Elektricitet och magnetism (elektrodynamik) studerar elektromagnetiska interaktioner. Bäraren för dessa interaktioner är det elektromagnetiska fältet, det är en kombination av två sammankopplade fält: magnetiska och elektriska.

Lärorna om elektricitet idag är baserade på Maxwells ekvationer, de bestämmer fält genom sina virvlar och källa.

Elektriska fakta i historien

Elektriska fenomen har varit kända sedan antiken, bland dem kan följande fakta urskiljas:

1. Omkring 500 f.Kr e. Thales of Miletus upptäckte att bärnsten gnids med ull lätt attraherar lätt ludd. Till och med hans dotter såg denna effekt när han rengjorde en bärnstensspindel med ull. Ordet "elektron" översätts från grekiska till "bärnsten", därav termen "elektricitet". Detta koncept introducerades av V. 1500-talets engelske läkare Gilbert. Efter en rad experiment upptäckte han att ett antal ämnen blir elektrifierade.
2. Lerkärl upptäcktes i Babylon (4000 år sedan) som innehöll koppar- och järnstavar. I botten fanns bitumen, som isolerar materialet. Stavarna separerades av ättiksyra eller citronsyra, det vill säga detta fynd påminner om en galvanisk cell. Guld på babyloniska smycken applicerades genom galvanisering.

Elektromagnetiskt fält

Definition 1

Ett elektromagnetiskt fält är en typ av materia genom vilken elektromagnetisk interaktion skapas mellan partiklar med en elektrisk laddning. Detta är en typ av materia som överför verkan av elektromagnetiska krafter.

Elektricitet är begreppet ett elektromagnetiskt fält. Det är värt att komma ihåg att termen "fält" i fysiken används för att beteckna ett antal begrepp som är olika i innehåll, som inkluderar följande:

1. Ordet "fält" karakteriserar till fullo fördelningen av alla fysiska kvantiteter, skalärer eller vektorer. När man studerar till exempel det termiska tillståndet vid olika punkter i mediet rapporteras ett skalärt temperaturfält. När vi överväger processen med mekaniska vibrationer i ett elastiskt medium talar vi om ett mekaniskt vågfält. I dessa exempel beskriver begreppet "fält" det fysiska tillståndet hos den materiella miljö som studeras.
2. En speciell typ av materia kallas också ett fält. Termen fält (som en typ av materia) dök upp på grund av det allmänna problemet med interaktion. Teorin där krafternas verkan överförs genom ett gemensamt tomrum omedelbart kallas teorin om långdistansverkan. Teorin som säger att krafternas verkan överförs med ändlig hastighet genom ett mellanliggande material kallas teorin om kortdistansverkan.

Elektriska och magnetiska fält betraktas vanligtvis separat, även om det i verkligheten inte finns några "rent" magnetiska eller "rent" elektriska fenomen. Det finns bara en enda elektromagnetisk process. Uppdelningen av elektromagnetisk interaktion i magnetisk och elektrisk, liksom uppdelningen av enhetliga elektromagnetiska krafter i magnetiska och elektriska, är villkorad, och en sådan villkorlighet kan lätt bevisas. Terminologin - "magnetiska", "elektriska" krafter - är lika konventionell.

Elektrisk laddning

Definition 2

Elektrisk laddning är en inneboende egenskap som är inneboende i några av de "enklaste" partiklarna av materia - "elementära" partiklar. Elektrisk laddning med energi, massa osv. skapar ett "komplex" av grundläggande egenskaper hos partiklar.

Av de kända elementarpartiklarna har endast positroner, elektroner, antiprotoner, protoner, vissa hyperoner och mesoner och deras antipartiklar en elektrisk laddning. Samtidigt har neutriner, neutroner, neutrala hyperoner och mesoner och deras antipartiklar, såväl som fotoner, ingen elektrisk laddning.

Endast två typer av elektriska laddningar är kända, konventionellt kallade negativa och positiva (begreppen "negativ" och "positiv" elektricitet introducerades först av W. Franklin (USA) på 1700-talet).

Direkt bestämning av värdet av den elementära laddningen utfördes 1909 - 1904. A.F. Ioffe (Ryssland), liksom R.E. Milliken (USA). Efter Ioffes och Millikans experiment har hypotesen om existensen av subelektroner, d.v.s. laddningar som är mindre än elektronens laddning.

En sådan laddning kan inte separeras från de partiklar som den tillhör. Materiens allmänna oförstörbarhet innebär att elektrisk laddning är oförstörbar. Till lagarna om momentum, bevarande av massa, energi och rörelsemängd som är populära inom teoretisk mekanik, måste vi lägga till lagen om bevarande av elektrisk laddning: i ett slutet system av partiklar eller kroppar har den algebraiska summan av laddningar en konstant värde, oavsett vilka processer som sker i detta system. Den allmänna lagen om laddningsbevarande etablerades experimentellt av M. Faraday (England) och F. Epinus (Ryssland).

Närvaron av ett elektromagnetiskt mikrofält är associerat med rörelsen av varje elementär laddning. Det är värt att notera att de elektriska och magnetiska fälten som studeras av makroskopisk och elektrostatik, elektrodynamik, har blivit medelvärde: de representerar alla en superposition eller superposition av mikrofält, vilket skapar en stor samling av rörliga elementära laddningar. Som erfarenheten visar kan det genomsnittliga elektriska fältet också vara helt annorlunda än noll endast när dess "källa" - makroladdningen - är helt stationär, och även när den är i rörelse.

Sessionen närmar sig och det är dags för oss att gå från teori till praktik. Under helgen satte vi oss ner och tänkte att många elever skulle tjäna på att ha en samling grundläggande fysikformler till hands. Torra formler med förklaring: kort, koncis, inget överflödigt. En mycket användbar sak när man löser problem, du vet. Och under en examen, när exakt det som memorerades dagen innan kan "hoppa ur ditt huvud", kommer ett sådant urval att tjäna ett utmärkt syfte.

