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Elektrizität ist die Kollektion Physiker Phänomene im Zusammenhang mit elektrische Ladung und elektrische Felder und auch Elektromagnetismus.
Bei der Elektrizität wird unterschieden zwischen statischen elektrische Aufladungen, die in der Elektrostatikund bewegte elektrische Ladungen (fließen), die in der Elektrodynamik. Da elektrischer Strom ein wichtiges Energiequelle Im Alltag werden die Wörter „Elektrizität“ und „Strom“ in der Alltagssprache oft synonym verwendet. Zur Elektrizität gehören aber auch andere leicht erkennbare Phänomene wie z Blitz und statische Elektrizität. Ebenfalls Induktion ist ein verwandtes Phänomen.
Elektrizität als Phänomen
Strom ist benannt nach Elektron, das griechische Wort für Bernstein. Statische Elektrizität kann erzeugt werden, indem man ein Stück Bernstein mit einem Wolltuch abreibt. Eine alte Purist Der Name für Strom ist daher Bernsteinkraft[1] oder Scheunenleistung.
Strom hat viel technisch Anwendungen. In dem Elektrotechnik Die Elektrizitätstheorie wird daher bis an ihre äußersten Grenzen erforscht und weiterentwickelt. Im Gegensatz zu vielen anderen physikalischen Phänomenen können viele der mit Elektrizität zusammenhängenden Phänomene mit großer Präzision gemessen und vorausberechnet werden.
Elektrizität ist ein Naturphänomen. Am bekanntesten ist die Leistung von Blitz, die durch a . verursacht wird Potenzieller unterschied in dem Atmosphäre. Einige Fische, wie z Zitteraal, können auch Strom erzeugen. Außerdem funktioniert es tierisch und menschlich nervöses System mit elektrischen Signalen.
Geschichte
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Lange bevor Elektrizität bekannt war, waren sich die Menschen der Gefahr durch den Kontakt mit Strom bewusst elektrisches Angeln.
Das wurde Jahrtausende später auch von der Altgriechisch, römisch und ArabischNaturforscher und Ärzte erwähnen. Mehrere historische Autoren, darunter Plinius der Ältere und Scribonius Largus, untersuchte die betäubende Wirkung von Elektroschocks von Wels und der Torpediniformes (ein Stachelrochen). Sie wussten auch bereits, dass solche Erschütterungen nur durch leitende Gegenstände hindurchgehen können. Patienten mit Erkrankungen wie z Gicht oder akute Kopfschmerzen, wurden behandelt, indem sie mit elektrischen Fischen in Kontakt gebracht wurden, in der Hoffnung, dass der starke Schock sie heilen würde.
Einige alte Kulturen rund um die Mittelmeer- hatte bereits Kenntnisse über statische Elektrizität. Sie rieben mit Bernsteinstangen über einen Pelz und mit den Stäben Lichtobjekte angezogen, zum Beispiel a Feder. Um 600 v. gemacht Thales von Milet einige Hinweise zur statischen Elektrizität. Er war überzeugt, dass Bernstein im Gegensatz zu anderen Mineralien (wie z Magnetit), wurde magnetisch durch Reibung.
1600 veröffentlichte der englische Arzt William Gilbert eine umfassende Studie über Elektrizität und Magnetismus. Er unterschied die natürliche magnetische Wirkung von der statischen Elektrizität, die durch das Reiben von Bernstein erzeugt wird. Otto von Guericke, Robert Boylea, Stephen Gray und Charles du Fay Strom weiter untersucht. Im 18. Jahrhundert Benjamin Franklin umfangreiche Stromforschung. 1752 führte er sein bekanntes Experiment mit dem Drachen beweisen, dass Blitze eine Form von Elektrizität sind.
Veröffentlicht im Jahr 1791 Luigi Galvanic seine Entdeckung der tierischen Elektrizität, die zeigte, dass Nervenzellen Elektrizität verwenden, um Signale an unsere Muskeln zu übertragen. Alessandro Voltas Batterie, die Spalte von Volta, gab den Wissenschaftlern eine zuverlässigere Energiequelle als die elektrifizierende Maschinen die sie vorher benutzt haben. 1820 entdeckt Hans Christian rsted die Beziehung zwischen Elektrizität und Magnetismus. Er demonstrierte, wie ein Leiter, durch den ein elektrischer Strom fließt, in der Lage ist, Kompassnadel beeinflussen. André-Marie Ampère hörte von Ørsteds Entdeckung und wiederholte das Experiment unter kontrollierten Bedingungen. Weniger als eine Woche später hatte er das Gesetz gefunden, das festlegt, wie und in welche Richtung die Nadel beeinflusst wird.
Michael Faraday gefunden im Jahr 1821 die Elektromotor und der Dynamo aus, und Georg Ohm analysierte es 1827 Stromnetz mit mathematischen Methoden.
Die größten Fortschritte würden am Ende des 19. Jahrhunderts gemacht. Dank an Thomas Edison, Nikola Tesla, Werner von Siemens, Alexander Graham Bello und Lord Kelvin Elektrizität wurde in der modernen Gesellschaft unverzichtbar. Zum Teil dank ihrer Beiträge, eine Sekunde Industrielle Revolution. Im 20. Jahrhundert wurden die Ladungsträger, die elektrischen Elektron und der Proton, als Bestandteile des Atoms identifiziert werden.
