Электричество

Электри́чество (от лат. electricus, др.-греч. ἤλεκτρον — янтарь) — фундаментальное физическое явление, связанное с наличием и движением заряженных частиц, таких как электроны и протоны. Электрический заряд может проявляться в виде статического электричества, когда заряды не двигаются, или в виде тока, когда заряды перемещаются по проводнику.

История

Впервые на электрический заряд обратил внимание Фалес Милетский. Было обнаружено, что янтарь, потёртый о шерсть, приобретает свойства притягивать мелкие предметы.

Термин «электричество» введён английским естествоиспытателем, лейбмедиком королевы Елизаветы Тюдор Уильямом Гилбертом. В его сочинении «О магните, магнитных телах и о большом магните — Земле» объясняется действие магнитного компаса и описываются некоторые опыты с наэлектризованными телами. Гилберт установил, что свойством наэлектризовываться обладают и другие вещества.

Теория

Электрический заряд — свойство частиц носить на себе заряд, который может быть положительным или отрицательным. Существуют два вида электрического заряда, которые условно разделяют на положительный и отрицательный. Заряды одного знака отталкиваются, а разных знаков — притягиваются друг к другу. Сила взаимодействия неподвижных точечных электрических зарядов определяется законом Кулона. Движущийся электрический заряд (электрический ток) создаёт в системе отсчёта, относительно которой он движется, магнитное поле. На электрический заряд, движущийся в магнитном поле, действует сила Лоренца. Связь электрического заряда с электромагнитным полем определяется уравнениями Максвелла. Величина электрического заряда инвариантна относительно инерциальных систем отсчёта, то есть не зависит от скорости движения заряда.

Электрический ток — это движение зарядов в проводнике, вызываемое разностью потенциалов. В металлах электрический ток обусловлен движением свободных электронов (электронов проводимости), в полупроводниках —свободных электронов и положительно заряженных дырок, в электролитах — положительных и отрицательных ионов.

Электромагнетизм — сила, которая образуется в результате течения через проводник электрического тока, называется электромагнетизмом. Электричество и магнетизм тесно связаны. Данная взаимосвязь проявляется в электромагнитных явлениях, явлении возникновения электромагнитной индукции.

Электростатика — раздел электромагнетизма, изучающий электростатические поля, то есть электрические поля, которые создаются электрическими зарядами, покоящимися в некоторой инерциальной системе отсчёта.

Электричество в природе и живых организмах

Природное электричество

Ярким проявлением электричества в природе служат молнии. Молния — гигантский электрический искровой разряд в атмосфере, обычно может происходить во время грозы, проявляющейся яркой вспышкой света и сопровождающим её громом.

У растений наглядным доказательством проявления токов действия является механизм складывания листьев под влиянием внешних раздражителей. У мимозы стыдливой есть ткани, способные резко сокращаться. Если поднести к ее листьям чужеродный предмет, то они закроются.

Электричество в живых организмах

В организме человека тоже имеется электричество. Импульс в нервных окончаниях возникает вследствие кратковременного напряжения. В водной среде живет великое множество организмов, которые охотятся и защищаются при помощи электричества. Например, электрический угорь и скат могут вырабатывать напряжение в несколько сот вольт. Некоторые рыбы для лучшего ориентирования, создают вокруг своих тел электрическое поле.

Применение

Одним из основных применений электричества является обеспечение бытовых нужд. Электричество используется для освещения, работы бытовых приборов (холодильников, стиральных машин, пылесосов и т. д.), зарядки устройств и других повседневных задач.

В промышленности оно используется для привода механизмов, освещения заводских помещений, работы оборудования, производства товаров и многих других целей.

Электричество широко применяется в сфере транспорта. Электрические поезда, автобусы, трамваи, электромобили — все они работают благодаря электричеству, что способствует сокращению выбросов вредных веществ.

В медицине электричество используется для работы медицинского оборудования, проведения различных процедур, в том числе для работы электрокардиографов, дефибрилляторов и других устройств.

С развитием технологий электричество стало неотъемлемой частью сферы вычислительной техники, интернета, мобильных устройств и прочих технологических инноваций.

Ссылки

• Электричество
• Электромагнетизм