Vauvan uteliaisuus vaihtuu yleensä kaikilta osin, mutta joidenkin ilmiöiden tutkiminen voi olla erittäin vaarallista. Tällainen tieto sisältää sellaisen vaarattoman asian kuin sähkövirran ymmärtämisen.

Kuinka selittää pienelle miksi-tee-itse-harrastajalle, mikä se on ja miten hänen ympärillään olevan maailman tutkimus voi päättyä?

Mikä on sähkövirta: vaihtoehtoja selittää lapselle

Selitysvaihtoehdot riippuvat vanhemman mielikuvituksesta ja lapsen tarkkuudesta. Kaikkein alkeellisin tapa on kertoa lapselle, että kaikissa pistorasioissa ja johdoissa asuu tiukka setä Tok, joka ei pidä siitä kovinkaan, kun pienet lapset häiritsevät häntä ja voi satuttaa heitä.

Vanhemmat, jotka eivät halua vain kieltää vauvaa kiipeämästä sinne, missä se ei ole välttämätöntä, vaan myös selittää, miksi tämä on mahdotonta tehdä, voivat kertoa, että kaikissa johdoissa, pistorasioissa ja sähkölaitteissa on monia pieniä palloja - elektroneja. Vaikka emme käytä sähköä, pallot hyppäävät paikoilleen. Mutta heti kun laitamme valon, television, silitysraudan päälle, pallot alkavat juosta nopeasti. Ja jos he törmäävät matkalla lapsen käteen tai äidin sormeen, pallot eivät pidä siitä. He jatkavat juoksemista eteenpäin, puhkaisevat kahvaa ja sormia, ja se sattuu paljon. Pallien sijasta voit käyttää analogiaa mehiläisten kanssa, jotka voivat pistää tuskallisesti. Totta, kaikki lapset eivät ymmärrä, miksi mehiläiset ovat pahoja, koska. eivät todennäköisesti kohdanneet puremiaan.

Myös sarjakuvat auttavat vanhempia, esimerkiksi "Neuvoja pöllötädiltä" tai "Fixies", joka kertoo sähkövirrasta ja sähkölaitteista yksinkertaisessa ja helposti saatavilla olevassa muodossa.

Kokeita sähkövirralla lapsille

Ei tarvitse sanoa, että sähköön liittyvät kokeet tulisi tehdä aikuisten valppaana valvonnassa. Tässä on muutamia kokeita, jotka osoittavat selvästi vauvalle, mikä sähkövirta on:

1. Ota 9 V paristo (ns. "pilleri") ja pyydä lasta laittamaan se kielenpäälle. Selitä hänelle, että lievä polttava tunne kielessä ovat pienet pallot, jotka juoksivat, eivätkä he pitäneet siitä, että heitä estettiin juoksemasta. Pienessä akussa on vain muutama pallo, joten ne lyövät melko paljon. Ja pistorasioissa ja johdoissa on paljon enemmän tällaisia ​​palloja, joten ne iskevät paljon tuskallisemmin.
2. Hyvin visuaalinen esitys saadaan käyttämällä 12 V hehkulamppua. Kytke se päälle normaalilla sähköverkko. Luonnollisesti se palaa välittömästi, ja se on erittäin merkittävä - terävällä ponnahduksella ja pullon sisäpinnalle jää mustia pisteitä. Selitä lapselle, että ilmapallot olivat erittäin vihaisia, koska heidät pakotettiin turhaan, joten he tuhosivat hehkulampun.
3. Ota muovitikku, hiero sitä villakankaalle tai hiuksille ja kiinnitä se sitten paperipaloihin. Selitä lapselle, että paperi tarttuu tikkuun, koska pallot hyppäävät ulos, tartu paperiin äläkä päästä irti. Mutta jos kosketat keppiä kädelläsi, pallot suuttuvat, koska niillä ei ole voimaa pitää kättäsi, ja ne työntävät sen tuskallisesti pois.
4. Vanhemmat lapset voivat esitellä sähkön valmistusta. Ota tätä varten taskulamppu, joka toimii paristolla, tai pieni lamppu. Käytä akuna sitruuna- tai perunamukulaa, johon työnnä kaksi lankaa - yksi kupari, toinen galvanoitu. Yhdistä johdon päät varovasti taskulampun tai hehkulampun koskettimiin - niiden pitäisi syttyä. Erityisen edistyneet vanhemmat voivat kytkeä useita mukuloita sarjaan saadakseen korkeamman jännitteen lähtöön. Lapsessa tällainen spektaakkeli aiheuttaa myrskyistä iloa.

Lisäksi, jos sinulla on välineet käsillä, suunnittele vauvalle yksinkertainen dynamo ja näytä hänelle, että valo palaa vain kun käännät nuppia, ja heti kun pysähdyt, valo sammuu. Ainakin lyhyt hengähdystauko ja hiljaisuus talossa tällaisen tekniikan ihmeen esittelyn jälkeen tarjotaan sinulle.

Kerro lapselle, mutta älä tee virhettä itse

Sinun tulee olla tietoinen siitä, että jopa selitysten jälkeen lapsi haluaa itse nähdä, kuinka kipeästi mehiläiset voivat pistää ulostulosta. Noudata siksi kaikkia sähkövirtaan liittyviä varotoimia. Tässä ovat yksinkertaisimmat ja tehokkaimmat suositukset:

1. Kaikki pistorasiat on suojattava erityisesti lasten aiheuttamilta häiriöiltä.
2. Jos mahdollista, älä käytä jatkojohtoja, lapset rakastavat tutkia niitä.
3. Älä käytä viallisia sähkölaitteita tai pistorasioita, joita ei ole kiinnitetty kunnolla pistorasiaan.
4. Älä jätä vauvaa yksin huoneeseen, jossa on sähkölaitteet päällä.
5. Rangaista lasta sähkölaitteiden luvattomasta liittämisestä pistorasiaan.

Muista myös opettaa lapsellesi, että jos savu, turska, kipinät ja muut merkit sähköjohdoista tai sähkölaitteista eivät toimi, hänen tulee kiireellisesti soittaa vanhemmilleen apua eikä missään tapauksessa mennä sinne itse. Toivotamme menestystä!

Kognitiivinen matka-tutkuu "Sähkö ja sähkölaitteet"

Kognitiivisen matkan skenaario

Krivyakova Elena Jurjevna, puheterapiaryhmän opettaja, MBDOU-lastenkehityskeskus - päiväkoti nro 315, Tšeljabinsk

Kuvaus:

Huomiota pyydetään kognitiivisen matkustamisen skenaarioon. Osa "Lapsi ja maailma ympärillä". Kognitiivisen matkan skenaario pyrkii laajentamaan ja yleistämään tietämystä sähköstä ja sähkölaitteet, sähköön ja sähkölaitteisiin liittyvään turvalliseen käyttäytymiseen liittyvää koulutusta, kiinnostusta arjen esineitä kohtaan, hankitun tiedon hyödyntämistä pelitoiminnassa. Valmistettu materiaali on hyödyllistä opettajille lisäkoulutus, puheterapian ja yleissivistysryhmien kouluttajat.
Koulutusalueiden integrointi:"Tuntemus", "Viestintä", "Turvallisuus", "Sosialisaatio".
Lasten aktiviteetit: leikkisä, kognitiivinen, kommunikoiva, kokeellinen.
Kohde: Kiinnostuksen kehittäminen ympäröivän maailman ilmiöihin ja esineisiin. Turvallisen käyttäytymisen tuntemuksen lisääminen.
Tehtävät
Koulutuksellinen:
1. Laajenna tietoa sähköstä ja sähkölaitteista.
2. Tee yhteenveto lasten tiedosta sähkön hyödyistä ja vaaroista.
3. Täytä lasten sanakirja uusilla käsitteillä "vesivoimala", "akku", "sähkövirta".
Korjauskehitys:
4. Aktivoi lasten puhe ja henkinen toiminta. Edistää kykyä ilmaista ajatuksensa selkeästi ja asiantuntevasti.
5. Automatisoi äänen ääntäminen lapsilla, joilla on onomatopoeia.
6. Kehitä visuaalista ja auditiivista huomiokykyä, verbaal-loogista ajattelua, muistia, luovaa mielikuvitusta.
7. Kehitä lasten sosiaalisia ja kommunikaatiotaitoja yhteistoiminnassa.
Koulutuksellinen:
8. Kasvata ystävällistä asennetta ikätovereihisi kyvyllä kuunnella ystävää ja hyväksyä toisen mielipide.
9. Kehittää perustaitoja turvallisesta käyttäytymisestä arjessa sähkön käsittelyssä.
Odotettu tulos: kiinnostuksen lisääminen ympäröiviin esineisiin arjessa ja hankitun tiedon hyödyntäminen arjessa.
Alustava työ: keskustelu "Matka sähkölampun menneisyyteen"; arvoituksia ja runoja muistaa sähkölaitteista; sähkölaitteita kuvaavien kuvien katselu; valikoima paristoilla toimivia esineitä, akkuja, paristoja näyttelyyn; lasten tarinoita omakohtaisista kokemuksista.
Laitteet:
- jaettu kuva, joka esittää sähkölamppua;
- kortteja didaktisesta pelistä "Kuljetuksen ja ympärillämme olevien asioiden evoluutio" käyttämällä esimerkkiä "valaistuslaitteiden" ryhmästä;
- kynttilä;
- multimediajärjestelmä;
- lelusarja kokeiden suorittamiseen eri tiedonaloilla "Sähköinen sireeni" tieteellisten lelujen sarjasta "Tutkimme ympäröivää maailmaa";
- paristoilla, akuilla, paristoilla toimivien esineiden näyttely;
- maalausteline;
- pehmeät moduulit;
- mallit, jotka kuvaavat turvallisuussääntöjä sähkölaitteiden kanssa työskenneltäessä;
- tunnukset, joissa on hehkulampun kuva lasten lukumäärän mukaan.
Koulutus- ja koulutusmenetelmät: taiteellinen sana (runot ja arvoitukset), esittelymateriaali, TRIZ-teknologian elementtien käyttö (tekniikat: "hyvä - huono", mallinnus), kokeilu.
Käyttöehdot: tilava sali, jossa voit liikkua vapaasti; tuolit lasten lukumäärän mukaan; pöytä, jolla näyttely sijaitsee; maalausteline käänteisillä malleilla sähkölaitteiden turvallisesta käsittelystä.

Tapahtuman edistyminen:

Kasvattajan johdantosana (stimulaatio tuleviin aktiviteetteihin):
Rakkaat kaverit! Olen iloinen nähdessäni teidät kaikki terveinä ja iloisina. Tänään meillä on epätavallinen matka, jolla opimme paljon mielenkiintoista. Ja alkuun...
Ongelmatilanne: kiinnitä huomiota siihen, mitä pöydällä on? Näyttää siltä, ​​​​että ne ovat kuvan leikattuja paloja. Ota yksi osa kutakin, yritä koota iso kuva (lapset keräävät).
Mitä tapahtui? (sähköinen lamppu) .

