Электричество для детей — что такое электричество и откуда оно берется?

Представьте, вы с ребенком собрались просмотреть мультфильм или познавательную передачу, улеглись на диван и вдруг ваше чадо спрашивает: «А от чего работает телевизор/телефон/планшет?» Вроде бы ответ простой — от электричества, но не нужно быть Нострадамусом, чтобы предугадать следующий вопрос, который поступит от ребенка: «А откуда берется электричество?» И здесь у многих родителей наступает ступор, в особенности у тех, кто не заканчивал физмат, и их профессия никоим образом не связана с этим направлением.

Конечно, можно ответить так же просто, как и на предыдущий вопрос: «Электричество берется из розетки». Но чтобы ваш ребенок получил полный и раскрытый ответ, причем доступным и понятным языком, без заумных формул и определений, которыми написана большая часть учебников по физике, мы предлагаем задержаться на этой странице и прочитать, возможно, не новую, но полезную и познавательную информацию.

Что такое электричество?

Само слово «электричество», а точнее, «электрическая» сила появилось более 2000 лет назад в Древней Греции. Люди заметили, что если потереть янтарь о шерсть, то камень начинает притягивать к себе различные предметы небольшого размера. Янтарь на древнегреческом языке именовался «электроном», отсюда и произошло само название.

Но дальше простых экспериментов со статическим электричеством у Древних Греков изучение загадочного феномена не продвинулось. А раскрывать сущность всего явления стали намного позже. Ученые выяснили, что окружающие предметы состоят из элементарных частиц: протонов и электронов. Эти два вида частичек имеют электрический заряд: у электрона он отрицательный, а вот у протона — положительный. Притягиваясь друг к другу, они тесно взаимодействуют и в зависимости от количества протонов и электронов образуют атомы разных материй.

Сами протоны располагаются в ядре атома, а вот электроны вращаются возле них по кругу. Атомы с количеством протонов равным числу электронов имеют нулевой заряд. Например, если камень янтаря лежит сам по себе, и его никто не трогает, то его атомы также имеют нулевой заряд. Но стоит потереть атомы янтаря об атомы шерсти, как электроны из шерсти мигом переберутся на янтарные, и их «переизбыток» сделает заряд отрицательным. Такой камушек с «новой силой» и начинает притягивать к себе мелкие предметы с нулевым или положительным зарядом, а если у предмета будет отрицательный заряд — он их оттолкнет.

Электрический ток — организованный отряд электронов

Но каким образом электричество живет в розетке, если все настолько рассеянно в этой схеме?

Почти все атомы могут терять и хватать электроны. Так, если у одних их будет избыток, а у других —недостаток, то направляемые электрическими силами электроны устремятся туда, где их не хватает. Вот этот поток и называется электрическим током.

Среди привычных нам понятий электрический ток похож на реку, которая, разливаясь на множество ответвлений, питает электроприборы. Но перед тем, как направить этот поток отрицательно заряженных частиц, их нужно откуда-то взять?

Над этим вопросом бились лучшие умы прошлого тысячелетия, но первым смог сделать прорыв итальянский ученый — Алессандро Вольта, который в 1800 году изобрел первую батарею, получившую название «Вольтов столб», тем самым подарив миру надежный источник постоянной электроэнергии. В благодарность за такое открытие фамилия ученого была увековечена, и с того времени напряжение тока измеряется в вольтах.

Откуда берется электричество?

Несмотря на то, что «Вольтов столб» и совершил прорыв в науке того времени, за последующие 200 лет была сделана уйма более глобальных открытий и выявлено множество способов добывать электрический ток, для которых построены огромные сооружения и используются новейшие технологии! А теперь по порядку.

ТЭС — тепловая электростанция

Для выработки тока на ТЭС установлен турбоэлектрогенератор, состоящий из:

• неподвижной части — статора в виде двухполярного магнита;
• вращающегося ротора, который обмотан медной проволокой, так как этот металл считается наилучшим и наиболее доступным проводником.

Беспрерывное вращение магнита постоянно меняет полярность (полюса) отчего электроны в проволоке приходят в движение, как в примере с янтарем и шерстью, только в больших масштабах. Но чтобы весь этот механизм работал и вырабатывалось электричество, «что-то» должно крутить огромную турбину. Для этой цели на ТЭС установлены огромные котлы, которые нагревают воду до 450 ℃, отчего она превращается в пар. Далее под высоким давлением пар поступает из котла на лопасти, закрепленные к ротору, и запускает его в работу с невероятной скоростью — 3000 оборотов в минуту!

