Den elektricitet er en fysisk egenskab af stof. Den består af den negative eller positive interaktion mellem protonerne og materiens elektroner. Udtrykket henviser til den gule farve på grund af den alsidige og lysende farve, den præsenterede. Imidlertid blev udtrykket først introduceret i det videnskabelige samfund af den engelske videnskabsmand William Gilbert (1544-1603) i det 16. århundrede for at beskrive fænomenet energiinteraktion mellem partikler.
Hvad er elektricitet
Indholdsfortegnelse
Fysisk elektricitet forstås som de fænomener, der manifesteres ved tilstedeværelsen af elektriske ladninger, der findes i legemer, da de består af molekyler og atomer, hvis interaktion mellem deres underpartikler genererer elektriske impulser. De positive og negative ladninger på atomerne er statisk elektricitet, mens bevægelsen af elektroner og deres frigivelse fra atomerne frembringer elektriske strømme.
Dette er en del af elektromagnetisme, som med tyngdekraften og den svage atomkraft og den stærke kernekraft danner de grundlæggende interaktioner mellem naturen.
Dets etymologi kommer fra det latinske electrum, også fra det græske élektron, som betyder "rav". Den græske filosof Thales fra Milet (624-546 f.Kr.) observerede, hvordan friktion magnetiserede rav med statisk elektricitet, og århundreder senere bemærkede videnskabsmanden Charles François de Cisternay du Fay (1698-1739), hvordan de positive ladninger af elektricitet de blev afsløret, da glasset blev gnides, og negativer blev igen vist, når harpikser, såsom rav, blev gnides.
Den strøm af energi fra bevægelige og statiske ladninger Et såkaldt elektricitet, eller overførslen af elektroner fra et atom til et andet, og den resulterende elektriske kraft måles i volt eller watt, en term, der anvendes for elektricitet på engelsk, og Det blev opkaldt efter opfinderen af dampmaskinen James Watt (1736-1819).
Det er dog muligt at finde elektricitet i naturen, som i tilfælde af atmosfæriske begivenheder, bioelektricitet (elektricitet til stede i nogle dyr) og magnetosfæren.
Et af de bedst kendte tilfælde af dyr, der producerer elektricitet, er den af den elektriske ål, der har elektrocytter (et organ fra dette dyr, der genererer elektriske felter), som findes i hele kroppen, og som fungerer på samme måde som neuroner og kan generere op til 500 volt udladninger.
Da der er en mangfoldighed af elementer, er deres atomer forskellige; Derfor er nogle materialer bærere af elektricitet og andre isolatorer. De bedste ledere er metaller, da de har få elektroner i deres atomer, så det er ikke nødvendigt med en større mængde energi for at disse subatomære molekyler kan hoppe fra et atom til et andet.
Elektricitetsegenskaber
Ifølge dens dynamik, oprindelse, ydeevne og fænomener, som den producerer, har den egenskaber, der får den til at skille sig ud. Blandt de vigtigste er:
- Kumulativ. Der er enheder med evnen til at opbevare elektricitet i kemiske stoffer inde i akkumulatorer, som gør det muligt at opbevare den til senere brug (batterier).
- Dens måde at opnå. I tilfælde af batterier eller celler opnås det kemisk; også ved elektromagnetisk induktion ved bevægelse af en leder i et magnetfelt, som generatorer; og fra lys, når visse typer metaller frigiver elektroner, når sollys falder på dem (solpaneler).
- Dens virkninger. Disse kan være fysiske, mekaniske eller kinetiske, termiske, kemiske, magnetiske og lysende.
- Dens manifestationer. De kan være i form af lyn, statisk elektricitet, strømgange blandt andre.
- Farlighed. Ved at generere varme kan det forårsage alvorlige forbrændinger og i tilfælde af stærkere eksponering død.
- Resistivitet og ledningsevne. Det er modstanden mellem nogle typer stof foran henholdsvis dets passage og den lette strøm af det.
Typer af elektricitet
Der er flere typer elektricitet, de vigtigste er:
Statisk
Statisk stammer fra overskydende elektrisk ladning, som akkumuleres i et ledende eller isolerende materiale.
Det er kendt, at atomer er sammensat af et bestemt antal protoner (positiv ladning) i deres kerne og det samme antal elektroner (negativ ladning), der kredser omkring det, hvilket gør nævnte atom elektrisk neutral eller i ligevægt; men når der dannes friktion mellem to legemer eller stoffer, kan der genereres ladninger på genstandene.
