전기는 대부분의 사람들에게 공통적이고 필수적인 현상입니다. 그리고 익숙한 것과 마찬가지로 거의 눈에 띄지 않습니다. 그것이 어디서 왔는지, 어떻게 작동하는지, 무엇을 할 수 있는지 궁금해하는 사람은 거의 없습니다. 그러나 그의 연구는 우리 시대보다 훨씬 이전에 수행되었으며 지금까지 몇 가지 수수께끼가 풀리지 않은 채로 남아 있습니다.
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전류가 의미하는 것
전기는 전하의 존재와 관련된 현상의 복합체입니다. 이 단어는 대부분 전류와 전류가 일으키는 모든 과정을 의미합니다.
전류는 전기장의 영향으로 전하를 운반하는 입자의 방향 이동입니다.
전기를 발명 한 사람 - 역사
전기의 특정 징후는 우리 시대 훨씬 이전에 연구되었습니다.그러나 그것들을 하늘에서 번쩍이는 번갯불, 물체의 매력, 화재를 일으키는 능력과 신체 부위의 마비 또는 심지어 사람의 죽음을 설명하는 하나의 이론으로 결합하는 것은 어려운 작업임이 밝혀졌습니다.
고대부터 과학자들은 전기의 세 가지 징후를 연구했습니다.
- 전기를 생산하는 물고기;
- 정전기;
- 자기.
고대 이집트에서 치료사는 나일강 메기의 이상한 능력에 대해 알고 두통 및 기타 질병을 치료하려고했습니다. 고대 로마 의사들은 비슷한 목적으로 전기 경사로를 사용했습니다. 고대 그리스인들은 가오리의 이상한 능력을 자세히 연구했으며 생물이 삼지창과 어망을 통해 직접적인 접촉 없이 사람을 기절시킬 수 있다는 것을 알고 있었습니다.
다소 일찍 양모 조각에 호박색을 문지르면 양모와 작은 물건을 끌어들이기 시작한다는 것이 발견되었습니다. 나중에 비슷한 특성을 가진 또 다른 물질인 전기석이 발견되었습니다.
기원전 500년경 인도와 아랍 과학자들은 철을 끌어당길 수 있는 물질에 대해 알고 있었고 이 능력을 다양한 분야에서 적극적으로 사용했습니다. 기원전 100년경 중국 과학자들은 자기 나침반을 발명했습니다.
1600년 엘리자베스 1세와 제임스 1세의 궁중 의사인 윌리엄 길버트는 행성 전체가 하나의 거대한 나침반임을 발견하고 "전기"(그리스어 "호박"에서 유래)의 개념을 도입했습니다. 그의 저서에서 양모에 호박을 문지르는 실험과 북쪽을 가리키는 나침반의 능력이 하나의 이론으로 결합되기 시작했습니다. 아래 사진에서 그는 엘리자베스 1세에게 자석을 보여줍니다.
1633년 엔지니어 Otto von Guericke는 물체를 끌어당길 뿐만 아니라 밀어낼 수도 있는 정전기 기계를 발명하고 1745년 Peter van Muschenbroek는 세계 최초의 전하 저장 장치를 만듭니다.
1800년 이탈리아의 알레산드로 볼타가 최초의 전류 소스 - 생산하는 전기 배터리 DC. 그는 또한 멀리서 전류를 전달할 수 있었습니다. 따라서 올해는 많은 사람들이 전기 발명의 해로 간주합니다.
1831년 Mike Faraday는 전자기 유도 현상을 발견하고 전류를 기반으로 한 다양한 장치의 발명을 위한 길을 열었습니다.
XIX-XX 세기의 전환기에 Nikola Tesla의 활동 덕분에 수많은 발견과 업적이 이루어졌습니다. 무엇보다도 그는 고주파 발생기를 발명했으며 변신 로봇, 전기 모터, 무선 신호용 안테나.
전기를 연구하는 과학
전기는 자연스러운 현상입니다. 생물학, 화학 및 물리학에서 부분적으로 연구됩니다. 가장 완전한 전하는 물리학의 한 분야인 전기역학의 틀 내에서 고려됩니다.
전기의 이론과 법칙
전기를 지배하는 법칙은 거의 없지만 이 현상을 완전히 설명합니다.
- 에너지 보존 법칙은 전기 현상도 따르는 기본 법칙입니다.
- 옴의 법칙은 전류의 기본 법칙입니다.
- 전자기 유도 법칙 - 전자기장 및 자기장에 관한 것;
- 암페어의 법칙 - 두 도체와 전류의 상호 작용에 관한 것입니다.
- Joule-Lenz 법칙 - 전기의 열 효과에 관하여;
- 쿨롱의 법칙 - 정전기에 관하여;
- 오른손과 왼손의 규칙 - 자기장 선의 방향과 자기장에서 도체에 작용하는 암페어 힘 결정;
- 렌츠의 법칙 - 유도 전류의 방향 결정;
- 패러데이의 법칙은 전기분해에 관한 것입니다.
전기를 이용한 최초의 실험
전기에 대한 첫 번째 실험은 주로 재미있었습니다. 그들의 본질은 잘 이해되지 않는 힘의 영향으로 끌어당기고 반발하는 가벼운 물체에 있었습니다. 또 다른 재미있는 경험은 손을 잡고 있는 일련의 사람들을 통해 전기를 전송하는 것입니다. 전기의 생리학적 효과는 180명의 사람을 통해 전하를 통과시킨 Jean Nollet에 의해 활발히 연구되었습니다.
