Что такое электричество?

elektrichestvo_электричество

Здравствуйте, уважаемые читатели и гости сайта http://zametkielectrika.ru.

Сегодня я хочу рассказать Вам вкратце, что такое электричество.

А то все изучаем темы по электричеству, а про основы и внутренние процессы его возникновения даже не задумываемся.

Сильно углубляться в изучение происхождения и возникновения электричества мы не будем, т.к. это очень трудоемко и время затратно, а вот рассмотреть основы я считаю нужно.

Как Вы все знаете из курса школьной физики, а может и не знаете, все тела состоят из следующих мельчайших частиц:

  • молекула
  • молекула в свою очередь состоит из атомов
  • атом состоит из протонов, нейтронов и электронов

Так вот каждая из перечисленных частиц обладает своим электрическим зарядом.

Заряд бывает положительным, либо отрицательным. Соответственно, тело с положительным зарядом всегда притягивается к телу с отрицательным зарядом. А два тела с положительными зарядами, либо отрицательными, всегда отталкиваются друг от друга.

Разноименные заряженные тела притягиваются, а одноименные — отталкиваются, т.е. в этот момент можно наблюдать тенденцию движения этих тел.

Интенсивность и скорость движения мельчайших частиц в телах зависит от множества следующих факторов:

  • свет
  • температура
  • деформация
  • трение
  • химические реакции

Происхождение и возникновение электричества

Чуть выше я упоминал, что атом состоит из протонов, нейтронов и электронов. Так вот протоны (положительно заряженные) и нейтроны (нейтрально заряженные) это и есть само ядро атома. На изображении ниже смотрите из чего состоит атом.

elektrichestvo_электричество

Ядро атома всегда имеет положительный заряд. Нейтрон (показаны красным цветом) не обладает электрическим зарядом. Протон (показаны голубым цветом) обладает всегда положительным зарядом.

Вокруг этого ядра вращаются отрицательно заряженные электроны (изображены синим цветом), которые могут находиться от ядра на различном расстоянии, в зависимости от материала вещества. Расстояние, а точнее, энергетический уровень электрона, зависит от энергии, которую электрон может поглощать из вне (обычно от фотонов) и излучать. Этим занимаются электроны внешних электронных оболочек (самые удалённые от ядра). Если электрон «захапает» слишком много энергии, то может покинуть атом, о чём и говорится чуть ниже. Т.е. взаимодействие атома с другими атомами и прочими частицами происходит благодаря внешним электронам.

Заряд электрона в точности равен заряду протона по величине и противоположен по знаку. Поэтому в целом атом нейтрален.

Взаимодействие положительных протонов ядра с отрицательными электронами не всегда постоянно, и по мере удаления электронов от ядра оно уменьшается.

Т.е. получается, что количество электронов в атомах мы можем изменить.

Способы воздействия и факторы, воздействующие на тела я упоминал выше — это свет, температура, деформация, трение и различные химические реакции. А теперь о каждом воздействии поговорим подробнее.

 

Свет

Например, под воздействием светового излучения на вещество, из него могут вылететь электроны, которые в свою очередь заряжаются положительным зарядом. Такое явление в физике названо фотоэффектом. О нем мы поговорим в следующих статьях. Чтобы не пропустить новые статьи — подпишитесь на получение уведомления о выходе новых статей на сайте.

На явлении фотоэффекта основан принцип действия фотоэлементов.

 

Температура

При воздействии на вещество (тело) высокой температурой, удаленные от ядра электроны увеличивают свою скорость вращения вокруг ядра и в один прекрасный момент им хватает кинетической энергии, чтобы оторваться от ядра. В этом случае электроны становятся свободными частицами с отрицательными зарядами.

Такое явление в физике называется термоэлектронной эмиссией. Применяется это явление достаточно обширно. Но об этом в следующих статьях. Следите за обновлениями на сайте.

 

Химическая реакция

При химических реакциях в результате переноса зарядов образуются положительные и отрицательные полюсы. На этом основано устройство аккумуляторов.

 

Трение и деформация

При воздействии на некоторые тела трением, сжатием, растяжением или же просто деформировать их, то на их поверхности могут появиться электрические заряды. Такое явление физики называют пьезоэлектрическим эффектом, или сокращенно, пьезоэффектом.

 

Электродвижущая сила

При каждом способе воздействия на тело, в результате появляются небольшие источники двух полярностей: положительной и отрицательной. Каждая из этих полярностей имеет свою величину, которая называется потенциалом. Все Вы наверное слышали такое выражение.

