√ 電気: 定義、方法、利点、特性、危険性

August 08, 2023
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電気: 定義、方法、利点、性質、危険性 - この機会に 知識について 電気について相談します。この議論では、電気の意味、方法、利点、電気の特性と危険性を簡潔かつ明確に説明します。詳細については、次の記事を参照してください。

電気: 定義、方法、利点、性質、危険性

この近代的で洗練された時代において、人々は電気に大きく依存しています。家の設備に注目してください。電流を使用する道具は何ですか? 電子機器の例としては、テレビ、給水ポンプ、アイロン、冷蔵庫などがあります。これらの電子デバイスはすべて、使用するために電流源を必要とします。

では、電流はどこから来るのでしょうか？そして、電気はどのようにしてあなたの家に届くのでしょうか？

電気の定義

電気は、正と負の電荷の流れに関連する一連の物理現象です。電気の研究は、静電気と動的電気の 2 つの部分から構成されます。

静電気

静電気は、静止した電荷、電荷間の力、電荷の周囲の場、電荷によって生成される電位の科学です。

動的電気

一方、動的電気は、電場と電位によって引き起こされる力である電荷を動かす科学です。

電気を学ぶ前に、身の回りの物体が何で構成されているかを知る必要があります。非常に小さな粒子で構成されるすべての物質は原子と呼ばれます。原子自体は原子核と電子から構成されています。

原子核は原子核と呼ばれ、原子の中央に位置します。原子核は陽子と中性子で構成されており、陽子は正に帯電していますが、中性子は帯電していません。一方、原子核はマイナスに帯電した電子に囲まれています。

基本的に、原子は帯電していないか中性ではありません。つまり、原子内の陽子の数は電子の数に等しいということです。原子が電子を獲得するか電子を失う場合、その原子はイオンと呼ばれます。

静電気の発生方法

電荷に基づいて、静電気を発生させる方法は 3 つあります。

こすって

プラスチック製の定規に荷重をかけずに毛糸の布でこすると、小さな紙片ができたり、引っ張られたりするのを見たことがあるはずです。なぜそうなったのでしょうか? 定規を羊毛でこすると、羊毛からプラスチック定規への電子の移動が起こり、プラスチックには少し余分な電子が生じます。つまり、プラスチック定規は電子が過剰となりマイナスに帯電します。

この説明から、電荷には正電荷と負電荷の 2 種類があることがわかります。物体に 1 つ以上の電子が欠けている場合、その物体は正の電荷を持っていると言えます。物体が 1 つ以上の電子を過剰に持っている場合、その物体はマイナスに帯電していると言えます。電子の数によって電荷の大きさが決まります。

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伝導（接触）による

正に帯電した金属は、帯電した（中性）金属と接触します。帯電していない金属内の電子は、正に帯電した金属に引き寄せられます。したがって、一部の電子は正の金属に移動できます。中性の金属のマイナス電荷を減らすと、金属はプラスに帯電します。

誘導による

誘導によって、つまり、正に帯電した金属は、触れずに中性の金属に近づけられます。中性金属内の電子は動き回りますが、金属から離れることはありません。中性金属内の電子は B 端にのみ移動します。金属は中性のままですが、正電荷と負電荷の間で電荷が分離されます。この方法を帰納法といいます。

静電気の特徴

互いに近づけられたときに帯電するすべての物体は、特定の特性を持ちます。

同じように帯電した物体を近づけると、互いに反発します。
異なる電荷を持つ物体を近づけると、それらは互いに引き付け合います。

フランス国籍の物理学者、シャルル・クーロン（西暦 1736 ～ 1806 年）が一人いました。彼は、2 つの帯電した物体にかかる力を決定するために、一種の天秤を使用して実験を行いました。 1785 年にこれらの実験を通じて、彼は電荷、電気力、およびそれら 2 つの間の距離の間には関係があると結論付けました。伝達する電気力は次の 2 種類に分けられます。

