Оказывается, очень много людей действительно не знают, как это всё работает, а спросить у кого-то – или стыдно или как-то уже неприлично, типа всё это в школе же изучали. А зря. Я попытаюсь рассказать простым языком, что же такое электричество. И за что, на самом деле мы платим, если всем известно, что сколько электронов заходят к нам в дом по проводам, ровно столько же и выходят.
Думаю, что многим (не технарям) – это будет интересно узнать! Ну, а если Вы технарь, можете эту статью пропустить)))
Провод (проводник) – это труба
Представим себе, что провод – это труба, по которой течет вода. Кстати, раньше так и думали, что электричество – это поток отрицательно заряженных частиц, двигающийся по проводам с бешенной скоростью. Но сейчас выяснили, что это не так. Электроны отрываясь переходят от одного атома к другому, а сами атомы остаются без движения!
Дальше представим, что вода в трубе – это целая куча атомов. Вот как вода не может сквозь стенки трубы вылиться наружу, так и наши электроны не могут убежать за пределы провода.
Почему электроны не могут убежать из проводника
Сам атом нейтральный и если от него оторвался «минус», то атом сразу становится «с плюсом». И поэтому, если вдруг из-за чего-то электрончик захочет бросить свой атом и прыгнуть к другому, то у брошенного атома возникнет положительный заряд, который тут же притянет беглеца обратно – минус всегда притягивает плюс. Или же другой положительный атом (которого также бросил электрон) притянет к себе летящий мимо «минус».
Поэтому оторваться от ядра, чтобы улететь куда-то далеко, у маленьких электрончиков просто не хватит сил. Поэтому они двигаются (с очень маленькой скоростью) только внутри проводника от атома к атому.
Они не текут рекой, они перескакивают. А вот почему они перескакивают? Давайте разбираться дальше.
Что заставляет электроны перескакивать?
Если трубу наполнить водой и заварить с двух концов, то естественно вода никуда не потечет, она будет просто «стоять» в трубе. Так и с проводником – пока будет просто прямой провод, то никакого тока не возникнет.
Но вот если трубу свернуть кольцом, то вода начнет двигаться по кругу, если её заставить это сделать (например, насосами). Точно также и с проводом, если его концы соединить, то получится круг, по которому уже могут двигаться электроны.
Чтобы вода в трубе текла, её гонят насосами. В электрической цепи роль насоса играет источник питания – батарейка (генератор) или электростанция. Т.е. то, что даст толчок электронам начать свое передвижение.
Замкнутая цепь – это свернутый в круг проводник (провод). В любом проводе находится вот такой вот свернутый в круг проводник. Т.е он идет от источника питания (батарейки, генератора, электростанции и т.д.) к лампочке и переносит электроны к лампочке, и он же возвращается от лампочки к источнику.
Электрический ток – это направленное движение электронов. Это когда электроны перескакивая из одного атома в другой, создают движение.
Интересный факт!
Раньше, с подачи Бенджамина Франклина (ученые тоже могут ошибаться), думали, что ток течет от «+» к «-». Совсем недавно выяснили, что ток течет от «минуса» к «плюсу». Т.е. ток течет из области с отрицательным зарядом, в менее отрицательную, т.е. положительную.
Но до сих пор в мире науки и техники подавляющее большинство придерживается того, что ток идет от «плюса» к «минусу». Почему? Всё просто до слёз – все уже привыкли и легче оставить как было, чем менять на новое!
Это объясняется тем, что на самом деле вообще нет никакой разницы в какую строну течет ток – провод то замкнутый и поэтому, что он слева на право течет или с права на лево – эффект будет один. Также направление тока никак не влияет во время рассмотрения электрической схемы. Что вы пальчиком будете двигать слева направо, что справа налево – плюс и минус останутся на месте, а сила тока и мощность никак не изменятся.
Как ток доходит до лампочки
Представим трубу, но не с водой (так как мы уже выяснили, что электричество это не поток, не вода), а с бильярдными шарами, которые поставили в ряд по всей длине трубы. Например, это труба имеет длину, такую же, как расстояние от электростанции до лампочки.
Вот если ударить один шар в начале трубы, то он покачнется и стукнет следующий, тот следующий и так далее по цепочке. Энергия удара дойдет до последнего шара, и он отлетит в сторону. Т.е. шары не двигаются, а передают по себе энергию от удара первого шара.
Точно также происходит и с током. Если бы от электростанции или батарейки электроны начали своё движение, дошли бы до лампочки и ровно в таком же количестве вернулись обратно, то прошло бы много месяцев или лет (скорость электрона – всего 2 миллиметра в секунду). Поэтому электроны перескакивая от ядра к ядру создают энергию, которая со скоростью света передается до прибора.
Другими словами, скорость тока – это скорость распространения процесса передачи энергии, который распространяется со скоростью света, а электроны – только носители, которые передают полученный импульс силы/энергии!
Ответ на вопрос: «За что же мы платим?»
Потребитель платит за электроэнергию. Электроны – это средство, через которое передается энергия. Сами электроны двигаются очень медленно, а вот энергия передается моментально.
В квитанции написано – оплата за электроэнергию, а не за электроны. Мы платим не за количество электронов, а за потреблённую электроэнергию, которую нам и поставляет производитель электроэнергии.
Еще одним ярким примером могут быть подвешенные шарики. Один оттягиваем и резко отпускаем, шарик летит и ударяет второй, а последний шарик ту же отскакивает, хотя шарики по середине не двигаются. Вот за этот «удар» мы и платим.
Вместо заключения
А есть версия, что электроны никуда не перемещаются, они бегают по своей орбите, вокруг атома в своей молекуле. Ведь если электрон ушел с орбиты, то должен по идеи произойти распад молекулы... так что эта теория с тем, что электрончик перескакивает от атома к атому в принципе не работает. Только тссс 🙈 Никто не знает, что такое электричество 😎
Лучше я расскажу один из моих любимых анекдотов (недаром я Техно Колибри) про электрический ток:
В техническом университете идет экзамен по прикладной физике. Экзамен принимают профессор и аспирант. Профессор задает вопрос:
- Что такое электрический ток?
Студент мнётся, переступает с ноги на ноги и громко выдаёт:
- Я знал, что такое электрический ток, честное слово знал, но забыл…
Профессор берёт зачетку, ставит тройку, студент уходит довольный.
Аспирант в недоумении обращается к профессору:
- Как же так, ведь студент ничего не ответил, а Вы ему тройку поставили.
Профессор задает аспиранту встречный вопрос:
- А Вы знаете, что такое электрический ток?
Аспирант, опуская глаза говорит:
- Нет, не знаю.
Профессор:
- Вот, и я не знаю, никто не знает, а он ЗАБЫЛ!
Понравилась статья? Лайк – лучшее спасибо! Пишите комментарии – это возможность поспорить и найти истину.