Dette skyldes, at elektronerne fra begge materialer kommer i kontakt og frembringer en ubalance i atomernes ladninger, hvilket fører til statisk. Det kaldes så fordi det genereres i atomer, der er i ro, og dets ladning bevæger sig ikke, men forbliver stille. Et eksempel på dette er, når vi passerer en børste gennem håret, og nogle løftes af den statiske friktion mellem materialet i det samme og håret. Artefakter som printere bruger statisk til at afsløre toner eller blæk på papiret.
Dynamisk
Denne type produceres af en belastning, der er i bevægelse, eller strømmen af den. For at gøre dette har du brug for en elektrisk kilde (som kan være kemisk, såsom et batteri eller elektromekanisk, såsom en dynamo), der får elektroner til at strømme gennem et ledende materiale, gennem hvilket disse elektriske ladninger kan cirkulere.
I det bevæger elektroner sig fra det ene atom til det næste og så videre. Denne cirkulation er kendt som elektrisk strøm. Et eksempel på denne type elektricitet er stikkontakter, som er en dynamisk strømkilde til apparater og andre apparater, der har brug for elektricitet.
Det er vigtigt at fremhæve eksistensen af andre typer elektricitet, herunder:
- Grundlæggende: Denne type er den, der henviser til tiltrækning af positive og negative ladninger, hvor genstandene vil blive ladet. Den genereres fra to poler, som ikke nødvendigvis skal røre ved, men tiltrække hinanden. Denne type elektricitet findes i hverdagens genstande.
- Adfærdsmæssig: Det betragtes som en del af dynamikken, da det er den, der transporteres ved hjælp af ledere, hvorfor den fortsætter med at bevæge sig gennem kredsløbene. Der er forskellige ledere, såsom metaller (især kobber), aluminium, guld, kulstof, blandt andre.
- Elektromagnetisk: Det genereres af et magnetfelt, som kan lagres og udsendes som stråling, så det anbefales ikke at udsætte dig selv for denne type felt i lang tid. Fysiker Hans Christian Ørsted (1777-1851) opdagede forholdet mellem magnetisme og elektricitet og observerede, at elektrisk strøm skaber et magnetfelt.
Blandt anvendelserne af denne type elektricitet skiller den sig ud inden for medicin, såsom til røntgenmaskiner eller til udførelse af magnetisk resonansbilleddannelse.
- Industrielt: Dette er hvad der skal genereres til de store maskiner, der bruges til masseproduktion af produkter, som kræver store mængder energi, fordi de har høj effekt.
Den blev udviklet, efter at videnskaben beviste, at naturlige energiressourcer såsom lyn kunne kanaliseres og bruges af mennesket og blive en stærk kilde til elektrisk energi, hvilket gjorde det muligt at imødekomme industriens behov.
Elektriske manifestationer
Elektrisk ladning
Det er en egenskab, at nogle subatomære partikler (elektroner, neutroner og protoner) skal tiltrække og frastøde hinanden, såvel som det definerer deres elektromagnetiske interaktion. Dette produceres i atomerne, som overfører det til molekylerne i en anden krop eller gennem et ledende materiale. Det henviser også til en partikels evne til at udveksle fotoner (partikler af lys eller elektromagnetisk energi).
Dette er for eksempel til stede i statisk elektricitet, som er en ladning, der er stationær i en krop. En opladning giver også anledning til den elektromagnetiske kraft, da den producerer kraft på andre. Afgifter kan være negative og andre positive, og afgifter af samme type vil blive afvist, mens modsatte afgifter vil tiltrække.
Ladningerne måles gennem enhedens coulomb eller coulomb og er repræsenteret af bogstavet C og betyder den mængde ladning, der passerer gennem et afsnit af en eller anden leder i en periode på et sekund. Både stof og antimateriale har lige og modsatte ladninger til deres tilsvarende partikel.
Elektrisk strøm
Dette er strømmen af elektrisk ladning gennem et materiale, produceret af bevægelse af elektroner eller en anden type ladning. Det vil producere et magnetfelt, et af de elektriske fænomener, der kan udnyttes, i dette tilfælde af en elektromagnet.
