On kulunut useita vuosia tutkimusta siitä, kun Benjamin Franklin suoritti leijakokeilunsa vuonna 1752, mutta herämme silti monia myyttejä tästä hämmästyttävästä energiamuodosta. On aika unohtaa kaikki, mitä tiesit sähköstä, ja oppia jotain aivan uutta.
Akut varastoivat sähkövarauksia tai elektroneja
Kysy itseltäsi: mikä on akku? Vastaat varmasti itsellesi, että akku tallentaa sähköä tai elektronia jossain muodossa kelluu vapaasti sen sisällä. Mutta tämä on kaukana tapauksesta.
Akun sisällä on kemiallinen lieme, jota kutsutaan elektrolyytiksi kahden navan välillä - elektrodit (akun positiiviset ja negatiiviset puolet). Kun akku on kytketty laitteeseen (esimerkiksi taskulamppu), elektrolyytti muuttuu kemiallisesti ioneiksi ja elektronit vapautuvat positiivisessa elektrodissa. Elektroneja houkutellaan negatiiviseen napaan, mutta napojen ja elektronien välillä on laite (tässä tapauksessa taskulamppu).
Sähkövirta riippuu johtimen paksuudesta
Mainosvideo:
On looginen väärinkäsitys, että enemmän virtaa kulkee paksujen johtimien läpi, koska niiden polku on leveämpi ja niiden vastus on vähemmän. Terveen järjen kannalta tämä on totta: nelikaistaisella moottoritiellä kulkee tietyn ajanjakson aikana enemmän autoja kuin yksikaistaisella moottoritiellä. Sähkövirta kuitenkin käyttäytyy eri tavalla.
Sähkövirtaa voidaan verrata jokeen: laajalla alueella joki virtaa hitaasti ja rauhallisesti; kapeassa virrassa virta kiihtyy, mutta sama määrä vettä kulkee tietyn pisteen läpi.
Sähköllä ei ole massaa tai painoa
Koska sähköä ei voida nähdä paljain silmin, on helppo olettaa, että sähkö on yksinkertaisesti energiaa, joka virtaa pisteestä A pisteeseen B ja jolla ei ole massaa tai painoa. Tietyssä mielessä tämä on totta: sähkövirralla - kuten joella - ei ole massaa tai painoa. Sähkö ei ole kuitenkaan vain näkymättömän energian muoto, se on varautuneiden hiukkasten - elektronien - virta, jolla on massa ja paino.
Valitettavasti tämä paino on täysin merkityksetön ja ääriviivat ovat pyöreät, joten et koskaan kerää monia elektroneja yhdessä paikassa. Lopuksi varautuneiden hiukkasten virtaus liikkuu nopeudella useita senttejä sekunnissa, mutta enemmän myöhemmin.
Pienjänniteisku ei ole vaarallinen
Pistorasiat ja pistotulpat ovat huolenaiheita pieniä lapsia kasvattaville vanhemmille, mutta he eivät ollenkaan ole ujoja antamaan lapsille paristoja lelujen asettamiseksi. Loppujen lopuksi vain korkea jännite on vaarallinen, eikö niin? Ei, ei kyllä.
Haittaa ja tappaa virta on sen vahvuus (mitattuna ampeereina), ei jännite. Oikeissa olosuhteissa jopa 12 voltin akku voi aiheuttaa vakavia haittoja ja erityistapauksissa kuoleman.
Puu- ja kumiesineet ovat hyviä eristeitä
Työskennellessään sähkön kanssa talossa, suurin osa ihmisistä ottaa ensin renkaat ja korvakorunsa ja laittaa kumihansikkaat ja kengät. Vaikka nämä ovat hyviä ensimmäisiä vaiheita, ne eivät riitä estämään onnettomuutta. Vastoin yleistä käsitystä, useimmat kodin asiat ovat jossain määrin johtimia kuin eristeitä.
Puhdas kumi on erinomainen eriste. Mutta useimmat kengät, käsineet ja muut välineet eivät ole valmistettu puhtaasta kumista. Tavallisiin kumiin sekoitetaan monia muita lisäaineita, mikä lisää sen kestävyyttä. Jopa puu voi olla kapellimestari tietyissä olosuhteissa.