Kouluttaja: Kerro minulle, ovatko ihmiset aina käyttäneet hehkulamppuja valaistukseen? (lasten vastaukset).
Sukella ongelmaan: Suosittelen sukeltamaan menneisyyteen ja jäljittämään, kuinka ihmiset valasivat kotinsa eri aikoina.
Didaktinen peli "Ympärillämme olevien asioiden evoluutio"

Harjoittele: Ennen kuin olet kuvia erilaisista valaisimista. Valitse kuva, joka kiinnitti huomiosi ja pidit siitä. Ja nyt heidän avullaan rakennamme polun menneisyydestä nykypäivään. (Järjestä kortit kronologisessa järjestyksessä edellisen keskustelun mukaisesti: "Matka hehkulampun menneisyyteen").
Kouluttaja: Olemme rakentaneet sillan menneisyydestä nykypäivään. Otan nyt kynttilän, sytytän sen ja sinä seuraat minua. (viimeksi kävelevä lapsi kerää kuvia). Ylitämme "sillan" menneisyydestä "nykyisyyteen".
Kouluttaja: Tässä ollaan nykyhetkessä (opettaja kutsuu lapset istumaan tuoleille näytön eteen).
Arvoitusruno:
Näen seinällä pistorasian
Ja siitä tulee minulle mielenkiintoista


(sähkö)
Kouluttaja: Haluatko tietää, miten sähkö tulee taloomme?
diaesitys

Opettaja kommentoi: Tämä on vesivoimala. Korkean paineen alaisena vesi tulee turbiiniin, jossa generaattorilla tuotetaan sähköä. Se syötetään erikoissähköasemille, joista se sitten kulkee johtoja pitkin koteihinmme, sairaaloihin, tehtaisiin ja paikkoihin, joissa ihmiset eivät tule toimeen ilman sähköä.
Kouluttaja: Kerro minulle, miksi ihmiset käyttävät edelleen sähköä huoneen valaistuksen lisäksi? (lasten vastausehdotus: käyttää sähkölaitteita).
Peli "Arvutukset-arvoituksia"
Lapset arvaavat vuorotellen arvoituksia. Lasten vastausten jälkeen oikea vastaus ilmestyy multimedianäytölle.
1. lapsi:
Näen pölyä - mutisen,
Lopetan ja nielen! (Pölynimuri)
Kouluttaja: Mitä ääniä voimme kuulla, kun pölynimuri on käynnissä? (J)
2. lapsi:
Lataa ensin pyykki siihen,
Kaada jauhe ja kytke se pistorasiaan,
Älä unohda asettaa pesuohjelmaa
Ja sitten voit mennä lepäämään. (Pesukone)
Kouluttaja: Mitä ääniä kuulemme, kun pesukone on käynnissä? (RU).
3. lapsi:
Ryppyinen mekko? Ei mitään!
Tasoitan sen nyt
Tehdä töitä minulle, ei tottua...
Valmis! Voidaan käyttää. (Rauta)
Kouluttaja: Mitä ääniä voimme kuulla, kun rauta on käynnissä? (PSh).
4 lapsi:
Elä siellä erilaisia ​​tuotteita,
Kotletit, vihannekset ja hedelmät.
Smetana, kerma ja makkarat,
Makkarat, maito ja liha. (Jääkaappi)
Kouluttaja: Hyvin tehty, sinä ja minä emme vain ratkaissut kaikkia arvoituksia, vaan myös muistimme kaikki äänet, jotka kuulemme näiden sähkölaitteiden toimiessa.
Mietin, mitä ääniä kuulemme, kun jääkaappi on käynnissä? (vastaa DZ).
Kaverit, muistakaa mitä sähkölaitteita emme ole vielä nimenneet, nimeäkää ne. (Lasten vastauksiin liittyy diaesitys). muistivatko kaikki?
Liikuntaminuutti (tarkkailun ja motorisen toiminnan aktivointi, työkyvyn palautuminen).
Kouluttaja: Missä asunnossa jääkaappi yleensä sijaitsee? (keittiössä)
Ja kuvittelemme, että olemme keittiössä (lapset tekevät liikkeitä tekstin mukaisesti).
Mitä melua tässä keittiössä kuuluu?
Paistamme kotletteja.
Otamme lihamyllyn
Tarkastetaan nopeasti liha.
Vatkaa yhteen vatkaimella
Kaikki mitä tarvitsemme kermaa varten.
Leipomaan pian kakun
Laitamme sähköliesi päälle.
Sähkölaitteet ovat upeita!
Ilman niitä meidän olisi vaikea elää.
Kouluttaja: Tiedätkö, että ihmiset ovat oppineet kesyttämään sähköä ja jopa piilottamaan sen erityisiin "taloihin": akkuihin ja paristoihin - niitä kutsutaan "paristoiksi" (Näytä kuvat diassa).
Koe (erityisesti valmistettu pöytä). Nyt suoritamme kokeilun kanssasi ja tarkistamme: onko totta, että sähköjärjestelmä voi toimia tavanomaisilla akuilla. Ja varmista, että he todella "elävät" sähköä (Kokeile "sähköisen sireenin" kanssa).

Kouluttaja: Kaverit, kuka tietää missä muualla ihmiset käyttävät näitä "taloja" sähkön varastointiin: paristoja, akkuja? (Vastaukset: videokamera, taskulamput, ohjauspaneeli, kamera). Opettaja kiinnittää lasten huomion näyttelyyn, tutkii näyttelyitä.
Kouluttaja: Miettikää pojat ja kertokaa mitä hyötyä sähköstä on ihmiselle? (lasten vastaukset).
- Onko siitä haittaa? (lasten vastaukset).
Turvallisen käsittelyn säännöt sähkölaitteiden kanssa työskennellessä
Lapset istuvat pehmeille moduuleille maalaustelinettä vastapäätä.
Harjoittele: Mallien avulla meidän on muotoiltava perusturvallisuussäännöt työskennellessämme sähkölaitteiden kanssa. Näyttämällä malleja muotoilemme säännöt.

Sääntö 1Älä jää sisään pistorasia vieraita esineitä, erityisesti metallia!
Miksi? Koska virta kulkee sillan tavoin kohteen yli ja voi vahingoittaa suuresti terveyttäsi.

Sääntö 2Älä koske paljaisiin johtoihin käsilläsi!
Miksi? Paljaan johtimen läpi, jota ei ole suojattu käämillä, kulkee sähkövirta, jonka isku voi olla kohtalokas.

Sääntö 3Älä koske päälle kytkettyihin laitteisiin paljain käsin!
Miksi? Voit saada sähköiskun, koska vesi on johdin sähkövirta.

Sääntö 4Älä jätä mukana toimitettuja sähkölaitteita ilman valvontaa!
Miksi? Koska mukana tulevat sähkölaitteet voivat aiheuttaa tulipalon. Poistuessasi kotoa tarkista aina, ovatko valot sammuneet, onko televisio, nauhuri, sähkökiuas, silitysrauta ja muut sähkölaitteet sammuneet.
hoitaja lukee runon:
SÄHKÖ
Näen seinällä pistorasian
Ja siitä tulee minulle mielenkiintoista
Millainen salaperäinen peto siellä istuu,
Laitteemme työtilauksiin?
Eläimen nimi on sähkövirta.
On erittäin vaarallista leikkiä hänen kanssaan, ystäväni!
Pidä kätesi poissa virrasta.
Älä kiirehdi työntämään sormiasi pistorasiaan!
Jos yrität vitsailla virran kanssa,
Hän suuttuu ja voi tappaa.
Virta - sähkölaitteille, ymmärrä
Parempi olla koskaan kiusaamatta häntä!
Yhteenveto koulutusmatkasta.
Joten matkamme päättyi - tutustuminen sähköön ja sähkölaitteisiin. Mistä pidit ja jäit erityisesti mieleen matkallamme? (lasten vastaukset). Toivon sinun muistavan sähkölaitteiden merkityksen elämässämme ja unohtamatta sähkön salakavaluutta. Muista sähkölaitteiden käytön turvallisuusmääräykset. Ja tällainen iloinen sähkölamppu - tunnus muistuttaa meitä matkastamme.

Opettaja jakaa lapsille sähkölamppua kuvaavan tunnuksen.

Sähkö on ehkä merkittävin löytö ihmiskunnan historiassa. Aikaisemmin tuntematon voima on aina ollut olemassa ja elävä esimerkki tästä on salama. Tämän ilmiön edessä tutkijat ihmettelivät, mistä sähkö on peräisin ja mitä se on?

Sähkön tutkimus jatkui lähes 2700 vuotta. Siitä hetkestä lähtien, kun muinainen filosofi Thales Miletoslainen havaitsi pienten esineiden vetovoiman villapalaan hierotulla meripihalla. Nykyään tiedämme, että sähköä välittävät elektronit - pienet "pallot", jotka kulkevat johtojen läpi.

Kokeilu: laita pienet paperinpalat pöydälle ja ota sitten yksinkertainen muovikynä ja hiero sitä voimakkaasti villa- tai hiuspalaan. Tuomalla kynä paperipalojen lähelle, ne yksinkertaisesti alkavat tarttua siihen. Tämä on vetovoima, joka syntyi staattisen varauksen seurauksena.

Tutkimusprosessin aikana tiedemiehet ihmettelivät, mistä sähkö tulee, ja löysivät yhä enemmän uusia lähteitä. Luonnossa ilmakehän sähkö on staattista. Pilviä muodostavat pienet vesipisarat hierovat toisiaan vasten. Tämän seurauksena kitka kerää varauksen ja purkautuu lopulta toisiinsa tai maahan salaman muodossa.

sähköstaattinen kone

Sen toimintaperiaate perustuu samaan kitkaan, ja nykyaikaisia ​​sähköstaattisia koneita esitellään fysiikan tunneilla. Ensimmäinen tällainen kone ilmestyi vuonna 1663. Sitten tiedemiehet huomasivat, että kun lasia hierotaan silkkiä vasten, syntyy yksi varaus, ja kun hartsi hankaa villaa vasten, syntyy toinen varaus. Vastakkaisia ​​latauksia kutsuttiin silloin "lasimaiseksi ja hartsisähköksi". Nykyään tiedämme, että nämä ovat positiivisia (+) ja negatiivisia (-) varauksia.

Keräsi nämä maksut Leydenin purkki. Se oli ensimmäinen kondensaattori, joka oli lasipurkki, joka oli kääritty folioon ja täytetty suolavedellä. Vesi kertyy yhden latauksen ja folio - toisen. Kun kontaktit lähestyvät, niiden väliin hyppää kipinä, joka edustaa pientä salaman mallia.

Nykyään se on tavanomainen akku - tasavirran lähde. Akussa oleva sähkövirta syntyy kemiallisessa reaktiossa. Sen saa myös kotiin. Kasta yksinkertainen naula etikkalasiin ja kuparilanka sen viereen. Siinä kaikki - akku on valmis. Ensimmäisen galvaanisen kennon loi erinomainen fyysikko Volt. Hän otti sinkki- ja hopeaympyrät ja järjesti niitä vuorotellen suolaveteen kastetuilla paperilapuilla. Vihje Voltille oli kuitenkin lääketieteen professori Galvanin kokeilu. Anatomiaa opiskeleva tiedemies ripusti sammakon jalan kuparikoukkuun, ja kun hän kosketti sitä teräsesineellä, jalka nykisi. Sähkön alkuperän mysteerin selvittäminen kesti yli 10 vuotta, mutta lopulta Volt päätti, että se syntyi eri metallien vuorovaikutuksessa.

Generaattori

Kuuluisa fyysikko Faraday loi ensimmäisen generaattorin vuonna 1831. Periaate perustuu sähkön ja magnetismin väliseen suhteeseen. Tiedemies kietoi langan kelan ympärille ja kun hän liikutti magneettia kelan sisällä, käämiin ilmestyi sähkövirta. Sama periaate säilyy nykyaikaisissa dynamoissa. Tällaiset laitteet asennetaan polkupyörän etupyörään ja liitetään ajovaloon. Rungossa on kela ja kestomagneetti pyörii keskellä. Nykyaikaiset voimalaitoksissa toimivat teollisuusgeneraattorit ovat monimutkaisempia. Niissä kestomagneetti korvattiin virityskelalla eli sähkömagneetilla, mutta muuten toimii sama Faradayn löytämä periaate.

Kuten jo mainittiin, elektronit välittävät sähköä. Jotta elektronit alkaisivat liikkua johtoja pitkin, ne tarvitsevat lisäenergiaa. Yksinkertaisissa generaattoreissa he saavat tämän energian magneettikenttä, mutta aurinkopaneeleissa - valosta. Pienet valohiukkaset - fotonit - putoavat erityiselle matriisille, joka valon vaikutuksesta alkaa luovuttaa elektroneja ja syntyy sähkövirta.

nykyaikainen sähkö

Nykyään on vaikea kuvitella ihmiskunnan olemassaoloa ilman sähköä. Lisäksi teknologisen kapasiteetin kasvaessa yksi ajankohtaisista asioista on se, mistä sähköä saadaan. Siksi maailmassa rakennetaan ja käytetään monia erilaisia ​​voimalaitoksia. Aurinkoa lukuun ottamatta kaikki muut tuottavat sähköä generaattoreiden avulla, mutta nämä generaattorit pyörivät erilaisten voimien vaikutuksesta.