АЭС — атомная электростанция

Здесь так же, как и в ТЭС, установлен турбоэлектрогенератор, но вот за нагрев воды отвечает очень опасный, но энергоэффективный Уран-235. Чтобы он выделил тепло, на АЭС построены огромные ядерные реакторы, в которых Уран-235 распадается на мелкие частички, отчего и вырабатывается большое количество энергии, используемой для нагрева воды до состояния пара и запуска турбоэлектрогенератора.

ГЭС — гидроэлектростанция

Более безопасный, но не менее эффективный способ получения энергии. Хотя для него и потребуется соорудить целую цепь гидротехнических сооружений, чтобы создать необходимый напор воды для обеспечения работы турбин электрогенератора. А далее принцип, как и в предыдущих двух электростанциях: крутится ротор и вырабатывается электричество.

Ветряные станции

Выглядят они величественно и красиво, да и с помощью силы ветра еще в древности запускали в работу огромные механизмы, такие как ветряные мельницы.

В современном мире решили усовершенствовать этот механизм и использовать для преобразования механической энергии в электрическую. Принцип следующий: ветер толкает огромные лопасти, которые запускают в работу ротор генератора, а он уже, как мы знаем на примере первых трех электростанций, и вырабатывает ток.

Но таким способом при помощи одного ветрогенератора не обеспечишь электричеством даже небольшой городок, поэтому и устанавливается целая сеть огромных механизмов, состоящая из 100 и более единиц.

Немного истории

Первая в мире электростанция для общественного пользования «Перл Стрит» была построена в Нью-Йорке в 1882 году. Ее спроектировал и установил не кто иной, как Томас Эдисон. И даже не брал плату за пользование вырабатываемой электроэнергией, пока весь механизм не заработал слаженно и без перебоев.

Но «прабабушка» всех станций могла зажечь только 10000 ламп, хотя и по тем временам это было чем-то сверхъестественным. В то же время современные электростанции вырабатывают в тысячи раз больше, обеспечивая электрическим током города с населением в 100000 человек!

Как электрический ток поступает в дома?

После того, как электростанции выработают ток, он по кабелю попадает на распределительную подстанцию для измерения и преобразования. Там же установленные трансформаторы повышают напряжение до 10000 вольт. Благодаря такому напряжению ток с минимальными потерями передается на дальние расстояния с невероятной скоростью, составляющей до 3000 км в секунду!

Потом ток поступает на понижающую подстанцию, где трансформаторы уменьшают напряжение до 220 вольт — стандарт, принятый в РФ. И далее электричество направляется на распределительные сети города, а оттуда — к вам в дом и квартиру. Вот такой непростой путь он проделывает, чтобы зарядить наш телефон, зажечь лампочку или заставить работать холодильник.

Как ток заставляет работать электроприборы?

Но как же у тока получается запустить в работу электрические устройства? Для наглядного понимания возьмем за основу обычную лампу накаливания и вернемся к нашим маленьким частицам.

Когда электроны с невероятной скоростью проходят по спирали лампочки, они постоянно наталкиваются на атомы металла, из которых состоит спираль. Атомы раскачиваются, и их температура сильно поднимается. Таким образом, электрический ток нагревает спираль лампы до 3000 градусов, отчего она начинает светиться. Именно поэтому для спирали не подходит использование любого металла, потому что он просто будет плавиться из-за высокой температуры.

В современных устройствах — мобильных телефонах, телевизорах, микроволновых печах — задействованы более сложные схемы, но принцип остается таким же: из-за быстрого потока частиц атомы проводников нагреваются, отчего и выделяют энергию и запускают в работу приборы.

Не только друг, но и враг!

Конечно же, электричество — важное и незаменимое изобретение для всего человечества. С его помощью люди:

• сделали и ежедневно делают уйму открытий;
• лечат смертельные в прошлом болезни;
• ездят на электротранспорте, не загрязняя окружающую среду выхлопными газами;
• могут путешествовать по миру, узнавать и видеть достопримечательности не выходя из дома!

Всей пользы электричества просто не описать в одной статье!

Но при всем этом ток может быть и опасным и в долю секунды забрать жизнь любого живого существа.

Кстати, любопытный факт. Птицы, которые сидят на высоковольтных проводах, не получают разряда из-за того, что принимают такое же напряжение, как и в самом кабеле. Дело в том, что они сидят только на одной фазе, но если вдруг хвостом или другой частью тела птица коснется земли, столба или другого провода, то ток сразу же ее ударит.