De flesta problemen ställs vanligtvis i de tre mest populära delarna av fysiken. Detta Mekanik, termodynamik Och Molekylär fysik, elektricitet. Låt oss ta dem!

Grundformler inom fysik dynamik, kinematik, statik

Låt oss börja med det enklaste. Den gamla goda favoriten raka och enhetliga rörelsen.

Kinematisk formler:

Låt oss naturligtvis inte glömma rörelse i en cirkel, och sedan går vi vidare till dynamik och Newtons lagar.

Efter dynamik är det dags att överväga villkoren för jämvikt mellan kroppar och vätskor, dvs. statik och hydrostatik

Nu presenterar vi de grundläggande formlerna om ämnet "Arbete och energi". Var skulle vi vara utan dem?

Grundläggande formler för molekylär fysik och termodynamik

Låt oss avsluta mekanikavsnittet med formler för svängningar och vågor och gå vidare till molekylfysik och termodynamik.

Effektivitetsfaktorn, Gay-Lussac-lagen, Clapeyron-Mendeleev-ekvationen - alla dessa formler som är kära i hjärtat är samlade nedan.

Förresten! Det finns nu rabatt för alla våra läsare 10% på .

Grundformler i fysik: elektricitet

Det är dags att gå vidare till elektricitet, även om det är mindre populärt än termodynamik. Låt oss börja med elektrostatik.

Och, i takt med trumman, avslutar vi med formler för Ohms lag, elektromagnetisk induktion och elektromagnetiska svängningar.

Det är allt. Naturligtvis skulle ett helt berg av formler kunna citeras, men detta är till ingen nytta. När det finns för många formler kan du lätt bli förvirrad och till och med smälta din hjärna. Vi hoppas att vårt fuskblad med grundläggande fysikformler hjälper dig att lösa dina favoritproblem snabbare och mer effektivt. Och om du vill klargöra något eller inte har hittat rätt formel: fråga experterna studenttjänst. Våra författare håller hundratals formler i huvudet och knäcker problem som nötter. Kontakta oss så är det snart upp till dig vilken uppgift som helst.

Investeringar i kunskap ger alltid störst avkastning.
Benjamin Franklin

LÅTA MED KVALITETSPROBLEM I FYSIK
ELEKTRICITET

Jag uppmärksammar läsarna 50 högkvalitativa fysikproblem om ämnet: "Elektricitet", samt några intressanta fakta...
Atmosfärisk elektricitet:
Blixtnedslag över en vulkan som bryter ut.
Biologisk elektricitet:
Elektrisk fisk.
Fysik och militär teknik:
Galvanisk slaggruva.
Och enligt tradition... en liten målning :-)
Arbetsuppgifterna är indelade i tre grupper:
1) Elektrifiering av karosser;
2) Ledare och dielektrikum. Elektricitet;
3) .

Benjamin Franklin(01/17/1706–04/17/1790) - politiker, diplomat, vetenskapsman, uppfinnare, journalist, förläggare. Den första amerikanen som blev en utländsk medlem av den ryska vetenskapsakademin.
Benjamin Franklin nämnt en typ av laddning positiv"+" och den andra negativ"–"; förklarade funktionsprincipen Leyden burk, efter att ha fastställt att huvudrollen i den spelas av dielektrikumet som separerar de ledande plattorna; fastställt identiteten för atmosfärisk och friktionsgenererad elektricitet och tillhandahållit bevis blixtens elektriska natur; fastställde att metallpunkter anslutna till marken tar bort elektriska laddningar från laddade kroppar även utan kontakt med dem och föreslog 1752 blixtstångsprojekt.
Föreslog en idé elektrisk motor och visade ett "elektriskt hjul" som roterade under inverkan av elektrostatiska krafter; användes först elektrisk gnista för explosionen av krut...
David Martin(David Martin; 1737-01-04–1797-12-30) - brittisk målare och gravör.

Elektrifiering av kroppar

Uppgift nr 1
Varför hoppar en gnista ibland mellan remmen och remskivan som den bärs på under drift?

Uppgift nr 2
För vilket ändamål i explosiv tillverkning ska drivremmar behandlas med antistatisk (ledande) pasta och remskivorna jordas?

Uppgift nr 3
I en remdrift, kan bara remmen elektrifieras och remskivan förbli oladdad? Varför? Antag att remskivan inte är jordad.

Uppgift nr 4
I textilfabriker fastnar ofta trådar i kardmaskinernas kammar, trasslar sig och går sönder. För att bekämpa detta fenomen skapas hög luftfuktighet på konstgjord väg i verkstäder. Förklara den fysiska essensen av denna åtgärd.

Problem #5
Varför attraherar två motsatt laddade bollar hängande i trådar varandra, men stöter bort varandra omedelbart efter kontakt?

ATMOSFÄRISK EL
Blixtnedslag över en vulkan som bryter ut

Förekomsten av blixtar över en vulkanutbrott orsakas av: seismologiska processer, samt de processer som sker i molnen under vanliga åskväder. Elektriska laddningar kan uppstå på grund av piezoelektriska, triboelektriska och liknande fenomen under förkastningar och rörelser av bergskikt som åtföljer ett vulkanutbrott.
Laddningar uppstår också under friktion mellan askpartiklar som flyger ut ur en vulkans krater.. Vid vanliga åskväder uppstår potentialskillnaden, som sedan släpps ut i blixtar, eftersom tyngre droppar eller isbitar, på grund av sin vikt, samlas i åskmolnets nedre lager och små, lätta lyfts av stigande luftströmmar till den övre delen. De ackumulerar motsatta laddningar, som efter en viss spänning penetrerar luftskiktet. Summan av dessa ännu inte helt studerade "jordiska" och "himmelska" fenomen och kallar blixten över en vulkan som bryter ut.