Потенциал — это запасенная потенциальная энергия единицы количества электричества, находящейся в определенной точке электрического поля. 

Так вот, чем больше потенциал, тем больше разница между положительным и отрицательным полюсами. Эта вот самая разница потенциалов и есть электродвижущая сила (ЭДС).

Если цепь замкнуть, то под действием ЭДС источника в цепи появится электрический ток.

Единицей измерения разницы потенциалов является вольт. Измерить разницу потенциалов можно вольтметром, мультиметром или электроизмерительными клещами.

elektrichestvo_электричествоelektrichestvo_электричество

P.S. Все перечисленные способы получения электричества являются лишь небольшими примерами. Человек же создал на их основе более крупные источники энергии, такие как генераторы, аккумуляторы и прочее. 

Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями:


46 комментариев к записи “Что такое электричество?”

  1. Татьяна:

    Интересная информация,теперь я знаю почти всё об электричестве, спасибо, Дмитрий!

  2. Админ:

    Пожалуйста, Татьяна!!!

  3. Галина:

    Дмитрий, муж поставил ваш сайт в закладки и постоянно им пользуется.Спасибо!!!!

  4. Админ:

    Вам спасибо. Буду радовать Вас и всех своих читателей познавательными статьями.

  5. ВВП:

    Как в школу на физику попал. Но всё прочитал, вспомнил, что такое электричество. Интересно… :-)

  6. Артём:

    Как физик с дипломом :) хочу отметить, что хотя всё показано «на пальцах» достаточно понятно и наглядно, но всё же в материал вкрались досадные ошибки и неточности. Вроде электронов, что заряжаются положительным зарядом и неких таинственных «энергетических зарядов».
    Отсюда делаю вывод, что школу все безнадёжно забыли :)
    Если интересно могу внести поправки для придания статье более научного вида.

    P.S. Ваш сайт мне вообще понравился. Много полезного для себя почерпнул, особенно в плане современных устройств защиты.
    Официально не электрик, но электротехнику изучаю практически с 3-х лет, когда коротнул шпилькой розетку. С тех пор током больше не било ибо был оперативно научен ПРАВИЛАМ (отец помог)и всё электричество дома делаю сам. Уже 40 лет.
    Спасибо вам за хороший сайт.

  7. Админ:

    Артем, спасибо. Буду очень признателен за корректировку материала.

  8. Артем:

    Как-нибудь выберу свободную от работы минутку и напишу прямо в этой теме. Дома пока не получается — меняю щиток и автоматы-счётчики :) просто некогда.

  9. Админ:

    Хорошо, Артем. Буду ждать.

  10. PMax:

    При всём уважении, но это не может объснить природу электричества! Никакой учебник физики не поможет в этом. Думаю, что человечество, в целом, основывая свои знания на официальной науке находится в заблуждении. Может кто сможет своими словами объяснить? Тот, кто действительно может это представить в голове! Ощущение такое, что могие термины и определения были придуманы, прикреплены так, чтобы более или менее, как-то всё подходило…

  11. Дмитрий:

    Здравствуйте, со школы не могу врубиться в саму природу электричества (может что-то не недопонимаю). Что означает термин «электроны бегут»? Неужели это правда? Как я понимаю это выражение, то электроны под воздействием ЭДС срываются со своих привычных мест (а в нормальном положении их место где-то вокруг ядра атома) и начинают свое путешествие по проводнику. В какой-то момент времени электрон «пробежит» из точки «А» в точку «Б» и при этом вещество не поменяет своих свойств? И, например, при прикосновении к медной проволоке,электроны атомов меди перебегают в мой палец, а «мои» электроны бегут в землю. Или электроны атомов меди через меня бегут в землю, а мои электроны как-то там расступаются и пропускают — ни чего не понимаю. И как электроны могут «бежать» до бесконечности? Ведь их все равно в каждом атоме определенное количество. Я понимаю,что электрическая цепь замкнута (это в идеальных условиях), но если происходят утечки на землю или в какие-то другие места, то каким образом восстанавливается количество электронов в проводниках? Может быть вопрос задан сумбурно, но если есть возможность, прошу ответить, как Вы понимаете весь этот процесс с термином «электроны бегут»? Заранее благодарен

  12. Agentish:

    Дмитрий:
    02.10.2014 в 22:10
    «В какой-то момент времени электрон «пробежит» из точки «А» в точку «Б»»

