Ток простым языком для детей

Понравилось? Поделитесь с друзьями:

Электротехника для чайников

Начнем пожалуй с понятия электричества. Электрический ток – это упорядоченное движение заряженных частиц под действием электрического поля. В качестве частиц могут выступать свободные электроны металла, если ток течет по металлическому проводу, или ионы, если ток течет в газе или жидкости.

Есть ещё ток в полупроводниках, но это отдельная тема для разговора. Как пример можно привести высоковольтный трансформатор из микроволновки – сначала электроны бегут по проводам, затем ионы движутся между проводами, соответственно сначала ток идет через металл, а потом через воздух. Вещество называются проводником или полупроводником, если в нём есть частицы, способные переносить электрический заряд. Если таких частиц нет, то такое вещество называется диэлектриком, оно не проводит электричество. Заряженные частицы несут на себе электрический заряд, который измеряется обозначается q в кулонах.

Единица измерения силы тока называется Ампер и обозначается буковой I, ток величиной в 1 Ампер образуется при прохождении через точку электрической цепи заряда величиной 1 Кулон за 1 секунду, то есть грубо говоря сила тока измеряется в кулонах секунду. И по сути сила тока это количество электричества, протекающего за единицу времени через поперечное сечение проводника. Чем больше заряженных частиц бежит по проводу, тем соответственно больше ток.

Чтобы заставить заряженные частицы перемещаться от одного полюса к другому необходимо создать между полюсами разность потенциалов или – Напряжение. Напряжение измеряется в вольтах и обозначается буквой V или U. Чтобы получить напряжение величиной 1 Вольт нужно передать между полюсами заряд в 1 Кл, совершив при этом работу в 1 Дж. Согласен, немного непонятно.

Для наглядности представим резервуар с водой расположенный на некоторой высоте. Из резервуара выходит труба. Вода под действием силы тяжести вытекает через трубу. Пусть вода – это электрический заряд, высота водяного столба – это напряжение, а скорость потока воды – это электрический ток. Точнее не скорость потока, а количество вытекающей за секунду воды. Вы понимаете, что чем выше уровень воды, тем больше будет давление внизу А чем выше давление внизу, тем больше воды вытечет через трубу, потому что скорость будет выше.. Аналогично чем выше напряжение, тем больший ток будет течь в цепи.

Зависимость между всеми тремя рассмотренными величинами в цепи постоянного тока определяет закон ома, который выражается вот такой формулой, и звучит как сила тока в цепи прямо пропорциональна напряжению, и обратно пропорциональна сопротивлению. Чем больше сопротивление, тем меньше ток, и наоборот.

Добавлю ещё пару слов про сопротивление. Его можно измерить, а можно посчитать. Допустим у нас есть проводник, имеющий известную длину и площадь поперечного сечения. Квадратный, круглый, неважно. Разные вещества имеют разное удельное сопротивление, и для нашего воображаемого проводника существует вот такая формула, определяющая зависимость между длиной, площадью поперечного сечения и удельным сопротивлением.

Удельное сопротивление веществ можно найти в интернете в виде таблиц.

Можно опять же провести аналогию с водой: вода течёт по трубе, пусть труба имеет удельную шершавость. Логично предположить, что чем длиннее и уже труба, тем меньше воды будет по ней протекать за единицу времени. Видите, как всё просто? Формулу даже запоминать не нужно, достаточно представить себе трубу с водой.

Что касается измерения сопротивления, то нужен прибор, омметр. В наше время более популярны универсальные приборы – мультиметры, они измеряют и сопротивление, и ток, и напряжение, и ещё кучу всего. Давайте проведём эксперимент. Я возьму отрезок нихромовой проволоки известной длины и площади сечения, найду удельное сопротивление на сайте где я её купил и посчитаю сопротивление. Теперь этот же кусочек измерю при помощи прибора. Для такого маленького сопротивления мне придется вычесть сопротивление щупов моего прибора, которое равно 0.8 Ом. Вот так вот!

