тому, что один материал заряжается положительно, а другой — отрицательно. Полярности и сила заряда на материал , как только они разделены в зависимости от их относительных позиций в трибоэлектрической серии . Трибоэлектрический эффект является основной причиной статического электричества, наблюдаемого в повседневной жизни и в обычных школьных научных демонстрациях, включающих трение различных материалов друг о друга (например, мех об акриловый стержень). Разделение зарядов, вызванное контактом, заставляет ваши волосы встать дыбом и вызывает « статическое прилипание » (например, воздушный шар, тертый о волосы, становится отрицательно заряженным; когда он приближается к стене, заряженный воздушный шар притягивается к положительно заряженным частицам в стене, и может «цепляться» за него, словно подвешенный против силы тяжести).

Разделение заряда под давлением

Приложенное механическое напряжение вызывает разделение зарядов в определенных типах кристаллов и молекул керамики .

Разделение заряда под действием тепла

Нагревание вызывает разделение зарядов в атомах или молекулах определенных материалов. Все пироэлектрические материалы также являются пьезоэлектрическими. Атомные или молекулярные свойства реакции на нагревание и давление тесно связаны.

Разделение заряда, вызванное зарядом

Заряженный объект, приближенный к электрически нейтральному объекту, вызывает разделение заряда внутри нейтрального объекта. Заряды одной полярности отталкиваются, а заряды противоположной полярности притягиваются. Поскольку сила из-за взаимодействия электрических зарядов быстро спадает с увеличением расстояния, влияние более близких (противоположных полярностей) зарядов больше, и два объекта ощущают силу притяжения. Эффект наиболее выражен, когда нейтральный объект является электрическим проводником, поскольку заряды более свободно перемещаются. Тщательное заземление части объекта с разделением зарядов может постоянно добавлять или удалять электроны, оставляя объект с глобальным постоянным зарядом. Этот процесс является неотъемлемой частью работы генератора Ван де Граафа , устройства, обычно используемого для демонстрации эффектов статического электричества.

Удаление и профилактика

Удаление или предотвращение накопления статического заряда может быть таким же простым, как открыть окно или использовать увлажнитель, чтобы увеличить содержание влаги в воздухе, сделав атмосферу более проводящей. Ионизаторы воздуха могут выполнять ту же задачу.

Предметы, которые особенно чувствительны к статическому разряду, можно обработать антистатическим средством , которое добавляет проводящий поверхностный слой, обеспечивающий равномерное распределение любого избыточного заряда. Смягчители ткани и сушилки для белья, используемые в стиральных машинах и сушилках для одежды, являются примером антистатического агента, используемого для предотвращения и устранения статического электричества .

Многие полупроводниковые устройства, используемые в электронике, особенно чувствительны к статическому разряду. Для защиты таких компонентов обычно используются токопроводящие антистатические пакеты . Люди, работающие в цепях, содержащих эти устройства, часто заземляют себя токопроводящим антистатическим браслетом .

На промышленных предприятиях, например, на заводах по производству красок или муки, а также в больницах, иногда используются антистатические защитные ботинки , чтобы предотвратить накопление статического заряда из-за контакта с полом. Эта обувь имеет подошву с хорошей проводимостью. Не следует путать антистатическую обувь с изолирующей обувью, которая дает прямо противоположное преимущество — некоторую защиту от серьезных ударов электрическим током от сетевого напряжения .

Статический разряд

Искра, связанная со статическим электричеством, вызывается электростатическим разрядом или просто статическим разрядом, поскольку избыточный заряд нейтрализуется потоком зарядов от или к окружающей среде.

Ощущение поражения электрическим током возникает из-за раздражения нервов, когда нейтрализующий ток проходит через тело человека. Энергия, накопленная в виде статического электричества на объекте, варьируется в зависимости от размера объекта и его емкости , напряжения, которым он заряжен, и диэлектрической проницаемости окружающей среды. Для моделирования воздействия статического разряда на чувствительные электронные устройства человек представлен в виде конденсатора емкостью 100 пикофарад , заряженного до напряжения от 4000 до 35000 вольт. При прикосновении к объекту эта энергия разряжается менее чем за микросекунду. Хотя общая энергия мала, порядка миллиджоулей , она все же может повредить чувствительные электронные устройства. Более крупные объекты будут накапливать больше энергии, что может быть непосредственно опасным для контакта с человеком или может вызвать искру, которая может воспламенить горючий газ или пыль.

Молния

Естественный статический разряд

Молния — яркий естественный пример статического разряда. Хотя детали неясны и остаются предметом споров, считается, что начальное разделение зарядов связано с контактом между частицами льда в грозовых облаках. Как правило, значительное накопление заряда может сохраняться только в областях с низкой электропроводностью (очень мало зарядов свободно перемещается в окружающей среде), поэтому поток нейтрализующих зарядов часто возникает в результате разрыва нейтральных атомов и молекул в воздухе с образованием отдельных положительных и отрицательные заряды, которые движутся в противоположных направлениях как электрический ток, нейтрализуя первоначальное накопление заряда. Статический заряд в воздухе обычно разрушается таким образом при напряжении около 10 000 вольт на сантиметр (10 кВ / см) в зависимости от влажности. Разряд перегревает окружающий воздух, вызывая яркую вспышку, и производит ударную волну, вызывающую щелкающий звук. Молния — это просто увеличенная версия искр, наблюдаемых в большинстве случаев статического разряда в быту. Вспышка возникает из-за того, что воздух в разрядном канале нагревается до такой высокой температуры, что излучает свет за счет накаливания . Удар грома является результатом ударной волны, создаваемой взрывным расширением перегретого воздуха.

Электронные компоненты

Многие полупроводниковые устройства, используемые в электронике, очень чувствительны к наличию статического электричества и могут быть повреждены статическим разрядом. Использование антистатического ремешка обязательно для исследователей, манипулирующих наноустройствами. Дополнительные меры предосторожности можно принять, сняв обувь с толстой резиновой подошвой и постоянно оставаясь на металлической поверхности.

Накопление статического заряда в текучих легковоспламеняющихся и горючих материалах

Статическое электричество — серьезная опасность при заправке самолета.

Разряд статического электричества может создать серьезную опасность в тех отраслях, которые имеют дело с горючими веществами, где небольшая электрическая искра может воспламенить взрывоопасные смеси.

Текущее движение тонкоизмельченных веществ или жидкостей с низкой проводимостью в трубах или посредством механического перемешивания может привести к накоплению статического электричества. Поток гранул материала, такого как песок, по пластиковому желобу может переносить заряд, который можно легко измерить с помощью мультиметра, подключенного к металлической фольге, покрывающей желоб через определенные промежутки, и может быть примерно пропорционален потоку твердых частиц. Пылевые облака из мелкодисперсных веществ могут стать горючими или взрывоопасными. Когда есть статический разряд в облаке пыли или пара, произошли взрывы. Среди крупных промышленных инцидентов: силос для зерна на юго-западе Франции, завод по окраске в Таиланде, завод по производству формованных изделий из стекловолокна в Канаде, взрыв резервуара для хранения в Гленпуле , штат Оклахома, в 2003 году, а также операция по наполнению переносного резервуара и резервуарный парк в Де-Мойне , штат Айова, и Вэлли-центр, штат Канзас, 2007 год.

Способность жидкости сохранять электростатический заряд зависит от ее электропроводности. Когда жидкости с низкой проводимостью протекают по трубопроводам или механически перемешиваются, происходит контактное разделение заряда, называемое электризацией потока . Жидкости, имеющие низкую электропроводность (ниже 50 пикосименс на метр), называются аккумуляторами. Жидкости, имеющие проводимость выше 50 пСм / м, называются неаккумуляционными. В неаккумуляторных батареях заряды рекомбинируют так же быстро, как и разделяются, и, следовательно, накопление электростатического заряда незначительно. В нефтехимической промышленности рекомендуется минимальное значение электропроводности 50 пСм / м для адекватного удаления заряда из жидкости.

Керосины могут иметь проводимость от менее 1 пикосименса на метр до 20 пСм / м. Для сравнения, деионизированная вода имеет проводимость около 10 000 000 пСм / м или 10 мкСм / м.

Трансформаторное масло является частью системы электрической изоляции больших силовых трансформаторов и других электрических устройств. Повторное заполнение большого оборудования требует мер предосторожности против электростатического заряда жидкости, который может повредить чувствительную изоляцию трансформатора.

Важным понятием для изоляционных жидкостей является время статической релаксации. Это похоже на постоянную времени τ (тау) в RC-цепи . Для изоляционных материалов это отношение статической диэлектрической проницаемости к электропроводности материала. Для углеводородных жидкостей это иногда приблизительно определяется путем деления числа 18 на электропроводность жидкости. Таким образом, жидкость с электропроводностью 1 пСм / м имеет расчетное время релаксации около 18 секунд. Избыточный заряд в жидкости почти полностью рассеивается по истечении времени релаксации, в четыре-пять раз превышающего время релаксации, или 90 секунд для жидкости в приведенном выше примере.

Образование заряда увеличивается при более высоких скоростях жидкости и большем диаметре трубы, становясь весьма значительным в трубах 8 дюймов (200 мм) или больше. Генерация статического заряда в этих системах лучше всего контролируется ограничением скорости жидкости. Британский стандарт BS PD CLC / TR 50404: 2003 (ранее BS-5958-Часть 2) Свод правил по контролю нежелательного статического электричества предписывает пределы скорости потока в трубе. Поскольку содержание воды оказывает большое влияние на диэлектрическую проницаемость жидкости, рекомендуемая скорость для углеводородных жидкостей, содержащих воду, должна быть ограничена до 1 метра в секунду.

Соединение и заземление — обычные способы предотвращения накопления заряда. Для жидкостей с электропроводностью ниже 10 пСм / м связывание и заземление недостаточно для рассеивания заряда, и могут потребоваться антистатические добавки.

Заправочные операции

Текущее движение горючих жидкостей, таких как бензин, внутри трубы может накапливать статическое электричество. Неполярные жидкости, такие как бензин , толуол , ксилол , дизельное топливо , керосин и легкая сырая нефть, проявляют значительную способность к накоплению заряда и удержанию заряда во время высокоскоростного потока. Электростатические разряды могут воспламенить пары топлива. Когда энергия электростатического разряда достаточно высока, он может воспламенить смесь паров топлива и воздуха. Различные виды топлива имеют разные пределы воспламеняемости и требуют разного уровня энергии электростатического разряда для воспламенения.

Электростатический разряд при заправке бензином представляет серьезную опасность на заправочных станциях . Возгорались также пожары в аэропортах при заправке самолетов керосином. Новые технологии заземления, использование токопроводящих материалов и добавление антистатических добавок помогают предотвратить или безопасно рассеять накопление статического электричества.

Одно только проточное движение газов в трубах создает небольшое статическое электричество, если оно вообще есть. Предполагается, что механизм генерации заряда возникает только тогда, когда твердые частицы или капли жидкости переносятся в потоке газа.

В освоении космоса

Из-за чрезвычайно низкой влажности во внеземных средах могут накапливаться очень большие статические заряды, что создает серьезную опасность для сложной электроники, используемой в космических аппаратах. Статическое электричество , как полагают, особую опасность для космонавтов на запланированные полеты на Луну и Марс . Ходьба по очень сухой местности может привести к накоплению значительного количества заряда; протянуть руку, чтобы открыть воздушный шлюз по возвращении, может вызвать сильный статический разряд, потенциально повреждающий чувствительную электронику.

Растрескивание озона

Статический разряд в присутствии воздуха или кислорода может создавать озон . Озон может разрушить резиновые детали. Многие эластомеры чувствительны к растрескиванию озоном . Воздействие озона приводит к возникновению глубоких проникающих трещин в таких важных компонентах, как прокладки и уплотнительные кольца . Топливопроводы также подвержены проблеме, если не будут приняты профилактические меры. Профилактические меры включают добавление в резиновую смесь антиозонантов или использование озоностойкого эластомера. Пожары из-за треснувших топливопроводов были проблемой для транспортных средств, особенно в моторных отсеках, где электрооборудование может вырабатывать озон.

Задействованные энергии

Энергия, выделяемая при разряде статического электричества, может изменяться в широком диапазоне. Энергию в джоулях можно рассчитать, исходя из емкости ( C ) объекта и статического потенциала V в вольтах (В) по формуле E = ½ CV ² . Один экспериментатор оценивает емкость человеческого тела в 400 пикофарад и разряд в 50 000 вольт, разряженный, например, при прикосновении к заряженному автомобилю, создающий искру с энергией 500 миллиджоулей. Другая оценка составляет 100–300 пФ и 20 000 вольт, что дает максимальную энергию 60 мДж. В стандарте IEC 479-2 : 1987 говорится, что разряд с энергией более 5000 мДж представляет прямой серьезный риск для здоровья человека. В стандарте IEC 60065 указано, что потребительские товары не могут разрядить человека более 350 мДж.

Максимальный потенциал ограничен примерно 35-40 кВ из-за коронного разряда, рассеивающего заряд при более высоких потенциалах. Потенциалы ниже 3000 вольт обычно не обнаруживаются людьми. Максимальный потенциал, обычно достигаемый на человеческом теле, находится в диапазоне от 1 до 10 кВ, хотя в оптимальных условиях может быть достигнуто до 20-25 кВ. Низкая относительная влажность увеличивает накопление заряда; ходьба 20 футов (6 м) по виниловому полу при относительной влажности 15% вызывает повышение напряжения до 12 кВ, в то время как при влажности 80% напряжение составляет всего 1,5 кВ.

Даже 0,2 миллиджоулей могут представлять опасность возгорания; такая низкая энергия искры часто ниже порога зрительного и слухового восприятия человека.

Типичные энергии воспламенения:

0,017 мДж для водорода ,
0,2–2 мДж для паров углеводородов ,
1–50 мДж для мелкой легковоспламеняющейся пыли,
40–1000 мДж для крупной легковоспламеняющейся пыли.

Энергия, необходимая для повреждения большинства электронных устройств, составляет от 2 до 1000 наноджоулей.

Относительно небольшая энергия, часто всего 0,2–2 миллиджоуля, требуется для воспламенения горючей смеси топлива и воздуха. Для обычных промышленных углеводородных газов и растворителей минимальная энергия воспламенения, необходимая для воспламенения паровоздушной смеси, является самой низкой для концентрации пара примерно посередине между нижним пределом взрываемости и верхним пределом взрываемости и быстро увеличивается по мере отклонения концентрации от этот оптимум в обе стороны. Аэрозоли легковоспламеняющихся жидкостей могут воспламениться при температуре значительно ниже их точки вспышки . Как правило, жидкие аэрозоли с размером частиц менее 10 микрометров ведут себя как пары, а частицы размером более 40 микрометров ведут себя больше как легковоспламеняющаяся пыль. Типичные минимальные воспламеняющиеся концентрации аэрозолей составляют от 15 до 50 г / м ³ . Точно так же наличие пены на поверхности легковоспламеняющейся жидкости значительно увеличивает воспламеняемость. Аэрозоль горючей пыли также может воспламениться, что приведет к взрыву пыли ; нижний предел взрываемости обычно составляет от 50 до 1000 г / м ³ ; Более мелкая пыль имеет тенденцию быть более взрывоопасной и требует меньше энергии искры для зажигания. Одновременное присутствие легковоспламеняющихся паров и легковоспламеняющейся пыли может значительно снизить энергию воспламенения; всего 1 об.% пропана в воздухе может снизить требуемую энергию воспламенения пыли в 100 раз. Содержание кислорода в атмосфере выше нормы также значительно снижает энергию воспламенения.

