«Гильдия Мастеров». Рубрика: В гостях у дядюшки Ома. Нежданный звонок... (3 часть)

Иллюстрация @konti

Предыдущие части: 1 часть 2 часть

Сегодня мы продолжаем новую познавательную рубрику "В гостях у дядюшки Ома". Наш автор Виктор Марков, @markvial в интересной увлекательной форме познакомит вас с миром электричества, его тонкостями и особенностями, а также поделится полезными советами, наблюдениями своими личными изобретениями и лайфхаками.

Автор: @markvial

Нежданный звонок, или Что бывает, когда начинаешь вспоминать

Часть третья

ЧТО ТАКОЕ НАПРЯЖЕНИЕ И ЧЕМ ОНО ОПАСНО ДЛЯ ЧЕЛОВЕКА

Давайте вспомним немного физики старших классов.

Мы знаем, что упорядоченное движение электронов называют электрическим током, а напряжение – это величина работы электрического поля по проталкиванию заряда из точки «А» в точку «Б» и, если эти точки - полюса источника тока, то это и будет потенциальная (запасённая) величина энергии, которую этот источник может дать току.

Если придираться к словам определения тока в учебниках, то можно сказать, что движения электронов в проводнике нет или есть, но очень медленное, которое называют дрейфовым током.

Тогда возникает вопрос, почему лампочка на расстоянии, предположим два километра от выключателя, вспыхивает мгновенно, после включения? И такая реакция происходит со скоростью 300 000 км в секунду (скорость света).

Чтобы объяснить этот казус, можно вспомнить игрушку из нескольких металлических шариков, подвешенных на одном уровне и на одной оси.

Изображение игрушки позаимствовано с сайта Teron.ru

Такую игрушку называют маятником Ньютона, поскольку она подтверждает закон сохранения импульса и закон сохранения энергии, и демонстрирует преобразование кинетической энергии в потенциальную.

Если первый шарик отклонить от вертикали, он передаст свою энергию последнему шарику, через цепочку промежуточных. Последний шарик поднимется на такую же высоту, с какой был отпущен первый шарик, и, вернувшись на место, передаст свою энергию первому.

Теоретически этот процесс бесконечен, поскольку энергия передаётся без потерь через шарики в середине, которые остаются в неподвижности.

Но практически минимальная часть энергии тратится на преодоление сопротивления воздуха, на сопротивление подвесов. И качание шариков когда-то остановится.

Принцип передачи энергии примерно такой же и «качание» электронов происходит со скоростью света, потому и загорается лампочка мгновенно. Если упростить размышления, то в одном конце провода «толкнули» электрон (включили ток), на другом конце этого же провода другой электрон передал энергию лампочке.

Напряжение в замкнутой цепи величина не постоянная и зависит от сопротивления нагрузки, на которую оно работает, а значит, энергия напряжения тратится на изменение состояния нагрузки.

Энергия никуда не девается, и по закону сохранения энергии ток тратит силу, к примеру, на нагрев спирали, или на вращение электромотора, преображаясь в тепло или поднимая груз, если двигатель лифтовой.

Говоря проще, ток преобразовывается в три вида энергии – механическую (электромоторы), тепловую (различные обогреватели) и световую – лампы освещения.

Собственно со световой энергии и начиналось электричество. Тогда меняли уличные газовые фонари на лампочки, которые питались постоянным током.

Потом поняли, что использовать переменный ток намного выгоднее со всех сторон – и сохранения передаваемой мощности и возможности универсального преобразования электроэнергии в другие виды, к примеру, в холод.

Сейчас мы даже не представляем себе, как жили наши предки без холодильников, морозилок, музыкальных центров и телевизионных приёмников и прочего, прочего, что нас окружает в быту.

Но о преимуществах переменного тока рассказ будет позже.

Продолжение следует...

Статья подготовлена сообществом "Гильдия Мастеров" (@vp-handmade), в рамках проекта Vox Populi.

Полезная информация

Один человек решил открыть интернет-магазин. Зарегистрировался на платформе Pokupo.ru, начал развивать свой бизнес, но у него ничего не получилось.

«Зато я давно хотел это сделать, я попытался и теперь могу заняться другими интересными вещами», — подумал человек.

«Зато он ничего не потерял на нашей платформе», — подумали в Pokupo.

Попробуйте и вы, может не получиться — предпринимателем становится не каждый. Но вы ведь давно хотели, а бесплатная попытка пропадает.

По всем вопросам — в телеграм-чат сообщества Pokupo. Или к @ivelon.