Шкала мультиметра разбита по размерам измеряемых величин, это сделано для более высокой точности измерения. Если я хочу измерить резистор с номиналом 100 кОм, я ставлю рукоятку на большее ближайшее сопротивление. В моём случае это 200 килоом. Если хочу измерить 1 килоом, то ставлю на 2 ком. Это справедливо для измерения остальных величин. То есть на шкале отложены пределы измерения, в который нужно попасть.

Давайте продолжим развлекаться с мультиметром и попробуем измерить остальные изученные величины. Возьму несколько разных источников постоянного тока. Пусть это будет блок питания на 12 вольт, юсб порт и трансформатор, который в своей молодости сделал мой дед. Напряжение на этих источниках мы можем измерить прямо сейчас, подключив вольтметр параллельно, то есть непосредственно к плюсу и к минусу источников. С напряжением всё понятно, его можно взять и измерить. А вот чтобы измерить силу тока, нужно создать электрическую цепь, по которой будет протекать ток. В электрической цепи обязательно должен быть потребитель, или нагрузка. Давайте подключим потребитель к каждому источнику. Кусочек светодиодной ленты, моторчик и резистор на (160 ом).

Давайте измерим ток, протекающий в цепях. Для этого переключаю мультиметр в режим измерения силы тока и переключаю щуп во вход для тока. Амперметр подключается в цепь последовательно измеряемому объекту. Вот схема, её тоже следует помнить и не путать с подключением вольтметра. Кстати существует такая штуковина как токовые клещи. Они позволяют измерять силу тока в цепи без подключения непосредственно к цепи. То есть не нужно отсоединять провода, просто накидываешь их на провод и они измеряют. Ну ладно, вернёмся к нашему обычному амперметру.

Итак, я измерил все токи. Теперь мы знаем, какой ток потребляется в каждой цепи. Здесь у нас светятся светодиоды, здесь крутится моторчик а здесь…. Так стоять, а че делает резистор? Он не поёт нам песни, не освещает комнату и не вращает никакой механизм. Так на что он тратит целых 90 миллиампер? Так не пойдёт, давайте разбираться. Слышь ты! Ау, он горячий! Так вот куда расходуется энергия! А можно ли как-то посчитать, что здесь за энергия? Оказывается – можно. Закон, описывающий тепловое действие электрического тока был открыт в 19 веке двумя учеными, Джеймсом Джоулем и Эмилием Ленцем. Закон назвали закон Джоуля-Ленца. Он выражается вот такой формулой, и численно показывает, сколько джоулей энергии выделяется в проводнике, в котором течёт ток, за единицу времени. Из этого закона можно найти мощность, которая выделяется на этом проводнике, мощность обозначается английской буквой Р и измеряется в ваттах.

Таким образом у меня на столе электрическая мощность идёт на освещение, на совершение механической работы и на нагрев окружающего воздуха. Кстати именно на этом принципе работают различные нагреватели, электрочайники, фены, паяльники и прочее. Там везде стоит тоненькая спираль, которая нагревается под действием тока.

Этот момент стоит учитывать при подведении проводов к нагрузке, то есть прокладка проводки к розеткам по квартире тоже входит в это понятие. Если вы возьмете для подведения к розетке слишком тонкий провод и подключите в эту розетку компьютер, чайник и микроволновку, то провод может нагреться вплоть до возникновения пожара. Поэтому есть вот такая табличка, которая связывает площадь поперечного сечения проводов с максимальной мощностью, которая по этим проводам будет идти. Если вздумаете тянуть провода – не забудьте об этом.

Также в рамках этого выпуска хотелось бы напомнить особенности параллельного и последовательного соединения потребителей тока. При последовательном соединении сила тока одинакова на всех потребителях, напряжение разделилось на части, а общее сопротивление потребителей представляет собой сумму всех сопротивлений. При параллельном соединении напряжение на всех потребителях одинаково, сила тока разделилась, а общее сопротивление вычисляется вот по такой формуле.