Существует пять типов электрических разрядов :

Искра , ответственная за большинство промышленных пожаров и взрывов, связанных со статическим электричеством. Искры возникают между объектами с разными электрическими потенциалами. В качестве профилактических мер используются хорошее заземление всех частей оборудования и меры предосторожности против накопления заряда на оборудовании и персонале.
Щеточный разряд происходит от непроводящей заряженной поверхности или сильно заряженных непроводящих жидкостей. Энергия ограничена примерно 4 миллиджоулями. Чтобы быть опасным, задействованное напряжение должно быть выше примерно 20 киловольт, полярность поверхности должна быть отрицательной, в точке разряда должна присутствовать воспламеняющаяся атмосфера, а энергия разряда должна быть достаточной для воспламенения. Кроме того, поскольку поверхности имеют максимальную плотность заряда, должна быть задействована площадь не менее 100 см ² . Это не считается опасностью для пылевых облаков.
Распространение кистевого разряда высокоэнергетично и опасно. Возникает, когда изолирующая поверхность толщиной до 8 мм (например, тефлоновая или стеклянная облицовка заземленной металлической трубы или реактора) подвергается накоплению большого заряда между противоположными поверхностями, действуя как конденсатор большой площади.
Конусный разряд , также называемый разрядом с объемной щеткой , происходит над поверхностями заряженных порошков с сопротивлением выше 10 ¹⁰ Ом или также глубоко в массе порошка. Конусные выбросы обычно не наблюдаются при объемах пыли менее 1 м ³ . Затрачиваемая энергия зависит от размера зерна порошка и величины заряда и может достигать 20 мДж. Большие объемы пыли производят более высокую энергию.
Коронный разряд считается неопасным.

Смотрите также

внешняя ссылка

Электризация — это… Что такое Электризация?

Статическое электричество — явление, при котором на поверхности и в объёме диэлектриков, проводников и полупроводников возникает и накапливается свободный электрический заряд.

Статическое электричество — совокупность явлений, связанных с возникновением, сохранением и релаксацией свободного электрического заряда на поверхности или в объеме диэлектриков или на изолированных проводниках. (ГОСТ 12.1.018-93 «Пожаровзрывобезопасность статического электричества»)

Происхождение

Электризация диэлектриков трением может возникнуть при соприкосновении двух разнородных веществ из-за различия атомных и молекулярных сил (из-за различия работы выхода электрона из материалов). При этом происходит перераспределение электронов (в жидкостях и газах ещё и ионов) с образованием на соприкасающихся поверхностях электрических слоёв с противоположными знаками электрических зарядов. Фактически атомы и молекулы одного вещества отрывают электроны от другого вещества.

Полученная разность потенциалов соприкасающихся поверхностей зависит от ряда факторов – диэлектрических свойств материалов, значения их взаимного давления при соприкосновении, влажности и температуры поверхностей этих тел, климатических условий. При последующем разделении этих тел каждое из них сохраняет свой электрический заряд, а с увеличением расстояния между ними за счет совершаемой работы по разделению зарядов, разность потенциалов возрастает и может достигнуть десятков и сотен киловольт.

Электрические разряды могут взаимно нейтрализовываться вследствие некоторой электропроводности влажного воздуха. При влажности воздуха более 85% статическое электричество практически не возникает.

Молнии

В результате движения воздушных потоков, насыщенных водяными парами, образуются грозовые облака, являющиеся носителями статического электричества. Электрические разряды образуются между разноименными заряженными облаками или, чаще, между заряженным облаком и землей. При достижении определенной разности потенциалов происходит разряд молнии между облаками или на земле. Для защиты от молний устанавливаются молниеотводы, проводящие разряд напрямую в землю.

Помимо молний, грозовые облака могут вызывать на изолированных металлических предметах опасные электрические потенциалы из-за электростатической индукции.

Ссылки

Wikimedia Foundation. 2010.

Кто изобрел электричество википедия

Как и другие великие изобретения, открытие электричества заняло тысячи лет, так как было достаточно сложно разработать правильную теорию, объясняющую суть феномена. Учёные-физики объединили магнетизм и электричество, пытаясь выяснить, как эти силы способны притягивать предметы, вызывать онемение частей тела и даже вызвать пожары. В этой статье вы узнаете, когда изобрели электричество и историю электричества.

Было три основных факта проявления электрических сил, которые привели учёных к изобретению электричества: электрические рыбы, статическое электричество и магнетизм. Древнеегипетские врачи знали об электрических разрядах, которые генерировал нильский сом. Они даже пытались использовать измельчённого до порошка сома как лекарство. Платон и Аристотель в 300-х годах до н.э. упоминали об электрических скатах, которые оглушают электричеством людей. Преемник их идей Теофраст знал, что электрические скаты могут оглушить человека, даже не прикасаясь к нему напрямую, посредством мокрых конопляных сетей рыбаков или их трезубцев.

те, кто экспериментировал с ним, сообщают, что если его выбрасывает на берег живым, а вы будете лить на него воду сверху, то можете почувствовать онемение, восходящее по руке, и притупление чувствительности от прикосновения воды. Кажется, будто рука оказалась чем-то инфицирована.

Плиний Старший продвигается дальше в изучении скатов и отмечает новую информацию, связанную с проводимостью электричества различными веществами. Так, он обратил внимание на то, что металл и вода проводят электричество лучше, чем всё остальное. Также он обратил внимание на ряд целебных свойств при поедании скатов. Такие римские врачи, как Скрикониус Ларгус, Диоскуридес и Гален, начали использовать скатов, чтобы лечить хронические головные боли, подагру и даже геморрой. Гален полагал, что электричество ската как-то связано со свойствами магнетита. Стоит отметить, что инки также знали об электрических угрях.

Около 1000 шода нашей эры ибн Сина также выяснил, что электрические удары скатов могут излечить хроническую головную боль. В 1100-х годах ибн Рушд в Испании писал о скатах и о том, как они могут вызвать онемение у рук рыбаков, даже не трогая сеть. Ибн Рашд пришёл к выводу, что эта сила оказывает такой эффект лишь на некоторые предметы, в то время как другие могли спокойно пропускать её через себя. Абд аль-Латиф, работавший в Египте около 1200 года н.э., сообщил, что электрический сом в Ниле может делать то же самое, что и скаты, но намного сильнее.

Другие учёные начали изучать статическое электричество. Греческий учёный Фалес около 630 года до нашей эры знал, что если потереть янтарь о шерсть, а затем коснуться его, то можно получить электрический разряд.

Само слово «электричество», вероятно, происходит из финикийского языка от слова, означающего «светящийся свет» или «солнечный луч», которое греки использовали для обозначения янтаря (др.-греч. ἤλεκτρον: электрон). Теофраст в 300-х годах до нашей эры знал другой особый камень — турмалин, который притягивает к себе небольшие предметы, такие как кусочки ясеня или меха, если его разогреть. В 100-х годах н.э. в Риме Сенека сделал несколько замечаний о молниях и феномене огней святого Эльма. Уильям Гилберт в 1600 году узнал, что стекло может получить статический заряд, также как и янтарь. По мере колонизации Европа становилась всё богаче, происходило развитие образования. В 1660 году Отто фон Герике создал вращающуюся машину для производства статического электричества.

Огни святого Эльма

Первая электрическая машина Отто Герике. Большой шар из застывшей серы вращается, а учёный прижимает к нему руку или шерсть, чтобы наэлектризовать его.

В третьем направлении изучения электричества учёные работали с магнитами и магнетитом. Фалес знал, что магний способен намагнитить железные прутья. Индийский хирург Сушрута около 500 г. до н.э. использовал магнетит для хирургического удаления железных осколков. Около 450 г. до н.э. Эмпедокл, работавший в Сицилии, считал, что, возможно, невидимые частицы каким-то образом тянули железо к магниту, подобно реке. Он сравнивал это с тем, как невидимые частицы света проникают к нам в глаза, чтобы мы могли видеть. Философ Эпикур последовал за идеей Эмпедокла. Между тем в Китае учёные тоже не сидели без дела. В 300-х годах н.э. они также работали с магнитами, используя недавно изобретённую швейную иглу. Они разработали способ изготовления искусственных магнитов, а около 100 г. до н.э. они изобрели магнитный компас.

В 1088 году н.э. Шэнь Го в Китае писал о магнитном компасе и его способности находить север. К 1100-м годам китайские корабли были оснащены компасами. Около 1100 года н.э. исламские астрономы также переняли технологию изготовления китайских компасов, хотя в Европе к этому времени это уже было нормальным явлением, когда их упоминал Александр Некем в 1190 году. В 1269 году, вскоре после создания Неаполитанского университета, когда Европа стала ещё более развитой, Питер Перегрин на юге Италии написал первое европейское исследование о магнитах. Ульиям Гилберт в 1600 году понял, что компасы работают потому, что сама Земля представляет из себя магнит.

Примерно в 1700 году эти три направления исследований начали объединяться, поскольку учёные увидели их взаимосвязь.

В 1729 году Стивен Грей показывает, что электричество можно передавать между вещами, соединяя их. В 1734 году Шарль Франсуа Дюфе понял, что электричество способно притягивать и отталкивать. В 1745 году в городе Лейден учёным Питером ван Мушенбруком и его учеником Кюнеусом создана банка, которая может хранить электроэнергию и сразу же разряжать её, тем самым став первым в мире конденсатором. Бенджамин Франклин начинает свои собственные эксперименты с батареями (как он их называет), которые способны хранить электричество, постепенно разряжая их. Также он начал свои эксперимент с электрическими угрями и прочим. В 1819 году Ганс Христиан Эрстед понял, что электрический ток может влиять на стрелку компаса. Изобретение электромагнита в 1826 году начинает эру электрических технологий, таких как телеграф или электрических двигатель, способный экономить нам массу времени и изобретать другие машины. Что уже говорить про изобретение телефона, транзисторов или компьютера.

2 идей о “ Кто изобрёл электричество? ”

Лейден создает банку…
Какая глупейшая опечатка! Первый коденсатор- Лейденская банка, назван по имени города Лейден, а не по имени изобретателя!

Цитата из Вики-
Ле́йденская ба́нка — первый электрический конденсатор, изобретённый голландским учёным Питером ван Мушенбруком и его учеником Кюнеусом в 1745 в Лейдене. Параллельно и независимо от них сходный аппарат под названием «медицинская банка» изобрёл немецкий учёный Эвальд Юрген фон Клейст.

Современный мир невозможен без электричества. Сейчас никто и не задумывается о технологии его производства, а в древние времена даже не знали такого слова. Но пытливые умы находились и тогда. В 700-м году до нашей эры наблюдательный греческий философ Фалес заметил, что янтарь начинал притягивать лёгкие предметы, когда происходило трение с шерстью. На этом знания приостановились.

Дальнейшее развитие знаний

Только по прошествии многих столетий эта отрасль знаний получила дальнейшее развитие. Английский физик и по совместительству врач при королевском дворе Уильям Гильберт, окончивший лучшие ВУЗы Оксфорда и Кембриджа, стал основоположником науки об электричестве. Он изобрёл первый прообраз электроскопа под названием версор и с его помощью выяснил, что не только янтарь, но и другие камни имеют свойства притягивать мелкие предметы (соломинки). Среди «электрических» минералов:

С помощью аппарата учёный смог сделать несколько интересных открытий. Среди них: серьёзное влияние пламени на электрические свойства тел, которые были приобретены при трении. А ещё Гильберт высказал предположение, что гром и молния — явления электрической природы.

Само понятие «электричество» впервые прозвучало в XVI веке. В 1663 году бургомистром Магдебурга по имени Отто фон Герике была создана специальная машина для исследования. С её помощью можно было наблюдать эффект притяжения и отталкивания.

Первые опыты с электричеством

В 1729 году в Англии был проведён первый опыт передачи электричества на небольшое расстояние учёным Стивеном Греем. Но в процессе было определено, что не все тела могут передавать электричество. Через 4 года после первых серьёзных исследований учёный из Франции Шарль Дюфе выявил, что существует два типа заряда электричества: стеклянного и смоляного в зависимости от материала, используемого для трения.

В середине XVII века в Голландии Питер ван Мушенбрук создаёт конденсатор под названием «Лейденская банка». Немного времени спустя появляется теория Бенджамина Франклина и проводятся первые исследования, которые опытным путём подтверждают теорию. Проведённые исследования стали основой для создания громоотвода.

После этого была открыта новая наука, которую начинают изучать. А в 1791 году выпускается «Трактат о силе электричества при движении мышц» автором Гальвани. В 1800 году итальянский изобретатель Вольта стал тем, кто создал новый источник тока под названием Гальванический элемент. Этот аппарата представляет собой объект в виде столба из цинковых и серебряных колец, разделённых бумажками, смоченными в солёной воде. Через пару лет русский изобретатель Василий Петров открывает «Вольтову дугу».

Примерно в том же десятилетии физик Жан Антуан Нолле изобрёл первый электроскоп, зарегистрировавший более быстрое «стекание» электричества с тел острой формы и сформировал теорию о влиянии тока на живые организмы. Этот эффект стал основой изобретения медицинского электрокардиографа. С 1809 году началась новая эпоха в области электричества, когда англичанин Деларю изобрёл лампу накаливания. Уже через 100 лет появились современные лампочки с вольфрамовой спиралью и заполнением инертным газом. Их разработчиком стал Ирвинг Ленгмюр.

Сложные исследования и великие открытия

В начале XVIII века Майкл Фарадей написал трактат об электромагнитном поле.

Электромагнитное взаимодействие было обнаружено при проведении опытов датским учёным Эрстедом в 1820 году, а уже через год физик Ампер связывает электричество и магнетизм в своей теории. Эти исследования стали основой для появления современной науки — электротехники.

В 1826 году Георг Симон Ом на основании проведённых опытов смог сформулировать основной закон электрической цепи и ввёл новые термины электротехники:

«проводимость»;
«электродвижущая сила»;
«падение напряжения в цепи».

Последователем Эрстеда стал Андре-Мари Ампер, который сформулировал правило определения направления тока на магнитную стрелку. Эта закономерность получила множество названий, одно из которых «правило правой руки». Именно он изобрёл усилитель электромагнитного поля — многовитковые катушки, состоящие из медного провода с установленными сердечниками из мягкого железа. На основании этой разработки в 1829 году был изобретён электромагнитный телеграф.

Новый виток исследований

Когда известный английский учёный в области физики Майкл Фарадей ознакомился с работой Х. Эрстеда, он провёл исследования в области взаимосвязи электромагнитных и электрических явлений и обнаружил, что магнит вращается вокруг проводника тока и, наоборот, проводник — вокруг магнита.

После этих опытов учёный ещё 10 лет пытался трансформировать магнетизм в электрический ток, а в результате открыл электромагнитную индукцию и основы теории электромагнитного поля, а также помог сформировать основу для появления новой отрасли науки — радиотехники. В 20 годы прошлого столетия, когда на территории СССР была начата организация масштабная электрификация, появился термин «лампочка Ильича».

Так как многие разработки проводились параллельно в разных странах, историки спорят о том, кто изобрёл электричество первым. В развитие науки об электричестве вложили свои силы и знания многие учёные-изобретатели: Ампер и Ленц, Джоуль и Ом. Благодаря таким усилиям современный человек не испытывает проблем с организацией подачи электричества в свои дома и другие помещения.

Одним из самых величайших открытий человечества стало электричество, с самого начала своего появления оно помогало нашей цивилизации активно развиваться. Электричество – это, пожалуй, самый экологический вид энергии. И не исключено, что в скором времени оно станет основным видом энергии, если на планете не останется сырьевых ресурсов.

Итак, кто изобрел электричество?

Электричество обнаружил ещё в прошлой эре греческий философ Фалес (VII век до нашей эры). Он увидел, что при трении янтаря о шерсть, камень начинает притягивать к себе лёгкие предметы. Кстати, электрон в греческом значит «янтарь», а электричество — «янтарность». Данные термины появились лишь в 1600 году, т.к. наблюдения Фалеса так и ни к чему не привели.

В 1650 году Магдебургским бургомистром Отто фоном Герике была построена электростатическая установка. Выглядела она как металлический стержень с шаром из серы. Это устройство помогало наблюдать свойства притягивания и отталкивания.

