Электрическое напряжение возникает посредством индукции, благодаря преобразованию химической энергии, свету и благодаря трению.
Выработка напряжения посредством индукции происходит тогда, когда электрический проводник движется, например катушка в магнитном поле (рис. 14.106). Эта возможность выработки напряжения используется во всех генераторах, в электростанциях и транспортных средствах (осветительный генератор) (рис. 14.107).
Выработка напряжения в сети посредством химической энергии происходит тогда, когда два раз-
личных металла или уголь и один металл находятся в контакте с проводящей жидкостью (электролитом). При этом образуется гальванический элемент.
Положительный полюс Запорная шайба Угольный электрод Двуокись марганца Паста хлористого аммония (электролит) Кожух Изоляционный слой Цинковый электрод Отрицательный |
Некоторые сложные гальванические элементы называют батареями или аккумуляторами. Стандартные батареи чаще всего составлены из элементов с электродами из угля и цинка (рис. 14.108).
Этот элемент уголь-цинк подает напряжение по 1,5 вольт. При потреблении тока разрушается менее благородный электрод, в данном случае цинк. Рис 14Л08. Элемент уголь-
Выработка напряжения с помощью света. В фо — цинк тоэлементах возникает электрическое напряжение,
пока на них падает свет, например экспонометр и элемент солнечной батареи.
Выработка напряжения посредством трения (статическое электричество). Искусственные материалы в большинстве случаев хорошие проводники и благодаря трению могут заряжаться высоким напряжением.
Даже металлические корпусы, изолированные по сравнению с землей, например автомобиль при движении на сухой трассе, благодаря трению могут заряжаться до 1000 В. Это проявляется, например притягиванием пылевых частиц, приклеиванием пленки и искрообразованием, сопровождающимся искрящим звуком. Правда, при разряде выступающий ток очень незначителен.
Взрыв паров растворителя (пылевоздушной смеси) может произойти из-за разрядной искры.
14.3.2. Воздействие электрического тока
Электрическая энергия может преобразовываться в тепловую и световую энергию, в магнетическую и химическую энергию, а также в кинетическую энергию.
Тепло и свет: в электрическом нагревательном приборе, например в нагревательной спирали, потоку электронов препятствует лишь незначительное сопротивление. Появляющийся в результате этого большой электрический ток благодаря трению в проволоке вызывает нагрев до красного каления (электрокамин) или до яркого свечения (лампа накаливания). У лампы накаливания коэффициент полезного действия очень незначительный. Около 3% энергии испускается в виде света, 97% электрической энергии превращается в тепло.
Напротив, у люминесцентной лампы (газоразрядная лампа) коэффициент полезного действия достигает 15—20%.
Определенные газы (неон, пары ртути) вспыхивают при прохождении через них тока. Этот свет, например в люминесцентной лампе, можно назвать «холодным» светом в противоположность «теплому» свету в лампе накаливания. |
Магнетическое действие электрического тока используется, например, в электродвигателях и громкоговорителях.
Химическое действие: если постоянный ток проводится через проводящую жидкость, то на положительный полюс притягиваются отрицательно заряженные частицы, а на отрицательный полюс — положительно заряженные частицы (отрицательные и положительные ионы). Это явление
Анодные пластины |
Рис. 14.109. Гальваническое никелирование |
называют электролизом. Оно может быть использовано при разложении воды на свои составные части водород и кислород, при гальванизации и анодировании (рис. 14.109)
Действие на живой организм: люди и животные подвергаются опасности, если через них протекает электрический ток. Обширное соприкосновение влажной кожи с деталями, которые находятся под электрическим напряжением, особенно опасно.