Elektrizität ist eine Reihe von Phänomenen, die durch die Existenz, Wechselwirkung und Bewegung elektrischer Ladungen verursacht werden. Es ist die Energie, die aus elektrischer potentieller Energie oder kinetischer Energie abgeleitet wird.
Diese Energieform manifestiert sich in der Bewegung geladener Teilchen auf der Oberfläche eines leitenden Materials. Die geladenen Teilchen können Elektronen, Protronen oder Ionen sein.
Es gibt zwei Gesichtspunkte, um es zu analysieren:
Von einer makroskopischen Skala: Was eine Person beobachten kann.
Aus mikroskopischer Sicht: Um zu beobachten, was passiert, müssen spezielle Geräte verwendet werden. Die Menge der Dinge, die in einem winzigen Maßstab passieren, entspricht dem, was wir auf einem makroskopischen Maßstab sehen können.
Aus makroskopischer Sicht beziehen wir uns mit diesem Begriff auf die elektromagnetische Kraft. Das heißt, für alle großräumigen physikalischen Phänomene, die eine der grundlegenden Wechselwirkungen beinhalten - insbesondere elektrostatische Energie.
Aus mikroskopischer Sicht sind diese Phänomene auf die Wechselwirkung zwischen geladenen Teilchen in einem winzigen Maßstab, einem molekularen Maßstab, zurückzuführen.
Typische makroskopische Effekte sind Ströme und die Anziehung oder Abstoßung von Ladungen.
Arten von Elektrizität
Es gibt zwei Arten:
Statisch. Dieser Typ wird hergestellt, indem zwei oder mehr Gegenstände gerieben und Reibung erzeugt werden.
Dynamisch. Es ist der Ladungsfluss durch einen Leiter.
Statische Elektrizität
Statische Elektrizität wird durch Akkumulieren elektrischer Ladungen auf der Oberfläche eines Materials erzeugt. Es wird im Allgemeinen durch Reiben von Materialien verursacht. Das Ergebnis eines Aufbaus statischer Elektrizität ist, dass Objekte voneinander angezogen werden oder sogar einen Funken von einem zum anderen springen lassen können.
Ein Beispiel ist das Ergebnis des Reibens eines Ballons mit Wolle. Nach dem Reiben des Ballons bleibt er leicht an der Hand festgeklebt. Der Grund dafür ist, dass die Elektronen im Faden auf den Ballon übertragen werden.
Die Elektronen haben eine negative Ladung, so dass der Ballon eine negative Ladung erhält, die höher ist als die Ladung der Hand. Zu diesem Zeitpunkt können wir sagen, dass der Ballon statisch aufgeladen ist. Der Ladungsunterschied erzeugt eine Anziehungskraft zwischen dem Ballon und der Hand.
Dynamische Elektrizität
Elektrischer Strom ist die Flussrate von Elektronen, die durch bewegte Elektronen erzeugt werden. Die Einheiten zur Messung der Intensität im SI sind Ampere. Im Gegensatz zu statischer Elektrizität muss sie durch einen Leiter fließen.
Der Strom ist ein Maß für die über eine Weile übertragene Energiemenge. Diese Energie nennt man den Elektronenfluss. Eines der Ergebnisse des Stroms ist die Erwärmung des Leiters.
Ein elektrischer Generator ist ein Gerät, das mechanische Energie in elektrische Energie umwandelt. Die Primärkraftwerke arbeiten nach dem gleichen Prinzip, ändern jedoch nur ihre Stromquelle.
Was ist eine elektrische Ladung?
Elektrische Ladung ist die physikalische Eigenschaft von Materie, die bewirkt, dass sie in einem elektromagnetischen Feld eine Kraft erfährt. Gebühren können positiv und negativ sein:
Positive Ladung, normalerweise von Protonen getragen (positive Ladung).
Die negative Ladung, die typischerweise von Elektronen getragen wird.
Ähnliche Ladungen stoßen sich gegenseitig ab und unterschiedliche Ladungen ziehen sich gegenseitig an. Ein Objekt ohne Nettoladung wird als neutral bezeichnet.
Ein Objekt mit einer Ladung übt eine Kraft in einer bestimmten Entfernung auf einen anderen Gegenstand aus, der eine andere Ladung hat. Dieses Konzept ähnelt der Schwerkraft, wodurch ein Objekt ein anderes anzieht.
Der Wert der elektrischen Ladung eines Körpers hängt von der Anzahl der überschüssigen oder fehlenden Elektronen ab.
Was ist ein elektrisches Feld?
Ein elektrisches Feld ist der Spannungszustand, der im Raum um ein Elektron oder ein anderes Objekt mit positiver oder negativer Ladung auftritt.
Dieses Feld stört die Felder anderer geladener Objekte und verursacht die für solche Gegenstände typischen Gelenkkräfte.
Die Bewegung der Elektronen erzeugt ein anderes Feld, in dem sie passieren. Dieses neue Feld wird Magnetfeld genannt. Die Intensität dieses Feldes ist direkt proportional zur Anzahl der sich bewegenden Elektronen und der Geschwindigkeit, mit der sie sich bewegen, dh zum elektrischen Strom.
Wenn daher ein Strom durch einen zweckmäßig angeordneten Satz von Kupferdrahtspulen geleitet wird, verhält sich diese Drahtspule wie ein Stahlmagnet. Dieser neue Magnet kann andere ähnliche Drahtspulen anziehen oder abstoßen. Das Aufwickeln einer solchen Schleife auf einen Eisenrahmen verstärkt das erzeugte Magnetfeld.