Det har varit känt i nästan 2000 år att vulkanutbrott ibland åtföljs av blixtnedslag. År 79 e.Kr Plinius den yngre, tittar på Vesuvius utbrott, registrerade att mörka moln samlades över kratern och blixtar blixtrade.

Bryullov Karl Pavlovich(12/23/1799–06/23/1852) - Rysk målare, monumentalist, framstående representant för akademiismen.
Pompeji- en gammal romersk stad nära Neapel, begravd under ett lager av vulkanisk aska som ett resultat Vesuvius utbrott 24 augusti 79 e.Kr.

Problem #6
Varför bär elektriker, när de arbetar med att reparera elnät och installationer, gummihandskar, gummiskor, står på gummimattor och använder verktyg med plasthandtag?

Problem nr 7
Tryckeriarbetare som rullar pappersrullar bär gummihandskar och gummistövlar. Förklara varför.

Problem nr 8
Vi kan inte se, höra, röra etc. det elektriska fältet, eftersom det inte direkt påverkar sinnena. Hur kan man upptäcka existensen av ett elektriskt fält?

För den nyfikna: Termin elektricitet("bärnsten": antik grekiska ηλεκτρον – elektron, "bärnsten", Engelsk elektron) introducerades 1600 av en engelsk naturforskare William Gilbert i sin essä "On the Magnet, Magnetic Bodies and the Great Magnet - the Earth", som förklarar verkan av en magnetisk kompass och beskriver några experiment med elektrifierade kroppar.

Problem nr 9
När du stryker kattens päls med handflatan kan du i mörkret märka att små gnistor dyker upp mellan handen och pälsen. Vad är orsaken till gnistor?

Problem nr 10
Applicera en friktionselektrifierad kam på en tunn vattenstråle. Anteckna det du observerar i form av en ritning och åtfölj den med en kommentar.

Problem nr 11
En fråga till snygga och uppmärksamma hemmafruar;-) Var samlas damm snabbast i ditt hem? Varför?

Problem nr 12
Varför, när du kammar håret med en plastkam, verkar ditt hår "fastna" till det (ibland kan du höra ett lätt sprakande ljud; små gnistor dyker upp i mörkret)?

Problem nr 14
Varför blir de minsta dropparna som utgör den doftande strömmen av cologne, parfym eller hårspray, som erhålls med en sprayflaska, elektrifierade?

Problem nr 15
Regndroppar och snöflingor är nästan alltid elektriskt laddade. Varför?

Ledare och dielektrikum. Elektricitet

Problem nr 16
Varför är det möjligt att elektrifiera en glasstav genom friktion medan man håller den i handen, men inte en metallstav?

Problem nr 17
Vad ska man göra för att elektrifiera ett metallföremål, till exempel en sked?

Problem nr 18
Varför kan anslutning till en vattenkran fungera som en jordningsmetod?

Problem nr 19
Varför elektrifieras inte vått hår när det kammas?

Problem nr 20
Varför misslyckas elektriska experiment oftast i fuktigt väder eller när luftfuktigheten inomhus är hög?

En upplevelse Jag värdesätter mer än tusen åsikter,
född bara ur fantasi...
Mikhail Vasilievich Lomonosov

Fedorov Ivan Kuzmich(1853–1915?) – Rysk historiemålare, genremålare.

I juni 1764 besökte Katarina II huset Mikhail Lomonosov och under två timmar tittade på "mosaikkonstverk, nyligen uppfunna fysiska instrument av Lomonosov och några fysikaliska och kemiska experiment».
I bilden Ivan Kuzmich Fedorov stående framför kejsarinnan Katarina II elektrostatisk maskin med en glascylinder som roteras av en pedalmekanism och gnids med läderkuddar pressade mot glaset med hjälp av fjädrar. Dynorna trimmades med tagel och kopplades till marken med tråd. Maskinen producerade gnistor så starka att de kunde antända etern.

Problem nr 21
Experiment har visat att svart bomullstråd leder ström bättre än vit! Hur kan du kommentera detta faktum?

...Åskan slog till. Himlens bägare är kluven.
De täta molnen slets isär.
På ljusa guldhängen
De himmelska lamporna började gunga...
"Heroisk vissling." Sergei Alexandrovich Yesenin

Problem nr 22
Uppstår blixtar mellan ett moln och jorden en elektrisk ström? mellan molnen? Varför kan blixtar orsaka brand?

Problem nr 23
Blixten slår oftast ner i träd som har stora rötter som tränger djupt ner i jorden. Varför?

George Morland(George Morland; 1763-06-26–1804-10-29) - engelsk konstnär.

Problem nr 24
Förklara varför när blixten slår ner i sandjord så bildas så kallade fulguriter - oregelbundet formade bitar av smält kvarts (sand).

För den nyfikna: Strömmen i en blixtladdning når 10–500 tusen ampere, spänningen varierar från tiotals miljoner till miljarder volt. Kanaltemperaturen under huvudurladdningen kan överstiga 20000–30000°C. Blixtar har också registrerats på Venus, Jupiter, Saturnus och Uranus...