В 1729 году англичанин Стивен Грей проводил опыты по передаче электричества на расстояние. Эти опыты показали, что не каждому материалу свойственно проводить электричество, т.е. все материалы можно разделить на электрики и диэлектрики.

В 1733 году Шарль Дюфе открыл 2 вида электричества, получившие названия: стеклянное и смоляное. Обнаружить их удалось во время трения смолы о шерсть и стекол о шёлк.

В 1745 году появился первый электрический конденсатор с названием – Лейденская банка. Автором данного изобретения стал голландец Питер ван Мушенбрук.

В 1747 году американец Бенджамин Франклин написал очерк «Эксперименты и наблюдения над электричеством». Эта работа, по сути, является первой теорией электричества, где Франклином применяется к электричеству термин «нематериальная жидкость». В ней также была выдвинута теория о существовании положительных и отрицательных зарядов. Ещё Бенджамин Франклин придумал громоотвод и с его помощью наглядно доказал, что молния имеет именно электрическую природу.

1785 год стал переломным, исследование электричества попало в научную плоскость. Это открытие Закона Кулона.

В 1800 год – время ещё одного ключевого изобретения, когда удалось исследовать электричество более досконально, поставив много важных опытов. Итальянец Вольт придумал первый источник постоянного тока. Это изобретение было первым гальваническим элементом, состоящим из серебряных и цинковых кружков; между ними помещали бумагу, смоченную в соленой воде.

1820 году датским физиком Эрстедом было открыто электромагнитное взаимодействие, обнаружил которое он практически случайно, заметив колебания стрелки компаса, лежащего рядом с проводником. Электрический ток на проводник подавался циклично, при этом стрелка компаса колебалась в такт с включениями проводника в электрическую цепь.

Уже в 1821 году французский физик Ампер сделал открытие – магнетизм вокруг проводника образуется во время подачи на него электрического тока, в то время как при статическом электричестве магнетизма нет.

Также немалый вклад в изучение электричества был внесён учеными Джоулем, Ленцем, Омом и Гауссом. Гаусс в 1830 году уже описал главную теорию электростатического поля.

Вышеперечисленные открытия в области исследования электричества помогли Майклу Фарадею в 1831 году открыть электромагнитную индукцию. Это был важнейший момент в изучении электричества и его свойств. Благодаря этому открытию Фарадей создал первый электрогенератор. Он задвигал катушку в намагниченный сердечник, в результате на обмотке катушки появлялся электрический ток. Чуть позже, в 1834 году Фарадеем были открыты законы электролиза. После чего он описал новые термины: электрическое и магнитное поля.

Фарадей также придумал самый первый электродвигатель – проводник с электрическим током, способный вращаться вокруг постоянного магнита.

Как видите, появлению электричества поспособствовали многие учёные, но кого именно стоит считать его изобретателем, ответить крайне сложно.

Вместе со статьёй «Кто изобрел электричество?» читают:

Что такое электростатический генератор Тестатика

Генератор Тестатика – это устройство для генерации свободной энергии. Устройство было изобретено в Швейцарии в середине 20 века. В основу его положен принцип работы генератора Вимшурста, в конструкции которого используются элементы из меди и алюминия.

В конце двадцатого столетия лидер духовной общины Methernita, Пауль Бауманн, разработал весьма необычный генератор электрической энергии, который был назван «Тестатика».

Генератор функционировал благодаря высокому напряжению, вырабатываемому модифицированной машиной Уимшурста, и служил для преобразования статического электричества, получаемого прямо из окружающего машину воздуха, — в постоянное напряжение и ток.

И хотя концепция создания машины изначально основывалась на идее применения в ее конструкции как можно более простых и доступных элементов, генераторы данного типа, с дисками диаметром от 50 до 200 см, номинальной мощностью до 30 кВт, успешно обеспечивают все нужды общины в электричестве уже на протяжении более чем трех десятилетий.

Вместо лейденских банок, подобных тем что можно встретить в конструкциях обычных электрофорных машин Уимшурста, здесь используются цилиндрические конденсаторы значительно меньшей емкости, но с гораздо большей площадью наружной поверхности.

У некоторых моделей Тестатики в роли цилиндрических конденсаторов выступают доработанные воздушные фильтры от автомобилей, обладающие необходимой обширностью площади наружной поверхности, а также характерными неровностями, которые нужны для эффективного сбора статического электричества из окружающего воздуха.

Высокое напряжение подается от дисков, через неподвижные электроды, — на внутренние обкладки пары цилиндрических конденсаторов, разнесенных далеко друг от друга с тем, чтобы исключить прямое взаимодействие их внешних обкладок.

Неподвижные электроды, получающие заряд от сегментов дисков машины, не контактируют с данными сегментами напрямую. Здесь используются бесконтактные электроды большой площади с шершавой поверхностью, делающие достаточным лишь индуктивное взаимодействие с сегментами.

Очевидно, от дисков — в цепь неподвижных электродов не течет сколь-нибудь значимого тока, как в генераторе Уимшурста, а решающее значение имеет только наводимый на них и на внутренние обкладки цилиндрических конденсаторов электрический заряд. Это говорит о том, что ток нагрузки образуется в другой цепи, — в цепи, непосредственно присоединенной к наружным обкладкам пары конденсаторов, в которую и включается нагрузка.

Кроме цепи присоединяемой внешней нагрузки, связанной только с наружными обкладками цилиндрических конденсаторов, в конструкции машины присутствуют постоянно включенные индуктивные элементы с подковообразными сердечниками, соединенные с дополнительными конденсаторами в замкнутой приводной цепи машины.

Приводящие электроды расположены в четырех местах сверху и снизу как в обычной электрофорной машине Уимшурста, чтобы даже без нагрузки поддерживать вращение дисков. Эти электроды связаны с приводящей цепью, которая питается от тех же боковых электродов, что и большие цилиндрические конденсаторы.

Когда нагрузка больше — диски вращаются быстрее, когда нагрузка меньше — медленнее. Это говорит о том, что чем быстрее утилизируются заряды с внешних обкладок больших конденсаторов — тем меньше их остается на боковых электродах, и тем меньшее тормозящее (электростатическое отталкивание) действие они оказывают на диски. При этом приводная цепь, обладающая сравнительно более высокой добротностью, действия нагрузки не испытывает и продолжает вращать диски.

Есть мнение, что в некоторых машинах Тестатика присутствует двигатель, приводящий диски во вращение, однако при детальном рассмотрении ни на одной из доступных в сети фотографий невозможно обнаружить двигатель. И это понятно, ведь обратимость электрофорной машины — известный, не вызывающий сомнений, научный факт.

Ранее ЭлектроВести писали, что пока Китай готовится перезапустить после трехлетнего моратория свою заглохшую ядерную программу, ученые из лаборатории округа Хэфэй вместо грубого расщепления атомов занимаются ядерным синтезом, мечтая «поместить Солнце в коробку».

По материалам: electrik.info.

Почему человек бьется током? Клуб почемучек :: Это интересно!

Добрый день! Ко мне в «Клуб почемучек» пришло сразу два похожих вопроса. Один от мамы Жени и ее сыночка Димы (4,5 года) «Почему когда кошку гладишь, она искриться?» и второй от мамы Юли и ее сыночка Дениски (6,5 лет) «Почему человек бьется током?«. Думаю, вы уже догадались, что сегодня у нас речь пойдет о статическом электричестве. Что же это такое и почему возникает это явление? Сейчас мы с вами в этом разберемся!

(Обращаю ваше внимание, что весь материал в статье дается с учетом возраста маленьких читателей, и призван лишь только познакомить их с физическими понятиями, а не дать им полный курс физики).

Давайте начнем рассказ с простого физического опыта.

ОПЫТ 1. Веселые рыбки

Материалы:

Шерстяная ткань (свитер, шарф, одеяло).

Предмет из хорошо накапливающего электрический заряд материала: пластмассы, пенопласта, резины и т.п. Это может быть пластмассовая линейка, ручка, расческа, кусочек пенопласта или воздушный шарик (мы использовали последний).

Бумага — салфетки, кусочки газеты или тетрадного листа.

Ход эксперимента:

Предложите ребенку нарезать или нарвать бумагу на мелкие кусочки — это будут наши рыбки. Для правдоподобия можно воспользоваться фигурным дыроколом — наделав много мелкого конфетти.

После этого потрите о волосы или шерстяную одежду воздушный шарик и поднесите его к кусочкам бумаги, насыпанным на столе — они начнут смешно подскакивать и прилипать к шарику.

Наэлектризованные рыбки

Спросите малыша — на какое явление это похоже? Думаю, он сразу вспомнит, как точно так же притягивает мелкие железные предметы магнит. Все правильно — это родственные явления. У магнитов есть полюса — северный и южный. Если два магнита поднести друг к другу одинаковыми полюсами — они будут отталкиваться. А если разными — то притягиваться. (подробнее о магнитах и множество игр и опытов с ними можно почитать в моей бесплатной электронной книге и частично в статье «Опыты с магнитами»).

Похоже происходит и с электрическими зарядами. Одинаково заряженные тела отталкиваются, противоположно заряженные — притягиваются.

Откуда же взялись электрические заряды в бумаге и воздушном шарике? Для ответа на этот вопрос нам надо обратиться к самым основам мироздания 🙂

Все на свете состоит из мельчайших частиц — атомов. А они сами «сделаны» из одного большого положительно заряженного ядра (его заряд обозначают знаком «плюс») и нескольких маленьких отрицательно заряженных электронов (их заряды обозначают знаком «минус»). В обычном атоме заряд ядра уравновешивается зарядами электронов. Поэтому тело, состоящие из таких атомов, электрически нейтрально. Но если каким-то образом у атома отнять или добавить электронов, то атом уже становится не нейтральным. У него становится какого-то из зарядов больше. Или положительного, или отрицательного. А если все тело состоит из таких атомов, то оно и получается положительно или отрицательно заряженным.

ЗАДАНИЕ 1. Математика на атомном уровне

Давайте посчитаем заряды в атомах? Для этого нарисуйте на бумаге схематическую модель атома. Правда, она очень похожа на модель нашей Солнечной системы? В центре — огромное положительно заряженное «Солнце» — ядро, а вокруг него по своим орбитам «летают» небольшие отрицательно заряженные «планеты» — электроны. Давайте электрончики сделаем из монеток, пуговок или шариков. Каждый электрон несет на себе только один заряд со знаком «минус». А вот в ядре может находится находится несколько протонов — частиц с зарядом со знаком «плюс».

Сначала сделаем обычный нейтральный атом. Да хотя бы кислорода (в химии его обозначают буквой «О» и называют «оксиген»). У него положительный заряд равен 8. Мы напишем на ядре +8. Если атом нейтральный, значит и «минусов» у него должно быть 8. То есть, вокруг ядра летает 8 электронов — столько же, сколько планет в нашей Солнечной системе 🙂

Каким станет заряд этого атома — положительным или отрицательным, — если какой-то другой атом «утащит» у него один электрон? (Предложите ребенку забрать одну из пуговок и посчитать, осталось больше или меньше восьми).

А если этот атом сам «перетащит» к себе чей-то чужой электрон? Какого заряда в нем станет больше?

Поиграйте с малышом в «отнимание» и «прибавление» атомов. Спрашивайте его, сколько надо добавить или убавить электронов, чтобы заряд атома уравновесился.

Строение атома кислорода

Теперь у нас достаточно знаний, чтобы объяснить опыт с рыбками. Раз шарик притягивал их, значит какие у них были заряды? Разные или одинаковые? Разные! А откуда в шарике взялся заряд? Похоже, он появился от того, что мы терли его о шерсть. Некоторые электроны с шерсти от трения поотрывались от ее атомов и поприлипали к атомам шарика. И шарик приобрел какой заряд? Правильно, отрицательный. Поэтому он и стал притягивать бумагу. И мы наблюдали явление, которое называется статическим электричеством.

Это явление люди знали уже в давние времена. Еще древние греки заметили, что если потереть кусочек янтаря о шерсть, то он начинает притягивать к себе мелкие соринки, шерстинки и т.п. А так как по-гречески «янтарь» звучит как «электрон«, то это явление потом и назвали электричеством.

А почему статическим? По-гречески «статический» — это «стоящий«. То есть статическое электричество — это стоящее электричество, в отличие от электрического тока, который, как известно даже младенцам, постоянно куда-то «течет» 🙂 А статическое электричество очень спокойное: оно может лишь только накапливаться в телах, а потом разряжаться (высвобождаться на волю). И вот когда происходит разряд, тогда говорят, что тело «бьется током«.

ОПЫТ 2. Гром и молнии

Этот опыт надо проводить в темноте. Для него вам понадобится кошка или хотя бы шерстяной свитер или синтетическая одежда. Погладьте рукой кошку или потрите одежду — вы увидите, как между рукой и шерстью станут проскакивать искры. И услышите характерный треск. (Еще лучше эффект будет, если трогать шерсть не рукой, а пластмассовой расческой).

Это электроны с вашей руки «перебегают» на шерсть, создавая электрический разряд. Такой же самый, который мы можем наблюдать во время грозы. Наши искорки — это маленькие молнии, а треск от них — это раскаты грома.

Опыт по получению искр от кота 🙂

Чем суше воздух, тем лучше получается этот опыт. Именно поэтому зимой, когда воздух очень сухой, мы постоянно бьемся током: надеваем ли мы одежду, застилаем ли постель покрывалом, расчесываемся ли, гладим ли домашних любимцев, прикасаемся ли к разным предметам — холодильнику, батарее, электроприборам и даже к струе воды.

Для человека такой разряд не страшен — сила тока в нем очень небольшая, поэтому мы чувствуем только слабенькое пощипывание. А вот для чувствительных электронных приборов статическое электричество бывает очень опасным. От разряда они могут сгореть.

Кроме того, заряженные предметы притягивают к себе всю пыль и мусор. Наверное вы и сами замечали, что экраны телевизора и компьютера просто собирают на себя всю пыль в квартире. Поэтому на заводах со статическим электричеством обычно борются, используя специальные антистатические жидкости и покрытия.

Но неужели оно такое бесполезное и годится лишь только на пускание искр? Вовсе нет! Используя свойства статического электричества люди научились делать многие вещи.

Например, чтобы краска на автомобиль ложилась ровным красивым слоем, на заводе машины красят так: сам автомобиль заряжают положительно, а краску — отрицательно. А потом начинают разбрызгивать краску над корпусом автомобиля. Частицы краски притягиваются корпусом — поэтому она как-бы облепляет его со всех сторон. А так как ее капельки все одинаково заряженные, то они отталкиваются друг от друга — из-за этого слой краски получается равномерным.

А еще статическое электричество используют для замешивания теста. На хлебозаводе муку заряжают положительно, а воду отрицательно. И когда потом их распыляют в специальной камере, то частички воды равномерно перемешиваются с частичками муки. И тесто получается очень однородным, без всяких комочков.

Ну а мамам с детками тоже может пригодится статическое электричество 🙂 Предлагаю вам сделать научную игрушку, основанную на этом явлении: забавного осьминожку, который умеет хватать все своими щупальцами. (Как его сделать, я рассказываю ЗДЕСЬ).

Наш осьминожка умеет хватать за руку

А еще со статическим электричеством можно играть в игры! Например, об этой игре мне рассказал Витя — они в школе, в 9 классе(!) забавляются ею на уроках)))

ИГРА 1. Электробой

Для игры понадобятся: две пластмассовые ручки и кусочки обычной бумаги.

Игроки берут по ручке, трут их о волосы или одежду и стараются перетянуть друг у друга бумажечки. Кому это удастся — тот и выиграл)))

Кто сильнее?

ИГРА 2. Электрорыбалка

На этом же принципе основана игра в рыбалочку. Для нее понадобятся пластмассовые ручки или линейка и мелкие разноцветные бумажки. Задача ребенка — выловить всех рыбок только с помощью ручки или линейки. А для этого ее надо периодически наэлектризовывать, потерев об одежду. Если играют двое, то можно ловить рыбки каждый своего цвета.
В общем, принцип тот же, что и во всем известной магнитной рыбалке. Только теперь мы для ловли «рыбы» используем силу статического электричества.