Erityyppisten voimalaitosten toimintaperiaate:

• vesivoimalaitos - pyöriminen johtuu vesivirran kulkemisesta turbiinin (siivet) läpi;
• tuulipuisto - pyöriminen johtuu tuulen pyörittämisestä potkurin lapoja;
• lämpövoimalaitos - polttoainetta poltetaan, lämmitetään vettä ja muutetaan se höyryksi. Paineinen höyry vuorostaan ​​kulkee turbiinin läpi ja pyörittää siipiä, ja pyöriminen siirtyy generaattoriin;
• ydinvoimala - periaate on sama kuin lämpövoimalassa, vain vettä lämmitetään ei polttoaineen poltolla, vaan viivästetyllä ydinreaktiolla.

Tästä tulee sähkö talomme. Totta, nopeasti liikkuvat elektronit kulkevat matkallaan useiden erilaisten laitosten, voimalaitosten ja sähköasemien ohi, joissa muunnetaan jännitettä, jaetaan tehoa jne. Lapsille voi olla helpompi selittää, mistä sähkö tulee sanomalla, että se on luonnosta itsestään saatu näkymätön voima - jokien virtaus, tuulen puhallus, tuli. Samalla on välttämätöntä varoittaa, että sähkövirta on vaarallista eikä anna kepposia anteeksi, joten on parempi pysyä poissa pistorasioista.

Nolla

Tavallisessa pistorasiassa on 2 kosketinta - vaihe ja nolla. Mistä nolla tulee sähkössä, jos plus ja miinus ovat vaihemuuttujia? Jokaisessa voimalaitoksen generaattorissa on 3 käämiä ja jokainen tuottaa oman vaiheen. Vaiheet on merkitty latinalaisilla kirjaimilla A, B ja C. Kaikkien 3 käämien päät ovat suljettuja ja toiset päät ovat vaihelähteitä. Käämien sulkemispiste on nolla. Siten virta mistä tahansa kuorman läpi kulkevasta käämityksestä palaa nollapisteeseen. Lisäksi paneelitalossa nolla on maadoitettu ja piiriä kutsutaan "syvästi maadoitetuksi nollaksi". klo ilmavirtajohto nollajohto on maadoitettu tukiin. Tämä tehdään niin, että oikosulun sattuessa virta saavuttaa enimmäismäärän, joka riittää laukaisemaan sammutusautomaation. Lisäksi, jos päänollajohtimessa tapahtuu katkeaminen, maa toimii kerääjänä eikä onnettomuutta tapahdu.

Joissakin teollisuussähköasennuksissa käytetään eristettyä nollaa, koska tämä johtuu itse asennuksen toiminnallisista ominaisuuksista. Taloissa nolla on maadoitettava.

Sähkön fysiikka on asia, joka meidän jokaisen on kohdattava. Artikkelissa tarkastellaan siihen liittyviä peruskäsitteitä.

Mitä sähkö on? Asiattomalle ihmiselle se liittyy salaman välähdykseen tai energiaan, joka syöttää televisiota ja pesukonetta. Hän tietää, että sähköjunat käyttävät sähköenergiaa. Mitä muuta hän voi sanoa? Sähköjohdot muistuttavat häntä riippuvuudestamme sähköstä. Joku voi antaa muutaman muun esimerkin.

Sähköön liittyy kuitenkin monia muita, ei niin ilmeisiä, mutta jokapäiväisiä ilmiöitä. Fysiikka esittelee meidät kaikkiin niihin. Alamme opiskella sähköä (tehtävät, määritelmät ja kaavat) koulussa. Ja opimme paljon mielenkiintoisia asioita. Osoittautuu, että sykkivä sydän, juoksuurheilija, nukkuva vauva ja uiva kala tuottavat sähköenergiaa.

Elektronit ja protonit

Määritellään peruskäsitteet. Tiedemiehen näkökulmasta sähkön fysiikka liittyy elektronien ja muiden varautuneiden hiukkasten liikkumiseen eri aineissa. Siksi tieteellinen ymmärrys meitä kiinnostavan ilmiön luonteesta riippuu tietotasosta atomeista ja niiden muodostavista subatomisista hiukkasista. Pieni elektroni on avain tähän ymmärrykseen. Minkä tahansa aineen atomit sisältävät yhden tai useamman elektronin, jotka liikkuvat eri kiertoradoilla ytimen ympärillä, aivan kuten planeetat pyörivät auringon ympäri. Yleensä atomin elektronien lukumäärä on yhtä suuri kuin protonien lukumäärä ytimessä. Kuitenkin protonit, jotka ovat paljon raskaampia kuin elektronit, voidaan katsoa kiinnittyneinä atomin keskelle. Tämä äärimmäisen yksinkertaistettu atomin malli riittää selittämään sellaisen ilmiön kuin sähkön fysiikan perusteet.

Mitä muuta sinun tarvitsee tietää? Elektroneilla ja protoneilla on sama sähkövaraus (mutta eri merkki), joten he vetoavat toisiinsa. Protonin varaus on positiivinen ja elektronin negatiivinen. Atomia, jossa on tavallista enemmän tai vähemmän elektroneja, kutsutaan ioniksi. Jos niitä ei ole tarpeeksi atomissa, sitä kutsutaan positiiviseksi ioniksi. Jos se sisältää niitä ylimäärin, sitä kutsutaan negatiiviseksi ioniksi.

Kun elektroni lähtee atomista, se saa positiivisen varauksen. Elektroni, jolta on riistetty vastakohta - protoni, joko siirtyy toiseen atomiin tai palaa edelliseen.

Miksi elektronit lähtevät atomeista?

Tämä johtuu useista syistä. Yleisin on, että valopulssin tai jonkin ulkoisen elektronin vaikutuksesta atomissa liikkuva elektroni voi pudota pois radaltaan. Lämpö saa atomit värähtelemään nopeammin. Tämä tarkoittaa, että elektronit voivat lentää pois atomistaan. Kemiallisissa reaktioissa ne myös siirtyvät atomista atomiin.

Lihakset ovat hyvä esimerkki kemiallisen ja sähköisen toiminnan välisestä suhteesta. Niiden kuidut supistuvat joutuessaan alttiiksi hermoston sähköiselle signaalille. Sähkövirta stimuloi kemiallisia reaktioita. Ne johtavat lihasten supistumiseen. Ulkoisia sähköisiä signaaleja käytetään usein lihastoiminnan keinotekoiseen stimulointiin.

Johtavuus

Joissakin aineissa elektroneja ulkoisen vaikutuksen alaisena sähkökenttä liikkua vapaammin kuin muut. Tällaisilla aineilla sanotaan olevan hyvä johtavuus. Niitä kutsutaan johtimiksi. Näitä ovat useimmat metallit, kuumennetut kaasut ja jotkut nesteet. Ilma, kumi, öljy, polyeteeni ja lasi ovat huonoja sähkönjohtimia. Niitä kutsutaan eristeiksi ja niitä käytetään eristämään hyviä johtimia. Ihanteellisia eristeitä (ehdottomasti johtamattomia) ei ole olemassa. Tietyissä olosuhteissa elektronit voidaan poistaa mistä tahansa atomista. Näitä ehtoja on kuitenkin yleensä niin vaikea täyttää, että käytännön näkökulmasta tällaisia ​​aineita voidaan pitää johtamattomina.

Tutustumalla sellaiseen tieteeseen kuin fysiikka (osio "Sähkö"), opimme, että on olemassa erityinen aineryhmä. Nämä ovat puolijohteita. Ne käyttäytyvät osittain dielektrisinä ja osittain johtimina. Näitä ovat erityisesti: germanium, pii, kuparioksidi. Ominaisuuksiensa ansiosta puolijohteella on monia sovelluksia. Se voi toimia esimerkiksi sähköventtiilinä: polkupyörän renkaan venttiilin tavoin se sallii latausten liikkumisen vain yhteen suuntaan. Tällaisia ​​laitteita kutsutaan tasasuuntaajiksi. Niitä käytetään sekä miniradioissa että suurissa voimalaitoksissa muuntamiseen vaihtovirta pysyväksi.

Lämpö on kaoottinen molekyylien tai atomien liikkeen muoto, ja lämpötila on tämän liikkeen intensiteetin mitta (useimmissa metalleissa lämpötilan laskeessa elektronien liike muuttuu vapaammaksi). Tämä tarkoittaa, että vastus elektronien vapaalle liikkeelle pienenee lämpötilan laskeessa. Toisin sanoen metallien johtavuus kasvaa.

Suprajohtavuus

Joissakin aineissa erittäin alhaisissa lämpötiloissa vastus elektronien virtaukselle katoaa kokonaan, ja elektronit, jotka ovat alkaneet liikkua, jatkavat sitä loputtomiin. Tätä ilmiötä kutsutaan suprajohtavuudeksi. Useita asteita absoluuttisen nollan (-273 °C) yläpuolella sitä havaitaan metalleissa, kuten tinassa, lyijyssä, alumiinissa ja niobiumissa.

Van de Graaff generaattorit

Koulun opetussuunnitelmaan sisältyy erilaisia ​​sähkökokeita. Generaattorityyppejä on monenlaisia, joista yhdestä haluaisimme puhua yksityiskohtaisemmin. Van de Graaff -generaattoria käytetään erittäin korkeiden jännitteiden tuottamiseen. Jos esine, joka sisältää ylimäärän positiivisia ioneja, asetetaan astian sisään, elektronit ilmestyvät jälkimmäisen sisäpinnalle ja sama määrä positiivisia ioneja ilmestyy ulkopinnalle. Jos nyt kosketamme sisäpintaa varautuneella esineellä, kaikki vapaat elektronit siirtyvät siihen. Ulkopuolella positiiviset lataukset säilyvät.

Van de Graaff -generaattorissa lähteestä tulevat positiiviset ionit syötetään kuljetinhihnalle, joka kulkee metallipallon sisällä. Nauha on yhdistetty pallon sisäpintaan kamman muodossa olevan johtimen avulla. Elektronit virtaavat alas pallon sisäpinnalta. Positiiviset ionit ilmestyvät sen ulkopuolelle. Vaikutusta voidaan parantaa käyttämällä kahta generaattoria.

Sähkö

Koulun fysiikan kurssi sisältää myös sellaisen käsitteen kuin sähkövirta. Mikä se on? Sähkövirta johtuu sähkövarausten liikkeestä. Kun akkuun kytketty sähkölamppu sytytetään, virta kulkee johdon läpi akun yhdestä navasta lamppuun, sitten sen hiusten läpi, jolloin se hehkuu, ja takaisin toisen johdon kautta akun toiseen napaan. . Jos kytkintä käännetään, piiri avautuu - virta lakkaa kulkemasta ja lamppu sammuu.

Elektronien liike

Virta on useimmissa tapauksissa elektronien määrättyä liikettä metallissa, joka toimii johtimena. Kaikissa johtimissa ja joissakin muissa aineissa tapahtuu aina jotain satunnaista liikettä, vaikka virtaa ei kulkisikaan. Aineen elektronit voivat olla suhteellisen vapaita tai vahvasti sidottuja. Hyvillä johtimilla on vapaita elektroneja, jotka voivat liikkua. Mutta huonoissa johtimissa tai eristimissä useimmat näistä hiukkasista ovat riittävän vahvasti yhteydessä atomeihin, mikä estää niiden liikkumisen.