Из этого вытекает один очень интересный момент, который можно использовать для измерения силы тока. Допустим нужно измерить силу тока в цепи около 2 ампер. Амперметр с этой задачей не справляется, поэтому можно использовать закон ома в чистом виде. Знаем, что сила тока одинакова при последовательном соединении. Возьмём резистор с очень маленьким сопротивлением и вставим его последовательно нагрузке. Измерим на нём напряжение. Теперь, пользуясь законом ома, найдём силу тока. Как видите, она совпадает с расчётом ленты. Здесь главное помнить, что этот добавочный резистор должен быть как можно меньшего сопротивления, чтобы оказывать минимальное влияние на измерения.

Есть ещё один очень важный момент, о котором нужно знать. Все источники имеют максимальный отдаваемый ток, если этот ток превысить – источник может нагреться, выйти из строя, а в худшем случае ещё и загореться. Самый благоприятный исход это когда источник имеет защиту от перегрузки по току, в таком случае он просто отключит ток. Как мы помним из закона ома, чем меньше сопротивление, тем выше ток. То есть если взять в качестве нагрузки кусок провода, то есть замкнуть источник самого на себя, то сила тока в цепи подскочит до огромных значений, это называется короткое замыкание. Если вы помните начало выпуска, то можете провести аналогию с водой. Если подставить нулевое сопротивление в закон ома то мы получим бесконечно большой ток. На практике такое конечно не происходит, потому что источник имеет внутреннее сопротивление, которое подключено последовательно. Этот закон называется закон ома для полной цепи. Таким образом ток короткого замыкания зависит от величины внутреннего сопротивления источника.

Сейчас давайте вернёмся к максимальному току, который может выдать источник. Как я уже говорил, силу тока в цепи определяет нагрузка. Многие писали мне вк и задавали примерно вот такой вопрос, я его слегка утрирую: Саня, у меня есть блок питания на 12 вольт и 50 ампер. Если я подключу к нему маленький кусочек светодиодной ленты, она не сгорит? Нет, конечно же она не сгорит. 50 ампер – это максимальный ток, который способен выдать источник. Если ты подключишь к нему кусочек ленты, она возьмёт свои ну допустим 100 миллиампер, и все. Ток в цепи будет равен 100 миллиампер, и никто никуда не будет гореть. Другое дело, если возьмёшь километр светодиодной ленты и подключишь его к этому блоку питания, то ток там будет выше допустимого, и блок питания скорее всего перегреется и выйдет из строя. Запомните, именно потребитель определяет величину тока в цепи. Этот блок может выдать максимум 2 ампера, и когда я закорачиваю его на болтик, с болтиком ничего не происходит. А вот блоку питания это не нравится, он работает в экстремальных условиях. А вот если взять источник, способный выдать десятки ампер, такая ситуация не понравится уже болтику.

Давайте для примера произведём расчёт блока питания, который потребуется для питания известного отрезка светодиодной ленты. Итак, закупили мы у китайцев катушку светодиодной ленты и хотим запитать три метра этой самой ленты. Для начала идём на страницу товара и пытаемся найти, сколько ватт потребляет один метр ленты. Эту информацию я найти не смог, поэтому есть вот такая табличка. Смотрим, что у нас за лента. Диоды 5050, 60 штук на метр. И видим, что мощность составляет 14 ватт на метр. Я хочу 3 метра, значит мощность будет 42 ватта. Блок питания желательно брать с запасом на 30% по мощности, чтобы он не работал в критическом режиме. В итоге получаем 55 ватт. Ближайший подходящий блок питания будет на 60 ватт. Из формулы мощности выражаем силу тока и находим её, зная, что светодиоды работают при напряжении 12 вольт. Выходит, нам нужен блок с током 5 ампер. Заходим, например, на али, находим, покупаем.

Очень важно знать потребляемый ток при изготовлении всяких USB самоделок. Максимальный ток, который можно взять от USB, составляет 500 миллиампер, и его лучше не превышать.

И напоследок коротенько о технике безопасности. Здесь вы можете видеть, до каких значений электричество считается неопасным для жизни человека.

Как рассказать ребенку про электричество

Электричество окружает детей повсюду: дома, на улице, в детсаду, в игрушках и бытовых приборах – сложно вспомнить сферу жизнедеятельности человека, где обходились бы без тока. А потому интерес детей к данной теме вполне объясним. Хотя рассказ о свойствах электричества – не только вопрос любознательности, но и… безопасности малыша!

