Первые занятия на курсах робототехники посвящены фундаментальным знаниям, - базовым понятиям, на которых строится вся дальнейшая система технических принципов работы электроники. Кроме этого, это должно быть интересно ребятам и в то же время понятно. Одна из таких фундаментальных тем - это понятие об электричестве.
Что же это такое, как оно работает и почему до сих пор окончательно не ясно, как все это устроено.
Я вспоминаю свое обучение, когда наш преподаватель объяснял нам принцип работы транзистора и как хорошо тогда он смог растолковать и по полочкам все разложить в принципе работы и как все внутри происходит, кто несет заряды, каким образом они текут, почему образуются "дырки", чем они отличаются от электронов... Уже тогда он посеял в моем голове вопрос происхождения этих маленьких носителей зарядов, - "дырок" и "электронов", носителей положительного и отрицательного заряда.
На тот момент я увлекался физикой и это увлечение и поныне помогает мне разбираться в технических устройствах и конструировании. Физика электричества много говорила об электронах, ионах, других атомных частицах, но ничего не рассказывала о "дырках". То, что это бывшее место электрона, сорвавшегося и улетевшего в поисках положительного полюса, особо не помогало, хотя с позиции преподавателя хорошо объясняло принцип работы электронных полупроводниковых элементов.
Для детей, да и взрослых, интересующихся основами электроники, я предлагаю свой подход к этой теме, со множеством условностей. Условностей здесь действительно много, возьмем к примеру часто используемый. Это движение тока, который принято считать, что он течет от "плюса" к "минусу". Приняли! Хорошо! Но так ли это? И почему только в одном направлении, а встречных течений не бывает?
Что такое положительный и отрицательный заряд, который несется по проводникам и полупроводникам и обеспечивает тем самым ток?
Я ввел в понятие такие условности, понятные даже самому не подготовленному человеку и ребенку тоже об этих носителях.
Отрицательный заряд - это сушка.
Да, та самая сушка, которую мы едим.
А положительный заряд - это баранка.
Сушка - малая по размеру, несет в себе отрицательный заряд и движется по проводникам и полупроводникам в поисках своей второй половинки - баранки. Баранка - носитель положительного заряда. Как и в природе, где мужская особь ищет женскую, с целью любви и продолжения рода, так и здесь это схожий процесс.
Сушки могут пролетать сквозь баранки, скапливаться перед ними, если их много или застревать внутри баранок, образуя тем самым нейтральный заряд.
Наиболее устойчивое состояние - это сушка, застрявшая внутри баранки.
Нейтральный заряд, никуда не двигающийся, ничего не производящий. Окружающие нас предметы, будь то проводники, диэлектрики покрыты этими нейтральными зарядами. Весь процесс создания электричества - это процесс разделения, вытаскивания сушки из баранки. А как это сделать есть масса способов.
Первый из них - это механический.
Путем трения двух предметов мы вытаскиваем эти сушки из баранок. Так получается статическое напряжение. Простой пример, показываемый на занятии, - это потереть расческой о волосы, для того что бы разделить эти заряды. И после разделения - наша расческа стала притягивать кусочки бумаги, т.к. на ней образовалось статическое напряжение. На ней оказалось больше сушек, которые тянутся к баранкам на кусочках бумаги, притягиваясь к ним.
Другой способ разделения сушек от баранок - это химический способ.
Когда разные металлы начинают взаимодействовать между собой в химической среде, к примеру в обычной воде. Какие металлы? Возьмем медь, красный металл, который любят баранки и в большом количестве населяющих этот женский металл. И мужской металл, холодный, богатый сушками. Этот процесс взаимодействия создает разность электрических зарядов (потенциалов) при замыкании которых возникает электрический ток.
Об этом знал великий исследователь-практик Никола Тесла. Он до конца своих дней жизни изучал свойства электричества, но так до конца и не смог точно сказать, что такое электричество. Он говорил об электричестве как о чем-то живом.
Для меня электричество - это жизнь, женское и мужское начало, инь и янь, процесс постоянного поиска друг друга, воссоединения, любви и создания новой жизни, новых элементов.
Подписывайтесь на канал, читайте статьи о робототехнике, новых проектах, детских занятиях в кружках.
С уважением к читателям моего канала,
Михалев СИ, руководитель конструкторского бюро и лабораторий детской робототехники