    Угу, а засунув один конец кабеля в ведро можно набрать полведра электронов :)
    Электрический ток — это направленное движение электронов, но движение обозначает не то, что электроны бегут, а то, что они производят колебания. Пример — морская волна. Набегает на берег и отбегает. В масштабе морской поверхности колебания ничтожны, вода остается в море, но энергию переносит. Эти энергию можно ощутить на себе когда заходишь в воду

  13. Петр.:

    Электроны в проводнике бегут под действием ЭЛЕКТРОДВИЖУЩЕЙ СИЛЫ. Это движение мы и называем электрическим током.В цепях постоянного тока(батарейка,лампочка,выключатель) ток бежит, течет в одном направлении — от отрецательного(-) к положителному (+), а в цепях переменного тока, ток бежит поочередно то в одну сторону, то в другую — 50 раз в секунду, то в одну то в другую, частота 50 герц.Такой ток у нас в бытовой розетке 220 вольт. Кто то может заметить, что постоянный ток же идеь от положительного электрода к отрецательному. Да все верно — в давнюю древность считали так, и так оно и осталось такое понятие. Хотя электроны бегут от — к + , а ток считается идет от + к — . Эти понятия никому не мешают — так оно и осталось.

  14. Валерий:

    Общее понятие:
    ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК — это упорядоченное (направленное) движение заряженных частиц под действием электрического поля. Частицами могут быть: электроны, протоны, ионы, дырки.
    Академическое понятие:
    ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК — это скорость изменения электрического заряда во времени.
    Сугубо личное понятие: Что первично и что вторично?
    Электрический ток возникает при помещении замкнутого проводника в магнитное поле.
    Магнитное поле возникает вокруг проводника, если через него пропустить электрический ток

  15. Евгений:

    Спасибо очень интересно. Ждем новинок.

  16. Алексей:

    Тоже не понимаю что такое эл.ток, вопросы такие же как в посте от Дмитрия от 02.10.2014 в 22:10. Ниже пишут что электроны производят колебания, на примере морской волны… На как они могут колебаться если они находятся на орбитах?
    И еще электрон ведь УСЛОВНО принят за точку, на самом деле это своего рода энергетическая оболочка атома, поправьте если ошибаюсь.

  17. ПАВ:

    Алексей, вам надо начинать с азов. Не обижайтесь.
    Электроны ничего сами по себе, без внешнего воздействия не производят.
    Да, они колеблются, но тихо-тихо, так, что в массе того же проводника, никуда не подключенного, их мелкая дрожь имеет среднее значение, равное нулю. Хороший пример- длиииинаая очередь за колбасой в холод- все стоят на месте, трясутся/греются, сумма всех движений равна нулю до тех пор, пока не появится внешнее поле- даюююют!!!- очередь начитает двигаться. Не совсем корректно, но примерно.
    Про ТОЧКУ дайте ссылку, откуда это.

  18. Алексей:

    ПАВ, вот не понимаю что значит начинают двигаться, то есть электроны отделяются от ядер (ну или»свободные») и движутся к потребителю, но допустим произошла авария и меня ударило током, грубо говоря электроны которые начали движение от генератора проходят через мое тело и устремляются в землю?И как далеко уходят электроны от своего начального положения — по всей цепи? Про точку не понял вопрос- дать ссылку на то что он условно принят точкой(синоми частица), или что электрон точка-частица?

  19. Владимир:

    Здравствуйте, Господа!

    На тему электронов есть очень замечательная книженция из моих школьных годов — А.И. Кмтайгородского «Электроны» 1979г.(Москва «Наука»), из популярной серии «Физика для всех». Очень замечательный и «разжеванный» материал про эти самые электроны. Писалась еще в те времена, когда авторы еще писали для людей…. В Интернете можно найти и скачать, кому интересно…

  20. Админ:

    Владимир, спасибо большое за рекомендацию. Обязательно найду этот учебник и выложу в открытый доступ на форуме.

  21. Алексей:

    спасибо, надо почитать.

  22. А.Медведев:

    Старый-престарый анекдот: «Преподаватель задаёт студенту вопрос на экзамене «Что такое электричество?». Студент начинает чесать репу:»Сейчас-сейчас, я вспоминаю уже» — Профессор: «Пожалуйста-пожалуйста, не торопитесь, подумайте хорошенько». Студент потеет, краснеет в отчаянии мямлит: » Ну я же знал, знал, вот только утром, когда готовился, я знал, а сейчас забыл!» — «Вот, — горестно вздыхает профессор, — был один-единственный человек в мире, который знал, что такое электричество, и тот забыл».
    Наука ещё настолько мало знает о строении вещества вообще и его электрических свойствах в частности, что определение электричества ещё очень рано приколачивать в рамку в кабинете физики.