В 2-3 года у маленького человечка начинается период, когда ему интересно все. Что это, зачем, как работает, почему оно такое, а не иное, как этим пользуются, чем полезно или вредно – миллион вопросов в сутки папе и маме гарантирован. Причем сфера интересов «почемучки» обширна: его волнуют как приземленные темы (вроде того, что такое деньги или Новый год), так и возвышенные (что такое космос, что такое любовь). И расспросы об электричестве также естественны. Что такое ток, откуда берется и куда пропадает, когда щелкаем выключателем? Почему от электричества светится лампочка, и работает телевизор? Как папин планшет или его музыкальные игрушки работают без провода к розетке? Чем так опасен ток, что родители запрещают даже приближаться к этой розетке? Вариантов не счесть! Конечно, можно отмахнуться от них, сказав, что ребенок еще мал, чтобы понять эту тему (с точки зрения науки, электричество столь сложное понятие, о котором можно рассуждать не раньше 12-14 лет). Но такой подход ошибочен. Причем с точки зрения и воспитания, и безопасности. Пусть малыш не разберется в физике процесса, но знать суть электротока и относиться к нему с должным уважением ему вполне под силу.

Электричество: пчелы или электроны?

Итак, начнем с базового вопроса: что такое электричество? В общении с ребенком 2-3 лет возможно несколько подходов. Первый: игровой. Можно рассказать малышу, что внутри проводов живут, например, маленькие пчелы или муравьи, фактически невидимые человеческому глазу. И когда электроприбор выключен, они там покоятся, отдыхают. Но стоит подключить его к розетке (либо нажать на выключатель, если он соединен с сетью), как они начинают трудиться: бегать либо летать внутри провода вперед и назад без устали! И от такого их движения вырабатывается энергия, зажигающая лампочку или позволяющая работать тем или иным приборам. Причем количество таких пчелок-муравьишек в проводе может быть разным. Чем их больше и чем активнее они двигаются, тем выше сила тока – а значит, тем больший механизм они могут запустить. Проще говоря, чтобы светилась лампочка в карманном фонарике, нужно совсем мало таких «помощников», а чтобы осветить дом – нужно иметь запас электричества намного, намного больше. И тут важно подчеркнуть: такие пчелы хоть и работают на пользу людей, но могут серьезно обидеться, если к ним относиться небрежно. Причем обидой дело не ограничится – они могут и больно-больно укусить (и чем больше пчелок, тем сильнее будет укус). А потому нельзя лезть в розетку или разбирать электроприбор, а также касаться оголенных проводов у подключенных приборов – пчелам может не понравиться, что кто-то пытается мешать им работать…

Если же вам такой подход не по душе, вы предпочитаете отвечать ребенку на его вопросы с полной серьезностью, тогда можно рассказать о физическом явлении электричества, только адаптировав его для маленького человечка. Поясните, что внутри металлических проводов есть микрочастицы – электроны. Они, с одной стороны, настолько мелкие, что их даже в микроскоп невозможно рассмотреть, а с другой – их очень много. В обычном состоянии они находятся на одном месте и ничего не делают. Но когда включаете прибор, электроны начинают с большой скоростью передвигаться внутри проводов. Это движение и рождает энергию электричества. Чтобы малышу было понятно, как такое возможно, можно сравнить это с водой в трубах – не зря же говорят, что ток по проводам течет. Словно капли жидкости в трубочке, подталкивающие друг друга, следующие одна за другой, бегущие, пока не перекрыт вентиль, электроны действуют точно так – только у них вместо вентиля выключатель. А еще от прямого контакта с электронами, в отличие от воды, вы не намокаете, а получаете электрический удар. Это самый настоящий удар: ведь электронов очень много и они бегут с огромной скоростью. А потому, если встать у них на пути, они бьются в кожу с большой силой, что, конечно, очень больно. Поэтому, если прибор включен в розетку или оголился провод (что по сути равноценно разрыву трубы, когда вода вытекает наружу: и чем больше воды, тем сильнее ее напор), нельзя мешать ему. Пусть электроны тратят энергию на лампочку, а не на то, чтобы потратить ее, обидев малыша!