На нашу удочку поймалась целая цепочка рыбок

Надеюсь, Диме и Дениске понравился мой ответ? На следующем занятии мы будем разбирать вопрос: «Откуда на окнах морозные узоры?»
А чтобы я ответила на ваши вопросы, вступайте в Клуб и задавайте их!

Для этого надо:

1) Поставить баннер на боковую панель вашего блога или сайта (код баннера можно взять, перейдя на страницу «Клуба почемучек»), а если блога нет, то дать ссылку на страницу Клуба в своих соц. сетях.

2) Прислать ваш вопрос мне на почту tavika2000 @ yandex.ua (убрать пробелы) с пометкой «Клуб почемучек».

Подписаться на новости Клуба можно прямо тут, заполнив форму рассылки.

После этого вам на почту будут приходить ссылки на новые выпуски «Клуба почемучек» и сообщения о розыгрышах призов.

Архив прошлых выпусков «Клуба почемучек» можно посмотреть ЗДЕСЬ.

Материалы по теме:

1. Статическое электричество в природе и технике. ЭлектрикИнфо(http://electrik.info/main/fakty/48-staticheskoe-jelektrichestvo-v-prirode.html)
2. Статическое электричество. Википедия. (https://ru.wikipedia.org/wiki/Статическое_электричество)
3. Занимательные опыты. В мире физики. (http://likt590shevchuk.blogspot.com/2011/05/blog-post_10.html)

Телеграф Морзе Википедия

Магнитные и электрические телеграфы. Постоянное стремление увеличить быстроту передачи информации на большие расстояния и сделать её более надёжной, не зависящей от разных случайных обстоятельств, погоды и т.п., привело постепенно к замене оптических телеграфов электрическими или, лучше сказать, электромагнитными.

Упрощённая схема электромеханического телеграфа.
1 — передающая станция;
2 — приемная станция;
3 — передающий ключ;
4 — аккумулятор;
5 — заземление;
6 — электрическая линия;
7 — электромагнит;
8 — пишущее перо;
9 — рулон с бумажной лентой;
10 — валик;
11 — протягивающие ролики;
12 — бумажная лента

Первые попытки применения магнетизма и электричества

Первые малоудачные попытки применения магнетизма и электричества к телеграфированию относятся ещё к XVI веку. Так, с этой ранней поры Джамбаттиста делла Порта, затем Кабео (Cabeo или Cabaeus, 1585—1650), позже Кирхер (1602—1680) и др. предлагали воспользоваться для данной цели магнитными взаимодействиями. В XVIII в. были сделаны попытки применить для той же цели статическое электричество. На возможность такого применения было указано Маршаллом ещё в 1753 г. Первый же настоящий прибор был устроен Лесажем в Женеве в 1774 г. Прибор его состоял из 24 изолированных проволок, соединявших две станции; приводя одну из них в сообщение с электрической машиной, можно было вызвать на другом конце её отклонение бузинового шарика соответствующего электроскопа. Затем Ломон в 1787 г. стал употреблять для подобного телеграфирования всего одну проволоку. Позже Сальва (d) устроил в 1798 г. телеграфную линию около Мадрида, сигнализация на которой производилась при помощи электрических искр.

Однако такие способы сигнализации не могли применяться на больших расстояниях и не имели большого распространения. Это были попытки, интересные только с исторической точки зрения. Главный недостаток применения статического электричества для сигнализации заключается в том, что вследствие высоких напряжений (потенциалов) требовалась чрезвычайно тщательная изоляция проволок, что на практике представляет большие затруднения.

Применение химических действий гальванического тока

Электрическая телеграфия стала быстро развиваться и дала действительно блестящие результаты только с тех пор, как в ней начали применять не статическое электричество, а гальванический ток. Первый такой прибор, основанный на химических действиях тока, был построен в 1809 г. Зёммерингом в Мюнхене. Гальваническая батарея на одной станции могла быть присоединена к любым двум из 35 проволок, соединявших обе станции; концы всех этих 35 проволок на другой станции были погружены в слабый раствор серной кислоты; при прохождении тока жидкость разлагалась им, и на одной из проволок выделялся кислород, а на другой водород; каждой проволоке соответствовал какой-либо знак, буква или цифра, и, таким образом, сигнализация могла быть установлена на сравнительно больших расстояниях, до 10000 фт. (около 3 км), что достигнуто было Земмерингом уже в 1812 г. Телеграф, основанный на химических действиях тока, предлагался после Земмеринга и некоторыми другими изобретателями (Бэн и другие).

Первые применения магнитных действий тока. Приборы с магнитными стрелками

Телеграф Шиллинга ТЕЛЕГРАФЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ I. 1. Стрелочный телеграф. 2 и 3. Зеркальный гальванометр. 4—7. Указательный телеграф Сименса и Гальске. 8 и 9. Стрелочно-звуковой прибор Джильберта. 10, 12 и 15. Указательный телеграф Брегета. 11. Указательный телеграф Витстона. 13. Указательный телеграф Витстона. 14. Гальваноскоп.

Отклоняющее действие гальванического тока на магнитную стрелку было замечено ещё в 1802 г. итальянцем Романьези (Romagnesi), а затем вновь открыто и изучено Эрстедом в 1820 г. Вскоре после этого в заседании Парижской академии наук, где обсуждалось это открытие, Ампер высказал мысль о применении его к телеграфированию.

Первым создал электромагнитный телеграф в 1830—32 гг. Павел Львович Шиллинг (1786—1837). В 1832 г. телеграфная линия была проведёна в Петербурге между Зимним дворцом и зданием Министерства путей сообщения. Передаточный прибор телеграфа состоял из клавиатуры с 16 клавишами, служившими замыкателями тока требуемого направления, а приёмный прибор заключал в себе 6 мультипликаторов с астатическими магнитными стрелками, подвешенными на нитях, к которым прикреплены были бумажные кружки, с одной стороны белые, а с другой — чёрные. Соединялись обе станции между собой 8 проволоками, из которых 6 шли к мультипликаторам, 1 служила для обратного тока и 1 сообщалась с призывным аппаратом (звонком с часовым механизмом, приводимым в действие также электромагнитным путём, помощью отклонения магнитной стрелки). Посредством 16 клавиш передаточного прибора можно было послать ток того или другого направления и таким образом стрелки мультипликаторов поворачивать вперёд то белым, то чёрным кружком, составляя этим путём условленные знаки. Впоследствии Шиллинг упростил свой приёмный прибор, оставив в нём только один мультипликатор вместо шести, причём условный алфавит был составлен из 36 различных отклонений магнитной стрелки. Для соединения станций Шиллинг употреблял подземные кабели; им была высказана, мысль и о возможности подвешивать проволоки на столбах. 25-го июля 1837 г. П. Л. Шиллинг умер, не успев выполнить распоряжения Николая I соединить телеграфом Петербург с Кронштадтом.

В 1833 г. Гаусс и Вебер устроили электромагнитный телеграф в Гёттингене: их телеграф соединял физический кабинет университета с магнитной и астрономической обсерваторией и действовал при помощи индукционных токов, возбуждавшихся движением магнита внутри проволочной катушки; эти токи на другой станции приводили в колебание магнит мультипликатора.

К концу тридцатых годов появилось уже несколько видоизменений подобных электромагнитных телеграфов со стрелками, и они стали тогда быстро распространяться.

Наибольший практически успех выпал на долю телеграфа Уитстона и Кука, представлявшего простое усовершенствование прибора Шиллинга, с которым Кук ознакомился в 1836 г. на лекциях в Гейдельбергском университете. Приборы Уитстона и Кука стали применяться в Англии уже с 1837 г.

Штейнгейль в 1838 г. в Мюнхене устроил телеграфную линию в 5000 м (тогда как у Гаусса в Гёттингене расстояние было всего 700 м) и при этом сделал очень важное в истории телеграфа открытие, значительно удешевившее проводку телеграфных линий. Это открытие, способствовавшее быстрому распространению телеграфов, заключалось в том, что для соединения двух станций достаточно одного провода, так как обратный ток может идти через землю, если с одной стороны один из полюсов гальванической батареи соединить с большим медным листом, погружённым в землю (влажную), а с другой стороны соединить таким же образом с землёй конец самого провода.

Уже к концу XIX века приборы с магнитными стрелками употреблялись только на некоторых трансатлантических телеграфах. Так как при этом токи были очень слабы, то чрезвычайно малые отклонения стрелки, подвешенной на коконовой нити вместе с лёгким зеркальцем, наблюдались на особой шкале, на которую отбрасывались зеркальцем лучи от лампы при помощи собирательного стекла. Также, благодаря слуховому стрелочному прибору Джильберта сигналы можно было принимать не на глаз, а на слух.

Телеграфные приборы с указателями

Главную, существенную часть каждого такого прибора составляет электромагнит, который при пропускании через него тока притягивает к себе железную пластинку (т.н. якорь), и тем перемещает указатель по кругу с одного знака на другой, или же (в другой системе), напротив, останавливает на короткое время указатель, движущийся по кругу при помощи часового механизма. Такого рода приборов было устроено очень много. Впервые около 1840 г. Уитстон, Б.С. Якоби, затем Брегет, Сименс, Дю-Монсель и многие др. изобрели различные приборы такого типа. На конец XIX века из них прибор Брегета оставался в употреблении на французских железных дорогах.

В «Главном обществе российских железных дорог» долгое время использовался индукционный телеграфный аппарат с указателем Сименса и Гальске. При повороте рукоятки манипулятора на ближайший знак индукционная катушка, находящаяся внутри прибора, поворачивается на пол-оборота между полюсами сильных магнитов; вследствие этого в проволоке катушки возбуждаются индукционные токи противоположных направлений соответственно последовательным полуоборотам. Эти токи, достигая приёмного аппарата, действуют на электромагнит и заставляют отклоняться между его полюсами особый маятник то в ту, то в другую сторону. При таком качании маятник поворачивает каждый раз зубчатое колесо на один его зубец и вместе с тем и указатель с одного знака на другой.

Пишущие телеграфные приборы. Телеграф Морзе

Соединение двух станций посредством обыкновенного телеграфа Морзе

Рассмотренные две системы телеграфирования с помощью отклоняющихся магнитных стрелок и вращающихся по циферблату указателей представляют, главным образом, то неудобство, что скоропроходящие знаки в них легко вызывают ошибки, контроль же между тем невозможен. Поэтому они стали постепенно вытесняться пишущими аппаратами, как только были придуманы и усовершенствованы способы записывания условных движений якоря электромагнита в телеграфном приёмнике, в который пропускается большей или меньшей продолжительности ток. В изобретениях и усовершенствованиях такого рода приборов принимали участие Б.С. Якоби, Штейнгейль, Морзе, Диньё, Сорре, Сименс и многие другие.

Один из первых пишущих телеграфов был устроен Б.С. Якоби. Условные знаки в этом приборе записывались на движущейся фарфоровой доске карандашом, прикреплённым к якорю электромагнита. Прибор Якоби был установлен в 1841 году на подземной телеграфной линии в Петербурге и соединял кабинет императора Николая I в Зимнем дворце с Главным штабом. В 1842 году была проложена линия от Зимнего дворца до главного управления путей сообщения, в 1843 — до дворца в Царском Селе^[1]. Своё изобретение Якоби усовершенствовал в 1850 году, создав первый в мире буквопечатающий телеграфный аппарат^[2],^[3].

Телеграф Морзе

ТЕЛЕГРАФЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ II. 1. Электрический звонок. 2 и 3. Двойной изолятор для проводов. 4. Изолятор в железной оправе. 5. Звонок для переменных токов. 6. Соединение проводов. 7. Реле. 8. Пишущий телеграфный прибор, обыкновенный немецкий. 9. Сифонный отметчик Томсона. 10. Поляризованный пишущий телеграфный аппарат Сименса и Гальске. 11. Приемный аппарат Морзе. 12. Ключ Морзе.

Аппарат Морзе в ряду различных систем телеграфов наиболее известный и до последнего времени был самый распространённый. Хотя прибор этот задуман Самуэлем Морзе и первые удачные результаты с ним получены уже в 1837 г., но только в 1844 г. он был усовершенствован (Альфредом Вейлем) настолько, что мог быть применён к делу.

Аппарат Морзе

Устроен прибор очень просто. Манипулятор или ключ, служащий для замыкания и прерывания тока, состоит из металлического рычага, ось которого находится в сообщении с линейным проводом. Рычаг одним своим концом прижимается пружиной к металлическому выступу с зажимным винтом, посредством которого он соединяется проволокой с приёмным аппаратом станции и с землёю. При нажатии на другой конец рычага происходит касание другого выступа, соединённого с батареей. При этом, следовательно, ток будет пущен в линию на другую станцию. Главные части приёмника составляют: вертикальный электромагнит, рычаг в виде коромысла и часовой механизм для протягивания бумажной ленты, на которой оставляются рычагом условные знаки. Электромагнит при пропускании через него тока притягивает к себе железный стерженёк, находящийся на конце рычага; другое плечо рычага при этом подымается и придавливает стальное острие на его конце к бумажной ленте, которая непрерывно передвигается над ним посредством часового механизма. Когда ток прерывается, то рычаг оттягивается пружиной в прежнее положение. В зависимости от продолжительности тока на ленте острие рычага оставляет следы или в виде точек, или чёрточек. Различные комбинации этих знаков и составляют условный алфавит.

Такие знаки (чёрточки и точки) могут быть произведены прямо посредством нажатия на бумагу рычажного штифта, который будет оставлять на ней следы в виде углублений; таким именно образом это и было устроено в первоначальных приборах системы Морзе. Но рельефно пишущие приборы неудобны в том отношении, что требуют для своего действия довольно значительной силы тока. Поэтому вместо штифта стали применять небольшое колесо, которое нижней частью своей погружается в сосуд с густыми чернилами. Колёсико это при действии прибора постепенно поворачивается и оставляет на бумажной ленте след краски (John., 1854).

Другое приспособление для записывания придумано Диньё. В нём колёсико, прикасающееся к покрытому краской валику, находится над бумажной лентой, к которой оно придавливается снизу остриём рычага.

Автоматическая передача

Прибор Уитстона

С целью увеличить быстроту действия телеграфных приборов Чарльз Уитстон заменил в системе Морзе ручную передачу на механическую. Ручная передача медленна и сопряжена с ошибками. Поэтому Уитстон предложил использовать в передаточном аппарате быстро движущуюся бумажную ленту с заранее приготовленными на ней отверстиями, вызывающими замыкание тока, вследствие чего на бумажной ленте приёмной станции оставляются знаки условного алфавита Морзе. Созданием отверстий занимается особый прибор, перфоратор. Он формирует три ряда отверстий, из которых средний служит для передвижения ленты с помощью вращающейся зубчатки, а отверстия крайних рядов располагаются согласно знакам Морзе. Два отверстия, расположенные прямо одно над другим, соответствуют точке, а два отверстия, находящиеся в наклонном направлении, изображают чёрточку.

На передаточном приборе под крайними рядами отверстий помещаются две иглы, которым посредством качающегося коромысла сообщается очень быстрое движение вверх и вниз. Когда первая игла попадает на отверстие, то система рычагов повернёт коммутатор, вследствие чего в линию будет пущен ток. Когда же в отверстие проникнет вторая игла, то коммутатор повернётся в другую сторону, при этом через линию пройдёт ток обратного направления. В приёмном аппарате в первом случае якорь электромагнита повернётся и приведёт в прикосновение с бумажной полосой перо, которое будет проводить на бумаге черту до тех пор, пока обратный ток не повернёт якорь вместе с пером в другую сторону. Если два отверстия на бумажной ленте передаточного прибора находятся прямо поперёк ленты, то вслед за первой иглой тотчас же попадёт в соответствующее отверстие и вторая игла, причём на приёмном аппарате получится очень короткая чёрточка, соответствующая точке в алфавите Морзе. Когда же отверстия приходятся вкось, то черта получается более длинная. Передаточный аппарат может посылать таким образом до 600 слов в минуту. Для сравнения, аппарат Морзе обеспечивал до 13, аппарат Юза до 29, аппарат Бодо до 120 слов в минуту. Над выбиванием отверстий на бумажных лентах заняты, как правило, три или четыре телеграфиста, причём каждый из них может выбить в минуту около 30—40 слов. Столько же человек будет занято перепиской полученных депеш.