...Du kramade nyligen himlen,
Och blixtar virade hotfullt omkring dig;
Och du gjorde mystisk åska
Och vattnade det giriga landet med regn...
"Moln". Alexander Sergeevich Pushkin

För den nyfikna: åska uppstår som ett resultat plötslig expansion av luft med en snabb ökning av temperaturen i blixtens urladdningskanal. Blixt vi ser nästan som en ögonblicklig blixt och i samma ögonblick när urladdningen inträffar; trots allt ljus färdas med hastighet 3 10 8 m/s. När det gäller ljud går det mycket långsammare. I luften ljudets hastighet är 330 m/s. Det är därför vi hör åska efter att blixten har blinkat. Ju längre blixten är från oss, desto längre är pausen mellan ljusblixten och åskan, och dessutom desto svagare åskan. Genom att mäta varaktigheten av dessa pauser kan vi grovt uppskatta hur långt är åskvädret från oss för tillfället? hur snabbt den närmar sig oss, eller tvärtom, rör sig ifrån oss. Åska från mycket avlägsna blixtar når inte alls – ljudenergin försvinner och absorberas längs vägen. Sådan blixt kallas blixt. Notera också att reflektionen av ljud från molnen förklarar den ibland ökade ljudvolymen i slutet av åskklapparna. Men inte bara reflektionen av ljud från moln förklaras åska ;-)

Alexander Column(Alexandrian Pillar) är ett av de mest kända monumenten i St. Petersburg. Uppfördes i empirestil 1834 i mitten av Palace Square av arkitekten Auguste Montferrand på order av kejsar Nicholas I till minne av hans äldre bror Alexander I:s seger över Napoleon.
Raev Vasily Egorovich(1808–1871) – Rysk målare, lärare.

Problem nr 26
Uppkomsten av åskväder i atmosfären gör det svårt att använda en magnetisk kompass. Förklara detta.

Problem nr 27
Under ett åskväder bör radio- och tv-apparaters antenner jordas, särskilt de som är installerade högt över marken (till exempel tak på höghus). Hur och i vilket syfte görs detta?

För den nyfikna:År 1785, den holländska fysikern Van Marum Martin av den karakteristiska lukten av friskhet, såväl som de oxidativa egenskaper som luft får efter att ha passerat genom den elektriska gnistor, upptäckte ozon– O 3 (från antik grekiska οζω - jag luktar) Det beskrevs dock inte som ett nytt ämne. Van Marum trodde att det hade bildats speciell "elektrisk materia". Termin ozon, för dess lukt :-) föreslogs av den tyske kemisten Christian Friedrich Schönbeinår 1840.

Problem nr 28
"Fruktansvärd hämnd, 1832,
Nikolai Vasilyevich Gogol
"...När blå moln rullar över himlen som berg, den svarta skogen vacklar till sina rötter, ekarna spricker och blixtar, bryter mellan molnen, lyser upp hela världen på en gång - då är Dnepr fruktansvärd!"
Observationer visar att blixtar oftast träffar våt mark nära stranden av sjöar, floder och träsk. Hur förklarar man detta?

Vasnetsov Apollinariy Mikhailovich(06.08.1856–23.01.1933) – Rysk konstnär, mästare i historisk måleri, konstkritiker.

Problem nr 29
Varför slår blixten sällan ner i öppna oljelagringsanläggningar ("oljesjöar")?

Problem #30
Varför måste den nedre änden av åskledaren begravas djupare, där jordens lager alltid är våta?

Perun(Gamla ryska Perun) – åskgud i slavisk mytologi, skyddshelgon för prinsen och truppen i det gamla ryska hedniska pantheon. Efter spridningen av kristendomen i Ryssland överfördes många delar av bilden av Perun till bilden av profeten Elia ( Ilja Gromovnik). Namnet Perun leder listan över gudar i prins Vladimirs pantheon i The Tale of Bygone Years.

Shishkin Ivan Ivanovich(01/25/1832–03/20/1898) - Rysk landskapsmålare, en av grundarna av Partnership of the Wanderers.
Savrasov Alexey Kondratievich(05/12/1830–09/26/1897) - Rysk landskapsmålare, en av grundarna av Partnership of the Wanderers.

För den nyfikna:
Är det sant att blixten hellre slår ner i ekar?
Om trädet är blött går blixtströmmen genom vattnet och trädet förblir oskadat. I ett torrt träd kan ström passera in i stammen och strömma genom trädsaften ner i marken. I det här fallet kan saften värmas upp, avdunsta och expandera, "explodera" trädet. Ek drabbas oftare av blixtnedslag än andra träd eftersom dess bark är mycket ojämn. Om blixten slår ner i en ek i början av ett åskväder kan det vara så att bara toppen av trädet blir blöt, medan ett träd med slät bark snabbt blir blött från topp till botten. Därför, när den träffas av blixten, kan en ek "explodera", men ett träd med slät bark kan förbli intakt. En skogsbrand uppstår i de fall flera urladdningar sker i åskkanalen, men i intervallen mellan huvudurladdningarna fortsätter ström att flyta i kanalen.

Vasiliev Fedor Alexandrovich(22/02/1850–10/06/1873) - Rysk landskapsmålare.

För den nyfikna: Åskväder - ett atmosfäriskt fenomen, i vilken inuti molnen eller mellan molnet och jordens yta finns elektriska urladdningar - blixtar åtföljd av åska. Vanligtvis bildas ett åskväder i kraftiga cumulonimbusmoln och förknippas med kraftigt regn, hagel och starka vindar. Samtidigt är ungefär ett och ett halvt tusen åskväder aktiva på jorden, den genomsnittliga intensiteten av urladdningar uppskattas som 46 blixtar per sekund.
Åskväder är ojämnt fördelade över planetens yta. Det är ungefär tio gånger färre åskväder över havet än över kontinenterna.
Åskväders intensitet följer solen: Maximala åskväder (i mitten av breddgrader) förekommer under sommartid och eftermiddagens dagsljus. Det minsta antalet registrerade åskväder inträffar före soluppgången. Åskväder påverkas också av geografiska egenskaper i området: starkt åskväder ligger i de bergiga regionerna i Himalaya och Cordilleras.

Makovsky Konstantin Egorovich(06/20/1839–09/30/1915) - Rysk målare, en av de tidiga deltagarna i föreningen för resande.

Problem nr 31
Kommer vi att få en galvanisk cell om vi lägger två plattor av samma metall (till exempel zink) i en vattenlösning av någon syra eller salt?

