Электричество что можно. Подорожает ли электричество? Генераторы создают электричество

24.11.2019

Словарь энергопотребителя

Информацию, полученную от экспертов мы решили систематизировать. Вот что получилось:

Социальная норма – количество электроэнергии, которое потребитель оплачивает по минимальному тарифу. Социальная норма рассчитывается на домохозяйство, при этом должно учитываться количество жильцов, чем больше людей, тем больше энергопаек, поэтому может оказаться, что жить одному станет для энергопотребителя невыгодно. Кроме того, при расчете энергопайка важны и другие факторы, например наличие электрических плит, водонагревателей и т. п. Например, если при отсутствии котельной, квартира отапливается с помощью электрического котла, плата за электричество будет меньше. Рассчитывать социальные нормы будут в регионах. Основная нагрузка по сбору статистики, ведению баз данных, расчетам тарифа и работе с гражданами ляжет на региональные электросбытовые компании. Им предстоит много работы, и проделать ее нужно будет в сжатые сроки. Вводить соцнорму в регионах начнут уже через полгода. Эксперты призвали граждан помогать энергосбытчикам в сборе данных, потому что чем точнее данные, тем логичнее тариф.

Сверхпотребление – потребление сверх социальной нормы. Тарифицируется по повышенной ставке. Если у вас круглосуточно горит свет во всех комнатах и постоянно работает телевизор, или имеются энергоемкие приборы, то вы по итогам месяца можете оказаться сверхотребителем.

Перекрестные тарифы – сейчас в России действуют так называемые перекрестные тарифы, согласно которым стоимость электроэнергии существенно различается для граждан, для которых она снижена и для предприятий, для которых она завышена. То есть за расходы граждан платят предприятия и для них эта ноша зачастую оказывается непосильной. Именно для борьбы с перекрестными тарифами и вводится социальная норма. Условно говоря, руководитель региона принимает решение о том, кого он станет поддерживать и стимулировать – предприятия или граждан. В то же время эксперты отметили, что количество электроэнергии, потребляемой гражданами в России, составляет всего 10% от общего энергопотребления. Правда нужно учесть, что в различных регионах соотношение промышленного и личного потребления различна. Например, в Москве доля промышленного потребления оставляет около 40%.

Энергоэффективность населения – затраты на электроэнергию зависят не только от культуры потребителя и его умения вовремя выключать ненужные лампочки, но и от того какими электроприборами он пользуется. Старый холодильник или ламповый телевизор может «есть» в два раза больше электричества, чем современный. Покупая бытовую технику, потребитель должен обращать внимание на ее энергоемкость, при этом нужно иметь в виду, что производители часто завышают этот показатель.

Откуда берутся тарифы?

Руководитель Департамента исследований ТЭК Института проблем естественных монополий Александра Григорьева , говорил о ценообразовании в области энергетики. Эксперта удивляет то, что энерготарифы в Москве уже сейчас выше, чем в любой из стран, которые живут на «энергопайке»:

«Например, украинцам электричество почему-то обходится дешевле, чем москвичам, хотя Россия поставщик энергоресурсов, а Украина – потребитель.

В странах, где действует социальная норма, выделяется два вида потребления электроэнергии – соцнорма и так называемое сверхпотребление – свыше 800 кВт/час в месяц. Это – огромная цифра и тарифицируется она по высокой ставке. Но, тем не менее, эта тарифная ставка ниже, чем в Москве.

В Париже и Москве одинаковые цены на электроэнергию. При том, что нормы в Париже нет, все платят полный тариф, и никто граждан не спонсирует. Это наводит на мысль о том, что, вероятно, в нашей электроэнергетике имеются существенные резервы по повышению собственной эффективности. Это касается абсолютно всех уровней.

И за примером далеко ходить не надо . Время от времени мы читаем в новостях, что руководитель какого-нибудь электрохолдинга, бесследно исчез, прихватив миллиарды, собранные с энергопотребителей.

