Понятие электричества — Вольтик.ру
Электричество – форма энергии, существующая благодаря движению и взаимодействию электрических зарядов. Термин был введён английским физиком Уильямом Гильбертом в 1600 году. Он проводил опыты с янтарём, который приобретает электрический заряд после трения о шерсть. Электричество так названо потому, что янтарь на греческом языке – “электрон“(ήλεκτρον).
Электрически заряженные тела создают вокруг себя электрическое поле и могут влиять на другие заряженные тела. Возможность тел быть проводниками электричества обусловлена строением атомов, включающих в себя частицы с элементарными зарядами – электроны (отрицательный) и протоны (положительный). Названы заряды так чисто условно, однако этот выбор закрепился исторически. Заряженные частицы и их движение создают магнитное поле. Тела с одноимёнными зарядами отталкиваются, с разноимёнными – притягиваются. Благодаря этому можно установить родство электричества и магнетизма.
Основные величины, характеризующие электричество:
– напряжение;
– сила тока;
– мощность тока.
Напряжение характеризует разность потенциалов между началом и концом цепи либо её участка. При нулевом напряжении не возникнет электрический ток. Часто можно встретить сравнение электрического напряжения с давлением жидкости в водопроводе. Чем оно больше – тем больше воды потечёт по трубам, а лампочка при повышении напряжения станет светить ярче, электродвигатель разовьёт больше оборотов. Так же и с электрическим током. Его сила (I) прямо зависит от напряжения (U).
Сила тока характеризует количество заряда (q), прошедшего через проводник, по отношению ко времени (t).
А мощность тока (P) выражает скорость передачи электрической энергии и соответствует произведению силы тока на его напряжение либо отношению работы (A) ко времени.
Мощность не зависит от времени.
Есть и такая физическая величина, выражающая способность проводника препятствовать движению электрического тока, как сопротивление. Сила тока обратно пропорциональна ему.
Электрический ток может быть постоянным и переменным. Постоянный не изменяется по величине и направлению с течением времени. Постоянным током обычно называют однонаправленный ток, то есть ток, не меняющий своего направления. Переменный ток меняет величину и направление. Чаще всего под переменным током имеют в виду периодический двунаправленный ток (синусоидальный).
Понятие «электричество» и некоторые его особенности
Прежде всего, нужно вспомнить историю. Уже в 1600 году в работах английского ученого Уильяма Гилберта встречалось слово «электричество». Он исследовал магнитные полюса Земли, проводил и давал объяснения экспериментам с магнитными свойствами тел. Свою работу он описал в научном труде, где подробно рассказал все, что знал о магнитах. Главный его вывод, что тела могут наэлектризовываться, от этого у них возникают магнитные свойства. На его работы опирались при изготовлении компаса и других приборов.
Уильям Гилберт не является первооткрывателем, он первый, кто начал изучать магнитные свойства. Еще математик и философ Фалес наблюдал, что янтарь, притягивает предметы, если его потереть об шерсть.
Главный вопрос, который задавали многие образованные люди того времени, как можно использовать эти свойства во благо. Так как, несмотря на существенные достижения в исследовании электричества, применять его в жизни еще не умели. Оно оставалось загадочным и не предсказуемым.
Где в природе встречается электричество?
Если говорить об электричестве, то стоит сказать о появлении его в природе. Человек впервые увидел электрический разряд именно в природе, попытался понять, изучить и извлечь выгоду. Мы все вспоминаем сразу о молнии, когда говорим о проявлении электричества в природе. В то время многие не знали, что собой представляет молния, и лишь в 18 веке поняли природу этого явления и начали его активно изучать. Существует такая версия, что молнии положили начало появления жизни на планете, они запустили процесс синтеза аминокислот.
В организме человека тоже имеется электричество. Импульс в нервных окончаниях возникает вследствие кратковременного напряжения. В водной среде живет великое множество организмов, которые охотятся и защищаются при помощи электричества. Например, электрический угорь и скат могут вырабатывать напряжение в несколько сот вольт. Некоторые рыбы для лучшего ориентирования, создают вокруг своих тел электрическое поле. Именно природа подтолкнула человека к изучению этого явления.
Где применяют электричество?
Электричество постепенно раскрывало перед человечеством все свои тайны. Только в 19 веке люди научились использовать электричество в жизни. Когда была создана первая лампочка, в жизнь людей вошло электрическое освещение. Потом человечество научилось при помощи электричества передавать на расстоянии звук и изображение, так появились телевизор, телефон, радио и так далее. Прогресс человечества особенно скакнул вперед, когда электричество стали применять для работы различных механизмов. Да и теперь невозможно представить ни один прибор без электричества. В каждом современном доме имеется различная бытовая техника, и вся она работает за счет электричества.
