√ Villamos energia: meghatározás, módok, előnyök, tulajdonságok és veszélyek

Villamos energia: meghatározás, módok, előnyök, tulajdonságok és veszélyek - Ez alkalommal A Tudásról az elektromosságról fog beszélni. Ebben a vitában röviden és világosan elmagyarázza az elektromosság jelentését, módszereit, előnyeit, tulajdonságait és veszélyeit. További részletekért lásd a következő cikket.

Villamos energia: meghatározás, módok, előnyök, tulajdonságok és veszélyek

Ebben a modern és kifinomult korszakban az emberek nagyon függenek az elektromosságtól. Csak figyeljen az otthonában lévő berendezésekre, milyen eszközök használnak elektromos áramot? Elektronikus eszközök például a televíziók, vízszivattyúk, vasalók és hűtőszekrények. Ezen elektronikus eszközök mindegyike elektromos áramforrást igényel.

Akkor honnan jön az elektromos áram? És hogyan kerül a villany a házadba?

A villamos energia meghatározása

Az elektromosság pozitív és negatív elektromos töltések áramlásával kapcsolatos fizikai jelenségek sorozata. Az elektromosság tanulmányozása két részből áll, nevezetesen a statikus elektromosságból és a dinamikus elektromosságból.

Statikus elektromosság

A statikus elektromosság az álló elektromos töltések, a töltések közötti erő, a töltések körüli mező és a töltések által keltett potenciál tudománya.

Dinamikus elektromosság

Eközben a dinamikus elektromosság a mozgó elektromos töltések, az elektromos mezők és az elektromos potenciál által keltett erő tudománya.

Az elektromosság tanulmányozása előtt tudnod kell, miből állnak a körülötted lévő tárgyak. Minden olyan anyagot, amely nagyon kis részecskékből áll, atomnak nevezzük. Maguk az atomok atommagokból és elektronokból állnak.

Az atommagot atommagnak nevezzük, amely az atom közepén helyezkedik el. Az atommag protonokból és neutronokból áll, amelyekben a protonok pozitív töltésűek, míg a neutronok töltetlenek. Míg az atommagot negatív töltésű elektronok veszik körül.

Alapvetően az atomban nincs töltött vagy semleges. Vagyis az atomban lévő protonok száma megegyezik az elektronok számával. Ha egy atom elektronokat nyer vagy elektronokat veszít, akkor az atomot ionnak nevezzük.

Hogyan hozzunk létre statikus elektromos töltést

A töltés alapján 3 (három) módja van a statikus elektromosság előállításának, nevezetesen:

Dörzsöléssel

Biztosan láttál már olyan műanyag vonalzót, aminek nincs terhelése, majd gyapjúkendővel dörzsölte, akkor a vonalzó kis papírdarabokat készíthet vagy húzhat. Miért történt ez? Amikor a vonalzót gyapjúval dörzsöljük, akkor a gyapjúból elektronok átvitele történik a műanyag vonalzóba, így a műanyagnak van egy kis extra elektronja. Vagyis a műanyag vonalzó felesleges elektronokká válik, és negatív töltésű lesz.

Ebből a magyarázatból láthatjuk, hogy kétféle elektromos töltés létezik, nevezetesen a pozitív elektromos töltés és a negatív elektromos töltés. Pozitív elektromos töltésűnek mondható egy tárgy, ha az objektumból egy vagy több elektron hiányzik. Egy tárgyról akkor beszélhetünk negatív töltésűnek, ha a tárgy egy vagy több elektron felesleggel rendelkezik. Az elektronok száma határozza meg az elektromos töltés nagyságát.

Vezetéssel (érintéssel)

A pozitív töltésű fém egy töltött (semleges) fémhez ér. A töltetlen fémekben lévő elektronok vonzódnak a pozitív töltésű fémekhez. Így néhány elektron a pozitív fémhez tud mozogni. A semleges fém negatív töltésének csökkentésével a fém pozitív töltésű lesz.

Indukcióval

Indukcióval, azaz egy pozitív töltésű fémet közelebb hozzák a semleges fémhez anélkül, hogy megérintené. A semleges fémben lévő elektronok mozogni fognak, de nem hagyják el a fémet. A semleges fémekben az elektronok csak a B-végig mozognak. A fém semleges marad, de a pozitív és negatív töltések közötti töltés elválasztásává válik. Ezt a módszert indukciós módszernek nevezik.

A statikus elektromos töltés jellemzői

Minden olyan tárgy, amely elektromosan feltöltődik, amikor közelebb kerül egymáshoz, bizonyos tulajdonságokkal rendelkezik.

• Ha a hasonló töltésű tárgyakat közelebb hozzák, taszítják egymást.
• Ha a különböző töltésű tárgyakat közelebb hozzák, vonzzák egymást.

