Представьте, что есть большое количество чего-то очень маленького, настолько маленького как маковое зерно, но если смотреть на него не с высоты собственного роста, а с луны. Не очень будет видно, причем не очень это еще слабо сказано.
С электронами, теми самыми отрицательно заряженными частицами в проводниках и полупроводниках, дело обстоит примерно также.
Они настолько малы и обитают в мире атомов, что нам их не разглядеть, но они есть.
Знания, полученные учеными и изобретения инженеров позволяют нам использовать их существование в своих целях, во благо человечества или еще для каких целей - это не важно. Главное это то, что знания должны быть практичными. Они должны приносить пользу и выполнять работу. Иначе зачем тогда что-то знать? Можно все знать, но толку от этого никакого, если не применять знания в действии.
Итак, ну есть электрон, что дальше?
А дальше больше, как говориться.
Зная, что есть электрон нужно его исследовать и получить полезные данные. Настолько полезные, чтобы их можно было применять на практике и иметь с этого пользу для жизни человека.
Что и было сделано. Были проведены исследования. Но прежде чем свет увидел результаты, прошло много времени и потрачено тысячи часов в лабораториях и кабинетах ученых и инженеров, профессоров и лаборантов.
Удалось высчитать заряд электрона, он равен:
Благодаря полученным данным все пошло и поехало как по маслу.
Электрический потенциал мы имеем возможность измерить благодаря тому, что складываем заряды отдельных электронов. Да, они очень маленькие и их не видно. Но когда их много, мы можем уже что-то увидеть и посчитать.
Для этого основной единицей измерения заряда является Кулон. Величина заряда в 1 Кулон равняется примерно 6 250 000 000 000 000 000 электронам. Эту без преувеличения дикую цифру называют - квинтильон.
Зная количество электронов, идущих в проводнике каждую секунду, мы может определить ток в Амперах. По сути один Ампер может быть определен как 1 Кулон в 1 сек.
Но как бы нам не хотелось увидеть воочию весь этот дивный мир стремящихся электронов - увы, сделать это невозможно. В этом деле нужно искать альтернативные методы получения информации и как ни странно он есть.
Когда электрон перемещается по проводу, вокруг него образуется электромагнитное поле. Именно это поле и может быть измерено, благодаря чему мы получим количество Ампер идущих в проводнике. На этом принципе и работают приборы, которые установлены в наших квартирах для подсчета потребленной электрической энергии.
Как уже говорилось выше, все что мы делаем или знаем должно привносить в нашу жизнь пользу.
Если электроны свободно перемещаются они не совершают работы. К примеру если у вас получится создать поток электронов в замкнутом контуре с нулевых сопротивлением (сверхпроводники) это может продолжаться бесконечно долго.
Но в обычных земных условиях, любой провод имеет сопротивление, а сила с которой необходимо проталкивать электроны по проводу называется напряжение. В свою очередь эта сила, толкая электроны, создает из них поток, который известен как ток, проходящий по проводам и нагревающий их.
Мы можем использовать свойство электронов для работы электропечей, двигателей, приборов учета и др. не мало важных функций. Так или иначе, энергия электронов позволяет нам создавать практичные, нужные вещи и свойства, позволяющие качественно улучшить нашу жизнь. Мы отбираем энергию этих мизерных тружеников, чтобы выполнить полезную для нас работу.
Для создания потока электронов в 1 Кулон, что соответствует силе тока в 1 Ампер, выполняющего работу на 1 Ватт, необходимо напряжение в 1 Вольт.
Работа и в Ваттах. Ну а что, как-то нужно же количественно посчитать и соотнести все это электрическое хозяйство с Амперами, Вольтами, сопротивлениями, Кулонами. Ватт это сделал. Это стало удобным выражением для подсчета работы, которую выполняет труженик электрон.
Конечно же, 1 Ватт = 1 джоуль / сек. Где 1 джоуль - это единица работы (энергии), которая равняется работе силы в 1 Ньютон при перемещении тела на расстояние в 1 метр по направлению действия силы. В свою очередь 1 Ньютон - это сила, которая нужна, чтобы тело с массой 1 кг приобрело скорость 1 м/сек в течении времени равном 1 сек.
И казалось бы, что эта история относится уже далеко не к электрическим единицам измерения. Но наш добрый друг и товарищ электрон вносит свои коррективы. Благодаря чему, связь электрических единиц становится возможной с измерением массы, времени и заряда электронов.
В науке все тесно связано и переплетено. Это позволяет установить взаимосвязи явлений и процессов происходящих вокруг нас. Благодаря чему мы можем не только количественно но и качественно все и измерить.
Вот так, зная количество электронов, мы можешь качественно изменить свою жизнь. Конечно, мы об этом не задумываемся, об этом думают другие, мы же только пользуемся плодами труда великих людей, которые были, есть и еще будут жить на планете Земля.
Кто знает, возможно в недалеком будущем грядут новые открытия, позволяющие взглянуть на мир с совершенно другого ракурса и волна новых изобретений сделает этот мир лучше!
Подписывайтесь на РОБОТИП впереди много интересного!