Конечно это крайний случай, но это свидетельство того, что на самом деле у потребителя сейчас нет возможности влиять на ситуацию. Когда говорят о том, что тариф всегда экономически обоснован, лично мне хочется посмотреть на процесс экономического обоснования. Это действительно очень интересно, особенно мне, как экономисту. Я прекрасно понимаю, что обосновать можно все, что угодно. Но если энергохолдинг спонсирует спортивную команду, это включается в тариф? При наличии общественного и экспертного контроля обосновать такие вещи было бы сложнее, такой контроль нам очень нужен. Мы пытаемся вводить в Региональную энергетическую комиссию и тарифные органы представителей экспертного сообщества, но пока процесс идет очень медленно».

Грозит ли нам жизнь впотьмах?

О том, насколько эффективно будет работать в новых условиях соцзащита, рассуждал директор направления «Городское хозяйство» Института экономики города Сергей Сиваев:

«Сейчас у крупных потребителей, например, у металлургов, большие трудности со сбытом и, решая проблему перекрестных тарифов, государство хочет им помочь. С другой стороны официальная позиция государства – защита прав потребителя и ограничение роста тарифов. Но несмотря на все подписанные декларации тарифы растут. И для того, чтобы и промышленного потребителя поддержать, и население «защитить», вводятся такие меры, как энергопаек. Тарифы как будто бы не растут, хотя на самом деле, они растут. Предлагается, что перекрестные тарифы уменьшатся, но при этом вводится такая система, чтобы за соседа платил сосед, а не государство.

Энергоэффективностью потребителей мы практически не занимаемся. Лично я очень боюсь, что эти реформы приведут некоторые группы населения не к энеэнергосбережению, а к жизни впотьмах. Низкодоходные группы в социальную норму могут не вписаться, потому что их энергопотребление далеко от оптимального. У бедных людей старая бытовая техника, потребляющая много электричества, и чтобы вписаться в нормы им придется выкрутить все лампочки в квартире.

Принесет ли введение социальной нормы выгоду поставщикам? Это большой вопрос. Потому что мы столкнемся с колоссальной системой администрирования. Нужно все рассчитать, выяснить какова норма в регионе и как ее блюсти. Значит, каждая компания энергосбыта должна будет иметь свой паспортный стол, потому что нужно будет знать: сколько человек в квартире живет, какие счета выставлять, какие там плиты, какое отопление.

Мне кажется, что вместо одной хорошей системы соцзащиты, мы пытаемся создать несколько плохих. Ведь в большинстве регионов страны с 1994 года работает программа жилищных субсидий, в соответствии с которой квартплата должна быть не более определенного процента от дохода, обычно это 15-22%, в Москве около 12%. Для низкодоходных групп тарифы можно поднимать до бесконечности, они все равно будут платить свой процент, не больше. Сейчас число домохозяйств по стране, получающих субсидию на оплату ЖКХ, – 10%. Субсидии предоставляются по заявительному принципу, если тарифы вырастут, может вырасти и число обращений.

Программа субсидий работает не в полную силу. Я думаю, что это происходит потому, что на федеральном уровне она оказалась ничья. Работники социальной сферы считают, что это зона ответственности ЖКХ. На региональном уровне не хотят этим заниматься, потому что это социалка. Я точно знаю, за 10 лет не было ни одного координационного совещания региональных служб по вопросу предоставления субсидий. Когда начинаешь разговор на эту тему, чиновники просто не понимают о чем речь. На регионах нет никого, кто за это отвечает. Вот поэтому придумываем новые механизмы соцзащиты, хотя они у нас уже есть».

Электровор опасен для соседей

В конце мероприятия в РИА-Новости, когда журналисты задавали экспертам вопросы, корреспондент одной из телекомпаний продемонстрировал устройство для остановки электросчетчика. По словам журналиста, прибор был найден в интернете и доставлен в редакцию курьером. Что же будет делать государство, если население начнет «партизанскую борьбу» с повышением платы за электричество?

Эксперты моментально охладили пыл журналиста, сообщив, что романтики в такой «борьбе» немного. В случае выявления такого нарушения любитель дармового электричества заплатит штраф и оплатит текущий по самой высокой ставке. Но даже если обман не будет раскрыт, заплатить все равно придется.