Правила безопасного обращения с электричеством для детей

Маленькие дети не понимают всей опасности обращения с электричеством. Конечно, речь сейчас идет не об игрушках, питающихся от батареек напряжением в 12 вольт, а об опасном и сильном «звере», живущем в розетках. Поэтому малышей нельзя оставлять вблизи розеток без специальных заглушек, да еще и без родительского присмотра.

Для более взрослых детей стоит провести беседу и объяснить следующие правила. Нельзя:

1. Ставить или вешать посторонние предметы на провод прибора.
2. Закручивать кабель в узлы.
3. Пользоваться грязным проводом.
4. Использовать электроприбор вблизи источников тепла: батарей, плит, духовых шкафов и т. п.
5. Включать несколько мощных устройств одновременно в одну розетку. Покажите ребенку, где и как можно посмотреть мощность, или сами заранее составьте список, что с чем можно включать, а что — нет.
6. Использовать или пытаться починить сломанный электроприбор, в том числе если нарушена изоляция (целостность) кабеля, повреждена вилка и т. п.
7. Браться мокрыми руками за прибор или кабель.
8. Тянуть за шнур (нужно выключать прибор из розетки, держась за вилку).

Также могут возникнуть непредвиденные ситуации:

• искры из розетки;
• дым от кабеля или прибора;
• запах гари и т. п.

На этот случай необходимо показать ребенку, где находится электрический щиток и как его выключить, и объяснить, что после отключения электричества нужно обязательно позвонить кому-то из взрослых.

И в заключение

Мы живем в прекрасное время, когда с помощью электричества создаются невероятные вещи, делающие нашу жизнь комфортной и безопасной. Чтобы оставить нам этот бесценный дар, многие ученые положили десятилетия своей жизни на его изучение. А с нашей стороны требуется всего лишь малость — научить детей правилам обращения с электричеством и подать им правильный пример, чтобы все труды лучших умов были использованы лишь на благо человечества!

Курсы по физике для детей 7-14 лет

Обучаем физике и естественным наукам в увлекательном игровом формате.

узнать подробнее

«Объясните простым языком, что такое электричество, почему оно передается по проводам и больно бьется?» — Яндекс Кью

Популярное

Сообщества

ЭлектричествоЭлектрикаТок

Ксан СтАркович

052Z»>19 декабря 2017  ·

39,9 K

ОтветитьУточнить

Александр Стерлигов

Медицина

20,2 K

Врач-психиатр  · 19 дек 2017

Если объяснять простым языком, то электрический ток — это направленное движение заряженных частиц (электронов, ионов), которое создается изменением электрического поля (напряжением). 

Пришла в голову такая аналогия, которая немного проливает свет на суть электрического тока. Представьте большое сборище голодных солдат (электронов). И вдруг командир им начал кричать: «Там много вкусной и бесплатной еды!» (изменение электрического поля, создание напряжения). И для этого им построили специальную дорогу (электрический провод). После этого солдаты стройно побегут по этой дороге в поисках бесплатной еды, снося все преграды, нагревая поверхность дороги трением своих сапог, то есть будут совершать при этом работу. Эту дорогу построили так, что она ведет обратно в военную часть. И вот наши солдаты снова вернулись в часть, совершив работу на своём пути. Они готовы бежать снова и снова по этому порочному кругу, пока командиру будет хватать сил и энергии кричать «там много еды!» (то есть своим криком он создает напряжение, которое и приводит в движение солдат). Немного глупо, но представим просто таких солдат, чтобы понять электрический ток.

Так и электроны бегают по этому порочному кругу от источника тока по электрическим проводам обратно к источнику благодаря напряжению, которое создается разными путями (вращение генератора, солнечный свет падает на солнечную панель, химическая реакция в аккумуляторе и т.д.). Ну если быть точнее про напряжение: генератор/батарейка/солнечная панель под действием энергии (вращение турбины, химическая реакция, солнечный свет) перебрасывает электроны с одного своего полюса на другой. Тем самым создается избыток электронов на одном конце и недостаток на другом. Вот они и спешат установить равновесие, гуляя строем по проводам — сначала уходят от источника тока с одного его полюса, а потом возвращаясь к другому полюсу, выполнив нужную работу. Как только прекращается вращение генератора, иссякает химическая реакция в батарейке, то снижается и напряжение, уменьшается электрический ток, прекращается работа тока (горение лампочки, нагревание чайника и т.д).

А сейчас пришла в голову более простая аналогия: это ведь еще можно сравнить с обычным водяным насосом, который качает воду по замкнутому шлангу. Где вода — это электроны, движение воды — это электрический ток, шланг — провод, а насос — это источник тока.

