Esošie elektroenerģijas veidi un piemēri

Elektrība ir fizisko parādību kopums, kas saistīts ar elektrisko lādiņu. To izpētei šīs parādības var iedalīt divos veidos:

• statisks vai elektrostatisks: kad elektriskie lādiņi ir miera stāvoklī.
• Elektriskā strāva: kad elektriskie lādiņi ir kustībā.

Elektriskais lādiņš ir matērijas īpašība, tāpat kā masa. Bet atšķirībā no masas lādētās daļiņas var iedalīt divās klasēs - pozitīvās un negatīvās. Vienas klases lādiņi viens otru atgrūž, bet piesaista otras klases pārstāvjus.

Dabā elektroni un protoni ir elektriskā lādiņa nesēji. Abu lādiņš pēc lieluma ir tieši vienāds, tomēr protona lādiņš ir pozitīvs, bet elektronam negatīvs. Tādējādi ķermenis ar elektronu pārpalikumu iegūst negatīvu lādiņu, kas vienāds ar elektrona lādiņu, kas reizināts ar lieko elektronu skaitu.

Elektrostatika

Statiskā vai elektrostatiskā elektrība ir mijiedarbība starp elektriskajiem lādiņiem miera stāvoklī. Tas tika atklāts Senajā Grieķijā, kad cilvēki saprata, ka berzējot dzintaru vai strūkla bija sava veida spēks, kas lika materiālam piesaistīt pūkas un gabalus materiāls.

Elektrostatika var rasties dažādās situācijās, piemēram, saskaroties starp materiāliem, palielinoties spiedienam vai temperatūrai vai ar citu lādiņu. Tomēr uzlādes process ietver to pārvietošanu un sadali, līdz tiek sasniegts jauns līdzsvara stāvoklis.

Piemēram, kad mēs berzējam apavus pret paklāju, mēs notveram elektronus no paklāja, radot pārmērīgu negatīvo lādiņu. Kā mēs to uzzinām? Pieskaroties metāla kloķim, mēs jūtam triecienu vai triecienu, kas rodas liekā lādiņa lēkšanas rezultātā no mūsu ķermeņa uz metāla priekšmetu.

Citos izplatītos gadījumos, kad rodas elektrostatika, mēs to novērojam, berzējot balonu pret matiem sauss, kad ķemmējam matus ķemme notver elektronus no matiem, vai kad berzējam neilona audumus un vilna.

Nevēlamās situācijās var rasties statiskie lādiņi un izraisīt bojājumus. Lai no tā izvairītos, tiek izveidots zemējuma savienojums. Graudu tvertnēs graudu berze pret metāla konteineru izraisa metāla pozitīvu lādiņu un graudu negatīvu lādiņu. Ja lādiņu uzkrāšanās ir ļoti liela, tā var radīt dzirksteles, izraisot ugunsgrēkus vai sprādzienus.

Ugunsgrēkus degvielas uzpildes stacijās vai degvielas uzpildes stacijās var izraisīt statiskā lādiņa uzkrāšanās. Gumijas vai riepu berzēšana pret ietvi izraisa negatīvu lādiņu uzkrāšanos virsbūvē. Ja transportlīdzeklis netiek izkrauts, degvielas šļūtenes novietošana var izraisīt dzirksteles ar katastrofālām sekām.

Neskatoties uz dīvainajiem elektrostatikas piemēriem, tai ir svarīgi pielietojumi tehnoloģijā:

• lāzerdruka: Statisko izmanto lāzerprinteros. Šajā gadījumā lāzera stars apgaismo lapas tumšos apgabalus, radot tai negatīvu lādiņu. Pozitīvi uzlādētas tintes daļiņas pielīp pie šiem apgabaliem, un attēls tiek kopēts.
• statiskā krāsa: transportlīdzekļi un lidmašīnas ir krāsotas, pateicoties statikai. Šim nolūkam krāsojamais objekts tiek negatīvi uzlādēts un pēc tam tiek uzklāta pozitīvi lādētā krāsa. Tas nodrošina gludu un viendabīgu apdari.

Elektriskā strāva

Elektriskā strāva ir neto plūsma vai elektriskā lādiņa pāreja caur vidi. To var uzskatīt par kustībā esošu elektrību, elektrības veidu, ar kuru mēs esam vislabāk saistīti un pieraduši.

Pirmie zinātnieki, kas saprata elektriskās strāvas būtību, bija itāļi Luidži Galvani (1737-1798) un Alesandro Volta (1745-1827). Ciešo saistību starp elektrisko strāvu un magnētismu atklāja Hanss Kristians Oersteds (1777-1851), kas vēlāk lika anglim Maiklam Faradejam (1791-1867) ražot elektroenerģiju, izmantojot magnēti.

Elektriskās strāvas vadītspēja ir atkarīga no materiālu pretestības lādiņu nobīdei, tāpēc mums ir:

• Izolatori: tie ir materiāli, kas nevada elektrību, piemēram, koks vai eļļa.
• Vadītāji: nodrošina elektrības, piemēram, metālu un jonu šķīdumu, pāreju.
• Pusvadītāji: tiem ir vidējas elektriskās īpašības starp izolatoriem un vadītājiem, piemēram, silīciju un germāniju.

Mūsdienu dzīve, kā mēs to zinām, ir elektriskās strāvas produkts:

• sadzīves tehnikas ekspluatācija,
• Nozares;
• apgaismojums un centralizētā apkure;
• Rūpnieciskās elektroenerģijas sadales sistēmas.

Iespējams, jūs interesēs arī:

• Maiņstrāva un līdzstrāva
• Vadītāji, izolatori un pusvadītāji

Atsauces

Čevalloss, A. (1996). Parunāsim par elektrību.
Elektrība. (1986). Salvat zinātnes un tehnikas enciklopēdija. Izdevniecība Salvat. Spānija.
Hadzigeorgiou, Y. (2006). Fizikas mācīšanas humanizēšana, izmantojot stāstījumu: pašreizējās elektrības gadījums. Fizik. Ed. 41:42. DOI: 10.1088/0031-9120/41/1/003
Jangs, H. D., Frīdmens, R.A. (2009) Universitātes fizika, ar Moderno fiziku, 2. sējums. 12 ed. Pīrsona izglītība, Meksika.