Итак, если некто разобрал электросчетчик и применил какие-то хитрости, чтобы занизить его показания, то скорее всего это выяснится при периодическом контроле. Но если обманщика выявить не удалось, за потребленные им киловатты будет расплачиваться весь дом. Показания квартирных счетчиков сравнят с показаниями общего, разницу разделят на все квартиры и пришлют в виде корректирующей квитанции. Так что те, кто собирается проявить «хитрость» и «ловкость», должны понимать, они попросту перекладывает свои расходы на плечи соседей, среди которых есть и неимущие пенсионеры.

Кража электричества у государства далеко не безобидное развлечение. Автору статьи известен случай, произошедший в соседнем доме. Там один из жильцов наладил подачу электричества в обход счетчика, а для заземления системы использовал водопроводные трубы. Но как-то в момент воровства электроэнергии одна из его соседок решила принять ванну, взялась рукой за кран, и была убита током.

Потребитель не почувствует?

По словам экспертов, программа социальной нормы энергопотребления уже с успехом работает в пяти регионах России. Но вопрос о том, какое количество электроэнергии включено в эту норму, так и остался без ответа.

Эксперты заявили, что цифра 70 кВт/ч в месяц взята журналистами «с потолка», но при этом категорически отказались называть конкретные цифры, ссылаясь на особенности энергопотребления в каждом из регионов. Выводить некую среднюю цифру, по словам экспертов, так же бесполезно, как рассчитывать среднюю температуру по больнице.

Наш корреспондент сделал попытку собственной экспертизы, позвонив двум одиноким пенсионеркам, живущим в провинции. Одна из них проживает в светлой квартире, старается покупать энергосберегающие лампочки и активно борется с собственным пристрастием к телевизору, эта пенсионерка потребляет примерно 50 кВт/ч в месяц. Другая пенсионерка частенько засыпает под бормотание телевизора, является активным пользователем интернета, а в квартире у нее темновато, в месяц выходит 150 кВт/ч. А сколько электроэнергии потребляет ваша семья?

Так стоит ли бояться того, что новые тарифы окажутся нам не по силам? В конечном итоге все эксперты, присутствующие на встрече, согласились с тем, что перехода на социальную норму большинство потребителей не почувствует. Расходы населения на оплату электроэнергии останутся примерно такими же, как сейчас, а все недоразумения между ведомствами по этому вопросу будут разрешены в течение ближайшего года.

Идея получения бесплатного электричества использую разность потенциалов между нулем сети и землей.
Небольшая оговорка: этот способ получения энергии работает на 100 процентов. Это не обман, никакой не понятный аппарат черпающий электричество с эфира, никакой-то чудо прибор на магнитиках и т.п.
Мы будем использовать разность напряжения между нулем сети 220 В и заземлением.
Если говорить простым языком, то от электростанции до потребителей идут провода – ноль и три фазы. Так как провода имеют свое сопротивлении, следовательно, на них будет и «просадка» напряжения. Вот это напряжение мы и будем ловить. Этот потенциал так же создает перекос фаз.

Это законно?

Да, за это не наказывают электросети, так как мы не будем задействовать фазу. И фактически это не воровство.

Электрические счетчики будут учитывать эту энергию?

Все зависит от типа электросчетчика. Бывают счётчики с одним шунтом (с одним измерительным элементом) – самые распространённые и двух шунтовые (с двумя измерительными элементами). Одно шунтовые как раз не учитываю ноль – так как измерительный шунт у них расположен на фазе.

Сколько электричества можно получить?

Все зависит от количества абонентов в сети и мощности всей проводки. Обычно это где-то 3-10 вольт. Если подключить повышающий трансформатор, то можно зажечь светодиодную лампу. Напряжение после повышающего трансформатора порядка 100-220 В.

Схема

Трансформатор любой от радиоприемника, магнитофона и т.п. Желательно на низкое напряжение 3-9 Вольт вторичной обмотки.
Учтите, что все манипуляции вы используете на свой страх и риск.