Joskus johtimessa syntyy luonnollisesti tai keinotekoisesti elektronien liikettä tiettyyn suuntaan. Tätä virtausta kutsutaan sähkövirraksi. Se mitataan ampeereina (A). Virran kantajina voivat toimia myös ionit (kaasuissa tai liuoksissa) ja "reiät" (elektronin puute tietyissä puolijohtetyypeissä). Jälkimmäiset käyttäytyvät kuin positiivisesti varautuneet sähkövirran kantajat. Tarvitaan jonkin verran voimaa, jotta elektronit liikkuvat yhteen suuntaan tai Toinen. Luonnossa sen lähteitä voivat olla: altistuminen auringonvalolle, magneettiset vaikutukset ja kemialliset reaktiot.Joitakin niistä käytetään sähkön tuottamiseen.Yleensä tähän tarkoitukseen ovat: magneettisia vaikutuksia käyttävä generaattori ja elementti (akku), jonka toiminta aiheutuu kemialliset reaktiot. Molemmat laitteet luovat sähkömotorinen voima(EMF) saavat elektronit liikkumaan yhteen suuntaan piiriä pitkin. EMF-arvo mitataan voltteina (V). Nämä ovat sähkön perusmittayksiköt.

EMF:n suuruus ja virran voimakkuus liittyvät toisiinsa, kuten paine ja virtaus nesteessä. Vesiputket täytetään aina tietyllä paineella, mutta vesi alkaa virrata vasta, kun hana avataan.

Samoin sähköpiiri voidaan kytkeä emf-lähteeseen, mutta virta ei kulje ennen kuin on luotu polku elektronien liikkumiselle. Se voi olla esimerkiksi sähkölamppu tai pölynimuri, tässä kytkin toimii hanana, joka "vapauttaa" virran.

Virran ja jännitteen välinen suhde

Kun piirin jännite kasvaa, virta kasvaa. Fysiikan kurssia opiskelemalla opimme, että sähköpiirit koostuvat useista eri osista: yleensä kytkimestä, johtimista ja sähköä kuluttavasta laitteesta. Kaikki ne yhdessä muodostavat sähkövirralle vastuksen, joka (olettaen, että lämpötila on vakio) näille komponenteille ei muutu ajan myötä, vaan on jokaiselle erilainen. Siksi, jos sama jännite syötetään hehkulamppuun ja rautaan, elektronien virtaus kussakin laitteessa on erilainen, koska niiden vastukset ovat erilaiset. Näin ollen piirin tietyn osan läpi kulkevan virran voimakkuus määräytyy paitsi jännitteen, myös johtimien ja laitteiden resistanssin perusteella.

Ohmin laki

Sähkövastuksen suuruus mitataan ohmeina (Ohm) tieteessä, kuten fysiikassa. Sähkö (kaavat, määritelmät, kokeet) on laaja aihe. Emme johda monimutkaisia ​​kaavoja. Aiheeseen ensimmäiseen tutustumiseen riittää edellä sanottu. Yksi kaava on kuitenkin edelleen johtamisen arvoinen. Hän on melko mutkaton. Jokaiselle johtimelle tai johdin- ja laitejärjestelmälle jännitteen, virran ja vastuksen välinen suhde saadaan kaavalla: jännite = virta x vastus. Tämä on Ohmin lain matemaattinen ilmaus, joka on nimetty George Ohmin (1787-1854) mukaan, joka ensimmäisenä määritti näiden kolmen parametrin suhteen.

Sähkön fysiikka on erittäin mielenkiintoinen tieteenala. Olemme tarkastelleet vain siihen liittyviä peruskäsitteitä. Opit mitä sähkö on, miten se muodostuu. Toivomme, että tämä tieto on sinulle hyödyllistä.

Sähköä nukkeille. Sähköasentajan koulu

Tarjoamme pienen materiaalin aiheesta: "Sähkö aloittelijoille." Se antaa alustavan käsityksen termeistä ja ilmiöistä, jotka liittyvät elektronien liikkumiseen metalleissa.

Termiominaisuudet

Sähkö on pienten varautuneiden hiukkasten energiaa, jotka liikkuvat johtimissa tiettyyn suuntaan.

Tasavirralla sen suuruus ja liikkeen suunta ei muutu tietyn ajan. Jos virtalähteeksi valitaan galvaaninen kenno (akku), niin varaus liikkuu säännöllisesti: negatiivisesta navasta positiiviseen päähän. Prosessi jatkuu, kunnes se katoaa kokonaan.

Vaihtovirta muuttaa määräajoin suuruutta ja liikkeen suuntaa.

AC-siirtokaavio

Yritetään ymmärtää mikä vaihe on sähkössä. Kaikki ovat kuulleet tämän sanan, mutta kaikki eivät ymmärrä sen todellista merkitystä. Emme mene yksityiskohtiin ja yksityiskohtiin, vaan valitsemme vain tarvittavan materiaalin kodin mestari. Kolmivaiheverkko on sähkövirran siirtomenetelmä, jossa virta kulkee kolmen eri johdon läpi ja palaa yhden kautta. Esimerkiksi sisään virtapiiri on kaksi johtoa.

Ensimmäisessä johdossa kuluttajalle, esimerkiksi vedenkeittimelle, on virta. Toista johtoa käytetään sen palauttamiseen. Kun tällainen piiri avataan, johtimen sisällä ei kulje sähkövarausta. Tämä kaavio kuvaa yksivaiheista piiriä. Mikä on vaihe sähkössä? Vaihe on johto, jonka läpi virtaa sähkövirta. Nolla on lanka, jonka kautta palautus tapahtuu. AT kolmivaiheinen piiri on kolme vaihejohtoa kerralla.

Asunnon sähköpaneeli on välttämätön sähkövirran jakamiseksi kaikkiin huoneisiin. Kolmivaiheisia verkkoja pidetään taloudellisesti kannattavina, koska ne eivät vaadi kahta nollajohtoa. Kuluttajaa lähestyttäessä virta jaetaan kolmeen vaiheeseen, joista jokaisessa on nolla. Yksivaiheisessa verkossa käytettävä maadoituskytkin ei kanna työkuormaa. Hän on sulake.

Esimerkiksi kun on oikosulku on olemassa sähköiskun, tulipalon vaara. Tällaisen tilanteen estämiseksi virran arvo ei saa ylittää turvallista tasoa, ylijäämä menee maahan.

Käsikirja "Sähköasentajan koulu" auttaa aloittelevia käsityöläisiä selviytymään joistakin kodinkoneiden vioista. Jos esimerkiksi pesukoneen sähkömoottorin toiminnassa on ongelmia, virta putoaa ulompaan metallikoteloon.

Jos maadoitusta ei ole, lataus jakautuu koko koneelle. Kun kosketat sitä käsilläsi, henkilö toimii maadoituselektrodina saatuaan sähköiskun. Jos maadoitusjohto on olemassa, tätä tilannetta ei tapahdu.

Sähkötekniikan ominaisuudet

Käsikirja "Electricity for Dummies" on suosittu niiden keskuudessa, jotka ovat kaukana fysiikasta, mutta aikovat käyttää tätä tiedettä käytännön tarkoituksiin.

1800-luvun alkua pidetään sähkötekniikan ilmestymispäivänä. Tuolloin luotiin ensimmäinen nykyinen lähde. Magnetismin ja sähkön alalla tehdyt löydöt ovat onnistuneet rikastuttamaan tiedettä uusilla käsitteillä ja tosiasioilla, joilla on suuri käytännön merkitys.

"Sähköasentajan koulu" -käsikirja olettaa sähkön peruskäsitteiden tuntemista.

Monet fysiikan kokoelmat sisältävät monimutkaisia ​​sähköpiirejä sekä erilaisia ​​epäselviä termejä. Jotta aloittelijat ymmärtäisivät kaikki tämän fysiikan osan hienoudet, kehitettiin erityinen käsikirja "Sähkö tuteille". Retki elektronin maailmaan on aloitettava teoreettisten lakien ja käsitteiden pohtimisesta. kuvaavia esimerkkejä, historiallisia tosiasioita Käytetään Electricity for Dummiesissa auttaa aloittelevia sähköasentajia oppimaan. Edistymisen tarkistamiseen voit käyttää sähköön liittyviä tehtäviä, testejä, harjoituksia.

Jos ymmärrät, että sinulla ei ole tarpeeksi teoreettista tietoa selviytyäksesi itsenäisesti sähköjohtojen kytkemisestä, katso "nukkeja" koskevia käsikirjoja.

Turvallisuutta ja harjoittelua

Ensin sinun on tutkittava huolellisesti turvallisuutta koskeva osio. Tällöin sähköön liittyvissä töissä ei tapahdu terveydelle vaarallisia hätätilanteita.

Sähkötekniikan perusteiden itseopiskelun jälkeen hankitun teoreettisen tiedon soveltamiseksi käytännössä voit aloittaa vanhoista kodinkoneista. Ennen kuin aloitat korjauksen, lue laitteen mukana tulleet ohjeet. Älä unohda, että sähkön kanssa ei pidä vähätellä.

Sähkövirta liittyy elektronien liikkumiseen johtimissa. Jos aine ei pysty johtamaan virtaa, sitä kutsutaan dielektriseksi (eristeeksi).

Jotta vapaat elektronit voisivat liikkua napasta toiseen, niiden välillä on oltava tietty potentiaaliero.

Johtimen läpi kulkevan virran intensiteetti on suhteessa johtimen poikkileikkauksen läpi kulkevien elektronien määrään.

Virtausnopeuteen vaikuttavat johtimen materiaali, pituus ja poikkipinta-ala. Kun langan pituus kasvaa, sen vastus kasvaa.

Johtopäätös

Sähkö on tärkeä ja monimutkainen fysiikan haara. Käsikirja "Electricity for Dummies" ottaa huomioon tärkeimmät suuret, jotka kuvaavat sähkömoottoreiden tehokkuutta. Jänniteyksiköt ovat voltteja, virta mitataan ampeereina.

Mistä tahansa lähteestä sähköenergiaa on tietty määrä tehoa. Se tarkoittaa laitteen tietyn ajanjakson aikana tuottamaa sähkön määrää. Myös energiankuluttajilla (jääkaapit, pesukoneet, vedenkeittimet, silitysraudat) on virtaa, joka kuluttaa sähköä käytön aikana. Halutessasi voit suorittaa matemaattisia laskelmia, määrittää likimääräisen maksun jokaisesta kodinkoneesta.

Sähkö

Klassinen sähködynamiikka

Sähkömagneettisuus

Sähköstaattinen Magnetostaatiikka Elektrodynamiikka Sähköpiiri Kovarianttiformulaatio Kuuluisia tiedemiehiä

Katso myös: Portaali: Fysiikka

Tällä termillä on muita merkityksiä, katso Nykyinen.

Sähkö- hiukkasten tai kvasihiukkasten suunnattu (järjestetty) liike - sähkövarauksen kantajat.

Tällaisia ​​kantajia voivat olla: metalleissa - elektroneja, elektrolyyteissä - ioneja (kationeja ja anioneja), kaasuissa - ioneja ja elektroneja, tyhjiössä tietyissä olosuhteissa - elektroneja, puolijohteissa - elektroneja tai reikiä (elektroni-reikäjohtavuus). Joskus sähkövirtaa kutsutaan myös siirtymävirraksi, joka johtuu sähkökentän muutoksesta ajan myötä.

Sähkövirralla on seuraavat ilmentymät:

• johtimien kuumeneminen (ei esiinny suprajohtimissa);
• muuttaa kemiallinen koostumus johtimet (havaitaan pääasiassa elektrolyyteissä);
• magneettikentän luominen (ilmenee kaikissa johtimissa poikkeuksetta).

Luokitus

Jos varautuneet hiukkaset liikkuvat makroskooppisten kappaleiden sisällä suhteessa tiettyyn väliaineeseen, tällaista virtaa kutsutaan sähköksi johtavuusvirta. Jos makroskooppiset varautuneet kappaleet liikkuvat (esimerkiksi varautuneet sadepisarat), tätä virtaa kutsutaan konvektio.

On olemassa tasa- ja vaihtosähkövirtoja sekä kaikenlaisia ​​vaihtovirtoja. Tällaisissa termeissä sana "sähkö" jätetään usein pois.

