Современный мир невозможно представить без электричества! Оно повсюду: в бытовых приборах и телевизорах, компьютерах, светильниках и множестве других устройств. Но как часто мы задаёмся вопросом - откуда берется электричество в наших домах? И что же собой представляет это явление? Давайте разбираться вместе, чтобы быть готовыми увлекательно и познавательно рассказать об этом своим детям!
Кто придумал электричество?
Будет неправильно назвать изобретателем электричества одного учёного, ведь изучать это явление начали ещё задолго до нашей эры, наблюдая за природой и свойствами её объектов. Многие столетия великие умы трудились над этим вопросом и пытались понять суть электричества. Давайте рассмотрим достижения некоторых из них.
Первые упоминания связаны с античным математиком Фалесом, который обнаружил, что при трении меха о янтарь материалы притягиваются Это известное нам статическое электричество.
Появление в английском языке слова electricity соотносят с исследованиями Уильяма Гилберта, который в 1600 году объяснил опыты Фалеса, назвав притяжение электрической силой.
Вскоре французом Шарлем Франсуа Дюфе были открыты два типа электричества (современные положительный и отрицательный заряды). Учёный выявил, что объекты с одинаковыми зарядами притягиваются, а с противоположными – отталкиваются.
Большой вклад в исследования в XVIII веке внёс Бенджамин Франклин. Именно он опытным путем доказал, что молнии в небе - это электричество.
Также отметим труды итальянского физика Алессандро Вольта, который сформулировал закон ёмкости, названный позднее его именем.
Очень значимы для науки были труды физика Андре-Мари Ампера. В честь него назвали единицу измерения электрического тока - ампер.
В 1831 году Майкл Фарадей сконструировал электрическую динамомашину, а в 1879 году благодаря трудам своих предшественников американцем Томасом Эдисоном была изобретена практичная лампочка.
В 1882-м в Лондоне была построена первая общественная электростанция, которая вырабатывала электричество и поставляла его в дома. Это был постоянный ток.
Никола Тесла запатентовал особую систему, которая основывалась на новом типе двигателя переменного тока и позволяла удлинить расстояния для его передачи.
Многие учёные капля за каплей вносили свой вклад в изучение электричества. И эти исследования не прекращаются до сих пор, так как увеличение численности населения планеты и уровня жизни требуют поиска новых источников энергии.
Виды электричества в природе
Самый яркий пример электричества в природе – это молнии. Что происходит в этот момент? Частички воды в облаках сталкиваются друг с другом и приобретают либо положительный, либо отрицательный заряд. Затем более лёгкие положительные частицы оказываются наверху, а тяжёлые отрицательные перемещаются вниз.
А когда два схожих облака оказываются поблизости, но на разной высоте, положительные заряды одного начинают притягивать отрицательные частицы второго – так возникает молния. Этот же процесс происходит между облаками и поверхностью земли.
Ещё один вид природного электричества – это специальные органы у морских обитателей: рыб, скатов, угрей. Создавая заряды, животные обороняются от более сильных хищников и оглушают своих жертв. Величина такого разряда может быть как слабой, так и смертельно опасной даже для человека! Например, южноамериканский электрический угорь может генерировать разряд до 500 вольт.
Некоторые виды рыб создают вокруг себя электрическое поле. Благодаря ему они ищут добычу и ориентируются в воде, потому что любой объект, попадающий в это пространство, искажает его и обнаруживает себя.
Электричество проявляется в нервной системе живых организмов, в том числе и человека. Известно, что нервный импульс с невероятной скоростью передаёт сведения от одной клетки к другой, давая возможность моментально реагировать на внешние и внутренние раздражители, а также управлять своими движениями и мыслить. Если вы случайно коснётесь пальцем горячего чайника, то в ту же секунду уберёте руку назад. Представьте, за это время нервный импульс от раздражителя достиг мозга, получил команду и уже вернулся обратно!
Откуда берётся электрический ток?
Чтобы гаджет или любой электроприбор заработал, нужно вставить вилку в розетку или нажать выключатель. Что же происходит в этот момент? Электрическая цепь замыкается, а заряд получает импульс для движения. Им может стать, например, нагревательный элемент утюга или аккумулятор мобильного телефона. В таком случае легко подумать, что источником энергии для приборов стала розетка, ведь именно в неё мы включили гаджет. Но на самом деле питанием для них стал ток. Как он попал в розетку и что из себя представляет?
