Жестокая разборка за электричество

12.02.2018

В 21 веке не понимать основных принципов работы электричества на бытовом уровне-не просто стыдно, а преступно. Вот только пожаловаться особо некому-вы здесь и преступник, и -Жертва.

Вы лишили себя осознания своих же собственных возможностей. А их открывается благодаря знанию принципов работы электричества- до лампочки.

Сложные вещи, вполне можно объяснить простым Человеческим языком. И мы это сделаем. Только сперва, нужно понять-насколько это важно.

Задумайтесь. Зная принципы работы электричества,- вам нужно будет знать только назначение работы электро-прибора, чтобы собрать его.. самому. К тому же.. Наше время, это время когда сложнейшие части различных электро-приборов не нужно изобретать -они доступны для приобретения. Понимающему основные принципы работы электричества сложно будет даже просто придумать такой прибор, который невозможен для реализации.

Давайте посмотрим на вещь, которая стоит около трех тысяч рублей. Утюг.

Человек, который продает эти утюги- присобачил к проводу 4 (!!) детали в правильном порядке. Почему бы прямо сейчас не пробить несколько фирм, которые могут на заказ сделать корпус для утюга? Понимаете? Это вполне могло бы быть вашим изобретением! Может вы и правда сейчас не парите за электричество, но фантазия каждого человека вполне способна придумать прибор с весьма более сложным назначением. Все что будет нужно, чтобы его реализовать-присобачить детали на замкнутую проволоку и воткнуть в розетку.

Чайник, электро-гитара, телефон, ноутбук или электро-мобиль.. Понимаете? Может именно вы-тот кто забадяжит.. космический электро-корабль. Принципиально-это возможно.

Вот почему не познакомиться с принципом работы электричества в наше время-преступно. В числе того, что вы не знаете какую лампочку купить в магазине, вы также лишаете человечество возможности получить что-то рожденное вашей Фантазией.

Но с чем нам приходится столкнуться, когда мы решили понять эту тему?

Напряжение, сила тока, сопротивление, амперы, омы, вольты..Электромагнитное взаимодействие, электроны

Жуть. Но что делать..

Обещаю,- по прочтению (а займет это меньше 5 минут) вы будете понимать каждое из этих слов.

Вот только, чтобы прийти к этому пониманию начать придется издалека. И пойти необычным путём- от сложного к простому. Поэтому сразу примите то, что первые две минуты абсолютного непонимания-это вполне нормально. Поехали!!

Молекулы вещества-состоят из атомов, а атомы-из элементарных частиц.

Электрический заряд - одно из неотъемлемых свойств некоторых элементарных частиц. Умники, которые больны физикой, объединяют такие частицы в одну группу и называют их- Заряженные. Согласитесь вы могли бы это понять еще до того, как в школу пошли, ведь они даже с названием не запарились!

Таблица "Заряженные частицы". Таблица из Википедии,- поэтому присутствует ошибка."Дырка ²" должна находится в столбце "Положительные". Сейчас вы не шарите, но вы ачешуеете как это просто, когда я объясню.
Таблица "Заряженные частицы". Таблица из Википедии,- поэтому присутствует ошибка."Дырка ²" должна находится в столбце "Положительные". Сейчас вы не шарите, но вы ачешуеете как это просто, когда я объясню.

Для наших следующих примеров-мы возьмем такую элементарную частицу как электрон. Поток электронов по атомам вещества называется -Ток. Визуально: атомы вещества остаются на месте, в то время как электрон с одного атома-прыгает на следующий.

Следует отметить, что носителями электрического заряда могут являться не только электроны, а также и другие элементарные частицы. В металлах — электроны, в электролитах — ионы (катионы и анионы), в газах — ионы и электроны, в вакууме при определённых условиях — электроны, в полупроводниках — электроны или дырки (электронно-дырочная проводимость).  Но сейчас мы стремимся только понять суть явлений, поэтому запариваться об этом не стоит.
Следует отметить, что носителями электрического заряда могут являться не только электроны, а также и другие элементарные частицы. В металлах — электроны, в электролитах — ионы (катионы и анионы), в газах — ионы и электроны, в вакууме при определённых условиях — электроны, в полупроводниках — электроны или дырки (электронно-дырочная проводимость). Но сейчас мы стремимся только понять суть явлений, поэтому запариваться об этом не стоит.

Обратите внимание на картинку и представьте что это батарейка. Боковые стенки "открываются" для тока электронов в тот момент, когда мы вставляем батарейку по направлению движения электронов. Пока же стенки закрыты-электроны долбятся о них туда сюда. Изначально было введено "техническое" направление тока. В быту мы можем видеть батарейки, на которых + и -. Это "техническое" направление подразумевает, что ток течет от + к -. Его ввели от балды-для условного обозначения в давние времена.