Problem nr 32
Varför indikerar en galvanometer närvaron av ström om stål- och aluminiumtrådar är anslutna till dess terminaler, vars andra ändar sitter fast i en citron eller ett färskt äpple?

För den nyfikna: Italiensk fysiker, kemist och fysiolog - Alexandro Volta, under studien "animalisk elektricitet", upprepa och utveckla experiment Luigi Galvani, fann att elektrisk ström kan "smakas" - när elektrisk ström flyter genom en koppartråd, känner tungan en sur smak, och ju större strömmen är, desto starkare blir känslan av syra; det visar sig att vårt språk kan fungera som en mycket unik amperemeter;-) År 1800 byggde Volta den första elektrisk strömgenerator - "voltaisk pol". Denna uppfinning gav honom världsberömdhet.

Problem nr 33
De säger att i Arktis på vintern, när lufttemperaturen är -50°C, blir världen där "fruktansvärt elektrisk." Förklara eller motbevisa detta.

Problem nr 34
Varför är det möjligt för en person att få en elektrisk stöt i mycket fuktiga rum även när man rör vid glasbehållaren på en glödlampa?

Problem nr 35
Med hjälp av den kemiska verkan av ström är det möjligt att belägga med ett metallskikt en produkt som inte bara är gjord av ledande material, utan också av dielektrika - vax, plast, gips, trä, plasticine, etc. Hur gör man detta?

BIOLOGISK EL
Elektrisk fisk

Mer till de gamla grekerna det var känt att stingrockor har en fantastisk förmåga att träffa små fiskar, krabbor och bläckfiskar som simmar i närheten på avstånd. Efter att av misstag befunnit sig nära en stingrocka började de plötsligt rycka krampaktigt och frös omedelbart. De dödades elektriska urladdningar, som genererade speciella organ av stingrockor. U vanliga stingrockor dessa organ är belägna i svansen och hos de som bor i varma hav elektriska stingrockor- i området kring huvudet och gälarna. Vanliga stingrockor skapa Spänning nära 5 V, elektrisk innan 50 V. Forntida greker Begagnade elektrogena egenskaper hos elektriska stingrockor för smärtlindring vid operationer och förlossning.

I 1775 Brittisk fysiker och kemist Henry Cavendish bjöd in sju framstående vetenskapsmän att demonstrera konstgjord elektrisk stingrocka, och låt alla känna elektrisk urladdning, helt identisk med vad riktig stingrocka förlamar sina offer. Elektrisk stingrocka modell, "drivs" av batteri Leyden burkar och nedsänkt i saltat vatten. I slutet av föreställningen Henry Cavendish, före sin samtid Galvani Och Volta, högtidligt meddelade de inbjudna att det var detta, demonstrerat av honom ny kraft någon dag revolutionerar hela världen!

Elektriska ramper(lat. Torpediniformes) - en lösgöring av broskfisk med njurformad elektriska organ. De har dock inte de svaga elektriska organen som finns på vardera sidan av svansen i romboidfamiljen. sjöräv, eller taggig stingrocka (lat. Raja clavata) är den vanligaste europeiska arten av stingrockor (familj: Diamondback; släkte: Diamondback).

Pierre Moulin du Coudray La Blanchere(1821–1880) – fransk naturforskare, illustratör.
Wilhelm Richard Paul Flanderky(1872–1937) – tysk illustratör.

Elektrisk havskatt(lat. Malapterurus electricus) är en art av bottenlevande sötvattensfiskar som lever i tropiska och subtropiska vatten i Afrika. Den elektriska havskatten elektriska organ placerad över hela kroppens yta, direkt under huden. De utgör 1/4 av havskattens kroppsvikt. Beroende på storlek, elektrisk havskatt kan producera Spänning, nå 350–450 V, vid nuvarande styrka 0,1–0,5 A.
Hos många elektriska fiskar (elektrisk ål; gymnarchus; gnatonemus - elefantfisk; apteronotus - knivfisk) är svansen negativt laddad, huvudet positivt laddat, men i elektrisk havskatt, tvärtom, svansen är laddad positivt, huvud negativ.

Elektrisk havskatt(Malapterurus electricus),
Nilen multi-feather, eller bishir(Polypterus bichir),
Elektrisk gädda(Mormyrus oxyrhynchus).

Friedrich Wilhelm Kunert(Friedrich Wilhelm Kuhnert; 1865–1926) – tysk målare, författare och illustratör.

Fisk med elektriska egenskaper De använder dessa egenskaper inte bara för attack, utan också för att hitta potentiella byten, identifiera farliga motståndare och navigera i oupplyst eller grumligt vatten. Elektriskt fält runt elfisken leder också till elektrolys av vatten, vilket resulterar i anrikning av vatten med syre, som attraherar fiskar och grodor, vilket gör det lättare för elfiskar att hitta byten.

Alla fiskar har inte elektriska egenskaper. Antalet levande varelser som har speciella organ för generering och uppfattning av elektriska fält, inte så stor. Icke desto mindre, i alla levande organismer och till och med i enskilda levande celler, elektriska spänningar; de kallas biopotentialer. "Biologisk elektricitet"är en integrerad egenskap hos all levande materia. Det uppstår under nervsystemets funktion, under arbetet med körtlar och muskler. Så, arbetande hjärtmuskeln skapar på kroppens yta rytmiskt förändrade elektriska potentialer. Förändringen av dessa potentialer över tid kan registreras i formuläret elektrokardiogram, vilket gör att specialisten kan bedöma hjärtats arbete.

Vi fortsätter att lösa problem ;-)

Aktuell styrka. Spänning. Motstånd

Problem nr 36
Två olika metallplattor nedsänkta i en vattenlösning av salt, alkali eller syra bildar alltid en galvanisk cell. Är det möjligt att få en galvanisk cell från två identiska metallplattor, men nedsänkta i olika lösningar?

