điện là gì
Theo nghĩa rộng, điện là toàn bộ các hiện tượng điện từ, là những biểu hiện khác nhau của trường điện từ và tương tác của nó với vật chất; theo nghĩa hẹp, nó được sử dụng trong biểu thức "lượng điện", đồng nghĩa với "điện tích" trong định lượng của cái sau.
Bạn nghĩ đến điều gì khi nghe từ "điện" hoặc "điện"? Một người sẽ tưởng tượng ra một ổ cắm điện, một người khác - một đường dây điện, một máy biến áp hoặc máy hàn, một ngư dân sẽ nghĩ về một tia sét, một bà nội trợ sẽ nghĩ về một cục pin bằng ngón tay hoặc một bộ sạc điện thoại di động, một người quay vòng sẽ nghĩ về một ổ cắm điện. động cơ điện, và ai đó thậm chí sẽ tưởng tượng Nikola Teslađang ngồi trong phòng thí nghiệm của mình gần một cuộn dây cảm ứng cộng hưởng phun ra tia sét.
Bằng cách này hay cách khác, có rất nhiều biểu hiện của điện trong thế giới hiện đại. Nền văn minh ngày nay nói chung là không thể tưởng tượng được nếu không có điện. Nhưng chúng ta biết gì về anh ta? Hãy cùng làm rõ thông tin này.
Từ nhà máy điện đến thiết bị điện
Khi chúng ta cắm ổ cắm ở nhà, bật ấm nước hoặc nhấn công tắc, về cơ bản là muốn thắp sáng bóng đèn, thì ngay lúc đó chúng ta đóng mạch điện giữa nguồn Và người nhận điệnđể cung cấp một đường dẫn cho điện tích di chuyển, ví dụ như thông qua vòng xoắn ốc của ấm đun nước.
Nguồn điện trong nhà của chúng tôi thường là một ổ cắm. Điện tích di chuyển qua một sợi dây (trong ví dụ của chúng ta là cuộn dây niken trên ấm đun nước) là điện… Dây kết nối ổ cắm với người dùng bằng hai dây: dọc theo một dây, điện tích di chuyển từ ổ cắm sang người dùng, dọc theo dây thứ hai — từ người dùng — đến ổ cắm. Nếu dòng điện xoay chiều, thì các dây thay đổi vai trò 50 lần mỗi giây.
Nguồn năng lượng cho sự chuyển động của điện tích (hay đơn giản hơn là nguồn điện) trong mạng lưới thành phố chủ yếu là nhà máy điện. Trong một nhà máy điện, điện được tạo ra bởi một máy phát điện, rôto của nó được dẫn động quay bằng cách lắp đặt hạt nhân hoặc nhà máy điện thuộc loại khác (ví dụ: tuabin thủy điện).
Bên trong máy phát điện, rôto từ hóa đi qua dây stato, gây ra lực điện động (EMF)tạo ra điện áp giữa các cực của máy phát điện. Và nó luôn luôn là hiệu điện thế xoay chiều có tần số 50 Hz, vì rôto của máy phát điện có 2 cực từ và quay với tần số 3000 vòng/phút, hoặc có 4 cực và tốc độ 1500 vòng/phút.
Đó là sự căng thẳng trong tiếp xúc mà chúng ta sử dụng hàng ngày mà không cần suy nghĩ. về quãng đường dài mà điện di chuyển từ trạm phát điện đến ổ cắm điện của chúng ta với tốc độ ánh sáng (299.792.458 mét trên giây — tốc độ lan truyền của điện trường dọc theo dây dẫn, đẩy các electron vào bên trong chúng, tạo ra dòng điện).
Điện áp AC 220 volt ở đầu ra
Điện áp được tạo ra cho các đầu ra có thể thay đổi vì: thứ nhất, nó có thể dễ dàng chuyển đổi (giảm hoặc tăng) và thứ hai, nó được tạo ra dễ dàng hơn và truyền đi với ít tổn thất trên dây hơn so với điện áp không đổi.
Bằng cách cấp nguồn cho các dây mà nó được kết nối máy biến thế, hiệu điện thế xoay chiều, ta thu được Dòng điện xoay chiều, thay đổi hướng một cách hài hòa 50 lần mỗi giây, có thể tạo ra một từ trường xoay chiều trong mạch từ của máy biến áp, do đó, lại có thể kích thích một dòng điện trong dây dẫn của cuộn thứ cấp cuộn dây mạch từ...
Nếu từ trường không đổi trong không gian bao phủ bởi cuộn dây, thì dòng điện trong cuộn dây sẽ đơn giản là không có hướng (xem. định luật cảm ứng điện từ).
Để có được dòng điện, cần phải thay đổi từ thông trong không gian, sau đó nó sẽ quay quanh điện trường, nó sẽ tác dụng lên một điện tích, chẳng hạn như điện tích này có thể nằm bên trong một dây đồng (các electron tự do) nằm xung quanh không gian này với từ thông thay đổi.
Hoạt động của cả máy phát điện và máy biến áp đều dựa trên nguyên tắc này, với điểm khác biệt duy nhất là trong máy biến áp không có bộ phận làm việc chuyển động: nguồn của từ thông xoay chiều trong máy biến áp là dòng điện xoay chiều của cuộn sơ cấp và trong máy phát điện có rôto quay bằng từ trường vĩnh cửu.
Và đây đó, từ trường thay đổi, theo định luật cảm ứng điện từ, tạo ra một điện trường xoáy, tác dụng lên các electron tự do bên trong dây dẫn, khiến các electron này chuyển động. Nếu mạch được đóng lại với người tiêu dùng, dòng điện sẽ chạy qua người tiêu dùng.