Меры предосторожности

Обязательно в цепь между нулем и трансформатором поставьте предохранитель или автоматический выключатель ампер на 5-10. Это нужно для того, чтобы вся конструкция не выгорела, если вдруг поменяют фазу с нулем. Вероятность этого события конечно ничтожно мала, но нужно быть готовым ко всему. Скорее большая вероятность того, что ноль оборвется – а это бывает сплошь и рядом. И автомат вас обязательно спасет.
Даже при работе с нулем обязательно отключайте сеть. Ну и даже бесплатный свет не стоит оставлять без присмотра.

Современную жизнь невозможно представить без электричества, этот тип энергии используется человечеством наиболее полно. Однако далеко не все взрослые люди способны вспомнить из школьного курса физики определение электрического тока (это направленный поток протекания элементарных частиц, имеющих заряд), совсем мало кто понимает, что же это такое.

Что такое электричество

Наличие электричества как явления объясняется одним из главных свойств физической материи – способностью обладать электрическим зарядом. Они бывают положительными и отрицательными, при этом объекты, обладающие разнополюсными знаками, притягиваются друг к другу, а «равнозначные», наоборот, отталкиваются. Движущиеся частицы также являются источником возникновения магнитного поля, что лишний раз доказывает связь между электричеством и магнетизмом.

На атомарном уровне существование электричества можно объяснить следующим образом. Молекулы, из которых состоят все тела, содержат атомы, составленные из ядер и электронов, циркулирующих вокруг них. Эти электроны могут при определенных условиях отрываться от «материнских» ядер и переходить на другие орбиты. Вследствие этого некоторые атомы становятся «недоукомплектованными» электронами, а у некоторых их в избытке.

Поскольку природа электронов такова, что они текут туда, где их не хватает, постоянное перемещение электронов от одного вещества к другому и составляет электрический ток (от слова «течь»). Известно, что электричество имеет направление от полюса «минус» к полюсу «плюс». Поэтому вещество с нехваткой электронов считается заряженным положительно, а с переизбытком – отрицательно, и именуется оно «ионами». Если речь идет о контактах электрических проводов, то положительно заряженный называется «нулевой», а отрицательно – «фаза».

В разных веществах расстояние между атомами различно. Если они очень маленькие, электронные оболочки буквально касаются друг друга, поэтому электроны легко и быстро переходят от одного ядра к другому и обратно, чем создается движение электрического тока. Такие вещества, например, как металлы, называются проводниками.

В других веществах межатомные расстояния относительно велики, поэтому они являются диэлектриками, т.е. не проводят электричество. Прежде всего, это резина.

Дополнительная информация . При испускании ядрами вещества электронов и их движении происходит образование энергии, которая прогревает проводник. Такое свойство электричества называется «мощность», измеряется она в ваттах. Также эту энергию можно преобразовывать в световую или другой вид.

Для непрерывного течения электричества по сети потенциалы на конечных точках проводников (от линий ЛЭП до домовой электропроводки) должны быть разными.

История открытия электричества

Что такое электричество, откуда оно берется, и прочие его характеристики фундаментально изучает наука термодинамика с сопредельными науками: квантовой термодинамикой и электроникой.

Сказать, что какой-либо ученый изобрел электрический ток, было бы неверным, ибо с древних времен много исследователей и ученых занимались его изучением. Сам термин «электричество» ввел в обиход греческий ученый-математик Фалес, это слово означает «янтарь», поскольку именно в опытах с янтарной палочкой и шерстью Фалесу получилось выработать статическое электричество и описать это явление.

Римлянин Плиний также занимался исследованием электрических свойств смолы, а Аристотель изучал электрических угрей.

В более позднее время первым, кто досконально стал изучать свойства электрического тока, стал В. Жильбер, врач английской королевы. Немецкий бургомистр из Магдебурга О.ф Герике считается создателем первой лампочки из натертого серного шарика. А великий Ньютон вывел доказательство существования статического электричества.