Демонстрируйте электроток на примерах

Какой бы подход в рассказе об электричестве вы ни выбрали, логичным для детей выступает следующий вопрос: а почему при включении прибора пчелы или электроны начинают в проводе двигаться, что их заставляет делать это? В таком случае надо в общих чертах рассказать о строении электросети, и желательно делать это с приведением наглядных примеров из окружающей жизни либо на фото- и видеоматериалах. Расскажите, что все-все провода в доме сходятся в один кабель, вмещающий нужное для жилья количество электронов/пчел. Далее он выходит на улицу и, опираясь на столбы, ведет к фабрике, где и производят эти частицы, – такой завод называют электростанцией. О том, как их производят (сжиганием угля, от привода на гидроэлектростанции или ветряках, от солнечных батарей), можно рассказать по желанию, если ребенок проявляет к этому интерес. Но обычно в 2-3 года хватает понятия, что есть такая фабрика, где делают «электрических пчел» или электроны. Хотя никто не запрещает провести вам с ребенком маленький, но наглядный эксперимент. Вам понадобится простейшая динамо-машина: с лампочкой и ручкой, от вращения которой светится лампочка. Малыш наверняка придет в восторг, видя, что может производить собственными руками электричество! Причем стоит ему перестать вращать рукоятку, и лампочка сразу гаснет – очень наглядно и просто.

Экспериментальная практика вообще крайне полезна – особенно в тех вопросах, где надо показать, что ток опасен. Для этого вам понадобится несколько батареек и пара лампочек. Вначале поясните, что батарейка – это такой маленький запас электричества: как консервы с едой, в которых припасено электронов для питания приборов на какое-то время. А потом покажите, как она работает: установили ее в игрушку и телефон, они работают. Закончился заряд пчелок/электронов – прибор выключился: и нужны или новые батарейки, или зарядить старые, «залив» из розетки партию «помощников» (подчеркните, что заряжать можно не все, а только батареи, называемые аккумуляторами). Теперь переходите к экспериментам. Возьмите батарейку на 9 В (ту, что принято именовать кроной) и предложите малышу прикоснуться одновременно к обоим контактам языком. Легкое жжение, которое почувствует, и есть проявление электрического удара – только слабым, ведь в батарейке пчелок или электронов очень мало. А в розетке их на порядок больше, а удар в десятки раз сильнее и больнее. Конечно, немалое количество детей захочет убедиться в этом. Потому нужен иной эксперимент: с парой разных лампочек – на 4,5 В и 9 В. Подключите ко все той же батарейке последнюю – она светится. А затем присоедините ту, что рассчитана на меньшее напряжение, – и она перегорит, причем эффектно: с хлопком, вспышкой и почерневшим изнутри стеклом… Объясните, что для столь маленькой лампочки электронов в батарее слишком много, либо что пчелам не понравилось, что с ними играют без толку, и они испортили ее. Так и в розетке для человека – тока много или пчелы обидятся, и он может сильно пострадать.

Научите аккуратному обращению с электричеством!

Только помните: ваша цель – не запугать ребенка. Если в этом вопросе перегнете палку, велик риск, что в душе малыша поселится страх перед электричеством. Он будет панически бояться его, ему будет сложно пользоваться электроприборами, он будет их избегать и стараться сам их не включать. Правильнее не напугать, а научить аккуратности и бережливому отношению к току. Потому рассказывайте про риски, но не приукрашайте чрез меры все детали.