Problem nr 37
En lampa och en amperemeter kopplades i serie med batteriet och denna krets stängdes med ändarna av ledarna doppade i en lösning av kopparsulfat. Kommer amperemätaren att ändras om lösningen värms upp?

Problem nr 38
När zink löses i en vattenlösning av svavelsyra blir lösningen mycket varm. Varför åtföljs inte upplösningen av zink i en Volta galvanisk cell i en extern krets av stark uppvärmning av elektrolyten?

Problem nr 39
Är det möjligt att tillverka en elektrisk strömkälla med hjälp av kvicksilver, en vattenlösning av svavelsyra, en kniv och en bit isolerad aluminiumtråd?

Problem nr 40
Till ditt förfogande finns: bordssalt, en tvål, vatten, bitar av isolerad koppartråd, en kniv, en träpinne, en aluminiumpanna och ett stort glaskärl. Pinnens längd är något större än kärlets diameter. Visa hur du med dessa material kan skapa en elektrisk strömkälla (galvanisk cell). Undvik direktkontakt mellan koppar och aluminium.

FYSIK OCH MILITÄR UTRUSTNING
Galvanisk slaggruva modell 1908

"Under vatten", 1915, Alexey Nikolaevich Tolstoy
”...Andrei Nikolajevitj trummade med fingrarna på glaset. Det var omöjligt att förbli under vattnet att uppenbara sig på ytan innebar att ge sig själv och bli utsatt för eld. Ändå var detta det enda sättet att fastställa den exakta platsen. Han befallde en långsam stigning och återvände till hyttventilen. Skuggorna gick ner. Vattnet blev märkbart ljusare. Och plötsligt började en mörk boll sjunka uppifrån, mot mig. "Mina... Låt oss nu röra..." tänkte Andrei Nikolaevich och övervunnen domningar som tryckte på hans hjärna skrek han: "Till vänster, så långt till vänster som möjligt!" Bollen flyttade iväg och en andra närmade sig från vänster. Utan att resa oss gick vi framåt. Men även där, i den grönaktiga skymningen, dök det upp gjutjärnskulor som väntade på att båtens stålplätering skulle röra vid dem. "Kat" gick vilse i minfälten..."
Hur fungerar en marin galvanisk inverkansmina?

I de allra flesta människors medvetande är en sjömina en stor och läskig behornad svart boll, som flyter fritt på vågorna eller är fäst vid en ankarkabel under vatten. Om ett passerande fartyg vidrör ett av "hornen" på en sådan gruva kommer en explosion att inträffa och fartyget, tillsammans med hela besättningen, kommer att gå till havets botten. Hornade svarta bollar är de vanligaste gruvorna är förankrade galvaniska slaggruvor.

1 - värmeanordning; 2 - galvanisk stötdämpare; 3 - tändpatron; 4 – tändglas; 5 – ankarfot; 6 - rullar; 7 – vy med minrep; 8 BB laddning; 9 - vikt med stift; 10 – säkerhetsanordning.

Hur fungerar en marin galvanisk inverkansmina?

Denna gruva var en vidareutveckling av de galvaniska slaggruvorna av 1898 och 1906 års modeller. I en galvanisk slaggruva var säkringen placerad i locket till den enda monteringshalsen ovanpå gruvan, en fjäderbuffert mjukade gruvans ryck, fem galvaniska blykåpor - gruvans "horn" placerades runt dess kropps omkrets. Varje hornlock innehöll ett torrt kol-zink-batteri med en elektrolyt i en glasampull - en "kolv".
När fartyget träffade en mina krossades blylocket, "flaskan" gick sönder och elektrolyten aktiverade batteriet. Ström från batteriet tillfördes tändanordningen och antände detonatorn.
TNT användes som sprängämne istället för pyroxylin, ankaret installerades på 4 rullar, och rälsgrepp fanns för att hålla gruvan under rullning. Gruvan var utrustad med antiminpatroner – minskydd designade av P.P. Kitkina.
För att placera gruvan på en given urtagning användes en automatisk stavbelastningsmetod. Förfarandet för att förbereda gruvan för placering bestod av två steg. Förberedande steg: installation av galvaniska stötdämpare, "flaskor" med elektrolyt, en säkerhetsanordning, förlängning av ledare och kontroll av alla elektriska kretsar. Det sista steget innebar endast installationen av tändtillbehöret.

Design av galvanisk stötgruva visade sig vara så framgångsrik att, efter en mindre modernisering 1939, under koden "modell 1908/39." den förblev i tjänst med den ryska flottan fram till mitten av 60-talet.

Bordachev Ivan Vasilievich(1920-08-13...) Medlem av Union of Artists of the USSR sedan 1957. Deltagare i det stora fosterländska kriget. Tilldelas Röda stjärnans orden, Fosterländska krigets orden, II grad, och medaljen "För segern över Tyskland i det stora fosterländska kriget 1941–1945." och andra medaljer från Sovjetunionen.

Från de första dagarna av dess existens blev den ryska flottan en riktig smedja av alla typer av nya produkter och avancerade innovationer. Detta manifesterades tydligast inom området minvapen. Ryska sjömän har prioritet vid skapandet av en sjömina, en antimintrål, yt- och undervattensminläggare och en minsvepare. De första experimenten i detta område i Ryssland började i början av 1800-talet och redan den 20 juni 1855 sprängdes fyra fartyg från den anglo-franska skvadronen av sjöminor placerade nära Kronstadt. Till minne av denna händelse har den 20 juni firats sedan 1997 som Dag för specialister från gruvan och torpedtjänsten för den ryska flottan.

Vi fortsätter att lösa problem ;-)

Aktuell styrka. Spänning. Motstånd

Problem nr 41
En elev slog av misstag på en voltmeter istället för en amperemeter när han mätte strömmen i en lampa. Vad kommer att hända med glöden från lampglödtråden?