Lưu trữ điện và dòng điện một chiều
Thuận tiện nhất là tích lũy điện trong cuộc sống hàng ngày dưới dạng năng lượng hóa học, cụ thể là trong pin… Phản ứng hóa học với các điện cực có khả năng tạo ra dòng điện khi đóng mạch ngoài cho người dùng, và diện tích các điện cực của pin càng lớn thì dòng điện thu được từ nó càng nhiều và tùy thuộc vào chất liệu của pin. điện cực và số lượng tế bào được mắc nối tiếp trong pin, điện áp do pin tạo ra có thể khác nhau.
Vì vậy, đối với pin lithium-ion, điện áp tiêu chuẩn của một ô là 3,7 vôn và có thể lên tới 4,2 vôn. Trong quá trình phóng điện, các ion lithium tích điện dương di chuyển trong chất điện phân từ cực dương (-) dựa trên đồng và than chì sang cực âm (+) dựa trên nhôm và trong quá trình sạc từ cực âm sang cực dương, dưới tác động của EMF của bộ sạc, một hợp chất than chì-lithium được hình thành, do đó năng lượng được tích lũy dưới dạng hợp chất hóa học.
Tụ điện phân hoạt động theo cách tương tự, khác với pin có công suất điện thấp hơn, nhưng trong một số lượng lớn các chu kỳ phóng điện.
Đối với pin lithium-ion, tuổi thọ đầy đủ được giới hạn ở tối đa 1000 chu kỳ phóng điện và hàm lượng năng lượng cụ thể đạt 250 Wh / kg. Đối với tụ điện điện phân, tuổi thọ hiện tại đã hiệu chỉnh của chúng ước tính lên tới hàng chục nghìn giờ, nhưng mức tiêu thụ năng lượng thường nhỏ hơn 0,25 Wh / kg.
tĩnh điện
Nếu bạn đặt một tấm vải lụa lên trên một tấm chăn len, ép chặt chúng lại với nhau, rồi thử trải chúng ra xa nhau, thì sẽ có điện khí hóa... Điều này sẽ xảy ra bởi vì trong điều kiện ma sát của các vật thể có hằng số điện môi khác nhau, sự phân tách điện tích xảy ra trên bề mặt của chúng: vật liệu có hằng số điện môi cao hơn sẽ tích điện dương và vật liệu có hằng số điện môi thấp hơn sẽ tích điện âm .
Sự khác biệt về các thông số này càng lớn thì sự nhiễm điện càng mạnh... Khi bạn chà chân bằng một tấm thảm len, bạn sẽ tích điện âm và tấm thảm tích điện dương. Mức điện thế có thể lên tới hàng chục nghìn vôn ở đây và chẳng hạn như chạm vào vòi nước được nối với thứ gì đó được nối đất sẽ khiến bạn bị điện giật. Nhưng vì công suất điện khan hiếm, sự kiện khó chịu này sẽ không đe dọa đến tính mạng của bạn.
Một thứ nữa là một máy điện di, trong đó một điện tích tĩnh được tạo ra do ma sát tích tụ trong một tụ điện. Khoản phí tích lũy trong Ngân hàng Leyden đã đe dọa đến tính mạng.
Các thuật ngữ và định nghĩa quan trọng nhất
trường điện từ là gì
Trường điện từ là một loại vật chất đặc biệt được đặc trưng bởi sự phân bố liên tục trong không gian (sóng điện từ) và bộc lộ tính rời rạc của cấu trúc (photon), được đặc trưng bởi khả năng lan truyền trong chân không (khi không có trường hấp dẫn mạnh), tác dụng lực lên các hạt mang điện, phụ thuộc vào tốc độ của chúng.
điện tích là gì
Điện tích là một tính chất của các hạt vật chất hoặc vật thể đặc trưng cho mối quan hệ của chúng với trường điện từ của chính chúng và tương tác của chúng với trường điện từ bên ngoài. Nó có hai loại được gọi là điện tích dương (điện tích của proton, positron, v.v.) và điện tích âm (điện tích của electron, v.v.). Với tư cách là một đại lượng, nó được định lượng bằng tương tác mạnh của một vật tích điện này với một vật tích điện khác.
hạt mang điện là gì
Hạt tích điện là hạt vật chất mang điện tích.
điện trường là gì
Điện trường là một trong hai mặt của trường điện từ, do các điện tích gây ra và sự biến thiên của từ trường, tác dụng lực lên các hạt, vật mang điện và biểu hiện bằng tác dụng lực lên các hạt, vật mang điện đứng yên.
từ trường là gì
Từ trường là một trong hai mặt của trường điện từ gây ra bởi các điện tích trên các hạt và vật mang điện đang chuyển động và do sự thay đổi của điện trường tác dụng một lực lên các hạt mang điện đang chuyển động và biểu hiện bằng tác dụng lực có hướng chung liên quan đến hướng chuyển động của các hạt này và tỷ lệ thuận với tốc độ của chúng.
dòng điện là gì
Dòng điện là hiện tượng chuyển động của các hạt mang điện và là hiện tượng biến thiên của điện trường theo thời gian, kèm theo từ trường.
năng lượng của điện trường là gì
Năng lượng điện trường — năng lượng liên quan đến điện trường và được chuyển đổi thành các dạng năng lượng khác khi điện trường thay đổi.
năng lượng từ trường là gì
Năng lượng từ trường — Năng lượng liên quan đến từ trường và được chuyển đổi thành các dạng năng lượng khác bằng ba lần thay đổi trong từ trường.
Năng lượng điện từ (năng lượng điện) là gì
Năng lượng điện - năng lượng của trường điện từ, bao gồm năng lượng của điện trường và năng lượng của từ trường.
Xem thêm: