电是电荷的存在和流动。利用电,我们可以通过传递能量的方式,让我们做一些简单的家务。它最著名的形式是电子在铜线等导体中的流动。

"电"字有时被用来指"电能"。它们不是一回事:电是电能的传输介质,就像海水是波浪能的传输介质一样。能让电通过的物品叫做导体。铜线和其他金属物品是好导体,可以让电在其中移动,传递电能。塑料是不好的导体(也叫绝缘体),不允许太多的电通过它,所以会阻止电能的传输。

电能的传输可以是自然发生的(如闪电),也可以是产生的(如发电机)。它是我们用来给机器和电气设备供电的。当电荷不移动时,电被称为静电。当电荷移动时,它们是一种电流,有时被称为"动态电"。闪电是自然界中最著名的,也是最危险的一种电流,但有时静电也会使东西粘在一起。

电是很危险的,尤其是在水的周围,因为水是一种良好的导体,因为水里有盐等杂质。自19世纪以来,电已经被应用到我们生活的每一个部分。在那之前,它只是在雷雨的闪电中看到的一种奇观。

如果磁铁靠近金属线通过,就可以产生电能。这就是发电机使用的方法。最大的发电机是在发电站。电能也可以通过在一个罐子里将化学物质与两种不同的金属棒结合起来而释放。这就是电池使用的方法。静电可以通过两种材料之间的摩擦产生,例如羊毛帽和塑料尺。这可能会产生火花。电能也可以利用太阳的能量产生,如光伏电池。

电能通过电线从制造电能的地方到达家庭。电灯、电暖器等都要用到它。洗衣机、电饭煲等许多电器都用电。在工厂里,电能为机器提供动力。在我们的家庭和工厂中,与电和电气设备打交道的人被称为"电工"。

它是如何工作的

电荷之间有两种相互推拉的情况:正电荷和负电荷。如果电荷不接触,它们会互相推拉。之所以能做到这一点,是因为每个电荷都会在自身周围形成一个电场。电场是围绕电荷的一个区域。在电荷附近的每一点,电场都指向一个特定的方向。如果一个正电荷被放在那个点上,它将被推向那个方向。如果将负电荷放在该点上,它将被推向完全相反的方向。

它的工作原理就像磁铁一样,事实上,电会产生磁场,其中相似的电荷相互排斥,相反的电荷吸引。这意味着,如果你把两个负电荷放在一起,让它们走,它们就会分开。两个正电荷也是如此。但如果你把一个正电荷和一个负电荷放在一起,它们就会互相拉扯。记住这一点的一个简单方法就是对立面吸引喜欢排斥这句话。

宇宙中的所有物质都是由带有正电荷、负电荷或中性电荷的微小粒子构成的。带正电荷的叫质子,带负电荷的叫电子。质子比电子重得多,但它们的电荷量都是一样的,只不过质子是正电荷,电子是负电荷。因为"异性相吸",质子和电子就会粘在一起。少数质子和电子可以形成更大的粒子,称为原子分子。原子和分子仍然非常微小。它们太小了,看不见。任何大的物体,比如你的手指,里面的原子和分子都比任何人都要多。我们只能估计有多少原子和分子。

因为负电子和正质子粘在一起构成大物体,所以我们能看到和感觉到的大物体都是电中性的。电是"描述电"的意思,而中性是"平衡"的意思。这就是为什么我们从远处看不会感觉到物体对我们的推拉,如果一切都带电的话,就不会感觉到。所有大的物体都是电中性的,因为世界上的正负电荷量是一样的。我们可以说,这个世界是完全平衡的,或者说是中性的。科学家们仍然不知道为什么会这样。

电流

电子可以在材料周围移动。质子永远不会在固体物体周围移动,因为质子太重了,至少与电子相比是这样。能让电子四处移动的材料叫做导体。能把每个电子紧紧固定住的材料叫做绝缘体导体的例子是铜、铝、银和金。绝缘体的例子是橡胶、塑料和木材。经常被用作导体,因为它是一种非常好的导体,而且世界上有很多铜。铜在电线中被发现。但有时,也会使用其他材料。

在导体内,电子会跳来跳去,但它们不会在一个方向上停留太久。如果在导体内设置电场,电子都会开始向与电场指向相反的方向移动(因为电子带负电)。电池可以在导体内部产生电场。如果将一根导线的两端连接到电池的两端(称为电极),所形成的回路就称为电路。只要电池在导线内产生电场,电子就会在电路中流动,并围绕电路流动。这种电子在电路中的流动称为电流

用来传输电流的导电线通常被包裹在橡胶等绝缘体中。这是因为承载电流的电线是非常危险的。如果一个人或动物接触到承载电流的裸线,他们可能会受伤,甚至死亡,这取决于电流的强度和电流传输的电能。在可能携带电流的插座和裸线周围,你应该小心。

可以将一个电气设备连接到电路上,这样电流就会流过设备。这种电流会传递电能,使设备做一些我们希望它做的事情。电气设备可以非常简单。例如,在灯泡中,电流通过称为灯丝的特殊电线传递能量,使其发光。电气设备也可以非常复杂。电能可以用来驱动钻头或削铅笔机等工具内的电动机。电能也被用来驱动现代电子设备,包括电话、电脑和电视。

一些与电力有关的术语

以下是一个人在研究电的工作原理时可能遇到的几个术语。研究电以及如何使电路成为可能的研究被称为电子学。有一个工程领域叫电气工程,人们利用电想出了新的东西。这些术语对他们来说都是很重要的。

  • 电流是流动的电荷量。当1库仑的电在1秒内经过某处时,电流就是1安培。为了测量一点的电流,我们使用电流表
  • 电压,也叫"电位差",是电流背后的"推力"。它是指每一个电荷所能做的功。当1库仑的电具有1焦耳的能量时,它将具有1的电动势。为了测量两点之间的电压,我们使用电压表
  • 电阻是指物质"减缓"电流流动的能力,即降低电荷流过物质的速度。如果1伏的电压维持1安培的电流通过电线,电线的电阻就是1欧姆--这就是所谓的欧姆定律。当电流流向相反时,能量就会被"用完",这意味着它被转化为其他形式(如光、热、声音或运动)。
  • 电能是通过电力设备做功的能力。电能是一种"保存的"属性,意味着它的行为就像一种物质,可以从一个地方移动到另一个地方(例如,沿着传输介质或在电池中)。电能以焦耳或千瓦时(kWh)为单位。
  • 电功率是指电能被使用、储存或转移的速度。电能沿电力线的流动是以瓦特为单位的。如果电能被转换为另一种形式的能量,则以瓦特为单位。如果其中一部分被转换,一部分被储存,则以伏安为单位,如果被储存(如电场或磁场),则以伏安无功为单位。
电是用电线送的。Zoom
电是用电线送的。

画出电路图:电流(I)从+绕过电路流回-。Zoom
画出电路图:电流(I)从+绕过电路流回-。

发电

电能主要是在称为发电站的地方产生的。大多数发电站利用热能将水煮沸成蒸汽,然后转动蒸汽机。蒸汽机的涡轮机转动着一台叫做"发电机"的机器。发电机内的卷线在磁场中旋转。这将导致电流流经电线,携带电能。这个过程被称为电磁感应迈克尔-法拉第发现了如何做到这一点。 Michael Faraday discovered how to do this.

有许多热源可用于产生电能。热源可分为两类:热能供应永不枯竭的可再生能源和最终会用完的不可再生能源。

有时可以直接利用自然流,如风力发电水力发电来转动发电机,所以不需要加热。

电能是在发电站中制造的。Zoom
电能是在发电站中制造的。

问题和答案

问:什么是电?
答:电是电流的存在和流动。它被用来传递能量,使我们能够做简单的家务。

问:什么是导体?
答:导体是允许电流通过的物品,如铜线和其他金属物品。它们可以让电在其中移动并传输电能。

问:电能是如何产生的?
答:电能可以自然产生(如闪电)或由人产生(如发电机)。

问:什么是静电?
答:静电是在电荷不动的情况下发生的;它可以使自然界中的东西粘在一起。

问:发电机是如何工作的?
答:发电机的工作原理是利用磁铁靠近金属线,产生电流。

问:电池是如何工作的?
答:电池的工作原理是将罐子里的化学物质与两种不同的金属棒结合,释放出电能。

问:什么是电工?
答:电工是在家庭和工厂中从事电力和电气设备工作的人。

AlegsaOnline.com - 2020 / 2023 - License CC3