  23. Vladimir:

    Все хорошо, но название статьи некорректно. Тут про элмагн. поле и электрический ток, а что такое электричество не смог ответить даже Н.Тесла.

  24. ПАВ:

    А кто это? Что из его идей воплощено, что витает в облацех и умах? Про неработающие «атмосферные» и проч. генераторы не надо. Не здесь.

  25. Дмитрий:

    Ну, электричество принято определять как форму энергии, обусловленную движением заряженных частиц.

    А по поводу электрического тока, для лучшего понимания его природы сначала необходимо ответить на вопрос «где течёт электрический ток». Электропроводящие вещества (например, металлы) имеют кристаллическую структуру (эту структуру обычно зовут кристаллической решёткой).

    В узлах кристаллической решётки находятся ядра атомов, а электроны в таком случае рассматриваются физиками как «электронный газ».

    Не вдаваясь в историческую путаницу плюса и минуса, при подаче напряжения на проводник, электроны начнут движение (в электротехнике нас учат, что ток течёт от «+» к «-», а из курса физики мы знаем, что отрицательные заряды тянутся к положительным, но тем не менее несмотря на эту историческую ошибку электротехнические изделия как работали так и работают).

    А сам процесс движения можно умозрительно объяснить следующим образом. При подаче напряжения на концы проводника, допустим, один электрон начал движение (условно) вперёд. Тогда за собой он оставит область с положительным зарядом, которую займёт электрон, оставшийся за ним. Ну и далее по цепочке.

    Вообще говоря, я хочу сказать, что природа электрического тока достаточно изучена и понятна. Намного больше вопросов и непонимания вызывает, например, магнитное поле..

  26. Виктор Оськин:

    Вообще-то по законам физики протоны в ядрах атома должны разлететься в разные стороны, но этого не происходит потому, что никаких протонов, нейтронов и электронов в атомах нет. См. Строение атома

  27. ПАВ:

    А это уже отменили, и давно, Виктор Оськин?
    …Атом — это наименьшая частица химического элемента, сохраняющая все его химические свойства. Атом состоит из ядра, имеющего положительный электрический заряд, и отрицательно заряженных электронов. Заряд ядра любого химического элемента равен произведению Z на e, где Z — порядковый номер данного элемента в периодической системе химических элементов, е — величина элементарного электрического заряда.
    Атомное ядро (центральная часть атома) состоит из элементарных ядерных частиц — протонов и нейтронов. Радиус ядра примерно в сто тысяч раз меньше радиуса атома. Плотность атомного ядра чрезвычайно велика. Протоны — стабильные элементарные частицы, имеющие единичный положительный электрический заряд и массу, в 1836 раз большую, чем масса электрона. Протон представляет собой ядро атома самого легкого элемента — водорода. Число протонов в ядре равно Z. Нейтрон — нейтральная (не имеющая электрического заряда) элементарная частица с массой, очень близкой к массе протона.

  28. Виктор Оськин:

    Отменил я. Начал отмену Э. Шрёдингер, заявив, что электроны — это волны. Затем появилась теория торсионных полей, которая также внесла свою лепту в этом направлении. Я лишь привёл эти знания в единую концепцию.

  29. ПАВ:

    С вашими теориями не на сайте практиков-электриков сидеть, а где-нибудь в АльтРАН, не иначе. От вашей концепции лампы иначе светят, или моторы завертелись взад, или электроплита стала охлаждать?

  30. Виктор Оськин:

    К практике не относятся также теории об устройстве атома. Но этот электрик рассказывает про протоны и электроны. В современной физике не знают, откуда взялись заряды у электрона и протона, т.к. отдельно положительный или отрицательный заряд не существуют. Есть только разность потенциалов + и -.

  31. ПАВ:

    А откуда возьмется разность, если не существуют заряды? И если к практике, пока что базирующейся на старой теории, это не относится, кого вы тут пытаетесь перековать в другую веру?

  32. Виктор Оськин:

    Возьмите любой магнит — там два полюса. Возьмите батарейку — там — плюс и минус. Где вы видели заряд плюсовой отдельно? Относительно чего он плюсовой? Если потереть янтарь, то заряд получается потому, что внешние атомы выстраиваются своим положительным полюсом к поверхности янтаря, а минусом — во внутрь. Но это состояние временное. Настолько нам задурили мозги, что многие соображать не могут в элементарных вещах. Как могут десятки протонов находиться в ядре? Это вам Эйнштейн задурил мозги.