Problem nr 42
Det krävs att halvera strömmen i denna ledare. Vad behöver jag göra?

Problem nr 43
En bit tråd revs på mitten och halvorna snoddes ihop, hur förändrades ledarens motstånd?

Problem nr 44
Tråden passerades genom en ritmaskin, vilket resulterade i att dess tvärsnitt halverades (volymen ändrades inte). Hur förändrades trådens motstånd?

Problem nr 45
Varför används inte koppartrådar för att göra reostater?

Problem nr 46
Varför används koppar- eller aluminiumtråd vanligtvis för att tillverka elektriska ledningar?

Problem nr 47
För vilket ändamål täcks ledningar med ett lager av gummi, plast, lack etc.? eller inslagna med pappersgarn indränkt i paraffin?

Problem nr 48
Hur kan man bestämma längden på en koppartråd i plastisolering, rullad till en stor spole, utan att linda upp den?

Problem nr 49
Varför elektrokuterar den inte en fågel som landar på en av högspänningskablarna?

Problem #50
Varför är det ekonomiskt lönsamt att måla små föremål genom att spruta färg och dessutom ofarligt för arbetarens hälsa om det skapas hög spänning mellan sprutpistolen och föremålet?

Ett viktigt och helt logiskt steg på studievägen elektriska fenomen det skedde en övergång från kvalitativa observationer mot att etablera kvantitativa samband och mönster, till utvecklingen grundläggande teori om elektricitet. Det viktigaste bidraget till lösningen av dessa problem gjordes av S:t Petersburgs akademiker Mikhail Vasilievich Lomonosov, Georg Wilhelm Rik man och den amerikanske vetenskapsmannen Benjamin Franklin.
§ Virtuellt fysiskt laboratorium "Principer för elektronik": Utgåva nr 1
Lösa beräkningsproblem i fysik.
+ Programinstallationsfil "Virtuellt laboratorium för BÖRJAN AV ELEKTRONIK"(med filverifiering Dr.WEB antivirus)
+ Spännande experiment på det virtuella redigeringsbordet;-)
…
§ Virtuella fysiska laboratorium "Principer för elektronik": Grupp C

Jag önskar dig framgång med att fatta ditt eget beslut
kvalitetsproblem i fysik!

Litteratur:
§ Lukashik V.I. Fysikolympiaden
Moskva: Prosveshchenie Publishing House, 1987
§ Tarasov L.V. Fysik i naturen
Moskva: Prosveshchenie Publishing House, 1988
§ Perelman Ya.I. Kan du fysik?
Domodedovo: förlag "VAP", 1994
§ Zolotov V.A. Frågor och uppgifter i fysik årskurs 6-7
Moskva: Prosveshchenie Publishing House, 1971
§ Tulchinsky M.E. Kvalitativa problem i fysik
Moskva: Prosveshchenie Publishing House, 1972
§ Kirillova I.G. Läsbok om fysik årskurs 6-7
Moskva: Prosveshchenie Publishing House, 1978
§ Erdavletov S.R., Rutkovsky O.O. Intressant geografi i Kazakstan
Alma-Ata: Mektep Publishing House, 1989.

Det moderna livet kan inte föreställas utan elektricitet, denna typ av energi används mest av mänskligheten. Men inte alla vuxna kan komma ihåg definitionen av elektrisk ström från en skolfysikkurs (detta är ett riktat flöde av elementarpartiklar med en laddning), väldigt få människor förstår vad det är.

Vad är el

Närvaron av elektricitet som fenomen förklaras av en av huvudegenskaperna hos fysisk materia - förmågan att ha en elektrisk laddning. De kan vara positiva och negativa, medan föremål med motsatta polära tecken attraheras av varandra och "likvärdiga" tvärtom stöter bort. Rörliga partiklar är också källan till ett magnetfält, vilket återigen bevisar sambandet mellan elektricitet och magnetism.

På atomnivå kan förekomsten av elektricitet förklaras på följande sätt. Molekylerna som utgör alla kroppar innehåller atomer som består av kärnor och elektroner som cirkulerar runt dem. Dessa elektroner kan under vissa förhållanden bryta sig loss från "moder" kärnorna och flytta till andra banor. Som ett resultat blir vissa atomer "underbemannade" med elektroner, och vissa har ett överskott av dem.

Eftersom elektronernas natur är sådan att de strömmar till där det finns brist på dem, utgör den konstanta rörelsen av elektroner från ett ämne till ett annat elektrisk ström (från ordet "att flöda"). Det är känt att elektricitet flyter från minuspolen till pluspolen. Därför anses ett ämne med brist på elektroner vara positivt laddat och med ett överskott - negativt, och det kallas "joner". Om vi ​​pratar om kontakterna för elektriska ledningar, kallas den positivt laddade "noll", och den negativt laddade kallas "fas".

I olika ämnen är avståndet mellan atomerna olika. Om de är mycket små, rör elektronskalen bokstavligen varandra, så elektroner flyttar sig lätt och snabbt från en kärna till en annan och tillbaka, vilket skapar rörelsen av en elektrisk ström. Ämnen som metaller kallas ledare.

I andra ämnen är interatomära avstånd relativt stora, så de är dielektriska, d.v.s. led inte elektricitet. Först och främst är det gummi.

ytterligare information. När ett ämnes kärnor avger elektroner och rör sig genereras energi som värmer upp ledaren. Denna egenskap hos elektricitet kallas "effekt" och mäts i watt. Denna energi kan också omvandlas till ljus eller annan form.

För det kontinuerliga flödet av elektricitet genom nätet måste potentialerna vid ledarnas ändpunkter (från kraftledningar till husledningar) vara olika.