Volt egy személy, aki francia állampolgár volt, egy fizikus, nevezetesen Charles Coulomb (i.sz. 1736-1806). Kísérleteket végzett egyfajta mérleg segítségével, hogy meghatározza a két töltött testre ható erőt. Ezekkel a kísérletekkel 1785-ben arra a következtetésre jutott, hogy kapcsolat van az elektromos töltés, az elektromos erő és a kettő közötti távolság között. Az általa közvetített elektromos erő 2 típusra oszlik, nevezetesen:

• A két töltés közötti vonzóerő.
• A két töltés közötti taszító erő.

Azt az erőt, amely az elektromosan töltött tárgyak egymáshoz közeledését okozza, vonzásnak, az elektromosan töltött tárgyakat egymástól távolodó erőt pedig taszító erőnek nevezzük. Ha az erő egy tárgyra hat, az elmozdulást okoz.

Charles Coulomb törvénye

"A két elektromosan töltött tárgy közötti taszító vagy vonzás ereje egyenesen arányos a két töltés szorzata, és fordítottan arányos a két töltés távolságának négyzetével a".

A statikus elektromosság előnyei

Létezik a statikus elektromosság fogalma, amely elektromos eszközökben használható, beleértve a következőket:

Kondenzátorok készítése elektronikus áramkörökben

A kondenzátornak, amelyet gyakran kondenzátornak neveznek, 2 fémlemez van, amelyeket dielektromos anyag választ el egymástól. Az általánosan használt dielektromos anyagok közé tartozik az üveg és a kerámia.

Ha a két fémlemez vége elektromos feszültséget kap, akkor az történik, hogy a pozitív töltés összegyűlik a fém egyik lábánál. Ugyanakkor a fém másik végén negatív töltés gyűlik össze.

Van de Graff generátorok

A Van de Graff generátorok nagyon nagy, akár több millió voltos potenciálkülönbséget is képesek produkálni. Ez a generátor fémgolyóból, gumiszalagból, forgó kerékből és elektródákból áll. A Van de Graff generátor működése a következő.

Az A elektródát 50 kV-os feszültségforrással látják el, így a szalagon lévő negatív töltés a földre áramlik, míg a pozitív töltést a pota a B elektródára, majd a vezető golyó felületére viszi. Ha ennek a feszültségnek az alkalmazása folyamatosan történik, akkor a töltések szétválása folytatódik, és egyre több pozitív töltés halmozódik fel a labda felületén.

A labda megérintésével testünk ugyanazzal a töltéssel, mégpedig pozitív töltéssel kap energiát. Ennek eredményeként a hajunkat pozitív töltés indukálja, és a vezetőgolyó pozitív töltésével kölcsönös taszító erő lép fel, így a haj feláll.

Füstcsomó

1907-ben F. G. Cottrell feltalált egy egyszerű eszközt a kémények füstjének eltávolítására. Ilyen például a cementgyárak, acélgyárak és erőművek. Szinte minden gyár nagyon piszkos füstöt és port termel. Így a füst és a por csökkentése érdekében füstagglomerátumokat készítettek.

A füstcső vezetékekből és fémlemezekből áll. A vezetéket akár 60 kV-ig terjedő magas feszültség éri, amely sok elektront termel, és a vezeték negatív töltésűvé válik. A kémény falán lévő fémlemez pozitív töltésűvé válik, mert egy negatív töltésű vezeték indukálja.

A füst és a por a kémény aljából jön, és felmegy rajta, így negatív töltésű lesz. Amikor a por áthalad a fémlemezen, a por magához vonzza a fémlemezt, és a kémény aljára esik, így a keletkező füst tiszta lesz.

Statikus elektromosság veszélye

Villám

A villámlás természetes jelenség. A villám egy elektromos töltés ugrása a felhők és a föld között. Az elektromos töltés megugrását a felhőkben összegyűlő vízgőz előzi meg. A felhők felső és alsó felszíne közötti magasság körülbelül 8 km-t is elérhet.

Az alsó és a felső hőmérsékletkülönbség esetén a hőmérséklet elérheti a 100 °C-ot. Ennek eredményeként a felhőben jégkristályok lesznek. Mivel a felhőben minden irányból fúj a szél, a jégkristályok növekedni fognak és egymáshoz dörzsölődnek, így a pozitív töltés elválik a negatív töltéstől.

Ez a töltésleválasztási esemény a villámcsapások fő oka. A felhők belsejében elektromos kisülések fordulhatnak elő. A felhő és a felhő, valamint a felhő és a föld között attól függ, hogy a levegő mennyire képes ellenállni a fellépő potenciálkülönbségnek.

Sparks

A motoros járművekben súrlódás keletkezik a gumiabroncsok és az út között. Ez a súrlódás szikrákat okozhat, mivel az abroncsokból elektronok szabadulnak fel, ami pozitív töltésűvé teszi a jármű karosszériáját.

Ezért az üzemanyag vagy vegyi anyagok betöltésére használt járművek nagyon gyúlékonyak. Fém felszerelésével az elektronok elvezetésére a talajból úgy, hogy a jármű karosszériája semleges legyen, nehogy szikra keletkezzen.

Így a magyarázat kb Villamos energia: meghatározás, módok, előnyök, tulajdonságok és veszélyek. Remélhetőleg hasznos lehet, és hozzáteszi a betekintést. Köszönöm.