• DC - virta, jonka suunta ja suuruus eivät muutu ajan myötä.

• Vaihtovirta on sähkövirta, joka muuttuu ajan myötä. Vaihtovirta on mikä tahansa virta, joka ei ole suora.

• Jaksollinen virta - sähkövirta, jonka hetkelliset arvot toistetaan säännöllisin väliajoin muuttumattomassa järjestyksessä.

• Sinimuotoinen virta - jaksollinen sähkövirta, joka on sinimuotoinen ajan funktio. Vaihtovirroista tärkein on virta, jonka arvo vaihtelee sinimuotoisen lain mukaan. Tässä tapauksessa johtimen kummankin pään potentiaali muuttuu suhteessa johtimen toisen pään potentiaaliin vuorotellen positiivisesta negatiiviseksi ja päinvastoin, samalla kun se kulkee kaikkien välipotentiaalien (mukaan lukien nollapotentiaali) läpi. Tämän seurauksena syntyy virtaa, joka muuttaa jatkuvasti suuntaa: yhteen suuntaan liikkuessaan se kasvaa saavuttaen maksimin, jota kutsutaan amplitudiarvoksi, sitten laskee, jossain vaiheessa muuttuu nollaksi, sitten taas kasvaa, mutta toiseen suuntaan ja myös saavuttaa maksimiarvon , putoaa ja kulkee sitten uudelleen nollan läpi, minkä jälkeen kaikkien muutosten sykli jatkuu.

• Kvasistanaarivirta - "suhteellisen hitaasti muuttuva vaihtovirta, jonka hetkellisille arvoille tasavirtojen lait tyydyttävät riittävän tarkasti" (TSB). Nämä lait ovat Ohmin laki, Kirchhoffin säännöt ja muut. Kvasistaationaarisella virralla, samoin kuin tasavirralla, on sama virranvoimakkuus haarautumattoman piirin kaikissa osissa. Laskettaessa näennäisstationaarisia virtapiirejä, jotka johtuvat nousevasta e. d.s. kapasitanssin ja induktanssin induktiot otetaan huomioon niputettuina parametreina. Kvasistaationaarisia ovat tavanomaiset teollisuusvirrat, paitsi kaukosiirtolinjojen virrat, joissa kvasistationaarisuuden ehto linjaa pitkin ei täyty.

• Nykyinen korkeataajuus - vaihtovirta (alkaen noin kymmenien kHz:n taajuudesta), jolle sellaiset ilmiöt kuin sähkömagneettisten aaltojen säteily ja ihovaikutus tulevat merkittäviksi. Lisäksi, jos AC-säteilyn aallonpituudesta tulee verrattavissa sähköpiirin elementtien mittoihin, kvasistationaarisuuden ehtoa rikotaan, mikä vaatii erityisiä lähestymistapoja tällaisten piirien laskemiseen ja suunnitteluun. (katso pitkä rivi).

• Aaltoiluvirta on jaksollinen sähkövirta, jonka keskiarvo ajanjaksolla on eri kuin nolla.

• Yksisuuntainen virta on sähkövirta, joka ei muuta suuntaaan.

Pyörrevirrat

Pääartikkeli: Pyörrevirrat

Pyörrevirrat (Foucault-virrat) ovat "suljettuja sähkövirtoja massiivisessa johtimessa, jotka syntyvät sen läpäisevän magneettivuon muuttuessa", joten pyörrevirrat ovat induktiovirtoja. Mitä nopeammin magneettivuo muuttuu, sitä voimakkaampia pyörrevirrat ovat. Pyörrevirrat eivät kulje tiettyjä reittejä pitkin johtimissa, vaan sulkeutuessaan johtimeen muodostavat pyörteitä muistuttavia muotoja.

Pyörrevirtojen olemassaolo johtaa skin-ilmiöön, eli siihen, että vaihtosähkövirta ja magneettivuo etenevät pääasiassa johtimen pintakerroksessa. Johtimien pyörrevirtalämmitys johtaa energiahäviöihin erityisesti AC-käämien ytimissä. Pyörrevirtojen aiheuttamien energiahäviöiden vähentämiseksi käytetään vaihtovirtamagneettipiirien jakamista erillisiin levyihin, jotka on eristetty toisistaan ​​ja sijaitsevat kohtisuorassa pyörrevirtojen suuntaan nähden, mikä rajoittaa niiden reittien mahdollisia muotoja ja pienentää suuresti suuruutta. näistä virroista. Erittäin korkeilla taajuuksilla ferromagneettien sijasta magneettipiireihin käytetään magnetodisähköjä, joissa erittäin suuren vastuksen vuoksi pyörrevirtoja ei käytännössä tapahdu.

Ominaisuudet

Se on historiallisesti hyväksytty nykyinen suunta osuu yhteen johtimessa olevien positiivisten varausten liikesuunnan kanssa. Tässä tapauksessa, jos ainoat virran kantajat ovat negatiivisesti varautuneita hiukkasia (esimerkiksi elektroneja metallissa), virran suunta on päinvastainen varautuneiden hiukkasten liikesuuntaan nähden.

Elektronien ryömintänopeus

Ulkoisen kentän aiheuttaman johtimissa olevien hiukkasten suunnatun liikkeen nopeus (drift) riippuu johtimen materiaalista, hiukkasten massasta ja varauksesta, ympäristön lämpötilasta, käytetystä potentiaalierosta ja on paljon pienempi kuin johtimen nopeus. valoa. 1 sekunnin ajan johtimessa olevat elektronit liikkuvat järjestetyn liikkeen takia alle 0,1 mm - 20 kertaa hitaammin kuin etanan nopeus [ lähdettä ei ole määritetty 257 päivää]. Tästä huolimatta todellisen sähkövirran etenemisnopeus on yhtä suuri kuin valon nopeus (sähkömagneettisen aaltorintaman etenemisnopeus). Eli paikka, jossa elektronit muuttavat liikenopeuttaan jännitteen muutoksen jälkeen, liikkuu etenemisnopeudella sähkömagneettiset värähtelyt.

Vahvuus ja virrantiheys

Pääartikkeli: Nykyinen vahvuus

Sähkövirralla on kvantitatiiviset ominaisuudet: skalaari - virran voimakkuus ja vektori - virrantiheys.

Nykyinen vahvuus - fyysinen määrä, joka on yhtä suuri kuin varausmäärän Δ Q (\displaystyle \Delta Q) suhde, joka on kulkenut jonkin aikaa Δ t (\displaystyle \Delta t) johtimen poikkileikkauksen läpi, tämän aikavälin arvoon .

I = ∆ Q ∆ t . (\displaystyle I=(\frac (\Delta Q)(\Delta t)).)

Kansainvälisen yksikköjärjestelmän (SI) virranvoimakkuus mitataan ampeereina (venäläinen nimitys: A; kansainvälinen: A).

Ohmin lain mukaan virta I (\displaystyle I) piiriosassa on suoraan verrannollinen jännitteeseen U (\displaystyle U), joka on kohdistettu tähän piirin osaan, ja kääntäen verrannollinen sen resistanssiin R (\displaystyle R):

I = UR. (\displaystyle I=(\frac (U)(R)).)

Jos sähkövirta ei ole vakio piiriosassa, jännite ja virran voimakkuus muuttuvat jatkuvasti, kun taas tavallisella vaihtovirralla jännitteen ja virran voimakkuuden keskiarvot ovat nolla. Tässä tapauksessa vapautuvan lämmön keskimääräinen teho ei kuitenkaan ole nolla. Siksi käytetään seuraavia termejä:

• hetkellinen jännite ja virta eli tietyllä ajanhetkellä vaikuttavat.
• huippujännite ja virta, eli suurimmat absoluuttiset arvot
• Tehokas (tehollinen) jännite ja virran voimakkuus määräytyvät virran lämpövaikutuksen perusteella, eli niillä on samat arvot kuin tasavirralla, jolla on sama lämpövaikutus.

Virtatiheys on vektori, jonka itseisarvo on yhtä suuri kuin johtimen tietyn osan läpi, kohtisuorassa virran suuntaan, kulkevan virran suhde tämän osan pinta-alaan ja vektorin suunta on sama kuin virran muodostavien positiivisten varausten liikesuunta.

Ohmin lain mukaan differentiaalimuodossa virrantiheys väliaineessa j → (\displaystyle (\vec (j))) on verrannollinen sähkökentän voimakkuuteen E → (\displaystyle (\vec (E))) ja johtavuuteen mediasta σ (\displaystyle \ \sigma ):

J → = σ E → . (\displaystyle (\vec (j))=\sigma (\vec (E)).)

Tehoa

Pääartikkeli: Joule-Lenzin laki

Virran läsnä ollessa johtimessa tehdään työtä vastusvoimia vastaan. Minkä tahansa johtimen sähkövastus koostuu kahdesta osasta:

• aktiivinen vastus - lämmöntuotannon kestävyys;
• reaktanssi - "vastus, joka johtuu energian siirtymisestä sähkö- tai magneettikenttään (ja päinvastoin)" (TSB).

Yleensä suurin osa sähkövirran tekemästä työstä vapautuu lämpönä. Lämpöhäviön teho on arvo, joka on yhtä suuri kuin aikayksikköä kohti vapautuva lämmön määrä. Joule-Lenzin lain mukaan lämpöhäviön teho johtimessa on verrannollinen virtaavan virran voimakkuuteen ja syötettyyn jännitteeseen:

P = I U = I 2 R = U 2 R (\displaystyle P=IU=I^(2)R=(\frac (U^(2))(R)))

Teho mitataan watteina.

Jatkuvassa väliaineessa volyyminen tehohäviö p (\displaystyle p) määräytyy virrantiheysvektorin j → (\displaystyle (\vec (j))) ja sähkökentän voimakkuusvektorin E → (\displaystyle) skalaaritulolla (\vec (E))) annetussa kohdassa:

P = (j → E →) = σ E 2 = j 2 σ (\displaystyle p=\left((\vec (j))(\vec (E))\right)=\sigma E^(2)= (\frac (j^(2))(\sigma )))

Tilavuusteho mitataan watteina kuutiometriä kohden.

Säteilyvastus johtuu sähkömagneettisten aaltojen muodostumisesta johtimen ympärille. Tämä vastus on monimutkaisesti riippuvainen johtimen muodosta ja mitoista, emittoidun aallon aallonpituudesta. Yksittäiselle suoraviivaiselle johtimelle, jossa samansuuntainen ja -voimainen virta on kaikkialla ja jonka pituus L on paljon pienempi kuin sen säteilemän sähkömagneettisen aallon pituus λ (\displaystyle \lambda ) , vastuksen riippuvuus aallonpituudella ja johtimella on suhteellisen yksinkertainen:

R = 3200 (L λ) (\displaystyle R=3200\left((\frac (L)(\lambda ))\oikea))

Eniten käytetty sähkövirta, jonka standarditaajuus on 50 Hz vastaa noin 6 tuhannen kilometrin pituista aaltoa, minkä vuoksi säteilyteho on yleensä mitättömän pieni verrattuna lämpöhäviötehoon. Kuitenkin kun virran taajuus kasvaa, emittoidun aallon pituus pienenee ja säteilyteho kasvaa vastaavasti. Johdinta, joka pystyy säteilemään huomattavaa energiaa, kutsutaan antenniksi.

Taajuus

Katso myös: Taajuus

Taajuudella tarkoitetaan vaihtovirtaa, joka muuttaa ajoittain voimakkuutta ja/tai suuntaa. Tämä sisältää myös yleisimmin käytetyn virran, joka vaihtelee sinimuotoisen lain mukaan.

Vaihtovirtajakso on lyhin ajanjakso (ilmaistuna sekunteina), jonka jälkeen virran (ja jännitteen) muutokset toistuvat. Virran suorittamien jaksojen lukumäärää aikayksikköä kohti kutsutaan taajuudeksi. Taajuus mitataan hertseinä, yksi hertsi (Hz) vastaa yhtä jaksoa sekunnissa.