2 つの電荷間の引力。
2 つの電荷間の反発力。

帯電した物体を近づけようとする力を引力、帯電した物体を遠ざけようとする力を斥力といいます。物体に力が作用すると、物体は動きます。

シャルル・クーロンの法則

「2つの帯電した物体間の反発力または引力は正比例する 2 つの電荷の積であり、2 つの電荷間の距離の 2 乗に反比例します。」。

静電気の利点

次のような電気機器で利用できる静電気の概念があります。

電子回路のコンデンサーを作る

コンデンサーはコンデンサーと呼ばれることが多く、誘電体で分離された 2 枚の金属板があります。一般に使用される誘電体材料には、ガラスやセラミックが含まれます。

2 つの金属板の端に電圧を加えると、金属の脚の 1 つに正の電荷が集まります。同時に、マイナス電荷が金属のもう一方の端に集まります。

ヴァン・デ・グラフ発電機

ヴァンデグラフ発電機は、最大数百万ボルトの非常に大きな電位差を生成する可能性があります。この発電機は、金属ボール、輪ゴム、回転ホイール、電極で構成されています。ヴァン・デ・グラフ発電機の仕組みは以下の通りです。

50 kV の電圧源が電極 A に供給されると、テープ上の負の電荷が地面に流れ、正の電荷はポタによって電極 B に運ばれ、その後導電性ボールの表面に運ばれます。この電圧の印加が継続的に行われると、電荷の分離が継続して発生し、ボールの表面にますます多くの正電荷が蓄積されます。

ボールに触れることで、私たちの体は同じ電荷、つまりプラスの電荷でエネルギーを与えられます。その結果、私たちの髪はプラスの電荷によって誘導され、導体ボールのプラスの電荷と相互に反発する力が働き、髪が立ち上がります。

煙の塊

1907 年に、F. G. コットレルは、煙突から煙を取り除くための簡単な装置を発明しました。セメント工場、製鉄所、発電所など。ほとんどすべての工場では、非常に汚い煙や粉塵が発生します。そこで、煙と粉塵を減らすために、煙の塊が作られました。

煙柱はワイヤーと金属板で構成されています。ワイヤには最大 60 kV の高電圧がかかり、多くの電子が生成され、ワイヤはマイナスに帯電します。煙突の壁の金属板は、マイナスに帯電したワイヤーによって誘導されるため、プラスに帯電します。

煙と塵は煙突の底から出て、煙突を通って上昇するため、煙突はマイナスに帯電します。粉塵が金属板を通過すると、粉塵は金属板に引き寄せられて煙突の底に落ちるため、発生する煙はきれいになります。

静電気の危険性

雷

雷は自然現象です。雷は雲と地球の間の電荷の飛び込みです。電荷の急増に先立って、水蒸気が雲に集まります。雲の上面と下面の間の高さは約8kmの距離に達することもあります。

底部と上部の温度差により、温度は100℃に達することがあります。その結果、雲の中に氷の結晶ができます。雲の中では全方位から風が吹いているため、氷の結晶が成長して互いに擦れ合い、プラスの電荷とマイナスの電荷が分離されます。

この電荷分離現象が落雷の主な原因です。雲の中で放電が発生することがあります。雲と雲の間、雲と地球の間は、発生する電位差に耐える空気の能力に依存します。

スパークス

電動車両では、タイヤと路面との間に摩擦が発生します。タイヤから電子が放出され、車体がプラスに帯電するため、この摩擦によって火花が発生する可能性があります。

したがって、燃料や化学薬品の積載に使用される車両は非常に可燃性です。地面からの電子を伝導する金属を装着することで車体が中性となり火花が発生しません。

したがって、についての説明は、 電気: 定義、方法、利点、性質、危険性. うまくいけば、それが役に立ち、あなたの洞察に加えることができます。ありがとう。

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