Поэтому теперь, в момент, когда физика явления электрического тока раскрыта более полно-это вызывает путаницу у людей. Ведь если бы мы базарили с физиками, они бы сказали что направление обратное : от - к +. Это не так важно, потому-что в принципе мы всегда можем повернуть батарейку по другому, но все же рассмотрим-почему они так говорят.

Потому-что зарядов 2 типа. И они также как и + - на наших батарейках названы "положительными" и "отрицательными". Но это не просто условные обозначения для направления движения. У положительных и отрицательных зарядов есть способность как к взаимному притяжению (если это разноименные заряды), так и к взаимному отталкиванию (если это одноименные заряды). А электрон в этой более новой физике определяется как элементарная частица заряженная электрическим зарядом который принадлежит к типу "отрицательный". В металле, в частности в меди из которой сделаны большинство проводников-движение инициируют именно электроны.

Отрицательный заряд тела обусловлен избытком электронов на теле по сравнению с протонами, а положительный заряд обусловлен недостатком электронов. Когда электрон перемещаются от одного атома к другому, то на атоме с которого электрон уходит- возникает полость, физики назвали такие полости Дырками (вот креативщики). И в них рождается положительный заряд. Да,-пока ниче не ясно, но если представить визуально..- рассмотрим атом.

Протон, нейтрон, электрон-элементарные частицы,-составные части атома.
Протон, нейтрон, электрон-элементарные частицы,-составные части атома.

Атом состоит из ядра-протонов (красные), нейтронов (черные), и- летающих вокруг него, электронов (на рисунке синие частицы). Носителем отрицательного заряда является электрон, положительного - протон. Нейтрон - нейтральная частица, не имеет заряда.

Весь атом нейтрально заряжен (заряды "уравновешены"), если количество протонов соответствует электронам. Что же произойдет, если один электрон оторвется и улетит? У атома станет на один протон больше, то есть положительных частиц больше, чем отрицательных. Такой атом эти умники называют положительным ионом. А если присоединится один электрон лишний - получим отрицательный ион. Тело состоящее из вещества этих атомов будет соответственно заряжено положительно или отрицательно.

Дырка -то место на оболочке, откуда ушел электрон. И Дырки "пытаются" перемещаться в направлении противоположном потоку электронов. Как же "дырки" могут перемещаться? А вот так. Они не просто "дырки", а дырки которые, в своем роде,- похожи на пузырьки в вашем Спрайте (..теперь она знает что в её Спрайте..) . На этот счет тоже есть путаница- в некоторых разделах вычислительной химии (для совсем умников) её (Дырку) могут обозначать как элементарную частицу, но-какая же это частица, если это всего лишь пустотелый двигающийся пузырик? Поэтому физики на этот счет дали Дырке название-квазичастица. То-бишь это и не частица, но объект который взаимодействует на том же "элементарном", черт его побери, уровне.

Электроны будучи заряженными отрицательньно двигаются к положительно заряженным Дыркам (от - к + ), которые рождаются уходом с прежнего места предыдущим электроном. Вот в чём "физический" смысл и смысл той самой путаницы. Если не врубили,-жалко. Но это не так важно. Ведь мы не путаницу хотим разобрать, а природу Тока.Поэтому-пойдем дальше.

Представьте себе такую странную раковину, где вода при определенных условиях может возвращаться в кран. Обратите внимание, как работает насос этого крана, и как в этой системе электроны меняют направление- туда-сюда. Для простоты-нарисовано без "Дырок"

Очевидно, что насос крана-дает некоторое напряжение в этой системе. Именно это называют "Напряжением". Напряжение от источника тока в цепи измеряется в Вольтах (V). Ток меняет свое направление-бежит в одну сторону, а потом-в другую-поэтому ток в замкнутой цепи называют "Переменным". Частота смены этого направления-так и называется- "Частота" . Измеряется она в Герцах (Hz). В числе прочих определений, которые мы часто слышим, есть такое как Ватты (W). Ими измеряется "Мощность" цепи и на электроприборах обычно указывают-какую мощность прибор у нее"отберет".
Очевидно, что насос крана-дает некоторое напряжение в этой системе. Именно это называют "Напряжением". Напряжение от источника тока в цепи измеряется в Вольтах (V). Ток меняет свое направление-бежит в одну сторону, а потом-в другую-поэтому ток в замкнутой цепи называют "Переменным". Частота смены этого направления-так и называется- "Частота" . Измеряется она в Герцах (Hz). В числе прочих определений, которые мы часто слышим, есть такое как Ватты (W). Ими измеряется "Мощность" цепи и на электроприборах обычно указывают-какую мощность прибор у нее"отберет".