Elektrisches Potenzial
sehen Elektrisches Potenzial für den Hauptartikel zu diesem Thema.Bei jeder Anordnung geladener Teilchen oder Objekte im Raum gilt a potenzielle Energie damit verbundenen. Sie entspricht der imaginären Arbeit, die erforderlich ist, um die Teilchen aus einem großen gegenseitigen Abstand ("unendlich") an ihre aktuelle Position zu bewegen. Diese Arbeit kann positiv sein, beispielsweise um zwei gleiche Ladungen aufeinander zu bewegen, aber auch negativ, wenn beispielsweise zwei entgegengesetzte Ladungen nahe beieinander liegen. Die Energie eines gegebenen Teilchens im elektrisches Feld der anderen Teilchen ist proportional zur Ladung des gegebenen Teilchens; die Energie einer Testladung von 1 coulomb heißt das elektrische Potential, ausgedrückt in Volt.
Elektrischer Strom
sehen Elektrischer Strom für den Hauptartikel zu diesem Thema.Die kleinstmögliche elektrische Ladung von einzeln vorkommenden Teilchen ist particles[2] wird von zwei Teilchen gebildet: dem Proton (Welche positiv heißt) und die Elektron (Welche Negativ wird genannt). Andere geladene Teilchen sind zum Beispiel Ionen.
Im Allgemeinen führt die Ladung auf einem Objekt dazu, dass das Objekt eine bestimmte elektrische Potenzial. Statische Elektrizität besteht aus Ladungen, die sich nicht bewegen.
Wenn zwei Objekte unterschiedliche Potentiale haben (es gibt ein elektrisches Potenzieller unterschied) erfahren geladene Teilchen zwischen diesen Objekten eine Kraft, sodass potentielle Energie in kinetische Energie (Beschleunigung) umgewandelt werden kann. Wenn die Objekte durch a . verbunden sind Dirigent mit einer endlichen Widerstand, einer läuft elektrischer Strom vom Objekt mit dem höheren Potential zum Objekt mit dem niedrigeren Potential, bei dem elektrische potentielle Energie in Wärme umgewandelt wird. Der eigentliche Teilchenfluss durch den Leiter kann sowohl aus positiven Teilchen bestehen, die sich von einem hohen Potential zu einem niedrigeren bewegen, als auch aus negativ geladenen Teilchen, die sich in die entgegengesetzte Richtung bewegen. Der elektrische Strom wird ausgedrückt in Ampere, was dem Transport von 1 Coulomb geladener Teilchen pro Sekunde entspricht.
Der Strom durch einen Leiter ist normalerweise proportional zur Potenzialdifferenz (Spannung): Dies ist der is Ohm'sches Gesetz. Der Proportionalitätsfaktor ist der elektrische Widerstand, ausgedrückt in Ohm.
Macht kann DC (DC), aber auch Wechselstrom (AC). In beiden Fällen geht es um die Richtung, in die der Strom fließt. Gleichstrom wird unter anderem in Autos und Schiffen verwendet, während zu Hause Wechselstrom aus der Stromnetz Kommen.
Stromanbieter können Haushalte mit elektrischer Energie mit elektrischer Energie versorgen. Was geliefert wird ist es Potenzieller unterschied (elektrische Spannung), die zwischen zwei Polen einer Steckdose gehalten wird, so dass jederzeit a elektrischer Ladungsfluss ein Gerät passieren kann. Umgangssprachlich wird dies oft mit "Power" abgekürzt und dieser Sprachgebrauch wurde sogar von Stromanbietern übernommen. So spricht man von „grüne KraftDas Wort „Strom“ wird daher von den Nutzern im Sinne von Strom verstanden.
Neben Steckdosen, Batterien ob Batterien eine Quelle für elektrische Energie sind. In diesem Fall besteht aufgrund einer schiefen Verteilung der elektrischen Ladung innerhalb der Batterie eine Potentialdifferenz zwischen den Anschlüssen und den Anschlüssen der Batterie.
In der Atmosphäre kann zwischen der Erdoberfläche und einer Wolkenmasse eine Potentialdifferenz entstehen. Wenn die Spannung so groß wird, dass Luft ionisiert wird, entsteht eine Entladung in Form von Blitz.
Gefahren durch Elektrizität
Wenn Strom durch den Körper fließt, kann es gefährlich werden, wenn der Strom zu hoch ist. In der Tabelle ist zu beachten, dass Frequenz – aber auch die Zeit (in Sekunden oder Millisekunden) – Bestimmen Sie die Konsequenzen.
Stromstärke Einfluss auf den menschlichen Körper Ausdauerzeit 0,5 mA spürbar, Schockwirkung unbestimmt 1mA gut gefühlt unbestimmt 2mA Beginn der Krämpfe unbestimmt 5mA starker Krampf unbestimmt 10mA Loslassen kostet viel Kraft unbestimmt 15mA Loslassen ist nicht möglich und schmerzhafte Krämpfe 15 Sekunden 20mA starke Schmerzen <15 Sekunden 30mA unerträgliche Schmerzen 1 Sekunde 40mA Bewusstlosigkeit, Lebensgefahr 0,2 Sekunden
- 40 mA - 200 mA: das Herz hört auf zu arbeiten, die Durchblutung stoppt, lebensbedrohlich.
- 200 mA - 1 Ampere: Verbrennungen von Gewebe, Muskeln und Nerven.
- > 1 Ampere: Nierenvergiftung.
Siehe auch
Quellen, Anmerkungen und/oder Verweise
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