Система Поллака и Вирага

В конце XIX столетия был изобретён новый автоматический фотохимический прибор, способный передавать до 100000 слов в час или до 1666 слов в минуту, то есть он быстрее только что описанного прибора Уитстона по крайней мере в два раза. Его преимущество заключалось ещё в том, что получаемая депеша писалась не особыми условными знаками, которые надо ещё переписывать, а довольно чётким курсивом.

В передаточный аппарат вставляется особая пластинка с тремя рядами различных величин кружков, прорезанных в ней заранее по поданной депеше с помощью особенной машинки с клавишами. Прорезы эти обусловливают замыкания трёх родов токов — прямого, обратного и прямого двойной силы. Токи эти, достигая приёмной станции, сообщают надлежащие движения зеркальцу при посредстве электромагнита и простого магнита в приёмном аппарате. Направленный на зеркальце пучок световых лучей от электрической лампы отражается от него на движущуюся светочувствительную ленту, на которой вследствие комбинации упомянутых движений образуются при проявлении обыкновенным фотографическим способом буквы, соответствующие поданной депеше. Аппарат Поллака и Вирага был испробован в Австро-Венгрии между Будапештом и Пресбургом (ныне Братислава) и дал отличные результаты.

Примечания

Литература

См. также

Электротерапия — Викизнание… Это Вам НЕ Википедия!

Электротерапия*

— Под Э. разумеют применение электричества с лечебной целью. Уже в глубокой древности пользовались электрическим действием янтаря и разрядами электрических рыб для лечения разных параличей нервных и ревматических болей. В XVIII стол., после изобретения лейденской банки и электрической машины, статическое электричество применялось в обширных размерах при всевозможных болезнях. Сейчас же после открытия гальванизма (1789) приступили к терапевтическому применению оживляющего и раздражающего действия динамического электричества. Применялось оно эмпирически, без всяких определенных показаний. По мере того, как развивалось физическое учение об электричестве и формулировались законы действия электрической энергии на живой организм, развитие Э. шло рука об руку с развитием электрофизиологии. Благодаря тесному общению этих двух наук, Э. в настоящем своем виде достигла высокой степени совершенства и по методам, и по достигнутым результатам. Современная Э. основана на строго научных началах и пользуется весьма точными методами, заимствованными у электрофизики и электрофизиологии. Почти все виды электрической энергии применяются теперь в медицине: фарадический ток, гальванический ток, гальвано-фарадический ток, статическое электричество, синусоидальные токи, токи высокого напряжения и большой частоты, наконец, рентгеновские лучи. Соответственно виду применяемой энергии методы электризации носят название фарадизации, гальванизации, гальвано-фарадизации, франклинuзaцuu, арсонвализации и рентгенизации. Некоторые из видов электрической энергии применяются прямо к человеческому телу, которое ставится в соприкосновение с источником электричества с помощью надлежаще приспособленных проводников и электродов. Другие же виды электричества действуют на расстоянии без участия каких-либо межуточных проводников. Непосредственное применение электричества составляет обычный способ электризации с терапевтической целью. Для этого построены разные электроды, форма и размеры которых имеют важное значение для дозировки тока и для направления действия его на разные ткани и органы, расположенные более или менее глубоко под кожей. Прерывание (замыкание и размыкание) тока производится чаще всего в самом раздражающем электроде, снабженном соответственным прерывателем.

Фарадизация, т. е. терапевтическое применение фарадического тока, употребляется, главным образом, в тех случаях, где требуется вызвать сильное раздражение нервно-мышечного аппарата, наприм. при разных параличах и мышечных атрофиях. Фарадизация бывает местная (Duchenne de Boulogne) и общая (Beard и Rockwell). Первая применяется при различных заболеваниях мышц, двигательных и чувствительных нервов, реже при болезнях нервных центров и внутренних органов. Общая фарадизация, состоящая в пропускании тока через весь организм, производит освежающее и возбуждающее действие на всю нервную систему. Хотя фарадический ток вообще не обладает болеутоляющим действием, однако сухое раздражение кожи посредством электрофарадической кисточки или щетки имеет иногда весьма благотворное влияние на разные невралгические боли.

При гальванизации, т. е. при лечебном применении гальванического тока, имеется в виду или произвести сильное раздражение нервно-мышечного аппарата или же действовать успокаивающим образом. Возбуждающее действие получается от колебаний (замыканий и размыканий) тока, между тем как успокаивающий эффект происходит от постоянного (стабильного) действия этого тока. Раздражающее действие с лечебной целью производится чаще всего замыканием катода, и только при реакции перерождения, когда действие от замыкания у катода ослаблено или уничтожено, прибегают к раздражению с помощью замыкания у анода. Раздражающее действие колебаний гальванического тока применяется, главным образом, тогда, когда электрофарадическая возбудимость нервно-мышечного аппарата уничтожена, как это бывает при разных паралитических состояниях, находящихся в связи с дегенеративными процессами в нервной системе. Успокаивающее действие гальванического тока получается или от приложения анода к чувствительному месту, или же от продолжительного (стабильного) применения к больному нерву обоих полюсов в нисходящем направлении, так как восходящий ток действует более раздражающим образом (Оnimus, Успенский). Гальваническому току приписывают тоже рассасывающее действие; этим и объясняется его успешное действие при воспалительных и эксудативных заболеваниях разных органов и тканей. При таком разнообразном действии гальванического тока применение его с лечебной целью весьма обширно и дает благоприятные результаты при самых различных заболеваниях нервно-мышечной системы.

Гальвано-фарадизация, предложенная de Watteville’ом, состоит в сочетанном действии обоих токов с целью уравновешивания успокаивающего действия гальванического тока освежающим действием индукционного. Гальвано-фарадизация полезна, главным образом, при электризации глубоколежащих мышечных масс или брюшных внутренностей. Гальванический и фарадический ток применяются иногда в виде гидро-электрических ванн. Больной помещается в непроводящей электричества (деревянной или мраморной) ванне, наполненной водой, через которую пропускается ток. Гидроэлектрическая ванна есть ничто иное, как особый вид применения общей электризации тела.

Франклинизация состоит в терапевтическом применении статического электричества в виде разрядов (пучкообразных или искр), дуновения, воздушной ванны и головного душа. При электростатической воздушной ванне тело больного, находящегося на изолирующей скамейке, заряжается положительным полюсом, тогда как отрицательный полюс отводится к земле, как это изображено на фигуре 1.

Франклинизация производит успокаивающее действие и содействует более энергичному ходу окислительных процессов (Charcot,Vigoureux, Stein, Eulenburg). Она применяется, главным образом, при общих неврозах (при нейрастении, истерии) и при расстройствах питания, сопровождающих разные худосочные болезни. Электростатический душ оказывает весьма благотворное действие при неврастенической головной боли.

С того времени как Tesla, пропуская разрывной разряд конденсатора через первичную спираль катушки Румкорфа, довел число перемен тока в секунду до сотен тысяч и даже до нескольких миллионов и изобрел таким образом токи большой частоты, начали все более и более применять эти токи к лечению различных болезней.

Благодаря работам d’Arsonval’я и французских электротерапевтов было изучено действие токов большой частоты на животный организм. В скором времени после открытия Tesla было исследовано d’Arsonval’ем физиологическое и терапевтическое действие так назыв. синусоидальных токов, которые получаются от движения магнита, насаженного на ось, перпендикулярную к его поверхности, и вращающегося очень близко к другому электромагниту. Удаляя магнит вращением электромагнита, можно получать более или менее интенсивные токи; варьируя скорость вращения аппарата, увеличивается более или менее частота токов. Синусоидальные токи производят, по исследованиям d’Arsonval’я, увеличение газообмена животного и человека при полном отсутствии мышечного сокращения. Но особенный интерес представляют не только с электротерапевтической, но и с общебиологической точки зрения опыты d’Arsonval’я с помощью изобретенного им метода «autoconduction». Этот метод электризации на расстоянии состоит в следующем. Субъект, предназначенный для электризации, не касается никаких электрических проводников и совершенно изолирован от источника электричества; он помещается в соленоиде (фиг. 2), через который пропускаются посредством разрядов конденсатора токи высокого напряжения и большой частоты.

В теле данного субъекта, по мнению d’Arsonval’я, возникают путем индукции токи, которые не производят ни боли, ни сокращения мышц, но оказывают большое влияние на обмен веществ и, следовательно, на процессы питания испытуемого субъекта: дыхательные движения и процессы окисления усиливаются, количество поглощаемого кислорода и выдыхаемой углекислоты увеличивается, артериальное давление крови понижается, кожные сосуды расширяются. После опубликования работ d’Arsonval’я начали применять токи большой частоты и высокого напряжения к лечению различных болезней. Из наблюдений многих французских электротерапевтов (Apostoli, Bergon ié, Bordier, Doumer, Denoyes, Oudin и др.) следует, что благотворное действие этих токов получается при расстройствах общего питания, при бессоннице, при невралгиях и разных заболеваниях женских половых органов. Эти столь благоприятные результаты терапевтического воздействия токов большой частоты и высокого напряжения (так назыв. метода арсонвализации) не всеми признаются, тем более, что и явления физиологического действия этих токов, наблюдаемые d’Arsonval’ем, не признаются многими за точно констатированные (Querton и др.). Таким образом, вопрос терапевтического применения токов большой частоты и высокого напряжения нельзя считать вполне разрешенным. Лечебное применением х-лучей (рентгенизация) еще весьма ограничено в виду того, что их физиологическое действие на животные ткани и органы еще недостаточно изучено. Несколько опубликованных фактов излечения злокачественных опухолей (рака) от действия х-лучей требует новых и более точных подтверждений. Кроме вышеупомянутых терапевтических применений электричества, это последнее применяется еще в медицине в виде электро-световых ванн (см. Фототерапия), в виде гальвано-каустической проволоки, производящей термическое действие, и в виде электропунктуры, производящей химическое действие и имеющей большое применение в хирургии с целью вызвать свертывание в разных кровяных опухолях. Как бы ни было еще велико число спорных пунктов в современной Э., нет никакого сомнения, что успехи терапевтического применения электричества при разных функциональных и органических заболеваниях нервной системы объясняются прямым воздействием электрической энергии на физиологические свойства человеческого организма и никак не должны приписываться каким-то психическим влияниям внушения, так это думают в последнее время некоторые невропатологи.

М. Э. Мендельсон.

Статическое электричество — Простая английская Википедия, бесплатная энциклопедия

Эта статья не имеет источников . Вы можете помочь Википедии, найдя хорошие источники и добавив их. (июль 2010 г.)

Молния, один из примеров статического разряда

Статическое электричество означает увеличение электрического заряда на поверхности предметов. Этот электрический заряд остается на объекте до тех пор, пока он не упадет в землю или быстро не потеряет свой заряд в результате разряда.Обмен зарядом может происходить в таких условиях, когда разные предметы теряются и разделяются. Статический заряд останется только тогда, когда одна из поверхностей будет иметь высокое сопротивление электрическому потоку. Эффекты статического электричества знакомы большинству людей, потому что они могут видеть, чувствовать и даже слышать искру. Эта искра возникает при нейтрализации избыточного заряда. Эта нейтрализация происходит, когда избыточный заряд попадает в электрический проводник (например, путь к земле). Другой поток заряда возникает, когда заряженный объект находится рядом с областью с избыточным зарядом противоположной полярности (положительной или отрицательной).Знакомое явление статического «шока» вызвано нейтрализацией заряда.

В греческую эпоху Фалес обнаружил статическое электричество, когда чистил янтарь. Но тогда на это не обратили внимания и не исследовали. Они просто знали, что трение чего-то создает тянущую силу. Серьезные исследования статического электричества начались в 17 веке, когда Отто фон Герике создал первый генератор трения. А в 18 веке Кулон начал исследования фиксированного количества статического электричества.Бенджамин Франклин связал статическое электричество с штормами. В 1832 году Майкл Фарадей опубликовал результаты своего эксперимента по идентификации электричества. Этот отчет доказал, что электричество, произведенное с помощью магнита, гальваническое электричество, произведенное батареей, и статическое электричество — это одно и то же. Со времен результата Фарадея историю статического электричества можно рассматривать как исследование электричества в целом.

Статическое электричество может возникнуть во многих ситуациях.

Контакт для разделения заряда:
Большинство материалов обладают уникальным химическим притяжением для электронов.Из-за этого трение различных материалов может вызвать разделение зарядов. Материал будет иметь положительный заряд, если он имеет меньшее притяжение для электронов, чем другой материал. Иногда при ходьбе по ковру с последующим прикосновением к металлическому предмету (например, дверной ручке) может возникнуть разряд статического электричества.
Давление обеспечивает разделение заряда:
Достаточно сильное давление вызывает разделение зарядов в определенных типах материалов, таких как кристаллы и молекулы керамики.
Тепло обеспечивает разделение заряда:
Нагревание некоторых материалов может дать электронам энергию.Благодаря этой силе электроны освобождаются от атомов. Атомы, теряющие электроны, приобретают положительный заряд.
Заряд обеспечивает разделение заряда:
Заряженный объект может вызвать разделение заряда нейтрального объекта. Заряды одного знака (от отрицательного к отрицательному или положительного с положительным) отталкиваются друг от друга, а заряды противоположного знака притягиваются друг к другу. Это заставляет часть нейтрального объекта, которая находится рядом с заряженным объектом, иметь заряд, противоположный заряженному объекту.Эта сила быстро ослабевает, если два объекта удаляются друг от друга. Эффект проявляется чаще всего, когда нейтральный объект имеет заряд, который может свободно перемещаться
. Статическое электричество может вызвать легкий шок.

Статический разряд — это избыточный заряд, который нейтрализуется потоком зарядов из окружающей среды или в нее. Положительные заряды получают электроны из окружающей среды, и отрицательные заряды теряют свои электроны в окружающую среду.

Ощущение статического удара электрическим током возникает из-за раздражения нервов, когда нейтрализующий ток протекает через тело человека.Из-за наличия большого количества воды в теле заряда обычно недостаточно, чтобы вызвать опасно высокий ток. Молния также является примером статического разряда. Облако получает очень большой заряд, сталкиваясь с другими облаками. Он отдает лишний заряд земле. Но этот огромный заряд никогда не возникает в естественном окружении человека, если он не поражен молнией.

Несмотря на очевидную безвредность статического электричества, исследования могут быть сопряжены со значительными рисками, поскольку большой заряд может вывести оборудование из строя.

Simple English Wikipedia, бесплатная энциклопедия

Электростатика (также известная как статическое электричество ) — это раздел физики, который имеет дело с очевидно стационарными электрическими зарядами.

Электростатика заключается в накоплении заряда на поверхности предметов из-за контакта с другими поверхностями.

Хотя перезарядка происходит всякий раз, когда любые две поверхности соприкасаются и разделяются, эффекты перезарядки обычно заметны только тогда, когда хотя бы одна из поверхностей имеет высокое сопротивление электрическому потоку.Это связано с тем, что заряды, которые переносятся на поверхность с высоким сопротивлением или с нее, более или менее удерживаются там на достаточно долгое время, чтобы можно было наблюдать их эффекты.

Эти заряды затем остаются на объекте до тех пор, пока они не стекут на землю или не будут быстро нейтрализованы разрядом: например, знакомое явление статического «сотрясения» вызывается нейтрализацией заряда, накопившегося в теле в результате контакта. с непроводящими поверхностями.

Привлечение пластиковой пленки к руке после извлечения ее из упаковки.
Самопроизвольный взрыв зернохранилищ.
Повреждение электронных компонентов при изготовлении или эксплуатации копировальных аппаратов.