Электрический ток – это движение заряженных частиц (электронов, ионов). Их ещё называют носителями заряда. Электричество, которое идёт по проводам к нам в дома, вырабатывается генераторами на специальных станциях. Там каждый из них соединён с постоянно вращающейся турбиной. Она постоянно крутится, используя разные источники энергии.
Какие это могут быть станции?
Гидроэлектростанции (ГЭС)
Строятся на реках, а в качестве энергии используют мощность водного потока.
Тепловые электростанции (ТЭС)
Работают на силе от сжигания топлива (чаще природного газа и угля).
Атомные электростанции (АЭС)
Используют тепло от хода ядерной реакции.
Ветряные станции
Здесь источником силы служит ветер. Он толкает огромные лопасти ветряков, а они заставляют работать генератор, который вырабатывает ток. Чтобы снабдить электричеством населённый пункт, нужна целая сеть таких механизмов.
Если говорить совсем просто, то электрический ток можно сравнить с рекой, которая разливается на множество ручейков, питая приборы и гаджеты. А воды этой реки берут начало на специальных станциях.
Выполните развивающие упражнения от Айкьюши
Как электрический ток поступает в дома?
Мы уже знаем, что электричество люди получают благодаря электростанциям, на которых есть генераторы. Это большие машины, работающие от различных источников энергии.
Такие аппараты при помощи огромного магнита производят поток зарядов (ток), который движется по проводам на огромные расстояния. Обработать столько энергии и удержать её помогает трансформатор. Это специальное устройство, которое повышает и понижает напряжение. С его помощью ток по кабелям движется к месту назначения.
Прежде чем попасть в дома и отдельные квартиры, электричество вновь проходит через трансформатор. И вот ток “бежит” по проводам к необходимым приборам и предметам!
Как электричество заставляет работать электроприборы?
Теперь нам понятно, откуда берется электричество. Но как оно заставляет работать приборы? Для примера возьмём обычную лампочку и вновь вспомним про мельчайшие частицы.
Двигаясь по лампе, частицы тока с огромной скоростью наталкиваются на атомы металла, из которого состоит спираль. Атомы начинают раскачиваться, а их температура – подниматься. Электрический ток нагревает спираль до 3000 градусов, так появляется свет. Здесь важен материал спирали (проводника), он не должен плавиться из-за высокой температуры.
В современной технике (мобильных телефонах, компьютерах, телевизорах, микроволновых печах и др.) используют более сложные схемы, но общий принцип тот же – быстрый поток частиц нагревает атомы проводников, выделяется энергия, которая запускает в работу приборы.
Правила безопасного обращения с электричеством для детей
Электричество – это прекрасное достижение науки! Благодаря ему жизнь людей стала более насыщенной, комфортной и полной возможностей. Но при этом ток может быть очень опасность, ведь в считанные минуты он может навредить человеку.
Поэтому с электричеством нужно быть очень осторожными, особенно детям, ведь малыши не понимают всех опасностей. В первую очередь это относится к розеткам! Они должны быть оснащены специальными заглушками. Не оставляйте маленьких непосед рядом с ними и другими приборами без присмотра взрослых.
С более взрослыми детьми обязательно проведите беседу и объясните главные запреты. Итак, нельзя:
трогать электрические приборы мокрыми руками;
класть или вешать посторонние предметы на провод гаджетов;
закручивать кабели в узлы, пережимая их;
использовать поврежденные провода;
использовать приборы рядом с источниками тепла: батареями, плитами и т.д.;
включать несколько мощных устройств одновременно в одну розетку. Покажите, что с чем можно включать, а что не стоит;
тянуть за шнур, выключая гаджет. Держаться нужно всегда за вилку.
Чтобы избежать последствий в форс-мажорных ситуациях, когда, например, идёт дым от кабеля или прибора, чувствуется запах гари, покажите сыну или дочери, где находится щиток и как его выключить. В таких случаях надо срочно оповестить взрослых и не предпринимать других самостоятельных шагов.
На сайте IQsha в разделе «Безопасность» вы найдёте увлекательные упражнения для отработки действий ребёнка в случае опасности возникновения пожара. Игровые задания позволят легко запомнить правила пользования электроприборами и на практике отработать их.
Мы живём в замечательное время, когда для нашего удобства создано множество устройств, делающих мир комфортным! Чтобы преподнести нам этот дар, многие учёные отдали десятилетия своей жизни на изучение мира и его свойств.
Задача взрослых – не только рассказать детям, откуда берётся электричество, но и научить правильно и безопасно им пользоваться, чтобы труды исследователей не были напрасными.
Екатерина Дорошина,
педагог, методист IQsha, автор статей и упражнений