В самом начале 18 века английский физик С. Грей поделил вещества на проводники и непроводники, а голландским учёным Питером ван Мушенбруком была изобретена лейденская банка, способная накапливать электрический заряд, т. е. это был первый конденсатор. Американский ученый и политический деятель Б. Франклин впервые в научных терминах вывел теорию электричества.

Все 18 столетие было богатым на открытия в сфере электричества: установлена электрическая природа молнии, сконструировано искусственное магнитное поле, выявлено существование двух видов зарядов («плюс» и «минус») и, как следствие, двух полюсов (естествоиспытатель из США Р. Симмер), Кулоном открыт закон взаимодействия между точечными электрозарядами.

В следующем веке изобретены батарейки (итальянский ученый Вольта), дуговая лампа (англичанин Дейви), а также прототип первой динамо-машины. 1820 год считается годом зарождения электродинамической науки, сделал это француз Ампер, за что его имя присвоили единице для показаний силы электротока, а шотландец Максвелл вывел световую теорию электромагнетизма. Россиянин Лодыгин изобрел лампу накаливания, имеющую стержень из угля, – прародитель современных лампочек. Чуть более ста лет назад была изобретена неоновая лампа (французский ученый Жорж Клод).

И по сей день исследования и открытия в области электричества продолжаются, например, теория квантовой электродинамики и взаимодействия слабых электрических волн. Среди всех ученых, занимавшихся исследованием электричества, особое место принадлежит Николе Тесла –многие его изобретения и теории о том, как работает электричество, до сих пор не оценены по достоинству.

Природное электричество

Долгое время считалось, что электричества «самого по себе» не существует в природе. Это заблуждение развеял Б. Франклин, который доказал электрическую природу молний. Именно они, по одной из версий ученых, способствовали синтезу первых аминокислот на Земле.

Внутри живых организмов также вырабатывается электричество, которое порождает нервные импульсы, обеспечивающие двигательные, дыхательные и другие жизненно необходимые функции.

Интересно. Многие ученые считают человеческое тело автономной электрической системой, которая наделена функциями саморегуляции.

У представителей животного мира тоже имеется свое электричество. Например, некоторые породы рыб (угри, миноги, скаты, удильщики и другие) используют его для защиты, охоты, добывания пищи и ориентации в подводном пространстве. Особый орган в теле этих рыб вырабатывает электроэнергию и накапливает ее, как в конденсаторе, его частота – сотни герц, а напряжение – 4-5 вольт.

Получение и использование электричества

Электричество в наше время – это основа комфортной жизни, поэтому человечество нуждается в его постоянной выработке. Для этих целей возводятся различного рода электростанции (гидроэлектростанции, тепловые, атомные, ветровые, приливные и солнечные), способные с помощью генераторов вырабатывать мегаватты электричества. В основе этого процесса лежит преобразование механической (энергия падающей воды на ГЭС), тепловой (сжигание углеродного топлива – каменного и бурого угля, торфа на ТЭЦ) или межатомной энергии (атомного распада радиоактивных урана и плутония на АЭС) в электрическую.

Много научных исследований посвящено электрическим силам Земли, все они стремятся использовать атмосферное электричество для блага человечества – выработки электроэнергии.

Учеными предложено множество любопытных устройств генераторов тока, которые дают возможность добывать электричество из магнита. Они используют способности постоянных магнитов совершать полезную работу в виде крутящего момента. Он возникает в результате отталкивания между одноименно заряженными магнитными полями на статорном и роторном устройствах.

Электричество популярнее всех остальных источников энергии, поскольку обладает множеством преимуществ:

легкое перемещение до потребителя;
быстрый перевод в тепловой или механический вид энергии;
возможны новые области его применения (электромобили);
открытие все новых свойств (сверхпроводимость).

Электричество – это движение разнозаряженных ионов внутри проводника. Это большой подарок от природы, который люди познают с давних времен, и процесс этот еще не закончен, хотя человечество уже научилось добывать его в огромных объемах. Электричество играет огромную роль в развитии современного общества. Можно сказать, что без него жизнь большинства наших современников просто остановится, ведь недаром при отключении электричества люди говорят, что «отключили свет».