Durch das Kombinieren mehrerer frei drehbarer Drahtspulen um einen frei drehbaren Eisenkern können erhebliche mechanische Kräfte erzielt werden. Dieses Gerät wird als Elektromotor bezeichnet.
Heutzutage arbeiten diese Motoren in allen Arten von Maschinen, von den heiklen Übungen des Zahnarztes bis zu den gigantischen Maschinen moderner Fabriken. In einem Haus können viele Elektromotoren vorhanden sein, vom Ölkessel bis zum Kühlschrank.
Michael Faraday legte die Grundlage für das Konzept des elektromagnetischen Feldes in der Physik. Er stützte seine Arbeit auf seine Forschungen zum Magnetfeld um einen Leiter, der Gleichstrom führt.
Stromarten
Zwei Arten von Strom können elektrische Energie übertragen:
Wechselstrom (AC), bei dem die Elektronen schwingen, sich aber nicht bewegen.
Gleichstrom (DC), bei dem sich die Elektronen durch den Leiter bewegen.
Der Strom fließt in einem geschlossenen Kreis, der als Stromkreis bezeichnet wird.
In einem Gleichstromkreis bewegen sich die Elektronen immer in die gleiche Richtung. Ein batteriebetriebener Stromkreis ist ein Beispiel für diesen Stromkreis (z. B. ein Magnesiumblitz oder ein elektrisches System in Kraftfahrzeugen). Manchmal bleibt der Strom jedoch nicht konstant.
Gelegentlich kehren zahlreiche Stromkreise regelmäßig die Stromrichtung um. In diesem Fall handelt es sich um einen Wechselstromkreis.
Die gebräuchlichsten und am häufigsten verwendeten Stromkreise sind Wechselströme. Die Frequenz, Intensität des Stroms und die Spannung des Stromkreises müssen in einem Wechselstromkreis angegeben werden. Die Frequenz misst die Hälfte der Häufigkeit, mit der der Strom in einer Sekunde die Richtung ändert.
Wer hat Elektrizität entdeckt?
Die meisten Leute würdigen Benjamin Franklin, einen seiner Zeit vorausgehenden Mann und einen der herausragendsten Wissenschaftler der Menschheitsgeschichte. Er interessierte sich für viele Bereiche und entdeckte und erfand viele Dinge, einschließlich der Elektrizität Mitte des 18. Jahrhunderts.
1747 begann Franklin seine Experimente mit Elektrizität. Er war überzeugt, dass Stürme elektrische Phänomene waren, und schlug eine rücksichtslose Methode vor, um dies zu beweisen. In einer stürmischen Nacht flog er einen Drachen mit einer Metallspitze, die an einen Seidenfaden gebunden war, an dessen Ende sich ein Schlüssel befand, ebenfalls aus Metall.
Franklin hielt den Drachen mit einem anderen Seidenfaden fest. Als sich die Gewitterwolken zusammenzogen und das Kabel die elektrische Ladung zeigte, als sich die Fasern gegenseitig abstießen, legte Franklin seinen Knöchel in die Nähe des Schlüssels und Funken flogen.
Außerdem gelang es ihm, eine Flasche Leyden zu laden, einen Glasbehälter, in dem elektrische Ladungen gespeichert werden konnten.
Dank seiner Studien über Elektrizität entwickelte Franklin die Begriffe positive und negative Elektrizität, elektrischer Leiter oder Batterie. Er schlug vor, dass Elektrizität eine „einzelne Flüssigkeit“ oder ein „elektrisches Feuer“ ist, das bei der Entladung von einem Körper zum anderen gelangt, was ihn dazu veranlasste, das Prinzip der Stromerhaltung auszusprechen. Er stützte seine Theorie auf Newtons Postulate.
Wer hat das elektrische Licht entdeckt?
Am 22. Oktober 1879 gelang es Thomas Alva Edison, eine Glühbirne mit Elektrizität zu beleuchten.
Die erste Glühbirne von Thomas Edison dauerte 13 ½ Stunden und war der Beginn eines Prozesses der ständigen Verbesserung, der uns das elektrische Licht gebracht hat, das wir heute genießen.
Warum ist Strom notwendig?
Strom ist verantwortlich für den Transport von Energie von dem Ort, an dem Energie erzeugt wird, bis zu dem Punkt, an dem sie verbraucht wird. Es ermöglicht den Zugang zu Strom in unseren Häusern. Ebenso arbeiten mehrere industrielle Anwendungen unter Verwendung dieser Quelle.
Diese Energietransportkapazität ist zum am weitesten verbreiteten Transportmittel für Energie in Stromnetzen geworden. Es ist eines der am weitesten verbreiteten Transportmittel für Informationen in der Telekommunikation.
Wie trägt Elektrizität zum Klimawandel bei?
Strom ist die Fähigkeit, Energie zu transportieren. Somit hat es keinen Einfluss auf den Klimawandel. Es kann jedoch dazu beitragen, Technologien zu stärken, die sich auf den Klimawandel auswirken.
Wenn es diese Form des Energietransports nicht gäbe, um unsere Häuser zu heizen oder um Strom zu haben, müssten wir Kohle, Öl oder Gas verbrennen. Wie wir wissen, entstehen beim Verbrennen fossiler Brennstoffe umweltschädliche Treibhausgase.
Auf der anderen Seite können wir unsere Häuser oder die erforderlichen industriellen Anwendungen mit Energie versorgen, die in Anlagen für erneuerbare Energien erzeugt wird. Diese erneuerbaren Energiequellen können Photovoltaik-Solarenergie, Windkraftanlagen, hydraulische Energie usw. sein.