Для обучения обращению с электричеством уделите внимание на эти пункты:

нельзя включать любые электроприборы в доме без разрешения взрослых, они должны знать, что малыш включает и выключает телевизор, радионяню или другой крупный электроприбор;

недопустимо разбирать электрические приборы, даже если они отключены от розетки или малышу кажется, что требуется заменить какую-то деталь – например, перегоревшую лампочку в ночнике;

нужно сразу же сообщать взрослым о любой проблеме с электроприбором: если перестал работать, начал неприятно пахнуть, дымиться или искрить, если разбился его корпус или порвался провод;

ни в коем случае нельзя мочить электроприбор или провода – вода, с одной стороны, может вывести его из строя, а с другой, является хорошим проводником для тока, а потому через нее может пойти электроудар;

обращаться с электроприборами надо аккуратно, не бросать их и не бить, все провода надо скручивать бережно, без изломов, а вытягивать их из розетки нужно не резко и не за провод, а плавно и за защитный штепсель;

на улице нельзя подходить к висящим со столба или торчащим из земли оборванным проводам и тем более касаться их, запрещено открывать дверцы трансформаторных будок и электрощитков;

покажите ребенку общепринятые символы электричества, которые должны сказать ему, что приближаться к обозначенным ими предметам и строениям без ведома взрослых не стоит ни при каких обстоятельствах.

И не забудьте подготовить квартиру к любопытству ребенка. Как бы вы ему ни втолковывали правила безопасности, он в любом случае осознанно или нет, малыш хоть раз попытается залезть в розетку, порвать провод и разбить электроприбор. Потому различные приспособления, от заглушек до специальных креплений для кабелей, жизненно необходимы!

А ваш ребенок уже знает про пользу и опасность электричества?

Детям про электричество

Представьте, вы с ребенком собрались просмотреть мультфильм или познавательную передачу, улеглись на диван и вдруг ваше чадо спрашивает: «А от чего работает телевизор/телефон/планшет?» Вроде бы ответ простой — от электричества, но не нужно быть Нострадамусом, чтобы предугадать следующий вопрос, который поступит от ребенка: «А откуда берется электричество?» И здесь у многих родителей наступает ступор, в особенности у тех, кто не заканчивал физмат, и их профессия никоим образом не связана с этим направлением.

Конечно, можно ответить так же просто, как и на предыдущий вопрос: «Электричество берется из розетки». Но чтобы ваш ребенок получил полный и раскрытый ответ, причем доступным и понятным языком, без заумных формул и определений, которыми написана большая часть учебников по физике, мы предлагаем задержаться на этой странице и прочитать, возможно, не новую, но полезную и познавательную информацию.

Что такое электричество?

Само слово «электричество», а точнее, «электрическая» сила появилось более 2000 лет назад в Древней Греции. Люди заметили, что если потереть янтарь о шерсть, то камень начинает притягивать к себе различные предметы небольшого размера. Янтарь на древнегреческом языке именовался «электроном», отсюда и произошло само название.

Но дальше простых экспериментов со статическим электричеством у Древних Греков изучение загадочного феномена не продвинулось. А раскрывать сущность всего явления стали намного позже. Ученые выяснили, что окружающие предметы состоят из элементарных частиц: протонов и электронов. Эти два вида частичек имеют электрический заряд: у электрона он отрицательный, а вот у протона — положительный. Притягиваясь друг к другу, они тесно взаимодействуют и в зависимости от количества протонов и электронов образуют атомы разных материй.

Сами протоны располагаются в ядре атома, а вот электроны вращаются возле них по кругу. Атомы с количеством протонов равным числу электронов имеют нулевой заряд. Например, если камень янтаря лежит сам по себе, и его никто не трогает, то его атомы также имеют нулевой заряд. Но стоит потереть атомы янтаря об атомы шерсти, как электроны из шерсти мигом переберутся на янтарные, и их «переизбыток» сделает заряд отрицательным. Такой камушек с «новой силой» и начинает притягивать к себе мелкие предметы с нулевым или положительным зарядом, а если у предмета будет отрицательный заряд — он их оттолкнет.

Электрический ток — организованный отряд электронов

Но каким образом электричество живет в розетке, если все настолько рассеянно в этой схеме?

Почти все атомы могут терять и хватать электроны. Так, если у одних их будет избыток, а у других —недостаток, то направляемые электрическими силами электроны устремятся туда, где их не хватает. Вот этот поток и называется электрическим током.

