Новости всё Наука - iCity.life Екатеринбург

Прошло много лет исследований с тех пор, как Бенджамин Франклин проводил свои эксперименты с воздушным змеем в 1752 году, но мы до сих пор воспитываем много мифов об этой удивительной форме энергии. Пришло время забыть все, что вы знали об электричестве, и узнать что-то совершенно новое.

Батарейки хранят электрический заряд или электроны

Спросите себя: что такое батарейка? Наверняка вы ответите себе, что батарея хранит электричество или внутри нее свободно плавают электроны в какой-нибудь форме. Но это далеко не так.

Внутри батареи находится химический бульон, известный как электролит, между двумя терминалами — электродами (положительная и отрицательная стороны батареи). Когда батарея подключается к устройства (скажем, к фонарику), электролит химически преобразуется в ионы, и электроны высвобождаются на положительном электроде. Электроны притягиваются к отрицательному терминалу, но между терминалами есть устройство (в данном случае фонарик) и электроны его питают.

Электрический ток зависит от толщины провода

Существует вполне логичное заблуждение о том, что через толстые провода проходит больше тока, потому что в них шире путь и меньше сопротивление. С точки зрения здравого смысла это правильно: на четырехполосном шоссе проедет больше автомобилей за конкретный отрезок времени, чем на однополосном. Тем не менее электрический ток ведет себя по-другому.

Электрический ток можно сравнить с рекой: в широком месте река течет медленно и спокойно; в узком поток ускоряется, однако через определенную точку проходит одно и то же количество воды.

Электричество имеет нулевую массу или вес

Поскольку разглядеть электричество невооруженным глазом невозможно, легко предположить, что электричество — это просто энергия, которая течет из точки А в точку Б и не имеет массы или веса. В некотором смысле это верно: электрический ток — как река — не имеет массы или веса. Тем не менее электричество — это не просто форма невидимой энергии, это поток заряженных частиц — электронов — которые имеют массу и вес.

К сожалению, этот вес совершенно незначительный, а контур имеет круглую форму, поэтому вы никогда не соберете много электронов в одном месте. Наконец, поток заряженных частиц продвигается со скоростью нескольких сантиметров в секунду, но об этом позже.

Удар током низкого напряжения не опасен

Штепсельные розетки и вилки вызывают беспокойство у родителей, воспитывающих маленьких детей, но они совершенно не стесняются давать детям батарейки, чтобы те засунули их в игрушки. Ведь опасно только высокое напряжение, да? Нет, не да.

Вредит и убивает в токе его сила (измеряется в амперах), а не напряжение. В правильных условиях даже 12-вольтовая батарейка может причинить серьезный вред, а в особых случаях и смерть.

Деревянные и резиновые объекты — хорошие изоляторы

Работая с электричеством по дому, большинство людей первым делом снимают кольца и сережки, надевают резиновые перчатки и обувь. И хотя это хорошие первые шаги, их недостаточно, чтобы предотвратить происшествие. Вопреки расхожему мнению, большинство вещей в доме в некоторой степени являются проводниками, а не изоляторами.

Чистый каучук — отличный изолятор. Но большинство резиновой обуви, перчаток и прочих принадлежностей делают далеко не из чистого каучука. В обычной резине намешано много других дополнительных веществ, которые повышают ее стойкость. Даже дерево может быть проводником в определенных условиях.

Генераторы создают электричество

Резервный генератор энергии — отличная штука на черный день, потому что производит электричество. Что, правда производит?

Генератор преобразует механическую (или другую) энергию в электрическую. Когда генератор работает, он заставляет электроны, уже присутствующие в проводах и цепи, течь через цепь. Сердце не создает кровь, оно лишь качает ее по венам и артериям. Точно так же генератор помогает электронам течь, но не создает их.

Электрические токи — это только текущие электроны

Хотя электричество можно обобщить как «ток электронов через проводник», это не совсем корректно. Тип электрического тока в проводнике зависит исключительно от проводника.

К примеру, в случае плазмы, неоновых огней, флуоресцентных ламп и вспышки используется хитрое сочетание тока протонов и электронов. В других проводниках — вроде электролитов, соленой воды, твердого льда и жидкости для аккумулятора — электрический ток представлен потоком положительных ионов водорода, и это тоже форма электричества.

Электричество движется на скорости света

Большинство людей ассоциируют электричество с молнией с детства, и это приводит к заблуждению, что электроны и электричество движутся со скоростью света. Или почти. Хотя электромагнитная волна энергии действительно путешествует через проводник на скорости от 50 до 99 процентов световой, важно понимать, что сами электроны движутся очень медленно, не быстрее чем на пару сантиметров в секунду.

Точно так же, когда вы слышите звук с 300 метров, давление воздуха в ухе вызывается не смещением молекул от источника, а скорее волной сжатия, которая проносится рябью и затрагивает все молекулы воздуха между вами.

Линии электропередач заизолированы

Большинство проводов и кабелей, с которыми мы вступаем в контакт — зарядные устройства, лампы, шнуры питания, соединительные кабели, — надежно изолированы резиной или пластиком. Очевидно было бы предположить, что воздушные линии электропередач тоже изолированы. Птицы могут же на них сидеть без вреда для себя, не так ли? Нет, не так.

Единственная причина, по которой птицы не получают разряда, в том, что они не касаются земли, находясь на кабеле. В результате не возникает никакого тока электронов. Поскольку изоляция это очень дорого, большинство воздушных линий электропередач всегда под напряжением и могут нехило долбануть на 1000 или даже на 700 000 вольт.

Статическое электричество отличается от остального

Статическое электричество — это весело: протащите кота по пластиковому подоконнику, пока он цепляется когтями, и следующие полминуты он будет смешно потрескивать, не понимая, что происходит. Вы наверняка думаете, что статическое электричество отличается от того, которое делает нашу жизнь теплой и разнообразной. Но единственная разница между током и статическим электричеством в том, что одно — это постоянный ток, а второе — мгновенное уравнивание.

Ток в настенной розетке — это поле электромагнитной энергии, которое ждет передачи по электронам в проводнике, например, силового кабеля. После подключения поток остается постоянным, пока кабель не будет отключен от сети. Статическое электричество же появляется, когда два проводника с разными зарядами приближаются друг к другу. Когда пространство между ними — изолирующий зазор — становится достаточно малым, заряд сокращает разрыв, создавая дугу электроэнергии, поскольку два заряда уравниваются.