Фарадей, Майкл (1839). Экспериментальные исследования в области электричества . Лондон: Королевский институт. электронная книга в Project Gutenberg
Холлидей, Дэвид; Роберт Резник; Кеннет С. Крейн (1992). Физика . Нью-Йорк: Джон Вили и сыновья. ISBN 0-471-80457-6 . CS1 maint: несколько имен: список авторов (ссылка)
Гриффитс, Дэвид Дж. (1999). Введение в электродинамику . Река Аппер Сэдл, штат Нью-Джерси: Prentice Hall. ISBN 0-13-805326-X .
Герман А. Хаус и Джеймс Р. Мелчер (1989). Электромагнитные поля и энергия . Энглвуд Клиффс, Нью-Джерси: Прентис-Холл. ISBN 0-13-249020-X .

Другие веб-сайты и дополнительная информация [изменить | изменить источник]

Общие

Очерки и книги

Статическое электричество | Gravity Wiki

Файл: Статика на детской площадке (48616367).jpg

Контакт со слайдом оставил волосы положительно заряженными, так что отдельные волоски отталкиваются друг от друга

Для науки о статических зарядах см. Электростатика

Статическое электричество означает накопление электрического заряда на поверхности объектов. Статические заряды остаются на объекте до тех пор, пока они не уйдут на землю или не будут быстро нейтрализованы разрядом. Хотя перезарядка может происходить всякий раз, когда любые две поверхности соприкасаются и разделяются, статический заряд будет сохраняться только тогда, когда хотя бы одна из поверхностей имеет высокое сопротивление электрическому потоку (электрический изолятор).Эффекты статического электричества знакомы большинству людей, потому что мы можем видеть, чувствовать и даже слышать искру, поскольку избыточный заряд нейтрализуется при приближении к большому электрическому проводнику (например, пути к земле) или к области с избыточным зарядом. заряд противоположной полярности (положительный или отрицательный). Знакомое явление статического «шока» вызвано нейтрализацией заряда.

Файл: Opfindelsernes bog2 fig281.png

Простая демонстрация использования заряженного стержня для притягивания клочков бумаги.Из книги Андре Люткена « Opfindelsernes Bog » (Книга изобретений) 1878 года.

Основная статья: История электромагнетизма

Природное явление статического электричества было известно, по крайней мере, еще в 6 веке до нашей эры, как засвидетельствовал Фалес Милетский. Научные исследования этого предмета начались, когда были построены машины для его искусственного создания, такие как генератор трения, разработанный Отто фон Герике в 17 веке.Связь между статическим электричеством и грозовыми облаками была замечательно продемонстрирована Бенджамином Франклином в 1750 году. ^[1] ^[2]. В 1832 году Майкл Фарадей опубликовал результаты своего эксперимента по идентичности электричества, которые доказали, что электричество, индуцированное с помощью магнита, гальваническое электричество, вырабатываемое батареей, и статическое электричество — все это одно и то же. После результата Фарадея история статического электричества слилась с изучением электричества в целом.

Причины статического электричества [править | править источник]

Материалы, которые мы наблюдаем и с которыми мы взаимодействуем изо дня в день, состоят из электрически нейтральных атомов и молекул, имеющих равное количество положительных зарядов (протоны в ядре) и отрицательных зарядов (электроны в оболочках, окружающих ядро). ).Явление статического электричества требует разделения положительных и отрицательных зарядов.

Контактно-индуцированное разделение зарядов

Основная статья: Трибоэлектрический эффект

Между материалами может происходить обмен электронами при контакте; материалы со слабосвязанными электронами имеют тенденцию терять их, в то время как материалы с редко заполненными внешними оболочками имеют тенденцию их приобретать. Это называется трибоэлектрическим эффектом и приводит к тому, что один материал заряжается положительно, а другой — отрицательно.Полярность и сила заряда материала после их разделения зависит от их относительного положения в трибоэлектрическом ряду. Трибоэлектрический эффект является основной причиной статического электричества, наблюдаемого в повседневной жизни и в обычных школьных научных демонстрациях, связанных с трением друг о друга различных материалов (например, меха и акрилового стержня). Разделение зарядов, вызванное контактом, заставляет ваши волосы встать дыбом и вызывает статическое прилипание (воздушный шар, который трется о ваши волосы, становится статически заряженным и становится отрицательным, а когда он находится у стены, он притягивается к положительно заряженным частицам в стене)

Разделение зарядов под давлением

Основная статья: Пьезоэлектрический эффект

Тепловое разделение заряда

Основная статья: Пироэлектрический эффект

При нагревании происходит разделение зарядов в атомах или молекулах определенных материалов. Все пироэлектрические материалы также являются пьезоэлектрическими. Атомные или молекулярные свойства реакции на нагревание и давление тесно связаны.

Зарядное разделение заряда

Основная статья: Электростатическая индукция

Заряженный объект, помещенный поблизости от электрически нейтрального объекта, вызовет разделение заряда внутри проводника.Заряды одной полярности отталкиваются, а заряды противоположной полярности притягиваются. Поскольку сила, обусловленная взаимодействием электрических зарядов, быстро спадает с увеличением расстояния, влияние более близких (противоположной полярности) зарядов больше, и два объекта ощущают силу притяжения. Эффект наиболее выражен, когда нейтральный объект является электрическим проводником, поскольку заряды более свободно перемещаются.

Тщательное заземление части объекта с индуцированным зарядом разделением зарядов может постоянно добавлять или удалять электроны, оставляя объект с глобальным постоянным зарядом.Этот процесс является неотъемлемой частью работы генератора Ван де Граафа, устройства, обычно используемого для демонстрации эффектов статического электричества.

Основная статья: Электростатический разряд

Основная статья: Коронационный разряд

Искра, связанная со статическим электричеством, вызвана электростатическим разрядом или просто статическим разрядом, поскольку избыточный заряд нейтрализуется потоком зарядов от или к окружающей среде.

Ощущение статического удара электрическим током возникает из-за раздражения нервов, когда нейтрализующий ток протекает через тело человека.Из-за повсеместного присутствия воды в местах, населенных людьми, накопленного заряда обычно недостаточно, чтобы вызвать опасно высокий ток.

Несмотря на очевидную безобидную природу статического электричества, которое мы обычно испытываем, с ним могут быть связаны значительные риски в обстоятельствах, когда в присутствии чувствительных материалов или устройств могут накапливаться большие заряды.

Молния [править | править источник]

Файл: Удар молнии, январь 2007 г.jpg

Естественный статический разряд

Основная статья: Молния

Молния является ярким естественным примером статического разряда. Хотя детали неясны и остаются предметом споров, считается, что начальное разделение зарядов связано с контактом между частицами льда в грозовых облаках. Как правило, значительное накопление заряда может сохраняться только в областях с низкой электропроводностью (очень мало зарядов свободно перемещается в окружающей среде), поэтому поток нейтрализующих зарядов часто возникает в результате разрыва нейтральных атомов и молекул в воздухе с образованием отдельных положительных и отрицательные заряды, которые затем движутся в противоположных направлениях в виде электрического тока, нейтрализуя первоначальное накопление заряда.Статический заряд в воздухе обычно разрушается таким образом при уровне около 30 000 вольт на сантиметр (30 кВ / см) в зависимости от влажности. ^[3] Разряд перегревает окружающий воздух, вызывая яркую вспышку, и производит ударную волну, вызывающую щелкающий звук. Молния — это просто увеличенная версия искр, наблюдаемых в большинстве случаев статического разряда в быту. Вспышка возникает из-за того, что воздух в разрядном канале нагревается до такой высокой температуры, что излучает свет за счет накаливания.Удар грома является результатом ударной волны, создаваемой взрывным расширением перегретого воздуха.

Электронные компоненты [редактировать | править источник]

Многие полупроводниковые устройства, используемые в электронике, чрезвычайно чувствительны к присутствию статического электричества и могут быть повреждены статическим разрядом.

Статическое накопление в текучих легковоспламеняющихся и горючих материалах [править | править источник]

Разряд статического электричества может создать серьезную опасность в тех отраслях, которые имеют дело с легковоспламеняющимися веществами, где небольшая электрическая искра может воспламенить взрывоопасные смеси.^[4]

Движение тонкоизмельченных веществ или жидкостей с низкой проводимостью в трубах или при механическом перемешивании может привести к накоплению статического электричества. ^[5] Пыльные облака из мелкодисперсных веществ могут стать горючими или взрывоопасными. Когда есть статический разряд в облаке пыли или пара, произошли взрывы. Среди произошедших крупных промышленных инцидентов: силос для зерна на юго-западе Франции, завод по окраске в Таиланде, завод по производству формованных изделий из стекловолокна в Канаде, взрыв резервуара для хранения в Гленпул, штат Оклахома, в 2003 году, а также предприятие по наполнению переносных цистерн и резервуарный парк в Де-Мойне, штат Айова, и Валли-центр, штат Канзас, в 2007 году.^[6] ^[7] ^[8]

Способность жидкости сохранять электростатический заряд зависит от ее электропроводности. Когда жидкости с низкой проводимостью протекают по трубопроводу или механически перемешиваются, происходит контактное разделение заряда, называемое электрификацией потока . ^[9] Жидкости, имеющие низкую электропроводность (ниже 50 пикосименс / м), называются аккумуляторами. Жидкости, имеющие удельную проводимость выше 50 пикосименс / м, называются неаккумулирующими.В неаккумуляторных батареях заряды рекомбинируют так же быстро, как и разделяются, и, следовательно, накопление электростатического заряда незначительно. В нефтехимической промышленности рекомендуется минимальное значение электропроводности 50 пикосименс / м для адекватного удаления заряда из жидкости.

Керосины могут иметь проводимость от <1 пикосименс / м до 20 пикосименс / м. Для сравнения, деионизированная вода имеет проводимость около 10 000 000 пикосименс / м. ^[10]

Важным понятием для изолирующих жидкостей является время статической релаксации.Это похоже на постоянную времени (тау) в RC-цепи. Для изоляционных материалов это отношение статической диэлектрической проницаемости к электропроводности материала. Для углеводородных жидкостей это иногда приблизительно определяется путем деления числа 18 на электропроводность жидкости. Таким образом, жидкость с электропроводностью 1 пикосименс / м будет иметь расчетное время релаксации около 18 секунд. Избыточный заряд в жидкости будет почти полностью рассеиваться по истечении времени релаксации, в 4-5 раз превышающего время релаксации, или 90 секунд для жидкости в приведенном выше примере.

Соединение и заземление — обычные способы предотвращения накопления заряда. Для жидкостей с удельной электропроводностью ниже 10 пикосименс / м, связывание и заземление недостаточно для рассеивания заряда, и могут потребоваться антистатические добавки.

См. Также: Ошибка: в шаблоне должно быть указано хотя бы одно название статьи

Заправочные операции [править | править источник]

Движение горючих жидкостей, таких как бензин, внутри трубы может привести к накоплению статического электричества.Неполярные жидкости, такие как парафин, бензин, толуол, ксилол, дизельное топливо, керосин и легкая сырая нефть, проявляют значительную способность к накоплению заряда и удержанию заряда во время высокоскоростного потока. Статическое электричество может разряжаться в пары топлива. ^[11] Когда энергия электростатического разряда достаточно высока, он может воспламенить смесь паров топлива и воздуха. Различные виды топлива имеют разные пределы воспламеняемости и требуют разного уровня энергии электростатического разряда для воспламенения.
Электростатический разряд при заправке бензином представляет реальную опасность на заправочных станциях.Возгорались также пожары в аэропортах при заправке самолетов керосином. Новые технологии заземления, использование проводящих материалов и добавление антистатических добавок помогают предотвратить или безопасно рассеять накопление статического электричества.

Одно только движение газов в трубах создает небольшое статическое электричество, если оно вообще есть. ^[12] Предполагается, что механизм генерации заряда будет происходить только тогда, когда твердые частицы или капли жидкости переносятся в потоке газа.

Мобильные телефоны и бензонасосы [редактировать | править источник]

Несмотря на то, что в средствах массовой информации было много сообщений и размещены предупреждения на бензоколонках об опасности пожара, вызванного мобильными телефонами, не было подтвержденных случаев электрического разряда от мобильного телефона, когда-либо вызывающего пожар или взрыв среди паров бензина. На сегодняшний день это просто городская легенда. ^[13] Эта легенда была дополнительно исследована в эпизоде «Разрушителей легенд» (а также в «Брейниаке»), где главные герои пытались зажечь бензин с помощью мобильного телефона.В шоу были показаны познавательные и очень шокирующие кадры того, как начинается большинство пожаров на бензоколонках. Почти во всех случаях возгорание вызвано тем, что человек, накачивающий газ, снова входит в автомобиль после того, как топливо начало заполнять бак, а затем выходит, чтобы вынуть форсунку насоса. Когда они захватывают насадку насоса, статический разряд возникает в результате накопления статического электричества на человеке, обычно в результате трения внутри автомобиля между ковром или сиденьем и указанным человеком. Этот разряд может вызвать воспламенение взрывоопасных паров бензина через отверстие в бензобаке.Этот возможный сценарий пожара привел к тому, что многие заправочные станции удалили автоматический механизм блокировки на форсунках бензонасоса, который был разработан, чтобы упростить наполнение пустого бака, поскольку этот механизм также позволяет человеку отойти от автомобиля во время заправки.

Статический разряд в исследовании космоса [править | править источник]

Из-за чрезвычайно низкой влажности во внеземной среде могут накапливаться очень большие статические заряды, что создает серьезную опасность для сложной электроники, используемой в космических аппаратах.Считается, что статическое электричество представляет особую опасность для космонавтов во время запланированных полетов на Луну и Марс. Прогулка по чрезвычайно сухой местности может привести к накоплению значительного количества заряда; если они потянутся, чтобы открыть воздушный шлюз по возвращении, это может вызвать сильный статический разряд, потенциально повреждающий чувствительную электронику. ^[14]

Растрескивание озона [править | править источник]

Статический разряд в присутствии воздуха или кислорода может создавать озон. Озон может повредить резиновые детали.Многие эластомеры чувствительны к растрескиванию озоном. Воздействие озона приводит к образованию глубоких проникающих трещин в таких важных компонентах, как прокладки и уплотнительные кольца. Топливопроводы также подвержены проблеме, если не будут приняты профилактические меры. Профилактические меры включают добавление в резиновую смесь антиозонантов или использование озоностойкого эластомера. Пожары из-за треснувших топливопроводов были проблемой для транспортных средств, особенно в моторных отсеках, где электрооборудование может вырабатывать озон.

Приложения статического электричества [править | править источник]

Статическое электричество обычно используется в ксерографии, воздушных фильтрах (особенно в электростатических фильтрах), автомобильных красках, копировальных аппаратах, краскораспылителях, театрах, напольных покрытиях в операционных, при испытаниях порошков, в принтерах и заправках самолетов.

Простые эксперименты со статическим электричеством [править | править источник]

Примечание: влажная атмосфера обеспечивает проводящий путь для быстрой нейтрализации статического заряда; поэтому следующие примеры лучше всего работают в сухих зимних условиях.

Статическое электричество примечательно как физическое явление, которое можно продемонстрировать с помощью простых экспериментов, которые могут передать подлинное понимание задействованной физики. ^[15]

Заряженная клейкая лента [править | править источник]

Простой и наглядный пример эффектов статического электричества можно наблюдать с помощью клейкой ленты (такой как скотч, на отрицательной стороне трибоэлектрического ряда, следовательно, имеющей тенденцию собирать электроны и приобретать отрицательный заряд), заряжаемой путем отслаивания.^[16]

Если кусок ленты, приклеенный к гладкой поверхности, быстро отклеивается, лента приобретает избыточный отрицательный заряд (обычно полипропилен с акриловым клеем ^[17]). Сделайте это с двумя отрезками ленты, и они будут отталкивать друг друга, демонстрируя тот факт, что подобных зарядов отталкивают . Каждая отдельная часть ленты будет испытывать небольшое притяжение практически к любому объекту, поскольку наличие избыточного отрицательного заряда вызывает разделение зарядов в близлежащих объектах.Отрицательные заряды отталкиваются дальше, а положительные — притягиваются, и сила сил притяжения и отталкивания довольно быстро спадает с увеличением расстояния. Этот эффект наиболее выражен в материалах, таких как металлы, которые проводят электричество, поскольку отрицательные заряды могут свободно перемещаться внутри материала.