Видео

Что приходит вам в голову, когда вы слышите слово «электричество» или «электрический»? Один человек представит себе розетку, другой - линию электропередач, трансформатор или сварочный аппарат, рыбак подумает о молнии, домохозяйка вспомнит пальчиковую батарейку или зарядное устройство для мобильного телефона, токарь - электродвигатель, а кто-нибудь и вовсе представит , сидящего в своей лаборатории возле извергающей молнии индукционной катушки, испытывающей резонанс.

Так или иначе, проявлений электричества в современном мире очень много. Цивилизацию сегодняшнего дня вообще невозможно представить без электричества. Однако что мы знаем о нем? Давайте освежим в памяти эти сведения.

От электростанции - к электроприбору

Когда мы у себя дома вставляем вилку в розетку, включая электрочайник, или нажимаем на выключатель, привычно желая зажечь электрическую лампочку, то в этот момент мы замыкаем электрическую цепь между и , чтобы предоставить электрическому заряду путь для движения, например через спираль чайника.

Источником электричества у нас дома, как правило, является розетка. Движущийся через проводник (которым в нашем примере является нихромовая спираль чайника) электрический заряд - это и есть . Проводник соединяет розетку с потребителем двумя проводами: по одному проводу заряд движется от розетки - к потребителю, по второму проводу в этот же самый момент - от потребителя - к розетке. Если ток переменный, то провода меняются ролями по 50 раз каждую секунду.

Источником энергии для движения электрических зарядов (или проще говоря - источником электричества) в городской сети прежде всего выступает электростанция. На электростанции электричество вырабатывается посредством мощного , ротор которого приводится во вращение ядерной установкой или силовой установкой другого типа (например гидротурбиной).

Внутри генератора намагниченный ротор пересекает провода статора, наводя в них , порождающую напряжение между выводами генератора. И это всегда именно , поскольку ротор генератора имеет 2 магнитных полюса и вращается с частотой 3000 оборотов в минуту, либо имеет 4 полюса и частоту вращения 1500 оборотов в минуту.

От трансформаторов электростанций сверхвысокое переменное напряжение величиной 110, 220 или 500 киловольт подается на провода , с которых оно затем поступает на понижающие подстанции, где с помощью трансформаторов в конце концов и понижается до уровня бытовых сетей - 220 вольт.

Это и есть напряжение в нашей розетке, которым мы пользуемся каждый день, даже не задумываясь от электростанции до нашей розетки со скоростью света (299792458 метров в секунду - скорость распространения по проводам электрического поля, которое толкает внутри них электроны, создавая ток).

Переменное напряжение 220 вольт в розетке

Генерируемое для розеток напряжение является переменным потому, что: во-первых, его легко можно трансформировать (понизить или повысить), а во-вторых генерируется оно проще и передается с меньшими потерями в проводах, чем постоянное.

Подавая на провода, к которым присоединен , переменное напряжение, мы получаем , который гармонически изменяя свое направление 50 раз в секунду, способен генерировать в магнитопроводе трансформатора переменное магнитное поле, которое в свою очередь опять же способно возбуждать электрический ток в проводах вторичных обмоток, обвивающих магнитопровод…

Если бы магнитное поле было постоянным в пространстве, охваченном обмоткой, то ток бы в обмотках просто не навелся (см. ).

Чтобы получить ток, необходимо изменять магнитный поток в пространстве, тогда вокруг получится , оно станет действовать на электрический заряд, который например может находится внутри медного провода (свободные электроны), расположенного вокруг этого пространства с изменяющимся магнитным потоком.

На данном принципе основана работа как генераторов, так и трансформаторов, с той лишь разницей, что в трансформаторе отсутствуют движущиеся рабочие части: источником переменного магнитного потока в трансформаторе выступает переменный ток первичной обмотки, а в генераторе - вращающийся ротор с постоянным магнитным полем.

И там и там изменяющееся магнитное поле по закону электромагнитной индукции порождает вихревое электрическое поле, которое действует на свободные электроны внутри проводников, приводя эти электроны в движение. Если цепь замкнуть на потребитель - получится ток через потребитель.