Bias-virta

Pääartikkeli: Siirtovirta (elektrodynamiikka)

Joskus mukavuussyistä otetaan käyttöön siirtymävirran käsite. Maxwellin yhtälöissä siirtymävirta on samassa asemassa varausten liikkeen aiheuttaman virran kanssa. Magneettikentän intensiteetti riippuu kokonaissähkövirrasta, joka on yhtä suuri kuin johtumisvirran ja siirtymävirran summa. Määritelmän mukaan siirtymävirran tiheys j D → (\displaystyle (\vec (j_(D)))) on vektorisuure, joka on verrannollinen sähkökentän muutosnopeuteen E → (\displaystyle (\vec (E)) ) ajallaan:

J D → = ∂ E → ∂ t (\displaystyle (\vec (j_(D)))=(\frac (\partial (\vec (E)))(\partial t)))

Tosiasia on, että kun sähkökenttä muuttuu, samoin kuin kun virta kulkee, syntyy magneettikenttä, mikä tekee näistä kahdesta prosessista samanlaisia. Lisäksi sähkökentän muutokseen liittyy yleensä energiansiirtoa. Esimerkiksi kondensaattoria ladattaessa ja purettaessa, huolimatta siitä, että varautuneiden hiukkasten liikettä sen levyjen välillä ei ole, ne puhuvat sen läpi virtaavasta syrjäytysvirrasta, joka kuljettaa jonkin verran energiaa ja sulkee sähköpiirin omituisella tavalla. Bias-virta I D (\displaystyle I_(D)) kondensaattorissa saadaan seuraavasti:

I D = d Q d t = − C d U d t (\näyttötyyli I_(D)=(\frac ((\rm (d))Q)((\rm (d))t))=-C(\frac ( (\rm (d))U)((\rm (d))t))) ,

missä Q (\displaystyle Q) on kondensaattorilevyjen varaus, U (\displaystyle U) on levyjen välinen potentiaaliero, C (\displaystyle C) on kondensaattorin kapasitanssi.

Siirtymävirta ei ole sähkövirtaa, koska se ei liity sähkövarauksen liikkeeseen.

Tärkeimmät johdintyypit

Toisin kuin dielektrikot, johtimet sisältävät vapaita kompensoimattomien varausten kantajia, jotka voiman, yleensä sähköpotentiaalieron, vaikutuksesta lähtevät liikkeelle ja muodostavat sähkövirran. Virta-jännite-ominaisuus (virran voimakkuuden riippuvuus jännitteestä) on johtimen tärkein ominaisuus. varten metallijohtimet ja elektrolyytit, sillä on yksinkertaisin muoto: virran voimakkuus on suoraan verrannollinen jännitteeseen (Ohmin laki).

Metallit - tässä virran kantajat ovat johtumiselektroneja, joita yleensä pidetään elektronikaasuna, mikä osoittaa selvästi degeneroituneen kaasun kvanttiominaisuudet.

Plasma on ionisoitunut kaasu. Sähkövarausta kuljettavat ionit (positiiviset ja negatiiviset) ja vapaat elektronit, jotka muodostuvat säteilyn (ultravioletti, röntgen ja muut) ja (tai) lämmityksen vaikutuksesta.

Elektrolyytit - "nestemäiset tai kiinteät aineet ja järjestelmät, joissa ioneja on läsnä missä tahansa havaittavassa pitoisuudessa, mikä aiheuttaa sähkövirran kulkeutumisen." Ioneja muodostuu elektrolyyttisessä dissosiaatioprosessissa. Kuumennettaessa elektrolyyttien vastus pienenee, koska ioneiksi hajoavien molekyylien määrä lisääntyy. Virran kulkemisen seurauksena elektrolyytin läpi ionit lähestyvät elektrodeja ja neutraloituvat ja asettuvat niiden päälle. Faradayn elektrolyysin lait määräävät elektrodeille vapautuvan aineen massan.

Tyhjiössä on myös elektronien sähkövirtaa, jota käytetään katodisädelaitteissa.

Sähkövirrat luonnossa

Intracloud salama Toulousen yllä, Ranskassa. 2006

Ilmakehän sähkö on ilmassa olevaa sähköä. Ensimmäistä kertaa Benjamin Franklin osoitti sähkön läsnäolon ilmassa ja selitti ukkosen ja salaman syyn. Myöhemmin todettiin, että sähkö kerääntyy höyryjen tiivistymiseen yläilmakehässä, ja ilmoitettiin seuraavat lait, joita ilmakehän sähkö seuraa:

• klo kirkas taivas, samoin kuin pilvien kanssa, ilmakehän sähkö on aina positiivista, jos jollain etäisyydellä havaintopaikasta ei sade, rakeita tai lunta;
• pilvien sähköjännitteestä tulee tarpeeksi vahva vapauttaakseen sen ympäristöön vain silloin, kun pilvihöyryt tiivistyvät sadepisaroiksi, mistä on osoituksena se, että havaintopaikalla ei ole salamapurkauksia ilman sadetta, lunta tai rakeita, lukuun ottamatta salaman paluuta;
• ilmakehän sähkö lisääntyy kosteuden kasvaessa ja saavuttaa maksiminsa sateen, rakeiden ja lumen sattuessa;
• paikka, jossa sataa, on positiivisen sähkön säiliö, jota ympäröi negatiivinen sähkövyö, joka puolestaan ​​on suljettu positiivisen sähkön vyöhykkeeseen. Näiden hihnojen rajoilla jännitys on nolla. Ionien liike sähkökenttävoimien vaikutuksesta muodostaa ilmakehään pystysuoran johtumisvirran, jonka keskimääräinen tiheys on noin (2÷3)·10−12 A/m².

Koko maan pinnalle virtaava kokonaisvirta on noin 1800 A.

Salama on luonnollinen kipinöivä sähköpurkaus. Revontulien sähköinen luonne selvitettiin. St. Elmon tulipalot ovat luonnollinen koronasähköpurkaus.

Biovirrat - ionien ja elektronien liikkeellä on erittäin tärkeä rooli kaikissa elämänprosesseissa. Tässä tapauksessa luotu biopotentiaali on olemassa sekä solunsisäisellä tasolla että yksittäisissä kehon osissa ja elimissä. Hermoimpulssien välitys tapahtuu sähkökemiallisten signaalien avulla. Jotkut eläimet ( sähköiset rampit, sähköankerias) pystyvät keräämään useiden satojen volttien potentiaalin ja käyttämään tätä itsepuolustukseen.

Sovellus

Sähkövirtaa tutkittaessa löydettiin monia sen ominaisuuksia, joiden ansiosta hän löysi käytännön käyttöä ihmisen toiminnan eri aloilla ja jopa luoda uusia alueita, jotka eivät olisi mahdollisia ilman sähkövirran olemassaoloa. Sen jälkeen kun sähkövirta löysi käytännön sovelluksen, ja siitä syystä, että sähkövirta voidaan saada eri tavoilla, teollisuuden alalla on syntynyt uusi käsite - sähkövoimateollisuus.

Sähkövirtaa käytetään vaihtelevan monimutkaisuuden ja tyyppisten signaalien välittäjänä eri alueilla (puhelin, radio, ohjauspaneeli, oven lukituspainike ja niin edelleen).

Joissakin tapauksissa ilmaantuu ei-toivottuja sähkövirtoja, kuten hajavirtoja tai oikosulkuvirtaa.

Sähkövirran käyttö energian kantajana

• vastaanottaminen mekaaninen energia kaikenlaisissa sähkömoottoreissa,
• lämpöenergian saaminen lämmityslaitteissa, sähköuuneissa, sähköhitsauksen aikana,
• valoenergian saaminen valaistus- ja merkinantolaitteissa,
• korkeataajuisten, ultrakorkeataajuisten ja radioaaltojen sähkömagneettisten värähtelyjen herättäminen,
• vastaanottaa ääntä,
• erilaisten aineiden saaminen elektrolyysillä, sähköakkujen lataaminen. Tässä sähkömagneettinen energia muunnetaan kemialliseksi energiaksi.
• magneettikentän luominen (sähkömagneeteissa).

Sähkövirran käyttö lääketieteessä

• diagnostiikka - terveiden ja sairaiden elinten biovirrat ovat erilaisia, samalla kun on mahdollista määrittää sairaus, sen syyt ja määrätä hoito. Fysiologian alaa, joka tutkii kehon sähköilmiöitä, kutsutaan sähköfysiologiaksi.
  • Elektroenkefalografia on menetelmä aivojen toiminnallisen tilan tutkimiseen.
  • Elektrokardiografia on tekniikka sähkökenttien tallentamiseen ja tutkimiseen sydämen työn aikana.
  • Elektrogastrografia on menetelmä mahalaukun motorisen toiminnan tutkimiseksi.
  • Elektromyografia on menetelmä luurankolihaksissa esiintyvien biosähköisten potentiaalien tutkimiseen.
• Hoito ja elvytys: tiettyjen aivojen alueiden sähköstimulaatio; Parkinsonin taudin ja epilepsian hoitoon, myös elektroforeesiin. Sydäntahdistin, joka stimuloi sydänlihasta impulssivirta käytetään bradykardiaan ja muihin sydämen rytmihäiriöihin.

sähköturvallisuus

Pääartikkeli: sähköturvallisuus

Se sisältää oikeudelliset, sosioekonomiset, organisatoriset ja tekniset, saniteetti- ja hygieniatoimenpiteet, lääketieteelliset ja ennaltaehkäisevät, kuntoutus- ja muut toimenpiteet. Sähköturvallisuussääntöjä säätelevät oikeudelliset ja tekniset asiakirjat, säädökset ja tekniset puitteet. Sähköturvallisuuden perusteiden tuntemus on pakollinen sähköasennuksia ja sähkölaitteita huoltavalle henkilökunnalle. Ihmiskeho on sähkövirran johdin. Ihmisen vastustuskyky kuivalla ja ehjällä iholla on 3-100 kOhm.

Ihmisen tai eläimen kehon läpi kulkeva virta saa aikaan seuraavat toimet:

• lämpö (palovammat, kuumeneminen ja verisuonten vauriot);
• elektrolyyttinen (veren hajoaminen, fysikaalis-kemiallisen koostumuksen rikkominen);
• biologinen (kehon kudosten ärsytys ja kiihtyminen, kouristukset)
• mekaaninen (verisuonten repeämä höyrynpaineen vaikutuksesta, joka saadaan lämmittämällä veren virtauksella)

Päätekijä, joka määrää sähköiskun tuloksen, on ihmiskehon läpi kulkevan virran määrä. Turvallisuustoimenpiteiden mukaan sähkövirta luokitellaan seuraavasti:

• turvallinen otetaan huomioon virta, jonka pitkä kulku ihmiskehon läpi ei vahingoita häntä eikä aiheuta tuntemuksia, sen arvo ei ylitä 50 μA (vaihtovirta 50 Hz) ja 100 μA tasavirta;
• minimaalisesti havaittavissa ihmisen vaihtovirta on noin 0,6-1,5 mA (vaihtovirta 50 Hz) ja 5-7 mA tasavirtaa;
• kynnys säälimätön jota kutsutaan sellaisen voiman minimivirraksi, jolla ihminen ei enää kykene repäisemään käsiään irti virtaa kuljettavasta osasta tahdonvoimalla. Vaihtovirralla tämä on noin 10-15 mA, tasavirralla - 50-80 mA;
• fibrillaatiokynnys kutsutaan noin 100 mA:n vaihtovirraksi (50 Hz) ja tasavirraksi 300 mA, jonka vaikutus on yli 0,5 s ja aiheuttaa suurella todennäköisyydellä sydänlihasvärinää. Tätä kynnystä pidetään samanaikaisesti ehdollisesti tappavana ihmisille.

Venäjällä sääntöjen mukaisesti tekninen toiminta kuluttajien sähköasennukset ja työsuojelusäännöt sähköasennusten käytön aikana on perustettu 5 sähköturvallisuuden kelpoisuusryhmää työntekijän pätevyyden ja kokemuksen sekä sähköasennusten jännitteen mukaan.

