Как работает электричество, значение электроэнергии в современной жизни
Скорость электрического тока
04/10/2022
Период и частота переменного тока
04/10/2022Все наши познания вообще и об электричестве в частности, являются результатом исследований и опытов громадного количества ученых, совершенных в течение многих веков. Эти исследования велись и ведутся с невероятный упорством и только при взаимном отношении и сотрудничестве приводят к новым открытиям и изобретениям следующим одно за другим.
Надо, однако, сказать, что внаем мы еще очень мало и возможно никогда не познаем всего. Тем не менее пытливый человеческий ум всегда будет искать и шаг за шагом проникать в тайны природы.
Исследования в области электричества установили следующие положения:
1. Природа электричества и магнетизма одна.
2. Все, что нам известно об электричестве и магнетизме является открытиями, а не изобретениями. Так, например, нельзя же сказать, что кто-нибудь изобрел полюс. Так и электричество является открытием, а не изобретением, но зато приложения его к практическим целям, являются рядом, изобретений.
3. Земля наша сама обладает свойствами магнита.
Последнее доказывается тем, что земля действует на магниты совершенно также, как один магнит действует на другой.
Магниты бывают естественными и искусственными. Как те, так и другие обладают свойством притягивать к себе железо и способностью в подвешенном состоянии принимать направление с севера на юг земли.
Путем простейших опытов можно убедиться, что магнит обладает следующими общими свойствами:
- притягивающей силой,
- отталкивающей силой,
- способностью передачи своего магнетизма железу или стали,
- полярностью или способностью располагаться с севера на юг земли,
- способностью занимать наклонное положение при подвешивании.
Вообще говоря можно сказать, что магнетизм является частью науки об электричестве, почему и заслуживает внимательного изучения.
Слово «электричество» происходит от греческого слова «электрон» — янтарь, в котором впервые были замечены электрические явления.
Древние греки знали, что если потереть о сукно янтарь, то он получает свойство притягивать легкие тела, а ведь это свойство как раз и есть проявление электричества.
Электричество, возбужденное в янтаре, здесь производит действие непосредственное. Но можно электричество, а следовательно, и его действия передавать на любые расстояния, например, по проволоке, а для того, чтобы действия эти были длительными, следует иметь так называемый «источник электричества», который все время действовал бы, то есть вырабатывал электричество.
Вырабатывать электричество, однако, можно лишь в том случае, если мы будем затрачивать на это энергию (как это было, например, с янтарем, когда мы его терли),
Таким образом первое, с чем приходится встречаться в электротехнике это с энергией. Без затраты энергии невозможно выполнить никакой работы. Поэтому энергию можно определить, как способность производить работу.
Электричество само по себе не является энергией. Но, если мы тем или иным способом заставим электричество перемещаться как бы под давлением, то в этом случае оно будет некоторой формой энергии, называемой электрической энергией или электроэнергией.
При затрате энергии в этой форме, электричество действует только, как среда, передающая заключающуюся в нем энергию, точно так же как, например, пар является средой для передачи тепловой энергии угля в паровой машине, где она превращается в механическую энергию.
Обычно в электрическую энергию превращают энергию механическую пара, газа, воды, ветра и т. п., пользуясь для такого превращения особыми машинами, называемыми электрогенераторами. Таким образом электрогенераторы являются только машинами для превращения в электрическую энергию энергии механической, которую развивают приводящие их в движение двигатели (паровые, газовые, водяные, ветряные и т. д.).
В то же время электрические двигатели являются не больше не меньше, как машинами для превращения подводимой к ним до проводам электрической энергии в механическую, а электрические лампы являются приспособлениями для превращения электрической энергии в световую, при чем часть энергии, подводимая к любому потребителю теряется в проводах.
Химическая энергия может также превращаться в электрическую, например, с помощью так называемых гальванических элементов.
Химическую энергию угля и других видов топлива, нельзя непосредственно превращать в электрическую энергию, почему химическую энергию топлива сперва превращают в теплоту путем сжигания. И после того уже тепло превращается в механическую энергию в разного вида тепловых двигателях, которые, приводя в движение электрогенераторы, дают нам энергию электрическую.
Вода в резервуарах А и В стоит на разных уровнях. До тех пор, пока сохраняется эта разность уровней воды, вода из резервуара B будет течь по трубке R в резервуар А.
Если посредством насоса Р поддерживать постоянный уровень в резервуаре B, то течение воды в трубке R также будет постоянным. Таким образом путем работы насоса уровень в резервуаре В остается постоянным, а вода все время будет течь в трубке R.
В случае электрического тока разность давления электричества или, как говорят потенциалов, поддерживается все время либо химически (в первичных гальванических элементах и аккумуляторах), либо механически (путем вращения электрогенератора).
Сама по себе энергия не создается вновь не исчезает. Этот закон известен под названием закона сохранения энергии. Энергия может только рассеиваться, то есть превращаться в форму, которая не может быть нами использована. Общее количество энергии во вселенной все же остается постоянным и неизменным.
Таким образом, подчиняясь закону сохранения энергии, и электричество не создается вновь, но и не исчезает, хотя распределение его и может изменяться.
Согласно всего сказанного все наши электрические машины и аккумуляторные батареи являются лишь только аппаратами для распределения электричества путем перемещения его из одного места в другое.
Электротехника как наука развилась широко сравнительно в небольшой промежуток времени и целый ряд самых разнообразных ее применений создал громадный спрос на разного рода электрические аппараты и машины, производство которых составляет обширную отрасль промышленности.
Что такое электричество? Этот вопрос часто задается, и до сих пор на него нельзя удовлетворительно ответить. Единственно что мы знаем, что это есть сила, которая подчиняется хорошо известным, нам законам.
По тем данным, которыми мы располагаем, можно утверждать, что электричество никогда не проявляет себя без какого-либо побуждения. Человечеству удалось овладеть этой силой и сделать ее своим могучим слугой. Мы умеем теперь в совершенстве и производить и использовать эту энергию.
Электричество имеет колоссальное значение для передачи энергии на дальние расстояния из мест, где имеется дешевая сила (вода или дешевое топливо).
Такая передача оказывается, благодаря этому особенно выгодной, тем более, что провода для передачи в случае применения высокого напряжения можно взять тонкие, а следовательно, дешевые.
На месте потребления электричество может быть использовано буквально для любых целей: освещения, силы (в самых разнообразных применениях), отопления и т. п.
Точно также электричество находит обширную область применения при добыче металлов из руд, в откачке воды и вентиляции рудников, электросвязи, гальванопластике, медицины и т. п., внося всюду за собой удобства и удешевляя производство. Вот почему каждому образованному человеку в наше время уже нельзя не знать электротехники.
