Что является источником электрического поля — вопрос не из простых, но разобраться в нем стоит. Ведь понимание природы электричества открывает двери в мир современных технологий. Давайте же выясним, чем же именно источник электрического поля является и как это влияет на нашу повседневную жизнь.
Содержание
Поле простыми словами
Электрическое поле — это не такая уж и сложная штука, если подумать. Вот смотрите: берем заряженный объект, хоть шарик надутый, хоть янтарную палочку. Вокруг него образуется невидимая зона влияния. Эту зону и называют электростатическим полем.
Теперь, если поднести к нашему заряженному объекту что-нибудь легкое, например, кусочек бумаги, мы увидим, как оно начнет двигаться. Почему? Да потому что поле на него действует.
А вот как это поле измерить и описать — тут физики придумали хитрость. Они вообразили маленький заряд, который можно мысленно перемещать в пространстве. Этот воображаемый заряд и назвали пробное тело. С его помощью можно понять, где электрическое поле сильнее, а где слабее.
Виды источников электроэнергии
Когда речь заходит об электричестве, люди часто думают о розетках в стене. Но откуда оно там берется? Давайте-ка разберемся с этими таинственными источниками электрического поля.
Их, на самом деле, вокруг полно. Вот, к примеру, помните, как в детстве натирали шарик о волосы, и он потом прилипал к стене? Это простейший пример. А если копнуть глубже, можно назвать целую кучу разных штуковин, которые дают нам ток.
Тут и динамо-машина на старом папином велосипеде, и огромные турбины на электростанциях, и обычные батарейки в пульте от телека. Даже солнечные панели на крышах — все это источники электричества. Каждый работает по-своему, но все они делают одно дело — гонят электроны по проводам, чтобы у нас был свет, тепло и работали гаджеты.
Механический источник тока
Помните, как в детстве мы крутили педали велосипеда и загоралась фара? Вот это и есть механический источник тока в действии. Просто и гениально, если подумать.
А знаете, на чем основан этот фокус? На движении. Любое движение можно превратить в электричество, если знать как. Физики называют это умным словом работа, но по сути это просто энергия в движении.
Возьмем, к примеру, обычную электростанцию. Там огромные турбины крутятся, как бешеные. А вокруг них намотаны провода и расставлены здоровенные магниты. И вот когда эти провода рассекают магнитное поле появляется электрический ток.
Этот принцип работает везде — от крошечного генератора в часах до гигантских ветряков. Разница только в масштабе.
И знаете что? Когда в следующий раз будете включать миксер или дрель, вспомните — там внутри происходит то же самое, только наоборот. Подаем ток — получаем движение. Круговорот энергии в природе, так сказать.
Тепловой источник тока
Вот представьте: сидите вы у костра, греете руки, и вдруг приходит мысль — а нельзя ли этот жар в электричество превратить? И знаете что? Можно!
Оказывается, умельцы придумали, как заставить разницу температур гонять электроны. Берут два куска разных металлов, прижимают друг к другу, и начинают один конец греть, а другой холодить. И тут начинается настоящая магия — появляется электрический «ток»!
Физики, конечно, навесили на это дело умное название — термоэлектрический эффект. Но суть проста: тепло бежит от горячего к холодному, а мы эту беготню превращаем в электричество.
И ведь где только это не используют! Вулканы, гейзеры — сама природа подкидывает идеи. А в космос и вовсе отправляют хитрые штуковины, которые от радиоактивного распада ток вырабатывают. В общем, горячо-холодно, а в итоге лампочка горит. Чудеса, да и только!
Химический источник тока
Знаете, что общего у вашего смартфона, электрической зубной щетки и пульта от телевизора? Все они работают благодаря химическим источникам тока. Эти малыши — настоящие силачи мира электричества.
Возьмем обычную батарейку. Снаружи — просто металлический цилиндр, а внутри кипят нешуточные страсти. Там два разных металла, будто два спорщика, погруженные в специальный раствор. Один металл так и норовит отдать свои электроны, а второй их жадно принимает. Между ними снуют ионы — заряженные частицы. Вот это движение зарядов и является электрическим током.
Кстати, история создания первой батарейки — как детективный роман. Алессандро Вольта, итальянский физик, поспорил с коллегой о природе электричества в лягушачьих лапках. В пылу научных дебатов он и собрал первый химический источник тока. Вот так, от спора о лягушках до революции в энергетике!
Сегодня без химических источников тока и шагу не ступить. Они в часах, в машинах, даже в космос летают. И все работают по одному принципу — химию превращают в электричество.
Аккумулятор как особый вид химического источника
Помните, как мы играли с игрушками на батарейках? Сядет батарейка — и привет, любимая машинка стоит. А теперь взгляните на свой смартфон — целый день работает, а потом раз — и к розетке. В чем фокус? В аккумуляторах, конечно!
Аккумулятор умеет запасать электричество. Внутри него происходит настоящая химическая магия. Когда мы его используем, одни вещества превращаются в другие, выдавая нам заветные электроны. А когда ставим на зарядку — все крутится в обратную сторону.
Без аккумуляторов наша жизнь была бы совсем другой. Ни тебе ноутбуков в кафе, ни электросамокатов на улицах. Даже машины теперь на них ездят!
Световой источник тока
Солнечный свет тоже можно превратить в электричество. Нет, это не фантастика — это самые обычные солнечные батареи. Как это работает? Да просто лучи солнца бомбардируют специальную панель, выбивая из неё электроны. Прямо как в боулинге — фотоны света сбивают электроны-кегли. И чем ярче светит солнце, тем больше электронов набегает. Вот вам и электрический ток!
Правда, пока эти батареи не очень-то шустрые — улавливают всего процентов 20 от солнечной энергии. Но даже этого хватает, чтобы питать целые дома. А в космосе так вообще — без солнечных батарей ни один спутник не обходится.
И знаете что? Может, скоро мы все будем как супергерои, заряжающие телефоны от солнца. Представляете, вышел на улицу — и батарейка уже полная!
Заключение
Ну вот, мы и разобрались, откуда берется электричество. От обычного трения до хитрых квантовых штучек — везде работает одна и та же физика, только по-разному. Люди придумали столько способов добыть эти юркие электроны. И каждый способ нашел свое место — от батареек в пульте до огромных турбин на электростанциях.
А самое важное, что ученые не останавливаются. Все время что-то новое изобретают. Может, скоро будем заряжать телефоны от шагов или даже от мыслей — кто знает?
В общем, когда в следующий раз будете включать свет или заряжать телефон, вспомните — за этим простым действием стоит целая вселенная открытий и изобретений. Вот такая она, наука — с виду сложная, а на деле делает нашу жизнь проще и интереснее.