Накопление электричества и постоянный ток

Накапливать электричество в быту удобнее всего в форме химической энергии, а именно . Химическая реакция меду электродами способна создать ток при замкнутой на потребитель внешней цепи, и чем больше площадь электродов аккумулятора - тем больший ток может быть от него получен, а в зависимости от материала электродов и от количества соединенных последовательно внутри аккумулятора ячеек - генерируемое аккумулятором напряжение может быть разным.

Так, для литий-ионного аккумулятора стандартное напряжение одной ячейки составляет 3,7 вольта и может достигать 4,2 вольта. Положительно заряженные ионы лития при разряде движутся в электролите от анода(-) на основе меди и графита - к катоду(+) на основе алюминия, а при заряде - от катода - к аноду, где под действием ЭДС зарядного устройства образуется соединение графита с литием, в результате чего и накапливается энергия в форме химического соединения.

Похожим образом работают электролитические конденсаторы, отличающиеся от аккумуляторов меньшей электроемкостью, но большим количеством жизненных циклов заряда-разряда.

Для литий-ионного аккумулятора продолжительность полноценной жизни ограничивается максимум 1000 циклами заряда-разряда, а удельная энергоемкость достигает 250 Втч/кг. Что касается электролитических конденсаторов, то их ресурс работы на выпрямленном токе исчисляется десятками тысяч часов, но энергоемкость обычно менее 0,25 Втч/кг.

Статическое электричество

Если шелковую простыню постелить на шерстяное покрывало, хорошенько прижать их друг к другу, а затем попытаться развести в стороны, то возникнет . Это случится потому, что в условиях трения тел с разной диэлектрической проницаемостью произойдет разделение зарядов на их поверхностях: материал с большей диэлектрической проницаемостью зарядится положительно, а с меньшей диэлектрической проницаемостью - отрицательно.

Чем больше разница этих параметров - тем сильнее электризация. При трении ногами о шерстяной ковер, вы заряжаетесь отрицательно, а ковер - положительно. Уровни потенциалов могут достигать здесь десятков тысяч вольт, и дотронувшись например до водопроводного крана, соединенного с чем-нибудь заземленным, вы испытаете удар током. Но поскольку электроемкость мизерна, это неприятное событие не окажется крупной угрозой для вашей жизни.

Другое дело - электрофорная машина, в которой статический заряд, получаемый трением, накапливается в конденсаторе. Накопленный в лейденской банке заряд уже опасен для жизни.

Прошло уже много веков исследований с тех пор, как Бенджамин Франклин проводил свои эксперименты с воздушным змеем в 1752 году, но до сих пор осталось много мифов об этой уже такой привычной форме энергии.

В этом обзоре десятка фактов, которые должен знать каждый, хотя бы для собственной безопасности.

Батареи хранят электрический заряд или электроны

Если спросить любого человека «Что такое аккумулятор», то большинство ответит, что в нем хранится электричество, или, возможно, внутри аккумулятора «плавают» свободные электроны. Тем не менее, это далеко от истины. Внутри батареи находится «химический бульон», известный как электролит, который хранится между электродами (положительный и отрицательный). Когда батарея подключается к устройству, электролит химически преобразуется в ионы, и электроны «выбрасываются» из положительного электрода. После этого электроны притягиваются к отрицательному электроду и «по дороге» питают устройство, подключенное к батарее.

Электрический ток зависит от толщины проволоки

Довольно широко распространено неправильное представление о том, как электричество «течет» через провода - якобы более толстые провода позволяют пропускать больше электрического тока, поскольку в них «больше места для электронов и меньше сопротивление». Интуитивно это кажется правильным: к примеру, на четырехполосном шоссе одновременно может ехать больше автомобилей, чем на однополосном. Тем не менее, электрический ток ведет себя по-другому. Течение электрического тока можно сравнить с рекой: в широком месте река течет медленно и спокойно, а в узком русле поток ускоряется.