Materialerne, gennem hvilke denne strømning cirkulerer, kan være faste, flydende eller gasformige. I faste materialer bevæger elektroner sig; ioner (atomer eller molekyler, der ikke er elektrisk neutrale) bevæger sig i væsker; og de gasformige kan være både elektroner og ioner.
Mængden af strømladning pr. Tidsenhed er kendt som intensiteten af elektrisk strøm, som er symboliseret med bogstavet I og er angivet som coulombs pr. Sekund eller ampere.
Den elektriske strøm kan være:
- Kontinuerlig eller direkte, som er de strømme af ladninger, der cirkulerer i en konstant sti, afbrydes den ikke af nogen vakuumperiode, fordi den kun er i en retning.
- Alternativ, som er den, der bevæger sig i to retninger, ændrer dens rute og dens intensitet.
- Triphasic, som er grupperingen af tre alternerende strømme med samme amplitude, frekvens og effektive værdi (koncept, der bruges til at studere periodiske bølger), der præsenterer en forskel på 120º mellem fase og fase.
elektrisk felt
Det er et elektromagnetisk felt, der er genereret af en elektrisk ladning (selv når det ikke bevæger sig), og som påvirker de ladninger, der omgiver det eller er i det. Felterne er ikke målbare, men de belastninger, der placeres på dem, kan observeres.
Et elektrisk felt er et fysisk rum, hvor de forskellige organers elektriske ladninger interagerer, og koncentrationen af intensiteten af en elektrisk kraft defineres. I denne region er egenskaberne blevet ændret ved tilstedeværelsen af en ladning.
Elektrisk potentiale
Det refererer til kapaciteten i et elektrisk legeme eller den energi, det har brug for til at flytte en last eller udføre arbejde og måles i volt. Dette koncept er relateret til den potentielle forskel, som defineres som den nødvendige energi til at flytte en ladning fra et punkt til et andet.
Dette kan kun defineres i et begrænset område af plads til et statisk felt, da Liénard-Wiechert potentialer anvendes til bevægelige ladninger (de beskriver de elektromagnetiske felter i en fordeling af bevægelige ladninger).
Elektromagnetisme
Dette refererer til de magnetiske felter, der genereres på grund af de elektriske ladninger, der er i bevægelse, og som producerer tiltrækning eller frastødning mod materialerne inden for disse felter, som kan generere elektrisk strøm.
Elektriske kredsløb
Det refererer til forbindelsen af mindst to elektriske komponenter, så den elektriske ladning kan strømme i en lukket sti til et bestemt formål. Disse består af elementer såsom komponenter, noder, grene, masker, kilder og ledere.
Der er kredsløb med en modtager, som i tilfælde af pærer eller klokker; seriekredsløb, som julelys; parallelle kredsløb, som i tilfælde af lys, der tændes med den samme kontakt samtidigt; blandede kredsløb (de kombinerer serier og parallelle); og skiftet, hvilket er dem, der f.eks. tillader at tænde et eller flere lys fra mere end et andet punkt.
Elektricitetens historie
Fortilfælde af elektricitet går tilbage til oldtiden, selv til næsten tre tusind år før Kristus, hvor mennesket observerede visse elektriske fænomener i naturen, til trods for ikke at vide, hvordan de blev produceret eller den samme dynamik. Ligeledes var de vidner om visse magnetiske fænomener produceret af nogle typer materialer opnået i naturen, såsom magnetit, eller tilstedeværelsen af det i dyr.
I cirka 2.750 f.Kr. skrev den egyptiske civilisation om den elektriske fisk, der findes i Nilen, og henviste til dem som beskyttere af den anden fauna i den. Omkring 600 f.Kr. var Thales of Miletus den første person, der opdagede, at rav erhvervede elektriske og magnetiske egenskaber, når de gnedes med et specifikt materiale. Men elektricitet som videnskab dateres tilbage til det syttende og attende århundrede midt i den videnskabelige revolution, da udseendet af dette studieretning var den perfekte kontekst til begyndelsen af den industrielle revolution og dens ekspansion i hele den moderne verden, der voksede op det var afgørende for menneskehedens udvikling.
Forud for dette, i det 16. århundrede, leverede filosofen og lægen William Gilbert (1544-1603) vigtige bidrag til studiet af det elektriske fænomen, idet han lægger særlig vægt på elektricitet og magnetisme. Udtrykkene "elektricitet" og "elektrisk" dukker først op i 1646 i engelskmanden Thomas Browne (1605-1682). Måleenhederne for de forskellige elektriske fænomener opstod senere takket være flere bidrag fra intellektuelle i fysik.