Почему именно по проводам? Провод состоит из металлической жилы. Металлы состоят из атомов, которые находятся в виде металлических решеток, которые очень легко пропускают электроны (это как дороги построенные для солдат или как шланги из аналогии). Поэтому металлы проводят электрический ток.

19,5 K

Тимохин Санников

23 января 2019

Всегда была интересна аналогия с водой, и циркуляционным насосом по замкнутому кругу. Так же можно объяснить. .. Читать дальше

Комментировать ответ…Комментировать…

Asutpp

1,2 K

⚡Информационный сайт «ASUTPP». Статьи и рекомендации по ремонту электрооборудования…  · 6 февр 2020  · asutpp.ru

Отвечает

Юрий Макаров

Электричество представляет собой направленное движение заряженных частиц, к которым в любом материале относятся электроны или ионы, выступающие носителями заряда.
Передаваться электрическая энергия может не только по проводам, но и по любым материалам, обладающим достаточной проводимостью для электротока. Передача электроэнергии происходит при возникновении на концах… Читать далее

Больше полезной информации по электрике вы можете найти на нашем сайте:

Перейти на asutpp.ru

Комментировать ответ…Комментировать…

Первый

Ahmeettovv Riishaatt

Гражданин России и житель города Санкт-Петербург мне 63 года Активный блогер и активный. ..  · 1 сент 2021

Электричество это заряженные частицы
которые несут в себе источник энергии или работы говоря проще.
Мы кушаем чтобы работать а электрон заряжается чтобы работать
Мы ходим и ездием на работу по дороге или по шоссе
Заряженные электроны они маленькие и их такая дорога не устраивает им нужен другой путь где их бы уважали и не толкали и пропускали на работу
мы хоть идём… Читать далее

Комментировать ответ…Комментировать…

Виталий Микеров

5

Художник-Дизайнер. Биологию и Историю изучал сам. Религии и Философию тоже изучал сам…  · 19 июн 2021

Даже была такая шутка или история.
Студен приходит на экзамен. И достает билет и там написано что такое электричество? Он говорит я учил учил. И экзаменатор говорит садись 5.
Эх один человек знал что такое электричество, да и тот забыл.
Была другая Шутка когда спросили электрика что такое электричество. Он ответил я не знаю что такое электричество но я знаю как… Читать далее

Комментировать ответ…Комментировать…

Александр

2

Люблю все делать своими руками   · 26 окт 2021

Представьте пластиковую трубу длиной 1 метр и диаметром 5 см, в которой бежит вода от точки а к точке б. Например протекает в ней 6 литров воды. Они могут протечь за 1 секунду, а могут за 20 секунд.
Представили, а теперь :
Диаметр трубы — это сечение провода. Чем больше сечение (диаметр), тем больше тока (воды) может пройти
6 литров воды — это количество тока в проводе…. Читать далее

Комментировать ответ…Комментировать…

leonidovantone

671

zen.yandex.ru/sciencecafe  · 22 янв 2019

Хочу предложить для прочтения свою
статью о принципах работы токаklzzwxh:0000
В ней я постарался простым языком объяснить что такое напряжение, сила тока и сопротивление, а также немного коснуться чуть более сложных вещей. Если это было полезным- буду благодарен за подписку. Читать далее

Комментировать ответ…Комментировать…

Вы знаете ответ на этот вопрос?

Поделитесь своим опытом и знаниями

Войти и ответить на вопрос

1 ответ скрыто(Почему?)

электрического тока | Формула и определение

магнитное поле, создаваемое электрическим током

См. все средства массовой информации

Связанные темы:

переменный ток
ток смещения
электродвижущая сила
теллурический ток
постоянный ток

См. весь связанный контент →

электрический ток , любое движение носителей электрического заряда, таких как субатомные заряженные частицы (например, электроны с отрицательным зарядом, протоны с положительным зарядом), ионы (атомы, которые потеряли или приобрели один или несколько электронов ) или дырки (дефицит электронов, который можно рассматривать как положительные частицы).

Электрический ток в проводе, где носителями заряда являются электроны, является мерой количества заряда, проходящего через любую точку провода в единицу времени. В переменном токе движение электрических зарядов периодически меняется на противоположное; на постоянном токе нет. Во многих контекстах направление тока в электрических цепях принимается за направление потока положительного заряда, направление, противоположное фактическому дрейфу электронов. При таком определении ток называется обычным током.

Britannica Quiz

27 правильных или неверных вопросов из самых сложных научных викторин Britannica

Как много вы знаете о Марсе? Как насчет энергии? Думаете, будет проще, если вам придется выбирать только правду или ложь? Узнайте, что вы знаете о науке с помощью этой сложной викторины.