Электричество не весит вообще ничего

Поскольку невозможно увидеть электричество невооруженным глазом, то легко предположить, что электричество - это просто энергия, которая течет из точки А в точку Б и не имеет массы или веса. В некотором смысле, это верно: электрический ток не имеет массы или веса. Тем не менее, электричество - это не просто форма невидимой энергии, а поток заряженных частиц-электронов, каждая из которых имеет массу и вес. Но современная наука не позволяет определить этот вес, поскольку он является ничтожно малым.

Удар током низкого напряжения не опасен

Штепсельные розетки и вилки всегда вызывают огромное беспокойство у родителей, воспитывающих маленьких детей, тем не менее они, ничуть не переживая, дают своим детям батарейки, чтобы те вставляли их в свои игрушки. Ведь опасно только высокое напряжение... Это в корне неверно. Опасно в токе не напряжение, а его сила (которая измеряется в амперах). В определенных условиях даже 12-вольтовая батарейка может причинить серьезный вред или даже вызвать смерть.

Деревянные и резиновые объекты являются хорошими изоляторами

Когда люди дома выполняют какие-либо работы, связанные с электричеством, они обычно снимают кольца или украшения и надевают резиновые перчатки и обувь. Несмотря на то, что это все хорошо, этого недостаточно, чтобы предотвратить несчастный случай. Если в инструкции к вещи не указано иное, то это больше проводник, а не изолятор. Ведь отличным изолятором является именно чистый каучук, а в бытовой резиновой обуви, перчатках и других товарах полно разнообразных примесей для прочности и долговечности этих товаров.

Генераторы создают электричество

Резервные генераторы энергии - пожалуй, лучшая «вещица» на черный день, ведь она «вырабатывает электричество», без которого сегодня просто не обойтись. Но так ли это? Генератор преобразует механическую энергию в электрическую энергию. Когда генератор работает, он заставляет электроны, уже присутствующие в проводах и цепи, течь через цепь. Если провести грубую аналогию, то сердце не создает, а только перекачивает кровь по венам. Аналогичным образом, генератор облегчает течение электронов, но не создает их.

Электрический ток - это всего лишь поток электронов

Хотя электричество можно обобщенно описать, как «поток электронов через проводник», это не совсем верно. Тип потока электрического тока через проводник зависит исключительно от типа этого проводника. Например, в случае плазмы, неоновых ламп, люминесцентных ламп и вспышек используется продуманная комбинация протонов и электронов. В других проводниках, таких как электролиты, соленая вода, твердый лед и аккумуляторы, электрический ток представляет собой поток положительных ионов водорода.

Электричество движется со скоростью света

Большинство людей еще с дества ассоциируют электричество с молнией и именно это вызывает неправильное представление о том, что электроны и собственно электрический ток движутся со скоростью, близкой к скорости света. Хотя это правда, что электромагнитная волна проходит вдоль проводника на скорости в 50-99 процентов от скорости света, важно понять, что фактически электроны движутся очень медленно, не более чем несколько сантиметров в секунду.

Линии электропередач изолированы

Большинство проводов и кабелей в повседневной жизни (электрические шнуры зарядных устройств, ламп и других различных приборов) надежно изолированы резиной или пластиком. Но наивно предполагать, что линии электропередач также изолированы. Но как же на них сидят птицы? Оказывается, что единственной причиной, почему птицы не получают разряда, это потому, что они не касаются земли, сидя на кабеле. Изолировать все воздушные линии электропередач слишком дорого.

Статическое электричество отличается от «остального» электричества

Обычно люди думают, что статическое электричество, которое видно, к примеру, когда снимаешь синтетическую одежду, отличается от электрического тока, без которого невозможно представить повседневную жизнь. Тем не менее, единственное различие между «обычным» и статическим электричеством заключается в том, что первое представляет собой постоянный поток, а второе - мгновенное уравнивание. После подключения прибора к настенной розетке поток электронов идет непрерывно, а статическое электричество возникает, когда два проводника с разными зарядами приближаются друг к другу и происходит миниатюрная дуга электроэнергии, после чего два заряда уравниваются.