Generaattorit tuottavat sähköä
Varavoimageneraattori on hyvä sateiseen päivään, koska se tuottaa sähköä. Mitä se todella tuottaa?
Generaattori muuntaa mekaanisen (tai muun) energian sähköenergiaksi. Kun generaattori on käynnissä, se aiheuttaa johdoissa ja piirissä jo olevien elektronien virtauksen piirin läpi. Sydän ei luo verta, se pumppaa sitä vain laskimoiden ja valtimoiden läpi. Samoin generaattori auttaa elektronia virtaamaan, mutta ei luo niitä.
Sähkövirrat ovat vain elektronia virtaavia
Vaikka sähkö voidaan tiivistää "elektronien virtaukseksi johtimen läpi", tämä ei ole täysin oikea. Johtimen sähkövirran tyyppi riippuu yksinomaan johtimesta.
Esimerkiksi plasman, neonvalojen, loistelamppujen ja salaman tapauksessa käytetään taitava yhdistelmä protoni- ja elektronivirtauksia. Muissa johtimissa, kuten elektrolyytit, suolavesi, kova jää ja akkuneste, sähkövirtaa edustaa positiivisten vetyionien virta, joka on myös eräänlainen sähkö.
Sähkö liikkuu valon nopeudella
Useimmat ihmiset yhdistävät sähkön salamaan lapsuudesta lähtien, ja tämä johtaa väärään käsitykseen, että elektronit ja sähkö kulkevat valon nopeudella. Tai melkein. Vaikka sähkömagneettinen energian aalto kulkee johtimen läpi nopeudella 50 - 99 prosenttia valon nopeudesta, on tärkeää ymmärtää, että elektronit itse liikkuvat hyvin hitaasti, ei enempää kuin muutama senttimetri sekunnissa.
Samoin, kun kuulet äänen 300 metrin päässä, korvan ilmanpaine ei johdu molekyylien liikkeestä lähteestä, vaan pikemminkin puristusaalto, joka rypistää ja vaikuttaa kaikkiin sinun välilläsi oleviin ilmamolekyyleihin.
Sähköjohdot on eristetty
Suurin osa johdoista ja kaapeleista, joihin olemme kosketuksissa - laturit, lamput, virtajohdot, hyppyjohdot - on eristetty turvallisesti kumilla tai muovilla. Olisi ilmeistä olettaa, että myös sähköjohdot ovat eristettyjä. Linnut voivat istua heillä vahingoittamatta itseään, eikö niin? Ei, ei näin.
Ainoa syy siihen, että linnut eivät saa iskua, on se, että ne eivät kosketa maata kaapelin ollessa. Seurauksena ei ole elektronivirta. Koska eristys on erittäin kallista, suurin osa ilmajohdoista on aina jännitteisiä ja voi saavuttaa jopa 1000 tai jopa 700 000 volttia.
Staattinen sähkö eroaa muusta
Staattinen sähkö on hauskaa: vedä kissa muovisen ikkunalavan yli, kun se tarttuu kynsiinsä, ja seuraavan puolen minuutin ajan se haisee hassuna, ymmärtämättä mitä tapahtuu. Luulet todennäköisesti, että staattinen sähkö eroaa siitä, joka tekee elämästämme lämpimän ja monipuolisen. Mutta ainoa ero virran ja staattisen sähkön välillä on, että yksi on tasavirta ja toinen on välitön tasaus.
Seinäpistorasian virta on sähkömagneettisen energian kenttä, joka odottaa elektronien siirtymistä johtimessa, kuten virtakaapelissa. Yhdistettyään virta pysyy vakiona, kunnes kaapeli on irrotettu. Staattinen sähkö syntyy, kun kaksi johdinta, joilla on erilaiset varaukset, lähestyvät toisiaan. Kun niiden välinen tila - eristävä rako - pienenee, varaus sulkee raon ja luo sähkön kaaren, kun kaksi varausta tasaantuvat.
ILYA KHEL