Наконец, попробуйте соединить два отрезка ленты вместе, выдыхая на них по всей длине, чтобы нейтрализовать заряд, а затем быстро растягивайте их. Будет некоторый дисбаланс в распределении отрицательного заряда между двумя частями, так что один на больше положительного , а другой на больше отрицательного ; Теперь вы должны обнаружить, что два отрезка ленты притягиваются друг к другу, демонстрируя тот факт, что противоположных зарядов притягивают .Прикрепление клейкой стороны одного отрезка ленты к неклейкой стороне другого снижает вероятность разрыва и увеличивает дисбаланс заряда и, следовательно, силу силы притяжения.

Статическое электричество в художественной литературе [править | править источник]

В британском научно-фантастическом телесериале 1963 года «Доктор Кто» инопланетное существо, заключенное в металлический корпус, называемое далек, питалось статическим электричеством.

В романе Айн Рэнд «Атлас расправил плечи» главный герой Джон Галт разрабатывает постоянно работающий двигатель, работающий на статическом электричестве, но его, скорее всего, придется заряжать каждые 30 минут.

↑ «Воздушный змей Франклина».Проверено 19 февраля 2008.
↑ Кридер, Э. Филип (январь 2006 г.). «Бенджамин Франклин и громоотводы». Физика сегодня . Проверено 6 апреля 2008.
↑ Дж. Дж. Лоук (1992). «Теория электрического пробоя в воздухе». Физический журнал D: Прикладная физика 25 : 202–210. DOI: 10.1088 / 0022-3727 / 25/2/012, http://www.iop.org/EJ/article/0022-3727/25/2/012/jd920212.pdf?request-id=XIfZw4zI3BGDoxCz2wi7Kg.
↑ Кассебаум, Дж.Х. и Кокен Р. А. (1995). «Контроль статического электричества в опасных (классифицированных) местах». Нефтяная и химическая промышленность Документы 42-й ежегодной конференции : 105–113, http://ieeexplore.ieee.org/iel3/4013/11530/00523945.pdf?tp=&arnumber=523945&isnumber=11530.
↑ Wagner, John P .; Клавихо, Фернандо Ранжел [doi: 10.1016 / S0304-3886 (00) 00019-X Возникновение электростатического заряда во время перемешивания в крыльчатке отработанного трансформаторного масла] Департамент ядерной инженерии, программы техники безопасности и промышленной гигиены, Техасский университет A&M, Колледж-Стейшн, онлайн 21 Август 2000 г .; по состоянию на январь 2009 г.
↑ Хирн, Грэм (1998).»Статическое электричество: проблема в фармацевтическая промышленность? ». Pharmaceutical Science & Technology Today 1 (7): 286–287. doi: 10.1016 / S1461-5347 (98) 00078-9.
↑ [http://www.ntsb.gov/publictn/2004/PAR0402.pdf Взрыв резервуара для хранения и пожар в Гленпул, Оклахома] 7 апреля 2003 г. Национальный совет по безопасности на транспорте
↑ Статическая искра воспламеняет легковоспламеняющуюся жидкость при заполнении переносных цистерн Совет по химической безопасности 29 октября 2007 г.
↑ Егоров, В.N. Электрификация нефтяного топлива Химия и Технология Топлив и Масел, № 4, стр. 20–25, апрель 1970 г. (по состоянию на декабрь 2008 г.)
↑ Chevron Corporation Aviation Fuels Technical Review 2006, по состоянию на декабрь 2008 г.
↑ Хирн, Грэхем Статическое электричество — руководство для инженеров предприятий — Электростатический университет Вольфсона в Саутгемптоне, 2002; по состоянию на декабрь 2008 г.
↑ Кинцинг, Г.Э., ‘Электростатические эффекты в пневматическом транспорте: оценка, масштабы и будущее направление’, Journal Pipelines, 4, 95-102, 1984
↑ «Сноупс.com: Fuelish Pleasures «. Проверено 19 апреля 2008 г.
↑ «НАСА — трескучие планеты». Проверено 20 января 2008.
↑ «Детские научные проекты». Проверено 20 января 2008.
↑ Х. Ясуро, Х. Макото и И. Исао (2007). «Зарядка клейких лент при отслаивании». Журнал Общества адгезии Японии 43 (3): 97–103, http://sciencelinks.jp/j-east/article/200706/000020070607A0223458.php.
↑ «Паспорт безопасности материала 3M».Проверено 20 января 2008.

ar: كهرباء ساكنة ca: Electricitat estàtica он: חשמל סטטי это: Elettricità statica это: Stöðurafmagn fi: Hankaussähkö nl: Statische elektriciteit sv: Statisk elektricitet th: ไฟฟ้าสถิต

Статическое электричество — Energy Education

Рис. 1. Видно, что ребенок на игровой площадке испытал статическое электричество из-за контакта с горкой. ^[1]

Статическое электричество — это нарушение баланса электрического заряда на поверхности материала.Статическое средство фиксированное или стационарное , поэтому оно используется в отличие от динамического (движущегося) электричества, которое существует в виде электрических токов.

Обычно атомы нейтральны, что означает, что у них одинаковое количество электронов и протонов. Однако атомы становятся заряженными, когда возникает дисбаланс в количестве этих частиц, что может довольно легко произойти с некоторыми материалами. Способность материала удерживать электроны определяет его место в «трибоэлектрическом ряду».^[2] Чем дальше в этой серии расположены два материала, тем заметнее разделение зарядов при их контакте. Например, стекло и шелк относительно далеки друг от друга в этой серии, поэтому, когда стекло натирается шелком, оно теряет много электронов на шелк, и можно наблюдать статическое электричество. ^[2]

Зарядка

Рис. 2. Разделение, вызванное зарядом. ^[3]

Разделение зарядов двух объектов можно вызвать несколькими способами.

Разделение, вызванное контактом , достигается путем трения двух предметов друг о друга, поскольку соприкасающиеся предметы образуют химическую связь, известную как адгезия. Адгезия — это тенденция различных поверхностей прилипать друг к другу. Часто предполагается, что причиной этого статического заряда является трение, но на самом деле трение вызвано адгезией и не оказывает никакого влияния на разделение зарядов. ^[4]

Разделение под действием тепла и давления происходит, когда определенные типы кристаллов или керамики подвергаются действию напряжения или нагреваются.

Разделение, вызванное зарядом , происходит, когда заряженный объект приближается к нейтральному. Заряды внутри нейтрального объекта той же полярности , что и заряженный объект, будут отталкиваться, а заряды противоположной полярности будут притягиваться к нему. Это приводит к дисбалансу заряда некогда нейтрального объекта. Это можно увидеть на Рисунке 2.

Выгрузка

Рисунок 3. Молния — это разряд статического электричества в грозовых облаках.^[5]

Как только объект накопит дисбаланс заряда, он, естественно, снова захочет стать нейтральным. Это происходит из-за того, что называется , разряжая , что обычно можно почувствовать при шоке, когда это происходит с человеком. Контактно-индуцированная зарядка — это наиболее часто встречающаяся форма накопления статического электричества, которую можно осуществить, потерев ногой о ковер. Как только накопится достаточный заряд, необходимо достаточно высокое напряжение, чтобы заряд перескочил от человека к ближайшей дверной ручке, оставив человека разряженным и, если он не был к этому готов, сильно потрясенным.

Этот же процесс накопления и разряда заряда происходит в облаках, создавая молнию, и его можно исследовать в Hyperphysics.

Моделирование PhET

Университет Колорадо любезно разрешил нам использовать следующее моделирование PhET. Это моделирование показывает, как заряды разделяются (но не создаются и не уничтожаются), когда воздушный шар трется о свитер человека.

Для дальнейшего чтения

Для получения дополнительной информации см. Соответствующие страницы ниже:

Список литературы

Что такое статическое электричество и что его вызывает? — Объясните этот материал

Криса Вудфорда.Последнее изменение: 9 апреля 2020 г.

Зап! Когда молния прыгает на землю, мы получаем внезапную, очень яркую демонстрацию силы статического электричество (электрическая энергия, собранная в одном месте). Большинство из нас знают, что статическое электричество накапливается, когда мы трём вещи друг о друга, хотя это не совсем удовлетворительное объяснение. О чем это трение вещей, вызывающее электрическое явление? Хотя молния — яркий пример статического электричества, это не то, что мы можем использовать.Но есть много других мест, где статическое электричество невероятно полезно; с лазерных принтеров и фотокопировальные устройства для электростанций, уничтожающих загрязнения, статика может быть действительно фантастический. Итак, давайте подробнее рассмотрим, что это такое и как работает!

На фото: молния — это огромный выброс статического электричества, при котором накопленная электрическая потенциальная энергия выстреливает с неба на землю внезапным, импровизированным электрическим током. Если вы хотите сфотографировать молнию, настройте камеру на несколько серийных снимков и будьте готовы к очень долгому ожиданию: мне потребовалось два часа и сотни тщетных попыток сделать этот единственный снимок.

Что такое статическое электричество?

Фото: классическая статика: когда вы натираете воздушный шарик своим пуловером, вы создаете статическое электричество, которое заставляет его прилипать. При трении электроны перемещаются с вашего пуловера (который становится положительно заряженным) на латексную резину в воздушном шаре (которая становится отрицательно заряженной). Противоположные обвинения заставляют прилипнуть две вещи.

Мы воспринимаем электричество как должное: легко забудьте, что дома, офисы и фабрики были задействованы в этом чистым и удобным способом только с конца 19 века, что в в более широком смысле истории человечества сейчас совсем не время.Это было во время 19 век, пионеры, такие как Алессандро Вольта, Майкл Фарадей, Джозеф Генри и Томас Эдисон разгадали секреты электричество, как его производить и как заставить делать полезные вещи. До этого электричество было в значительной степени диковинкой: оно было очень ученым было интересно учиться и играть с ними, но не было многое еще они могли сделать с этим. В те времена люди готовили и топили их дома используют дровяные или угольные печи и освещают свои комнаты свечами или маслом лампы; не было таких вещей, как радио или телевизоры, не говоря уже о мобильные телефоны или компьютеры.

«Современное электричество», которое питает все, от телефона в кармане до метро. поездка в школу или на работу — это то, что мы называем электричеством (или электрический ток). Это энергия, которая проходит по металлическому проводу от место, где оно производится (что-нибудь от гигантской электростанции к крошечной батарее) к тому, что он питает (часто электродвигатель, нагревательный элемент, или лампа). Текущее электричество всегда в движении, перенос энергии из одного места в другое.

На фото: еще одна классическая демонстрация статики: потрите пластиковый гребешок о пуловер, и вы обнаружите, что можете собирать крошечные кусочки бумаги.Это немного похоже на захват скрепок магнитом. Но там, где магнит может подбирать одну скрепку, а намагниченная скрепка поднимает другие в цепочке, линейка со статическим зарядом не будет делать то же самое. Как вы думаете, почему?

До XIX века единственным видом электричества, о котором люди действительно знали или пытались использовать, было статическое электричество. электричество. Древние греки понимали, что вещи можно дарить статический электрический «заряд» (накопление статического электричества) просто за счет тереть их, но они понятия не имели, что та же энергия может быть использована для создания световых или силовых машин.Один из тех, кто помог сделать связь между статическим и текущим электричеством была американской государственный деятель, издатель и ученый Бенджамин Франклин. В 1752 г., когда Франклин пытался разгадать загадки электричества, и он это сделал, как известно запустив воздушного змея во время грозы, чтобы поймать себя на электрическом энергия (что делать крайне опасно). Молния ударила с воздушного змея на землю, и, если бы Франклин не был изолирован, его вполне могли бы убить. Франклин понял, что статическое электричество, накапливающееся в небе, стал током электричества, когда молния перенесла его в поверхность Земли.Именно благодаря таким исследованиям он разработал одно из своих самых известных изобретений, молнию стержень (молниеотвод). Работа Франклина проложила путь к электрическая революция 19 века и мир действительно изменился, когда такие люди, как Вольта и Фарадей, опираясь на открытия Франклина, научились производят электричество по желанию и заставляют его делать полезные вещи.

Потенциальная и кинетическая энергия

Попутно стоит отметить, что есть еще один способ думать о статическом и текущем электричестве и соотносить их с вещами, которые мы уже знаю об энергии.Мы можем думать о статическом электричестве как о разновидности потенциальной энергии: это запасенная энергия, готовая и ожидающая сделать что-то полезное для нас. Точно так же текущее электричество (грубо говоря) аналог кинетической энергии: энергия в движении, хотя и электрическая. Так же, как вы можете превратить потенциальную энергию в кинетическую (например, позволив более смелому скатиться с холма), вы можете превратить статическое электричество в текущее электричество (это то, что делает молния) и обратно (вот как Ван де Генератор Граафа работает).

Что вызывает статическое электричество?

Еще несколько лет назад ученые были уверены, что они понимают статическое электричество и то, как именно оно работает. Объяснение было таким …

Как и древние греки, мы склонны думать статическое электричество возникает от трения вещей. Так что если ты живешь в доме с нейлоновыми коврами и металлическими дверными ручками вы скоро узнаете что ваше тело накапливает статический заряд, когда вы идете по пол, который может разрядиться при прикосновении к дверной ручке, что крошечный электрический шок.В большинстве школьных экспериментов мы также узнаем о статические при трении вещей. Вы, наверное, пробовали этот трюк, когда потереть шарик о одежду, чтобы он прилип? Вы можете сделать вывод из-за этого статическое электричество каким-то образом связано с трение — это сам процесс трения чего-то энергично, что производит накопление электрической энергии (в том же способ, которым трение может производить тепло и даже возгорание).

Трибоэлектрический эффект

Важно не трение, а факт что мы соприкасаемся с двумя разными материалами.Энергичное трение двух вещей просто сводит их контактировать снова и снова — и это создает статический электричество через явление, известное как трибоэлектричество (или трибоэлектрический эффект). Все материалы состоят из атомов, у которых есть положительное центральное положение. ядро (ядро) окружено неким нечетким «облаком» из электроны, которые являются действительно захватывающими битами. Некоторые атомы притягивают электроны сильнее, чем другие; большая часть химии проистекает из этого факта.Если поставить два соприкасающиеся материалы, и один притягивает электроны более чем другой, электроны могут вытягиваться из одного из материалы к другому. Когда мы разделяем материалы, электроны эффективно перейти с корабля к материалу, который их больше всего привлекает сильно. В результате один из материалов приобрел дополнительные электронов (и становится отрицательно заряженным), в то время как другой материал потерял несколько электронов (и стал положительно заряженным). Вуаля, у нас есть статическое электричество! Когда мы снова натираем вещи и опять же, мы увеличиваем шансы, что больше атомов примет участие в этом обмен электронами, и поэтому накапливается статический заряд.

Фото: Как трибоэлектрический эффект объясняет статическое электричество: 1. Эбонит (твердая вулканизированная резина — показана здесь черным стержнем) и шерсть (показана серым цветом) обычно не имеют электрического заряда. 2) Соедините их, и эбонит притянет электроны из шерсти. 3) Разделите их, и электроны останутся на эбоните, что сделает его отрицательно заряженным и оставив шерсть с недостатком электронов (или положительным зарядом). Трение двух веществ друг к другу увеличивает контакт между ними и повышает вероятность миграции электронов от шерсти к эбониту.Отрицательный заряд на эбоните точно такой же, как и положительный заряд на шерсти; Другими словами, чистая плата не взимается.