Узнайте, почему низкое сопротивление меди делает ее отличным проводником электрического тока

Посмотреть все видео к этой статье

Ток обычно обозначается символом я . Закон Ома связывает ток, протекающий по проводнику, с напряжением В и сопротивлением Р ; то есть В = I R . Альтернативная формулировка закона Ома: I = V / R .

Ток в газах и жидкостях обычно состоит из потока положительных ионов в одном направлении вместе с потоком отрицательных ионов в противоположном направлении. Чтобы учесть общее влияние тока, его направление обычно принимают за направление положительного носителя заряда. Ток отрицательного заряда, движущийся в противоположном направлении, эквивалентен положительному заряду той же величины, движущемуся в обычном направлении, и должен учитываться как вклад в общий ток. Ток в полупроводниках состоит из движения дырок в обычном направлении и электронов в противоположном направлении.

Существуют токи многих других видов, например, пучки протонов, позитронов или заряженных пионов и мюонов в ускорителях частиц.

Электрический ток создает сопровождающее магнитное поле, как в электромагнитах. Когда электрический ток течет во внешнем магнитном поле, на него действует магнитная сила, как в электродвигателях. Тепловые потери или энергия, рассеиваемая электрическим током в проводнике, пропорциональны квадрату силы тока.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.
Подпишитесь сейчас

Распространенной единицей электрического тока является ампер, который определяется как поток заряда в один кулон в секунду, или 6,2 × 10 ¹⁸ электронов в секунду. Сантиметр-грамм-секунда единиц силы тока является электростатической единицей заряда (эсу) в секунду. Один ампер равен 3 × 10 ⁹ эсу в секунду.

Коммерческие линии электропередач обеспечивают около 100 ампер для обычного дома; 60-ваттная лампочка потребляет около 0,5 ампер тока, а комнатный кондиционер — около 15 ампер. (Подробнее об электрическом токе см. см. электричество: постоянный электрический ток и электричество: переменный электрический ток. ) ​​

Редакторы Британской энциклопедии Эта статья была недавно отредактирована и обновлена ​​Эриком Грегерсеном.

Обучение электричеству | BrightRidge

Что такое электричество?
Электричество — это форма энергии, производящая тепло и свет. Электричество может также упоминаться как «электрическая энергия».

Где начинается электричество?
Электричество начинается с атома. Атомы состоят из протонов, нейтронов и электронов. Электричество создается, когда внешняя сила заставляет электроны двигаться от атома к атому. Поток электронов называется «электрическим током».

Что заставляет электроны двигаться?
Напряжение — это «внешняя сила», которая заставляет электроны двигаться. Напряжение – это потенциальная энергия. Потенциальная энергия обладает способностью совершать работу. Примером потенциальной энергии является топор, который держат над куском дерева. Если топор упадет на кусок дерева, то дерево расколется. Обратите внимание на слово «если». Потенциальная энергия работает, ТОЛЬКО если ей это разрешено.

Что такое напряжение?

Напряжение — это «внешняя сила», которая заставляет электроны двигаться. Напряжение – это потенциальная энергия. Некоторые характеристики напряжения:

• Напряжение не видно и не слышно.
• Напряжение — это толчок или сила.
• Напряжение само по себе ничего не делает.
• Напряжение может выполнять работу.
• Между двумя точками появляется напряжение.
• Напряжение есть всегда.

  Какие два вида электричества существуют?

Статическое электричество возникает при дисбалансе положительно и отрицательно заряженных атомов. Затем электроны перескакивают с атома на атом, высвобождая энергию. Два примера статического электричества — молния и трение ног о ковер, а затем прикосновение к дверной ручке.

Текущее электричество представляет собой постоянный поток электронов. Существует два вида электрического тока: постоянный ток (DC) и переменный ток (AC). При постоянном токе электроны движутся в одном направлении. Батареи производят постоянный ток. В переменном токе электроны движутся в обоих направлениях. Электростанции производят переменный электрический ток. Переменный ток (AC) — это тип электроэнергии, которую BrightRidge распределяет между вами для использования.

Что такое проводники и изоляторы?

Проводники — это все, через что легко проходит электричество. Примерами электрических проводников являются медь, алюминий и вода.

Изоляторы — это материалы, которые не пропускают электрический ток. Некоторыми примерами изоляторов являются резина, стекло и пластик.

От завода к розетке

Электричество, которое мы используем дома и на работе, производится или вырабатывается на электростанциях. BrightRidge покупает электроэнергию, которую мы продаем, у Управления долины Теннесси (TVA).