  33. Виктор Оськин:

    Это не вера, а знания, основанные на законах элементарной физики.

  34. ПАВ:

    Если нет ни протона, ни нейтрона, и вообще ничего, то и зарядов нет- взяться им неоткуда. Просвещайте дальше!

  35. Виктор Оськин:

    А из чего тогда состоят протоны или нейтроны, и откуда в них заряд?

  36. Владимир:

    Положительный и отрицательный заряд это условность. У протона и электрона одинаковый заряд, просто они разноименные. Если вам хочется, считайте протон отрицательно заряженным, а электрон положительно. Протоны и нейтроны состоят из кварков. Протоны не разлетаются из-за сильного взаимодействия. Торсионные поля — это к эфирщикам, перпетууммобилистам и прочим фрикам.

  37. ПАВ:

    Поддержу- настолько условность, что НИЧЕГО не изменится, если + и — поменять местами. А можно вообще отменить/запретить и пользоваться понятием «ток флюидов» или как его там…
    Например, 99% крутых аудиофилов, слушающих «теплый ламповый звук» и не подозревают, что ток и те самые электроны, которых нет, движутся не так, как они думают. Если думают.

  38. Виктор Оськин:

    Владимир, а из чего состоят кварки? Есть ли у них заряд? И на чём основано «сильное взаимодействие?» На математических выдумках? В физике есть только электромагнитное взаимодействие — одинаковое отталкивается, разное — притягивается. Гравитация — это следствие электромагнитного взаимодействия. Все эти кварки, бозоны и прочие

  39. Виктор Оськин:

    выдумки мировых светил — полный бред математических инсинуаций.

  40. Владимир:

    Виктор, если всё смешать в кучу, ничего полезного вы в этой куче не найдете. У кварков есть заряд. Кстати, покажите мне длину или ширину отдельно от объекта. Или её не существует, также как и заряда?

  41. ПАВ:

    Безусловно, кто спорит? Давно доказано, что Земля имеет форму чемодана и держится на трех светилах науки безымянных и массе проповедников безграмотных.

  42. Владимир:

    Виктор Оськин.Мне кажется Вы путаете КВАНТОВУЮ физику, с физикой ПРОЦЕССОВ.Если я не прав поправте.

  43. Виктор Оськин:

    Вы мыслите здесь на уровне «квантовой физики», а меня интересует «Единая концепция мироздания» или как её называют «Теорию всего», объединяющую и имеющую общие законы для макро и микромира. Поэтому физика должна и может быть только одна и законы у неё одни. Не могут законы одной физики противоречить или даже не соответствовать законам другой физики. Если законы элементарной физики, действия которых подтверждаются очевидными опытами, не действуют в квантовой — виновата квантовая физика, основанная на математических манипуляциях. Именно по этой причине до сих пор не могут создать единую теорию мироздания, не могут решить многие проблемы квантовой физики.

  44. Владимир:

    Виктор, вот если вы в дружеской компании кого-нибудь дураком обзовете-человек подумает что вы шутите и сам Вас как нибудь назовет, все посмеются и забудется. А вот ежели Вы на улице кого дураком обзовете, то могут и по роже дать. Видите, физика процесса одна и та же, а результат меняется в зависимости от условий. Развалилась Ваша гипотеза.

  45. Виктор Оськин:

    Я вообще-то не вижу в моих высказываниях намёк на оскорбление. Если вы как-то оскорбились на мои высказывания, то вы не один, которого они касаются. К таким относятся все светила современной науки, кто ищет в атомах то, чего там нет.
    Как в одной физике разные заряды отталкиваются, а в другой — нет? Это может быть только в том случае, если в атомах нет никаких протонов, чтобы ядро разлетелось в разные стороны.
    Так что успокойтесь — каждый имеет право на своё мнение, тем более в науке. Так Галилео Галилей сказал: «Авторитет, основанный на мнении тысяч людей, в вопросах науки не стоит искры разума у одного – единственного». Тогда все эти тысячи должны оскорбиться на этого единственного.

  46. ПАВ:

    Опуститесь на грешную Землю, расскажите лучше, как электрик электрикам о контакторах, таймера, пуске моторов и проч. Ваши теории в небе, а у электрика- на столе или в кармане.
    Если вы из общества «Знание», вам тут трудно будет. От силы- горбушка со стола.

Оставить комментарий