Forskeren, politikeren og opfinderen Benjamin Franklin (1706-1790) formåede i 1752 at kanalisere den elektriske kraft indeholdt i en lyn gennem en drage, hvilket førte til opfindelsen af lynstangen; en enhed, der bruges til at lede elektricitet fra lyn til jorden. Senere opfandt den italienske fysiker Alessandro Volta (1745-1827) spændingsbatteriet i 1800, der gjorde det muligt at lagre energi ved at udnytte brugen af elektricitet genereret ved kemiske reaktioner; og i 1831 udviklede fysikeren Michael Faraday (1791-1867) den første elektriske generator, som tillod kontinuerligt at sende elektrisk strøm.
Den første fase af den industrielle revolution involverede ikke elektricitet til dens udvikling, da den brugte energi genereret af damp. Allerede mod den anden industrielle revolution i det 19. århundrede blev elektricitet og olie brugt til at generere energi, hvilket gjorde det muligt for forskeren Thomas Alva Edison (1847-1931) at tænde den første glødepære i 1879.
I slutningen af det 19. århundrede og begyndelsen af det 20. århundrede bestred Edison, forsvarer af jævnstrøm, og opfinderen og ingeniøren Nikola Tesla (1856-1943), far til vekselstrøm, fremtiden for elektricitet.
Jævnstrøm blev populariseret i USA til indenlandsk og industriel brug; dog blev det hurtigt opdaget, at det var ineffektivt over lange afstande, og når der kræves højere spænding, og udsendte enorme mængder varme.
Tesla udviklede eksperimenter, der førte til at opdage alternative måder at transportere elektrisk energi på en mere effektiv måde, hvilket resulterede i opdagelsen af vekselstrøm.
George Westinghouse (1846-1914), en amerikansk forretningsmand, støttede og købte Teslas opfindelse, som til sidst vandt kampen om elektricitet, fordi det var en billigere strømtype med mindre energitab.
Betydningen af elektricitet
Dens betydning er afgørende for det moderne liv, idet det er en af de grundlæggende søjler i nutidens samfund, da alt, hvad mennesker bruger, involverer stort set elektricitet til at fungere: elektriske apparater, maskiner, kommunikation, nogle former for transport, produktion varer og tjenester inden for området medicin, videnskab og andre områder.
Det kan skabes af mennesket eller udnyttes direkte fra naturen. Menneskeskabt elektricitet skabes af turbiner, kondensatorer og maskiner, der er afhængige af naturens kraft til at fungere, såsom dæmninger, der bruger kraften fra store mængder vand til at generere strømmen, der forsyner store byer.
Planeten Jorden er også i stand til at generere elektricitet, de stråler, lyn og lyn, som vi ser på himlen midt i en storm, er elektriske udladninger, der genereres af kollisionen mellem store klynger af stof og energi. Dette kaldes naturlig elektrisk strøm, og det kan bruges af mennesker med lynstænger og superresistente ledere, der er i stand til at absorbere virkningen af en afladning af en sådan størrelse.
10 eksempler på brugen af elektricitet
Elektricitet har flere anvendelser i menneskelige aktiviteter. Blandt de mest fremtrædende eksempler er:
- I køretøjer med bilelektricitet, der cirkulerer gennem kredsløb, der når dele af det, og som kræver elektricitet for at fungere, såsom lys, hornet, motoren, blandt andre, og genereres fra et batteri.
- Til belysning, det vil sige til at tænde for husholdnings-, offentlig og industriel belysning.
- Til tænding af elektriske apparater og elektronik.
- At generere varme i tempererede klimaer, såsom gennem opvarmning.
- Til transport, såsom fly, da de har brug for elektricitet for at starte.
- Til det medicinske område, der anvendes i enheder, der bruges til at udføre analyser og undersøgelser.
- I industrien, som kræver store mængder elektrisk ladning for at fremstille forbrugerprodukter.
- At generere bevægelse gennem motorer, der driver elektrisk kraft, omdanner elektrisk energi til mekanisk energi.
- Til kommunikation, der anvendes i enheder som f.eks. Repeaterantenner, sendere og andre.
- Til transport og kontrol af væsker, såsom vand, gennem magnetventiler, der hjælper med at moderere strømmen.