Среди привычных нам понятий электрический ток похож на реку, которая, разливаясь на множество ответвлений, питает электроприборы. Но перед тем, как направить этот поток отрицательно заряженных частиц, их нужно откуда-то взять?

Над этим вопросом бились лучшие умы прошлого тысячелетия, но первым смог сделать прорыв итальянский ученый — Алессандро Вольта, который в 1800 году изобрел первую батарею, получившую название «Вольтов столб», тем самым подарив миру надежный источник постоянной электроэнергии. В благодарность за такое открытие фамилия ученого была увековечена, и с того времени напряжение тока измеряется в вольтах.

Откуда берется электричество?

откуда берется электричество

Несмотря на то, что «Вольтов столб» и совершил прорыв в науке того времени, за последующие 200 лет была сделана уйма более глобальных открытий и выявлено множество способов добывать электрический ток, для которых построены огромные сооружения и используются новейшие технологии! А теперь по порядку.

ТЭС — тепловая электростанция

Для выработки тока на ТЭС установлен турбоэлектрогенератор, состоящий из:

неподвижной части — статора в виде двухполярного магнита;
вращающегося ротора, который обмотан медной проволокой, так как этот металл считается наилучшим и наиболее доступным проводником.

Беспрерывное вращение магнита постоянно меняет полярность (полюса) отчего электроны в проволоке приходят в движение, как в примере с янтарем и шерстью, только в больших масштабах. Но чтобы весь этот механизм работал и вырабатывалось электричество, «что-то» должно крутить огромную турбину. Для этой цели на ТЭС установлены огромные котлы, которые нагревают воду до 450 ℃, отчего она превращается в пар. Далее под высоким давлением пар поступает из котла на лопасти, закрепленные к ротору, и запускает его в работу с невероятной скоростью — 3000 оборотов в минуту!

АЭС — атомная электростанция

Здесь так же, как и в ТЭС, установлен турбоэлектрогенератор, но вот за нагрев воды отвечает очень опасный, но энергоэффективный Уран-235. Чтобы он выделил тепло, на АЭС построены огромные ядерные реакторы, в которых Уран-235 распадается на мелкие частички, отчего и вырабатывается большое количество энергии, используемой для нагрева воды до состояния пара и запуска турбоэлектрогенератора.

ГЭС — гидроэлектростанция

Более безопасный, но не менее эффективный способ получения энергии. Хотя для него и потребуется соорудить целую цепь гидротехнических сооружений, чтобы создать необходимый напор воды для обеспечения работы турбин электрогенератора. А далее принцип, как и в предыдущих двух электростанциях: крутится ротор и вырабатывается электричество.

Ветряные станции

Выглядят они величественно и красиво, да и с помощью силы ветра еще в древности запускали в работу огромные механизмы, такие как ветряные мельницы.

В современном мире решили усовершенствовать этот механизм и использовать для преобразования механической энергии в электрическую. Принцип следующий: ветер толкает огромные лопасти, которые запускают в работу ротор генератора, а он уже, как мы знаем на примере первых трех электростанций, и вырабатывает ток.

Но таким способом при помощи одного ветрогенератора не обеспечишь электричеством даже небольшой городок, поэтому и устанавливается целая сеть огромных механизмов, состоящая из 100 и более единиц.

Немного истории

Первая в мире электростанция для общественного пользования «Перл Стрит» была построена в Нью-Йорке в 1882 году. Ее спроектировал и установил не кто иной, как Томас Эдисон . И даже не брал плату за пользование вырабатываемой электроэнергией, пока весь механизм не заработал слаженно и без перебоев.

Но «прабабушка» всех станций могла зажечь только 10000 ламп, хотя и по тем временам это было чем-то сверхъестественным. В то же время современные электростанции вырабатывают в тысячи раз больше, обеспечивая электрическим током города с населением в 100000 человек!

Как электрический ток поступает в дома?

как электричество попадает в дома

После того, как электростанции выработают ток, он по кабелю попадает на распределительную подстанцию для измерения и преобразования. Там же установленные трансформаторы повышают напряжение до 10000 вольт. Благодаря такому напряжению ток с минимальными потерями передается на дальние расстояния с невероятной скоростью, составляющей до 3000 км в секунду!