На такую "цепь" похожа батарейка которую возьмет в руки человек.Если вы коснетесь одновременно + и -,которые на рисунке в районе "насоса" и "раковины"-вас ударит током. Вы станете тем, что на рисунке обозначено как "Нагрузка"-будете поглощать электрическую энергию батарейки-электроны будут выходить из атомов вещества батарейки и перетекать в атомы вашего тела. Удара тока вы не ощутите, или ощутите, но совсем слабо. Потому-что напряжение в батарейках-слабое. Хотя есть промышленные батареи которые могут вас долбануть достаточно сильно.

На такую же цепь похожа сеть электро-проводки в нашем доме. Место насоса и раковины занимает электростанция, где вырабатывается ток- преобразовывается в него из энергии другого типа- атомной, тепловой(сгоранием топлива), гидро, солнечной или ветряной.. В районе где на рисунке обозначена "Нагрузка", расположилась ваша розетка. Ток электронов произойдет когда вы "замкнете цепь", втыкнув в розетку электроприбор. Фазой будет называться отверстие с поступающим током, а Нулём-отверстие с уходящим. В "ноль" можно без страха совать палец. Но засовывать палец в "фазу", как и замыкать двумя пальцами-крайне опасно.

То что мы обсудили выше (на уровне атомов и частиц) необязательно понимать, даже если ты-электрик. Потому-что в быту нас интересуют куда более простые вещи. Не объяснение что такое ток, а описание поведения тока.

Как и всё в нашем мире, поведение тока подчиняется определенным законам.

То главное, что нужно понимать- укладывается в 2 (!!) формулы. I = U/R.
I - сила тока. Измеряется в амперах.
U - напряжение. Измеряется в вольтах.
R - сопротивление. Измеряется в омах.

Есть еще одно понятие - мощность, W.

С ним тоже просто: W = U*I. Измеряется в ваттах.

Посмотрите на разборку этих чувачков:

В Омах измеряется такое свойство как "Сопротивление". Это свойство проводника-провода. Под воздействием тока провод обычно портится и сопротивление становится выше. Идеально когда сопротивления нет совсем. Но для некоторых технических устройств-необходима определенная регуляция и есть такие штуки, которые это делают-резисторы. Источник тока создаёт напряжение (Вольты) и сила тока (Амперы) находится от этого понятно-в определенной зависимости.
В Омах измеряется такое свойство как "Сопротивление". Это свойство проводника-провода. Под воздействием тока провод обычно портится и сопротивление становится выше. Идеально когда сопротивления нет совсем. Но для некоторых технических устройств-необходима определенная регуляция и есть такие штуки, которые это делают-резисторы. Источник тока создаёт напряжение (Вольты) и сила тока (Амперы) находится от этого понятно-в определенной зависимости.

I = U/R и W = U*I. Это вся необходимая и достаточная для нас теория. Из этих формул и четырех единиц измерения, в соответствии с вышеприведенными двумя формулами можно даже логически вывести некоторое множество других. Но вам этого делать не нужно, ведь все уже давным давно сделано за вас:

Всё.Эти две формулы-есть то, что называют "Законом Ома". Сложные вещи можно описать простым языком. А я обещал в числе прочего привести вас к пониманию того, что такое электромагнитное поле. Раз вы здесь вы наверняка встречались с этим гнилым базаром : ссылка на статью о электромагнетизме в Википедии.

Сложна..сложна!! Хорошо, умники, написали для себя, но вы внизу просто допишите 3 предложения чтобы и остальные вас понимали!! Попробую..

Среди железных руд, добываемых для металлургической промышленности, встречается руда, называемая магнитным железняком. Эта руда обладает свойством притягивать к себе железные предметы.

Кусок такой железной руды называется естественным магнитом, а проявляемое им свойство притяжения — магнетизмом.

Магнитным полем называется пространство, в котором действуют магнитные силы.

С помощью металлических опилок выяснено, что выглядит магнитное поле вот так. Правда ли, что похоже на замкнутую цепь?
С помощью металлических опилок выяснено, что выглядит магнитное поле вот так. Правда ли, что похоже на замкнутую цепь?

Но есть также материалы, которые проявляют магнитные свойства только при прохождении по ним электрического тока. Такие материалы называются электромагнитами. Силовые линии из которых "рисуется" магнитное поле электромагнита-находятся под напряжением. Это и есть электро-магнитное поле.

Та-да-ааам! За эти 5 минут вы достигли понимания темы "Электрический ток" в физике. И стали умнее более 70% людей в мире, в рамках этой темы.

Автор: Леонидов Антон, Вологда, 2017

Свяжитесь со мной, если вы заметили неточность в тексте статьи. Для меня это очень важно.

Подписывайтесь на нашу ленту в instagram, и сообщество Вк чтобы читать новые статьи первыми.

Ставьте пальцы и делитесь, если вы в числе тех, кто хотел бы чтоб статей было больше. Спасибо!