Kuinka voin selittää lapselle, mitä sähkö on, jos en itse ymmärrä sitä?

Svetlana 52

Voit hyvin yksinkertaisesti ja selkeästi näyttää, mitä sähkö on ja miten sitä saadaan, tätä varten tarvitset paristoilla toimivan taskulampun tai pienen taskulampun lampun - tehtävänä on saada sähköä, nimittäin saada hehkulamppu syttymään. Tätä varten ota perunan mukula ja kaksi kupari- ja galvanoitua lankaa ja kiinnitä se perunaan - käytä sitä paristona - plus kuparipäässä, miinus galvanoidussa päässä - kiinnitä se varovasti taskulamppuun tai hehkulamppuun - sen pitäisi syttyä. Jännitteen lisäämiseksi voit kytkeä useita perunoita sarjaan. On mielenkiintoista tehdä tällaisia ​​​​kokeita lapsen kanssa, ja uskon, että myös nautit siitä.

Rakitin Sergey

Yksinkertaisin analogia on vesiputkien kanssa, joiden läpi kuuma vesi. Pumppu painaa vettä luoden painetta - sen analogi on verkkojännite, virran analogi on veden virtaus, sähkövastuksen analogi on putken halkaisija. Nuo. jos putki on ohut (iso sähköinen vastus), silloin myös vesitiura on ohutta (pieni virtaus) vetääksesi ämpäri vettä (saada Sähkövoima) ohuen putken läpi tarvitaan suuri paine (korkea jännite) (siksi korkeajännitejohdot ovat suhteellisen ohuita, pienjännitejohdot paksuja, vaikka niiden kautta siirretään sama teho).

No, miksi vesi on kuumaa - jotta lapsi ymmärtää, että sähkövirta ei voi palaa huonommin kuin kiehuva vesi, mutta jos laitat paksun kumihanskan (dielektrinen), kuuma vesi tai virta eivät polta sinua. No, jotain tällaista (paitsi ehkä vielä yksi asia - vesimolekyylit liikkuvat putkissa, sisään sähköjohdot- elektronit, metallin atomien varautuneet hiukkaset, joista nämä johdot on valmistettu, muissa materiaaleissa, kuten kumissa, elektronit istuvat tukevasti atomien sisällä, ne eivät voi liikkua, joten tällaiset aineet eivät johda virtaa).

Inna haastatteli

Halusin vain kysyä kysymyksen "Mitä on sähkö?" ja tuli tänne. Tiedän varmasti, että kukaan ei vieläkään tiedä, kuinka käy niin, että kun kytkin laitetaan päälle yhdessä paikassa, hehkulamppu syttyy heti toisessa (satojen kilometrien päässä). Mitä johtojen läpi oikein kulkee? Mikä on nykyinen? Ja kuinka sitä voidaan tutkia, jos se lyö, infektio))?

Ja lapsi voi myös näyttää tämän prosessin mekanismin perunoilla, kuten Parhaassa vastauksessa neuvotaan. Mutta tämä numero ei toimi kanssani!

Volck-79

Katso kuinka vanha hän on. Jos 12-14 ja hän ei ymmärrä belmeziä, niin, anteeksi, on liian myöhäistä ja toivotonta. No, jos se on viisi tai kahdeksan vuotta vanha (esimerkiksi) - selitä, että kaikki nämä asiat (reiät, johdot, kaikenlaiset muut kauniit esineet) purevat hyvin, varsinkin jos kosketat niitä, nuolet niitä, laitat sormesi johonkin tai päinvastoin puskea.

Anfo-anfo

Tyttäreni on 3-vuotias. Kerran sanoin hänelle, että se on vaarallista, ja nyt hän ei kiivetä pistorasiaan. Ja myöhemmin selitän, että sähkö on sellaista valoa tuottavaa energiaa, josta televisio, tietokone ja muut laitteet toimivat. Kun hänestä tulee koulutyttö, hän opiskelee fysiikkaa tarkemmin.

Ynkinamoy

tiedät monta tapaa selittää lapselle, että se on mahdotonta, että se on vaarallista, mielestäni lapselle pitäisi opettaa tämä, osoita ruusuketta ja sano, että et voi mennä. Jos lapsi on edelleen kiinnostunut ja hän todella haluaa sinne kiipeämiseen pitää asentaa erikoista jos lapsi ei pysty pistämään sormea ​​tai jotain metallia sinne, no on parasta käyttää rekvisiittaa ja opettaa, että se sattuu vau, että ei voi tehdä sitä, se on erittäin huono se on huono äidille isälle, jos hän tekee tämän, kerro lapselle, että et voi tehdä tätä, ja käytä rekvisiittaa. kaikki järjestyy

Ksi Makarova

Nyt on "edistyneen Internetin ikä", kysy mistä tahansa hakukoneesta kysymys, voit jopa sanamuodolla "miten selittää lapselle, mitä sähkö on"))

Vastaamalla kasvavan poikani vaikeisiin kysymyksiin onnistuin tutkimaan monia aiheita tällä tavalla - se on hyväksi lapselle ja hyödyllinen vanhemmille.

Jos olet joskus katsonut jotakin elektronista laitetta ja miettinyt, "Miten se toimii?" ja "Voinko tehdä sen itse?" - tai jos lapsesi on jo kasvanut Znatok-elektroniikkasarjasta ja on valmis jatkamaan, Elektroniikka lapsille -kirja on mitä tarvitset, varsinkin näin sateisena kesänä kuin tämä. Jos purit radiosi osiin ihastuksella lapsena ja nyt poikasi kysyy, miten tietokone toimii, tämä kirja on sinua varten. Tänään julkaisemamme kappale antaa lapsille ensimmäisen käsityksensä sähköstä ja auttaa heitä rakentamaan ensimmäisen oman laitteensa - murtohälyttimen.

Ennen kuin aloitamme kokeita sähköllä - vähän fysiikkaa. Miten sähkö saa hehkulampun palamaan? Tässä toimii neljän käsitteen yhdistelmä. Se:

• Elektronit
• Jännite
• Resistanssi

Kaikki, mikä meitä ympäröi, koostuu atomeista - hiukkasista, jotka ovat niin pieniä, että ne voidaan nähdä vain erityisellä mikroskoopilla. Mutta itse atomit koostuvat vielä pienemmistä hiukkasista - protoneista, neutroneista ja elektroneista.

Protonit ja neutronit muodostavat atomin ytimen (sen keskuksen), ja elektronit kiertävät tämän ytimen ympärillä, kuten planeetat Auringon ympärillä. Protonit ja elektronit kuljettavat sähkövarauksia, protonit ovat positiivisesti varautuneita ja elektronit ovat negatiivisesti varautuneita.

Siksi elektronit pidetään atomissa: positiiviset ja negatiiviset varaukset vetävät toisiaan puoleensa kuin magneettien vastakkaiset navat.

Joillakin aineilla on johtavuus: jos vaikutat niihin energialla (esimerkiksi akkuun varastoituina), niissä olevat elektronit alkavat liikkua atomista atomiin!

Kiinnittämällä akun hehkulamppuun syötit jännitettä hehkulampun hehkulankaan. Tämä voltteina (V tai V) mitattu jännite työntää elektroneja yhteen suuntaan, jolloin ne liikkuvat filamenttia pitkin. Mitä korkeampi se on, sitä enemmän elektroneja liikkuu lankaa pitkin.

Kuvittele lanka putken muodossa, joka on täysin täynnä palloja. Jos palloa työnnetään putken yhdestä päästä, toinen pallo putoaa välittömästi toisesta päästään ilman viivettä.

Mitä enemmän palloja työnnät putken toiseen päähän, sitä enemmän ne putoavat toisesta. Näin elektronit käyttäytyvät hehkulampun hehkulangassa, kun siihen kytketään jännite.

Sähkövirta on elektronien virtaa hehkulampun hehkulangan läpi. Olet ehkä kuullut sanan virtaus viitaten jokeen: "Tässä joessa on voimakas virtaus." Tämä tarkoittaa, että joen läpi virtaa paljon vettä. Sähkövirta on kuin tämä virtaus: kun he sanovat "voimakas virta", se tarkoittaa, että monet elektronit virtaavat langan läpi.

Virran voimakkuus mitataan ampeereina (A). Kun piirin jännite kasvaa, virta kasvaa. Aivan kuten vesi virtaa alas rinnettä painovoiman vaikutuksesta, virta kulkee akun positiivisesta (+) navasta negatiiviseen (-) napaan. Tässä tapauksessa elektronit itse liikkuvat vastakkaiseen suuntaan - negatiivisesta navasta positiiviseen. Virran osalta he kuitenkin sanovat aina, että se virtaa plussasta miinukseen.

Jännite saa elektronit liikkumaan ja muodostamaan siten sähkövirran, ja vastus estää tämän virran. Se on kuin leikkiisi puutarhaletkulla: jos sitä puristat, veden virtausvastus kasvaa ja virtaus heikkenee, eli vettä virtaa vähemmän. Mutta jos avaat hanaa vielä enemmän, paine kasvaa (se on kuin jännite kasvaa) ja veden virtaus kasvaa, vaikka letku pysyisikin puristettuna saman verran. Sähkövastus toimii kuin letkun puristaminen, ja se mitataan ohmeina (ohmeina tai Ω).

Nyt selitän sinulle, kuinka elektronit, virta, jännite ja vastus toimivat yhdessä saadakseen hehkulampun hehkumaan.

Hehkulampun hehkulangan päät on kytketty sen pohjan yksityiskohtiin: yksi - rungon sivupintaan, toinen - keskuskoskettimeen. Kun kiinnität hehkulampun akkuun, luot niin sanotun sähköpiirin. Piiri on reitti, jonka kautta virta voi virrata akun plus-pisteestä miinuskohtaan.

Akun synnyttämä jännite saa elektronit liikkumaan piiriä pitkin, johon hehkulampun hehkulanka on osa. Kierteessä on vastus, joka rajoittaa virtaa piirissä. Kun elektronit ylittävät filamentin vastuksen, se kuumenee niin, että se alkaa hehkua, ts. säteilee valoa.

Jotta akku saisi elektroneja liikkumaan, sen napojen välisessä piirissä ei saa olla katkoksia, eli sen on oltava kiinni.

Jotta sähkö toimisi, tarvitaan aina suljettuja piirejä. Riittää, kun avaat piirin - luot siihen ainakin yhden aukon mihin tahansa paikkaan, ja lamppu sammuu heti! Katsotaanpa sähköpiirejä yksityiskohtaisemmin.

Jatketaan sähkön tarkastelua vertaamalla sitä vesivirtaukseen putkien läpi. Kuvittele putkijärjestelmä suljetun silmukan muodossa pumpulla, joka on täysin täytetty vedellä. Yhdessä paikassa tämä järjestelmä on kaventunut.

Pumppu toimii akuna, joka antaa virtaa piirille. Putken kapeneminen vähentää veden virtausta. Sama koskee vastusta sähköpiirissä.

Kuvittele nyt, että voisit laittaa tähän putkijärjestelmään jonkinlaisen mittauslaitteen, jonka avulla voit määrittää sen läpi virtaavan veden määrän sekunnissa. Huomaa, että tässä puhun vain siitä, kuinka paljon vettä virtaa yhden satunnaisesti valitun pisteen läpi putkessa, en putkien veden kokonaismäärää. Samalla tavalla puhumme virran voimakkuudesta piirissä: virran voimakkuus on piirin tietyn pisteen läpi sekunnissa virtaavien elektronien lukumäärä.

Käytät kytkimiä aina, kun kytket valot päälle tai pois. Kun huoneen valo palaa, kytkin on osa suljettua piiriä, koska virta kulkee lampun läpi. Mutta mitä tapahtuu, kun kytkin avataan? Tapahtuu sama asia kuin kun johto irrotetaan piirissä: lampun läpi kulkeva virta katkeaa ja lamppu sammuu, aivan kuten yllä olevassa avoimessa piirissä.