Потом ток поступает на понижающую подстанцию, где трансформаторы уменьшают напряжение до 220 вольт — стандарт, принятый в РФ. И далее электричество направляется на распределительные сети города, а оттуда — к вам в дом и квартиру. Вот такой непростой путь он проделывает, чтобы зарядить наш телефон, зажечь лампочку или заставить работать холодильник.

Как ток заставляет работать электроприборы?

Но как же у тока получается запустить в работу электрические устройства? Для наглядного понимания возьмем за основу обычную лампу накаливания и вернемся к нашим маленьким частицам.

детям про электричество

Когда электроны с невероятной скоростью проходят по спирали лампочки, они постоянно наталкиваются на атомы металла, из которых состоит спираль. Атомы раскачиваются, и их температура сильно поднимается. Таким образом, электрический ток нагревает спираль лампы до 3000 градусов, отчего она начинает светиться. Именно поэтому для спирали не подходит использование любого металла, потому что он просто будет плавиться из-за высокой температуры.

В современных устройствах — мобильных телефонах, телевизорах, микроволновых печах — задействованы более сложные схемы, но принцип остается таким же: из-за быстрого потока частиц атомы проводников нагреваются, отчего и выделяют энергию и запускают в работу приборы.

Не только друг, но и враг!

Конечно же, электричество — важное и незаменимое изобретение для всего человечества. С его помощью люди:

сделали и ежедневно делают уйму открытий;
лечат смертельные в прошлом болезни;
ездят на электротранспорте, не загрязняя окружающую среду выхлопными газами;
могут путешествовать по миру, узнавать и видеть достопримечательности не выходя из дома!

Всей пользы электричества просто не описать в одной статье!

Но при всем этом ток может быть и опасным и в долю секунды забрать жизнь любого живого существа.

Кстати, любопытный факт. Птицы, которые сидят на высоковольтных проводах, не получают разряда из-за того, что принимают такое же напряжение, как и в самом кабеле. Дело в том, что они сидят только на одной фазе, но если вдруг хвостом или другой частью тела птица коснется земли, столба или другого провода, то ток сразу же ее ударит.

Правила безопасного обращения с электричеством для детей

Маленькие дети не понимают всей опасности обращения с электричеством. Конечно, речь сейчас идет не об игрушках, питающихся от батареек напряжением в 12 вольт, а об опасном и сильном «звере», живущем в розетках. Поэтому малышей нельзя оставлять вблизи розеток без специальных заглушек, да еще и без родительского присмотра.

детям про электрический ток

Для более взрослых детей стоит провести беседу и объяснить следующие правила. Нельзя:

Ставить или вешать посторонние предметы на провод прибора.
Закручивать кабель в узлы.
Пользоваться грязным проводом.
Использовать электроприбор вблизи источников тепла: батарей, плит, духовых шкафов и т. п.
Включать несколько мощных устройств одновременно в одну розетку. Покажите ребенку, где и как можно посмотреть мощность, или сами заранее составьте список, что с чем можно включать, а что — нет.
Использовать или пытаться починить сломанный электроприбор, в том числе если нарушена изоляция (целостность) кабеля, повреждена вилка и т. п.
Браться мокрыми руками за прибор или кабель.
Тянуть за шнур (нужно выключать прибор из розетки, держась за вилку).

Также могут возникнуть непредвиденные ситуации:

искры из розетки;
дым от кабеля или прибора;
запах гари и т. п.

На этот случай необходимо показать ребенку, где находится электрический щиток и как его выключить, и объяснить, что после отключения электричества нужно обязательно позвонить кому-то из взрослых.

И в заключение

Мы живем в прекрасное время, когда с помощью электричества создаются невероятные вещи, делающие нашу жизнь комфортной и безопасной. Чтобы оставить нам этот бесценный дар, многие ученые положили десятилетия своей жизни на его изучение. А с нашей стороны требуется всего лишь малость — научить детей правилам обращения с электричеством и подать им правильный пример, чтобы все труды лучших умов были использованы лишь на благо человечества!

Ток простым языком для детей