전류는 무엇으로 구성되어 있습니까?
전류는 하전 입자(전자, 이온)의 방향성 또는 정렬된 이동입니다. 이러한 입자를 전하 운반체라고 합니다. 운동이 나타나려면 물질에 자유 전하를 띤 입자가 있어야 합니다. 물질 내에서 움직이는 하전 입자의 능력은 그 물질의 전도도를 결정합니다. 전도도에 따라 물질은 도체, 반도체, 유전체 및 절연체로 구분됩니다.
금속에서 전하가 전자에 의해 이동합니다. 동시에 물질 자체는 어디에서나 누출되지 않습니다. 금속 이온은 구조의 노드에 단단히 고정되고 약간만 진동합니다.
액체에서 전하는 양전하를 띤 양이온과 음전하를 띤 음이온과 같은 이온에 의해 운반됩니다. 입자는 반대 전하를 가진 전극으로 돌진하여 중성이 되어 침전됩니다.
플라즈마는 다른 전위를 가진 힘의 작용으로 가스에서 형성됩니다. 전하는 자유 전자와 양 극의 이온에 의해 운반됩니다.
반도체에서 전하는 전자에 의해 이동되어 원자에서 원자로 이동하고 양전하를 띤 것으로 간주되는 불연속성을 남깁니다.
전류는 어디에서 오는가
전선을 통해 집으로 오는 전기는 다양한 발전소의 발전기에서 생성됩니다. 그들에서 발전기는 끊임없이 회전하는 터빈에 연결됩니다.
디자인에서 발전기 회전자가 있습니다 - 자석의 극 사이에 위치한 코일. 터빈이 자기장에서 이 로터를 회전시키면 물리 법칙에 따라 전류가 나타나거나 유도됩니다. 따라서 발전기의 목적은 회전의 운동력을 전기로 변환하는 것입니다.
다양한 에너지원을 사용하여 터빈을 회전시키는 방법에는 여러 가지가 있습니다. 세 가지 유형으로 나뉩니다.
- 재생 가능 - 고갈되지 않는 자원에서 파생된 에너지: 물줄기, 햇빛, 바람, 지열원 및 바이오 연료;
- 재생 불가능 - 석탄, 석유, 토탄, 천연 가스와 같이 소비 속도에 비례하지 않고 매우 느리게 발생하는 자원에서 얻은 에너지.
- 핵 - 핵 세포 분열 과정에서 얻은 에너지.
대부분의 경우 전기는 다음 작업을 통해 생성됩니다.
- 수력 발전소(HPP) - 강 위에 건설되고 물 흐름의 힘을 사용합니다.
- 화력 발전소(TPP) - 연료 연소의 열 에너지로 작동합니다.
- 원자력 발전소(NPP) - 핵 반응 과정에서 얻은 열 에너지로 작동합니다.
변환된 에너지는 전선을 통해 변전소와 개폐기에 공급된 다음 최종 소비자에게만 도달합니다.
이제 소위 대체 에너지 유형이 활발히 개발되고 있습니다. 여기에는 풍력 터빈, 태양열 패널, 지열원의 사용 및 비정상적인 현상을 통해 전기를 얻는 기타 방법이 포함됩니다. 대체 에너지는 생산성과 기존 소스에 대한 투자 회수 면에서 훨씬 열등하지만 특정 상황에서는 비용을 절감하고 주 전력망의 부하를 줄이는 데 도움이 됩니다.
존재에 대한 신화도 있다 BTG - 무연료 발전기. 인터넷에는 그들의 작업을 보여주는 비디오가 있으며 판매가 제공됩니다. 그러나 이 정보의 신뢰성에 대해 많은 논란이 있습니다.
자연의 전기 종류
자연적으로 발생하는 전기의 가장 간단한 예는 번개입니다. 구름의 물 입자는 끊임없이 서로 충돌하여 양전하 또는 음전하를 얻습니다. 더 가볍고 양전하를 띤 입자는 구름의 상단으로 올라가고 더 무겁고 음전하를 띤 입자는 아래로 이동합니다. 두 개의 유사한 구름이 충분히 가까운 거리에 있지만 높이가 다른 경우, 하나의 양전하는 다른 하나의 음의 입자에 의해 서로 끌어당기기 시작합니다. 이때 번개가 발생합니다. 또한 이러한 현상은 구름과 지표면 자체 사이에서 발생합니다.
자연에서 전기의 또 다른 표현은 물고기, 광선 및 뱀장어의 특수 기관입니다. 도움으로 포식자로부터 자신을 보호하거나 먹이를 기절시키기 위해 전하를 생성할 수 있습니다. 그들의 잠재력은 인간이 감지할 수 없는 매우 약한 방전에서부터 치명적인 방전에 이르기까지 다양합니다.일부 물고기는 주변에 약한 전기장을 만들어 먹이를 찾고 진흙탕에서 탐색하는 데 도움이 됩니다. 모든 물리적 개체는 어떻게든 왜곡하여 주변 공간을 재현하고 눈 없이 "볼" 수 있습니다.
전기는 살아있는 유기체의 신경계 작업에서도 나타납니다. 신경 자극은 한 세포에서 다른 세포로 정보를 전송하여 외부 및 내부 자극에 반응하고 움직임을 생각하고 제어할 수 있도록 합니다.
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