Трибоэлектрическая серия

Если вы экспериментируете с разными материалами, вы находят положительный заряд, когда их натирают, и немного отрицательные заряды; некоторые материалы также получают больший заряд, чем другие. Оказывается что мы можем расположить материалы по порядку в зависимости от их стоимости. прибыль, давая нам своего рода таблицу рейтинга материалов, бегущих от положительный на отрицательный.Разные книги и веб-страницы показывают немного разные списки, но все они в целом проходят от минералов (положительных) до таких такие вещи, как дерево и бумага (нейтрально), до пластика (негатив). Не волнуйся слишком много о точном порядке в списке; это будет различаться для всех видов причин (например, от вида стекла или добавок в латексе).

++++++++ ПОЛОЖИТЕЛЬНЫЙ ++++++++

+ Воздух
+ Кожа
+ Кожа
+ Асбест
+ Стекло
+ Слюда
+ Кварц
+ Нейлон
+ Шерсть
+ Мех
+ Свинец
+ Шелк
+ Алюминий
0 Бумага
0 Хлопок
0 Сталь
0 Дерево
— Янтарь
— Латекс
— Твердая резина
— Никель
— Медь
— Латунь
— Серебро
— Золото
— Платина
— Полиэстер
— Полистирол
— Неопрен
— Саран («липкая пленка»)
— Полиэтилен
— Полипропилен
— Поливинилхлорид (ПВХ)
— Селен
— Тефлон
— Силиконовый каучук
— Эбонит (очень твердый вулканизированный каучук)

−− −−−−−− ОТРИЦАТЕЛЬНЫЙ −−−−−−−−

Этот список называется трибоэлектрическим рядом.Чем дальше друг от друга находятся два материала в серии, тем статичнее электричество будет накапливаться, когда вы потрете их вместе. Если два материалы очень близки в серии, их сложно заставить нарастить любой заряд вообще, как бы сильно вы их не терли. Казалось бы подтвердите, что статическое электричество само по себе не связано с трением, а о природе материалов, с которыми мы контактируем.

Переосмысление статического электричества

То, что вы только что прочитали, является традиционным, широко распространенным объяснение статического электричества — и вы все равно найдете его описанным таким образом в большинстве школьных учебников.

Но в 2011 году ученые сообщили о некоторых важных новых открытиях, которые казалось, что происходит гораздо больше. Вместо того, чтобы быть чисто физическим, и простой перенос заряженных электронов от одного материала к другому, казалось, статическое электричество также может быть вызвано химией (движение ионов и другие существенно химические процессы). И это также может произойти из-за замены небольшого количества материала (небольшой шарик переходит в пуловер или наоборот).Если раньше мы думали о статике как о простой «кучке» отрицательного или положительного заряда (электронов или их отсутствия), то при более внимательном рассмотрении теперь кажется, что это «мозаика» как положительных, так и отрицательных зарядов, которые в сумме составляют общий заряд (положительный или отрицательный). Это очень новое исследование, которое все еще развивается, но кажется очевидным, что наши традиционные объяснение статического электричества — это упрощенная версия того, что происходит на самом деле, даже если мы искренне верим в это более 2000 лет!

Иллюстрация: Вверху: Традиционная теория рассматривает статический заряд на воздушном шаре как равномерное распределение заряженных частиц по его поверхности.Внизу: согласно последним представлениям, статический заряд на самом деле представляет собой случайную «мозаику» гораздо больших зарядов, которые могут быть как положительными, так и отрицательными, и которые в сумме составляют общий заряд. В этом случае отрицательного заряда намного больше, чем положительного (желтый, чем красный), поэтому наш воздушный шар имеет общий отрицательный заряд.

Дополнительная литература

Простое знакомство

Более сложные статьи

Мозаика поверхностного заряда при контактной электрификации Х.Т. Байтекин, А. З. Паташинский, М. Браницкий, Б. Байтекин, С. Со, Б. А. Гжибовски. Наука, 15 июля 2011 г., т. 333, Issue 6040, pp.308–312.
Антиоксиданты снимают статическое электричество Ричарда Ван Нордена. Природа, 19 сентября 2013 года.
Что создает статическое электричество? пользователя Meurig W. Williams. Американский ученый, Том 100, июль / август 2012 г., стр. 316–323.

Какая польза от статического электричества?

Статическое электричество — это все очень интересно, но какая от этого возможная польза? Ты не можешь сделать тост из молнии болт, и вы не сможете зарядить свой мобильный телефон, просто потерев его корпус на пуловере.Вы можете подумать, что статика — одно из тех увлекательных но в конечном итоге совершенно бесполезные кусочки науки, не имеющие практического приложения — но вы ошибаетесь: статическое электричество используется во всех виды бытовой техники!

Лазерные принтеры и копировальные аппараты использовать статическое электричество, чтобы накапливать чернила на барабане и переносить их бумага. Опрыскивание посевов также полагается на статическое электричество, чтобы помочь гербицидам. прилипают к листве растений и равномерно распределяются по листьям. Фабрика роботы-краскораспылители используют аналогичный трюк, чтобы гарантировать, что краска капли притягиваются к металлическим кузовам автомобилей, а не к машинам вокруг них.На многих электростанциях и химических заводах, статическое электричество используется в дымовых трубах для удаления загрязнений (подробнее читайте в нашей статье об электростатических дымоочистителях).

Фото: Как остановить выбросы загрязненного воздуха из дымовых труб? Один из способов — дать дыму статический электрический заряд, а затем направить его через решетку из металлических пластин с противоположным зарядом, чтобы удалить грязные частицы сажи. Вот как работают «скрубберы» (электростатические дымоочистители), подобные тем, которые установлены в этих дымовых трубах на электростанции, работающей на биомассе McNeil в Берлингтоне, штат Вирджиния.Фото Уоррена Гретца любезно предоставлено Национальной лабораторией возобновляемой энергии Министерства энергетики США (NREL).

Конечно, у статического электричества есть свои недостатки. Это может вызвать искры и взрывы на топливных складах, а случайный статический заряд — настоящая неприятность, если вы работаете с электронными компонентами. Это почему инженеры и химики разработали всевозможные антистатические технологии (от простых проводов до оригинальных, слабопроводящих красок и покрытий) которые предотвращают накопление статического электричества в чувствительных местах. Пока ты читаешь эти слова, можете быть уверены, что кто-то где-то пытается найти новый способ обуздать статическое электричество или лучший способ остановить это вызывает проблемы.Статическое электричество может быть стационарным, но это никогда не стоя на месте!

Если вам понравилась эта статья …

… вам могут понравиться мои книги. Мой последний Breathess: почему загрязнение воздуха имеет значение и как оно влияет на вас.

Узнать больше

На сайте

На других сайтах

Книги

Для младших читателей

Свидетель: Электричество Стива Паркера. Нью-Йорк: Дорлинг Киндерсли, 2005.Хорошее и основательное введение в электричество от надежного детского писателя-научного работника.
Маршруты науки: электричество Криса Вудфорда. Нью-Йорк: Факты в файле, 2004: Одна из моих собственных книг, этот том проводит нас через всю историю электричества от древних греков до наших дней.
Крутая наука: эксперименты с электричеством и магнетизмом Криса Вудфорда. Нью-Йорк: Гарет Стивенс, 2010: Еще одна моя книга, это краткое и простое практическое руководство по электричеству и магнетизму.

Для читателей постарше

Статьи

Общие

Учителям

НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты

статей с этого веб-сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.

Подписывайтесь на нас

Поделиться страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее, или расскажите об этом друзьям с помощью:

Цитировать эту страницу

Вудфорд, Крис. (2012/2018) Статическое электричество. Получено с https://www.explainthatstuff.com/how-static-electricity-works.html. [Доступ (укажите дату здесь)]

Больше на нашем сайте…

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ДЕНЬ СТАТИЧЕСКОГО ЭЛЕКТРИЧЕСТВА — 9 января

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ДЕНЬ СТАТИЧЕСКОГО ЭЛЕКТРИЧЕСТВА

Это может быть немного шокирующим, но Национальный день статического электричества отмечается 9 января. Обряд исследует статическое электричество и даже то, как мы можем его вызвать.

Статическое электричество отличается от электрического тока, переносимого по проводам через здание или передаваемого электрическими компаниями. Статическое электричество возникает, когда положительный и отрицательный заряды атома не сбалансированы.

Атомы некоторых материалов прочно удерживают свои электроны. Эти материалы, такие как пластик, ткань или стекло, являются изоляторами. В то время как электроны этих веществ движутся не очень свободно, электроны других материалов, таких как металл, движутся более свободно и называются проводниками.

Натирая два изолятора вместе, мы переносим электроны, вызывая положительные и отрицательные заряды. Противоположности притягиваются. Атомы с положительным зарядом притягиваются к атомам с отрицательным зарядом.Мы сможем увидеть доказательства, если потереть головку воздушного шара. Когда мы оттягиваем шар, волосы цепляются за шар.

Удалите воздушный шарик, и волосы могут встать дыбом. В этом случае волосы имеют одинаковый заряд (положительный или отрицательный). Предметы с одинаковым зарядом отталкивают друг друга.

В какой-то момент необходимо восстановить баланс между этими зарядами и снять статическое электричество. Разблокировка или возникающий в результате удар происходит, когда изолятор соприкасается с проводником, например с металлическим предметом.

Как избежать удара статическим электричеством

Более сухой воздух зимой — лучший изолятор, чем более влажный воздух летом. Чтобы предотвратить возникновение статического электричества, используйте увлажнитель, чтобы вернуть влагу в воздух в вашем доме в зимние месяцы.
Наша кожа и в зимние месяцы становится суше. Перед тем, как одеться, рекомендуется нанести увлажняющий крем.
Синтетические ткани лучше изолируют, чем натуральные волокна.Ношение материалов из натуральных волокон, таких как хлопок, поможет снизить количество возникающего статического электричества.
Держите в руке ключ или металлическую ручку во время прогулки по дому, на работе или в магазине, чтобы безболезненно снять накопившееся статическое электричество.
Переход на обувь с кожаной подошвой вместо обуви с резиновой подошвой поможет снизить количество накапливаемого статического электричества.

КАК СОБЛЮДАТЬ #StaticElectricityDay

Узнайте, как статическое электричество влияет на нас.Узнайте, как вы соприкасаетесь со статическим электричеством и как вы его создаете. Проведите эксперимент и поделитесь своими результатами.

Используйте #StaticElectricityDay для публикации сообщений в социальных сетях.

Преподаватели, посетите класс National Day Calendar®, чтобы получить полезную информацию, которую вы можете использовать в своем классе.

ИСТОРИЯ НАЦИОНАЛЬНОГО ДНЯ СТАТИЧЕСКОГО ЭЛЕКТРИЧЕСТВА Сотрудники Календаря Национального дня

шокированы тем, что мы так и не узнали истоки этого дня! Но мы продолжим поиски.
Есть более 1500 национальных дней. Не пропустите ни одного. Празднуйте каждый день® с Национальным календарем®!

Кто открыл электричество? — Вселенная сегодня

Электричество — это форма энергии, встречающаяся в природе, поэтому она не была «изобретена». Что касается того, кто это открыл, существует множество заблуждений. Некоторые считают, что Бенджамин Франклин открыл электричество, но его эксперименты только помогли установить связь между молнией и электричеством, не более того.

Правда об открытии электричества немного сложнее, чем о человеке, запускающем своего воздушного змея.На самом деле он насчитывает более двух тысяч лет.

Примерно в 600 году до нашей эры древние греки обнаружили, что трение меха о янтарь (окаменелая смола дерева) вызывает притяжение между ними, и поэтому греки обнаружили статическое электричество. Кроме того, исследователи и археологи в 1930-х годах обнаружили горшки с листами меди внутри, которые, по их мнению, могли быть древними батареями, предназначенными для освещения древнеримских памятников. Подобные устройства были найдены при археологических раскопках недалеко от Багдада, что означает, что древние персы, возможно, также использовали раннюю форму батарей.

Копия и схема одного из древних электрических элементов (батарей), найденных недалеко от Багдада.

Но к 17 веку было сделано много открытий, связанных с электричеством, таких как изобретение первого электростатического генератора, различие между положительными и отрицательными токами и классификация материалов как проводников или изоляторов.

В 1600 году английский врач Уильям Гилберт использовал латинское слово «electricus» для описания силы, которую некоторые вещества проявляют при трении друг о друга.Несколько лет спустя другой английский ученый, Томас Браун, написал несколько книг, в которых он использовал слово «электричество» для описания своих исследований, основанных на работе Гилберта.

Бенджамин Франклин. Источник изображения: Википедия

В 1752 году Бен Франклин провел свой эксперимент с воздушным змеем, ключом и штормом. Это просто доказало, что молния и крошечные электрические искры — одно и то же.

Итальянский физик Алессандро Вольта обнаружил, что определенные химические реакции могут производить электричество, и в 1800 году он построил гальваническую батарею (раннюю электрическую батарею), которая вырабатывала постоянный электрический ток, и поэтому он был первым человеком, который создал устойчивый поток электрического заряда. .Вольта также создал первую передачу электричества, соединив положительно заряженные и отрицательно заряженные соединители и пропустив через них электрический заряд или напряжение.

В 1831 году электричество стало жизнеспособным для использования в технике, когда Майкл Фарадей создал электрическую динамо-машину (грубый генератор энергии), которая решила проблему генерации электрического тока постоянным и практическим способом. В довольно грубом изобретении Фарадея использовался магнит, который перемещался внутри катушки из медной проволоки, создавая крошечный электрический ток, протекающий по проволоке.Это открыло дверь американцу Томасу Эдисону и британскому ученому Джозефу Свону, которые изобрели лампу накаливания в своих странах примерно в 1878 году. Раньше лампочки изобретали другие, но лампа накаливания была первой практичной лампочкой, которая могла бы свет часами напролет.

Копия первой лампочки Томаса Эдисона. Предоставлено: Служба национальных парков.

Свон и Эдисон позже создали совместную компанию для производства первой практической лампы накаливания, и Эдисон использовал свою систему постоянного тока (DC), чтобы обеспечить мощность для освещения первых электрических уличных фонарей в Нью-Йорке в сентябре 1882 года.

Позднее, в 1800-х и начале 1900-х годов, сербский американский инженер, изобретатель и электротехник Никола Тесла внес важный вклад в зарождение коммерческого электричества. Он работал с Эдисоном, а позже имел много революционных разработок в области электромагнетизма и имел конкурирующие с Маркони патенты на изобретение радио. Он хорошо известен своей работой с двигателями переменного тока (AC), двигателями переменного тока и многофазной системой распределения.

Позже американский изобретатель и промышленник Джордж Вестингауз приобрел и разработал запатентованный двигатель Теслы для генерации переменного тока, и работы Вестингауза, Теслы и других постепенно убедили американское общество в том, что будущее электричества лежит за переменным током, а не за постоянным током.

Другие, кто работал над тем, чтобы использовать электричество там, где оно есть сегодня, включают шотландского изобретателя Джеймса Ватта, французского математика Андре Ампера и немецкого математика и физика Джорджа Ома.

Итак, не один человек открыл электричество. Хотя концепция электричества была известна тысячи лет, когда пришло время развивать ее в коммерческих и научных целях, над этой проблемой одновременно работали несколько великих умов.

Мы написали много статей об электричестве для «Вселенной сегодня».Вот отдельная статья о статическом электричестве, а вот интересная история о том, как астрономия была частью того, как электричество было представлено на Всемирной выставке в Чикаго в 1933 году.

Более подробную информацию об открытии электричества см. В наших источниках ниже.

Мы также записали целый эпизод Astronomy Cast, посвященный электромагнетизму. Послушайте, Эпизод 103: Электромагнетизм.

Источники:
Википедия: Электричество
Электричество Форум
Краткая история древнего электричества
Мудрый Компьютерщик
Википедия: Алессандро Вольта
Википедия: Майкл Фарадей
Википедия: Томас Эдисон
Википедия: Никола Тесла
Википедия: Гульельмо Маркони

Нравится:

Нравится Загрузка.