Löydät ympäriltäsi kaikenlaisia ​​kytkimiä, ja ne ovat hyvin yksinkertaisia ​​laitteita. Ne yhdistävät kaksi johtoa täydentääkseen piirin ja irrottavat ne avatakseen sen. Vaikka tietäisit vain tämän, voit luoda hyviä piirejä, mitä aiomme tehdä.

Kytkin voidaan valmistaa monista asioista - jopa ovesta. Tässä projektissa muutat oven jättiläiskytkimeksi luodaksesi murtohälyttimen, joka antaa varoituksen aina, kun joku yrittää astua huoneeseen.

Tällaisen hälytyksen luomiseksi sinun on kiinnitettävä oveen useita johtoja ja alumiinifolionauha siten, että kun ovi suljetaan, piiri on auki eikä mitään tapahdu, ja kun ovi avataan, piiri on suljettu, summeri mukaan lukien.

Ripustamme paljaan (eristämättömän) johdon oven yläpuolelle ja liimaamme folionauhan oven yläreunaan ja yhdistämme nämä elementit sähköpiirin, joka sisältää summerin, eri päihin. Kun ovi avataan, roikkuva paljas lanka koskettaa kalvoa ja täydentää siten piirin, jolloin äänimerkki kuuluu.

Materiaalit ja työkalut:

• Summeri. Summerit ovat passiivisia ja aktiivisia. Passiiviset tarvitsevat äänitaajuuden tulosignaalin, kun taas aktiiviset tarvitsevat vain jännitteen. Tähän projektiin tarvitset 9-12V aktiivisen summerin (esim. KEPO:n KPIG2330E. Myös autoosien liikkeissä myytävä summeri "Audio Indicator (Repeater)" tai "Audio Turn Signal" sopii myös. jännite 12V) .
• Normaali 9 V akku virtapiirin virtaa varten.
• Liitin akun liittämiseksi virtapiiriin ("Kronan" lohko tai liitin johdoilla).
• Alumiinifolio.
• Paljas johto. Joustava kuparilanka ilman eristystä (älä sekoita sitä emaloituun käämilankaan, tämä ei ole hyvä), vanha kitaran kieli tai vastaava.
• Teippi kaikkien elementtien kiinnittämiseen. Se voi olla sähköteippiä, teippiä jne.
• Pihdit (sivuleikkurit) johtoa ja eristyksen poistamista johtimista varten.
• Sakset (valinnainen). Ne sopivat erinomaisesti folion leikkaamiseen.

Vaihe 1. Summerin tarkistaminen. Tarkista ensin, toimiiko summeri. Paina sen punainen johto akun positiiviseen (+) napaan ja kosketa sen mustaa johtoa akun negatiiviseen (-) napaan. Summerin tulee antaa kova ääni. Jos irrotat jonkin sen johdoista akusta, äänen pitäisi lakata, kun piiri on auki.

Vaihe 2 Kalvon valmistelu Leikkaa saksilla foliosta noin 2,5 cm leveä kaistale ja koko rullan leveys.

Vaihe 3. Kiinnitä kalvo oveen. Kiinnitä folionauhan molemmat päät oven yläreunaan kahdella ilmanauhanpalalla. Tämä nauha toimii koskettimena akun ja summerin johtoille.

Vaihe 4. Ajolangan valmistelu. Ota noin 25 cm pitkä paljas lanka.

Vaihe 5. Summerin kytkeminen ajojohtimeen. Liitä kosketusjohdon toinen pää akun liittimen mustan johtimen paljaaseen päähän. Tämä on yksinkertaista: kierrä näiden johtojen paljaat päät yhteen ja kääri sähköteippi kierteen ympärille.

Yhdistä sen jälkeen samalla tavalla akun liittimen punainen johto summerin punaiseen johtoon.

Vaihe 6. Summerin ja ajojohdon asennus. Asenna nyt summeri ja ajojohto oviaukon päälle. Kiinnitä ensin teipillä ajojohdin oven kamanteeseen siten, että kun ovi suljetaan, se roikkuu oven edessä ja avautuessaan lepää kalvoliuskan päällä.

Teippaa nyt summeri kaman päälle niin, että sen musta lanka voi koskettaa oven kalvoliuskaa. Teippaa tämän langan paljas pää folioon.

Vaihe 7. Virtalähteen kytkeminen. Kiinnitä akku luukun päälle ja liitä liitin siihen. Signalointisi pitäisi nyt näyttää suunnilleen tältä:

Vaihe 8. Hälytyksen tarkistaminen. Tarkista hälyttimen toiminta. Ovea avattaessa paljaan ajolangan tulee koskettaa oven kalvoa ja siten kytkeä päälle summeri, joka antaa kovan äänen. Jotta testi olisi luotettavampi, pyydä jotakuta muuta avaamaan ovi.

Vaihe 9. Jos hälytys ei toimi. Jos summeri ei syty, kun ovea avataan, yritä säätää ajolangan asentoa niin, että se koskettaa ovea avattaessa tarkasti kalvoa. Jos kosketus on oikea, yritä vaihtaa paristo. Jos tämä ei auta, tarkista akun liittimen johtojen liitännät piirijohtoihin ja liitä ne tarvittaessa uudelleen.

Kommentoi artikkelia "Sähkökokeita lapsille: tee-se-itse murtohälytin"

Lisää aiheesta "Fyysiset kokeet lapsille - kuinka tehdä hälytin omin käsin?":

Kokeilut sähköllä lapsille: tee-se-itse murtohälytin. Lemmikit. 7ya.ru on tiedotusprojekti perheasioista: raskaus ja synnytys, vanhemmuus, koulutus ja ura, kotitalous, virkistys, kauneus ja terveys, perhe...

Sähkön maksu SNT:ssä. Lait, oikeudet. Laillinen. Keskustelua juridisista asioista, asiantuntijaneuvontaa perinnöstä, kiinteistöistä, paperityöstä.

Kokeilut sähköllä lapsille: tee-se-itse murtohälytin. silitysraudat, joissa on erillinen höyry-vesi- ja lämpötilansäädin, palavat usein. koska jos poistat lämpötilan minimiin, vesi ei muutu höyryksi ja virtaa sisäänpäin sulkemalla koskettimet ...

Kokeilut sähköllä lapsille: tee-se-itse murtohälytin. Kuinka selittää 4-vuotiaalle lapselle, mitä staattinen sähkö on? Kokeita on paljon, mutta en vielä löydä tai keksi selkeää selitystä :-(11/18/2002 11:30:32, Olga Ovodova.

Kokeilut sähköllä lapsille: tee-se-itse murtohälytin. ... ketju - luo siihen ainakin yksi rako mihin tahansa kohtaan, niin hehkulamppu sammuu heti! Projekti: murtohälytin. Kytkin voidaan tehdä monista asioista - jopa ...

kun hän liikuttaa käsiään ja jalkojaan, ehkä menetelmämme auttaa. Omani ei myöskään liiku. Seison hänen yläpuolellaan nelijalkain ja kiinnitän käsilläni ja jaloillani hänen kätensä ja jalkojaan takaapäin. eli kun hän liikkuu eteenpäin.Lasten keppi on erittäin tarpeellinen aivovammaisille lapsille.

Erityistarpeiset lapset, vammaiset, hoito, kuntoutus, lääkäri, sairaala, lääkkeet. Meidän vauva syntyi keskosena, hieman yli kilo, nyt 5kk vanha. Lääkärit sanovat, että aivohalvauksen riski on erittäin suuri (hän ​​pitää päätään huonosti, spastinen ...

Kokeilut sähköllä lapsille: tee-se-itse murtohälytin. Jos purit radiosi osiin ihastuksella lapsena ja nyt poikasi kysyy, miten tietokone toimii, tämä kirja on sinua varten. Tänään julkaisemamme kappale antaa lapsille ensimmäisen...

Olemme tehneet jo 6 leikkausta (Ulzibatin mukaan) ja ainoa asia, jota olen pahoillani, on se, että en tehnyt ensimmäistä aikaisemmin, niin stereotypia olisi väärä.Ulkopuolisesti sitä ei juuri huomaa, vain oikea käsi ja jalka toimi huonompi. Kipsaaminen aivohalvauksen kanssa. Kokemus aivovammaisen lapsen fyysisestä kuntoutuksesta.

"Hälytin" rattaille :). vanhempien kokemus. Lapsi 1-3. Lapsen kasvatus yhdestä kolmeen vuotiaan: "Hälytyksen" kovettuminen ja kehittäminen rattaille :) Neuvo, kysymys "ku-ku"-sarjasta, anteeksi, mutta elämän realiteetit : Kuinka jättää lastentarha sisäänkäynnille ...

Naapurit varastavat sähköä: ((. Vakava kysymys. Omasta, tytön omasta. Sähkö ei maksa miljoonia, virta jos naapurit ovat:) sinne ei ajeta kuutamosta, teollisessa mittakaavassa:) 19.01.2006 18 :33:05, Karolina. Meidän lapsemme.

sähköstä ja lampuista. joten kaikille kiinnostuneille ilmoitan: illalla veljeni saapui, poimi vähän kaikkea, sammutti osan valosta asunnosta (jotta voisimme hänen vaimonsa kanssa kokeita sähköllä lapsille: tee se -itse murtohälyttimet.Sähkövirta.

Kokeilut sähköllä lapsille: tee-se-itse murtohälytin. Ennen kuin aloitamme kokeita sähköllä - vähän fysiikkaa. Sama asia tapahtuu kuin silloin, kun johto irrotetaan piirissä: virta lampun läpi katkeaa ja lamppu sammuu, aivan kuten ...

Kokeilut kemiassa ja fysiikassa. Luonnontieteet. Varhainen kehitys. Tekniikat varhainen kehitys: Montessori, Doman, Zaitsevin kuutiot, lukemisen oppiminen, ryhmät, harrastukset lasten kanssa. Kommentoi artikkelia "Tieteelliset kokeet lasten kanssa: 5 kotikemiallista koetta".

Kotikokeet: fysiikkaa ja kemiaa 6-10-vuotiaille lapsille. Yksinkertaiset mutta vaikuttavat kemialliset kokeet - näytä lapsille! Tieteelliset kokeet lasten kanssa: 5 kotikemiallista koetta. Kotikokeet kemiassa lasten kanssa: kuinka tehdä liimaa omin käsin kotona.

Kuinka selittää 4-vuotiaalle lapselle, mitä staattinen sähkö on? Eilen pyytelin anteeksi, en osannut selittää selkeästi: (Lupasin, että ajattelen sitä tänäänkin. Sähkökokeita lapsille: tee-se-itse murtohälytin. Miten selittää 4-vuotiaalle lapselle mitä se on ...

kaikki fyysiset kokeet on hyvä näyttää. On aika kysyä heiltä, ​​tietävätkö he, että apinat käyttävät sekä jalkojaan että käsiään ja opetatko ne piirtämään Hyvin yksinkertainen ja tuttu temppu, mutta se tekee lapset uskomattoman iloiseksi.

Lapsi 1-3. Lapsen kasvatus yhdestä kolmeen vuotiaan: kovettuminen ja kehitys, ravitsemus ja sairaudet, päivittäiset rutiinit ja kotitaitojen kehittäminen. Hyvät ihmiset, käyttääkö kukaan laitetta - kuten radiopuhelinta tai mikrofonia - kuullakseen vauvan äänen toisesta huoneesta?

fyysiset temput-2 .. Lapsi 3-7. Koulutus, ravitsemus, päivärutiinit, vierailut päiväkoti ja suhteet kasvattajiin, sairaus ja fyysinen kokemus lapsille: kuinka todistaa Maan pyöriminen. Ja vielä parempi on tehdä fyysisiä kokeita yhdessä.

Kokeiluja lasten kanssa kotona. Hauskoja kokeiluja lasten kanssa. Kotikokeita MEL Chemistrystä: kemiakokeita ja kokeita lapsille. Minimaalisen mutta yhtä näyttävän faaraokäärmeen saamiseksi sinun tarvitsee vain mennä apteekkiin ja sitten kauppaan...