Historia om upptäckten av elektricitet

Vad elektricitet är, var den kommer ifrån och dess andra egenskaper studeras i grunden av vetenskapen om termodynamik med relaterade vetenskaper: kvanttermodynamik och elektronik.

Att säga att någon vetenskapsman uppfann elektrisk ström skulle vara fel, för sedan urminnes tider har många forskare och vetenskapsmän studerat den. Termen "elektricitet" i sig introducerades av den grekiske matematikern Thales, detta ord betyder "bärnsten", eftersom det var i experiment med en bärnstensfärgad sticka och ull som Thales kunde generera statisk elektricitet och beskriva detta fenomen.

Den romerska Plinius studerade också de elektriska egenskaperna hos harts, och Aristoteles studerade elektriska ålar.

Vid ett senare tillfälle var den första personen som grundligt studerade elektrisk ströms egenskaper V. Gilbert, läkaren till drottningen av England. Den tyske borgmästaren från Magdeburg O.f. Gericke anses vara skaparen av den första glödlampan gjord av en riven svavelkula. Och den store Newton bevisade existensen av statisk elektricitet.

Allra i början av 1700-talet delade den engelske fysikern S. Gray in ämnen i ledare och icke-ledare, och den holländska vetenskapsmannen Pieter van Musschenbroek uppfann en Leyden-burk som kunde ackumulera en elektrisk laddning, det vill säga den var den första kondensatorn. Den amerikanske vetenskapsmannen och politikern B. Franklin var den första som utvecklade teorin om elektricitet i vetenskapliga termer.

Hela 1700-talet var rikt på upptäckter inom elektricitetsområdet: blixtens elektriska natur etablerades, ett konstgjort magnetfält konstruerades, förekomsten av två typer av laddningar ("plus" och "minus") och som en konsekvens , två poler avslöjades (USA:s naturforskare R. Simmer), upptäckte Coulomb lagen om interaktion mellan punktelektriska laddningar.

Under nästa århundrade uppfanns batterier (av den italienska forskaren Volta), en båglampa (av engelsmannen Davey), och även en prototyp av den första dynamo. 1820 anses vara året för den elektrodynamiska vetenskapens födelse, fransmannen Ampere gjorde detta, för vilket hans namn tilldelades enheten för att indikera styrkan hos elektrisk ström, och skotten Maxwell härledde ljusteorin om elektromagnetism. Ryska Lodygin uppfann en glödlampa med en kolkärna - stamfadern till moderna glödlampor. För lite över hundra år sedan uppfanns neonlampan (av den franske vetenskapsmannen Georges Claude).

Än idag fortsätter forskning och upptäckter inom elektricitetsområdet, till exempel teorin om kvantelektrodynamik och växelverkan mellan svaga elektriska vågor. Bland alla vetenskapsmän som forskat om elektricitet har Nikola Tesla en speciell plats – många av hans uppfinningar och teorier om hur elektricitet fungerar är fortfarande inte helt uppskattade.

Naturlig el

Länge trodde man att elektricitet "i sig själv" inte existerar i naturen. Denna missuppfattning skingrades av B. Franklin, som bevisade blixtens elektriska natur. Det var de, enligt en version av forskare, som bidrog till syntesen av de första aminosyrorna på jorden.

Elektricitet genereras också inuti levande organismer, vilket genererar nervimpulser som ger motoriska, andningsorgan och andra vitala funktioner.

Intressant. Många forskare anser att människokroppen är ett autonomt elektriskt system som är försett med självreglerande funktioner.

Representanter för djurvärlden har också sin egen el. Till exempel använder vissa fiskraser (ålar, lamprägor, stingrockor, marulk och andra) den för skydd, jakt, för att få mat och orientering i undervattensrymden. Ett speciellt organ i kroppen av dessa fiskar genererar elektricitet och lagrar den, som i en kondensator, dess frekvens är hundratals hertz och dess spänning är 4-5 volt.

Att få och använda el

Elektricitet i vår tid är grunden för ett bekvämt liv, så mänskligheten behöver dess ständiga produktion. För dessa ändamål byggs olika typer av kraftverk (vattenkraftverk, termiska kraftverk, kärnkraft, vind, tidvatten och sol), som kan generera megawatt el med hjälp av generatorer. Denna process är baserad på omvandling av mekanisk (energi från fallande vatten vid vattenkraftverk), termisk (förbränning av kolbränsle - hård- och brunkol, torv vid värmekraftverk) eller interatomär energi (atomärt sönderfall av radioaktivt uran och plutonium vid kärnkraftverk) till elektrisk energi.

Mycket vetenskaplig forskning ägnas åt jordens elektriska krafter, som alla försöker utnyttja atmosfärisk elektricitet till förmån för mänskligheten - att generera elektricitet.

Forskare har föreslagit många intressanta strömgeneratorer som gör det möjligt att producera elektricitet från en magnet. De använder permanentmagneternas förmåga att utföra användbart arbete i form av vridmoment. Det uppstår som ett resultat av repulsion mellan liknande laddade magnetfält på statorn och rotoranordningarna.

El är mer populärt än alla andra energikällor eftersom det har många fördelar:

• enkel förflyttning till konsumenten;
• snabb omvandling till termisk eller mekanisk energi;
• nya områden för dess tillämpning är möjliga (elfordon);
• upptäckt av nya egenskaper (superledning).

Elektricitet är rörelsen av olika laddade joner inuti en ledare. Detta är en stor gåva från naturen, som människor har känt till sedan urminnes tider, och denna process är ännu inte avslutad, även om mänskligheten redan har lärt sig att utvinna den i enorma mängder. Elektricitet spelar en stor roll i utvecklingen av det moderna samhället. Vi kan säga att utan det kommer livet för de flesta av våra samtida helt enkelt att stanna, för det är inte för inte som när elektriciteten går ut säger folk att de "släckte lamporna."

Video