Принцип работы электричества
Все мы используем электричество в повседневной жизни, знаем технику безопасности, но когда дело доходит до ремонта или наладки электрических приборов, то тогда лучше пригласить специалистов. Отсутствие знаний в работе с электричеством является очень опасным. Ежегодно от удара током погибает много людей.
Перемещение электронов высвобождает часть энергии, поэтому проводник нагревается. Это называется мощностью и измеряется в Ваттах.
Ток перемещается в направлении от плюса к минусу, то есть, чтобы был ток, нужно чтобы была разница потенциалов. Если неправильно произвести подключение, то может произойти короткое замыкание. У электричества есть такие показатели как, индукция, частота. Существуют также два вида тока: постоянный и переменный. Но все эти параметры в быту не используются.
Комплект учебно-лабораторного оборудования Электричество и магнетизм
Проведение лабораторно-практических занятий по одноименному курсу, обеспечивает изучение основных электрофизических характеристик материалов, а также физической сущности явлений, происходящих в материалах при взаимодействии с электромагнитным полем, и влияния на них внешних факторов, например температуры. Лабораторные эксперименты предполагают исследование температурной зависимости сопротивления проводников и полупроводников, снятие основной кривой намагничивания ферромагнетика, и т. п. Комплект учебно-лабораторного оборудования «Изучение явления гистерезиса в ферромагнитных материалах» представляет собой переносной кейс с кассетой для хранения лабораторных модулей. Лабораторная установка представляет собой одно рабочее место. Одновременно на установке могут работать двое обучающихся.Габариты: 910×1350×850 мм.
Масса: 50 кг.
Электропитание: 220 В, 50 Гц.
Потребляемая мощность: 250 Вт.
Каркас выполнен из алюминиевого профиля.
Состав (основного изделия):
— Блок питания стенда.
— Блок генераторов.
— Блок мультиметров.
— Блок наборного поля и моделирования полей.
Комплектация:
— Лабораторный стенд «Электричество и магнетизм» — 1 шт.
— Миниблок «Исследование температурной зависимости сопротивления проводников и полупроводников» — 1 шт.
— Миниблок «Интегратор тока» — 1 шт.
— Миниблок «Магнетрон» — 1 шт.
— Миниблок «Ферромагнетик» — 1 шт.
— Миниблок «Катушка со съемным сердечником» — 1 шт.
— Миниблок «Датчик Холла» — 1 шт.
— Миниблок «Точка Кюри» — 1 шт.
— Лабораторный стол с двухсекционным контейнером и одноуровневой рамой — 1 шт.
— Комплект соединительных проводов и кабелей — 1 шт.
— Цифровой двухканальныйUSB-осциллограф — 1 шт.
— Комплект слабопроводящих пластин — 1 шт.
— Металлическая линейка — 1 шт.
— Сетевой фильтр — 1 шт.
Комплект поставки:
1. Лабораторный стенд «Электричество и магнетизм»
2. Лабораторный стол с двухсекционным контейнером и одноуровневой рамой.
3. Вывеска с названием стенда.
4. Цифровой двухканальный USB-осциллограф.
5. Комплект соединительных проводов и кабелей.
7. Комплект слабопроводящих пластин.
8. Металлическая линейка.
9. Сетевой фильтр.
10. Паспорт.
11. Руководство по эксплуатации.
12. Методические рекомендации по проведению лабораторных работ.
Учебно-методическое пособие по проведению лабораторных работ:
1. Исследование электростатического поля методом моделирования полей.
2. Определение емкости конденсатора методом заряда/разряда и полного сопротивления.
3. Определение удельного сопротивления проводников разных металлов.
4. Изучение температурной зависимости сопротивления проводников и полупроводников.
5. Определение удельного заряда электрона методом магнетрона.
6. Изучение эффекта Холла в полупроводнике.
7. Изучение зависимости магнитной проницаемости ферромагнетика от -напряженности магнитного поля.
8. Снятие основной кривой намагничивания ферромагнетика.
9. Определение свойств ферромагнетика с помощью петли гистерезиса.
10. Определение точки Кюри и магнитного момента молекулы ферромагнетика.
11. Изучение затухающих электрических колебаний в колебательном контуре.
12. Вынужденные электрические колебания в контуре, содержащем -индуктивность и емкость.
13. Исследование явления резонанса в электрических цепях, содержащих R, L, C.
14. Определение постоянной времени цепи, содержащей сопротивление и емкость.
15. Изучение свойств сегнетоэлектрика («Сегнетоэлектрик»).
16. Изучение электронно-дырочного перехода в полупроводниках («P-N переход»).
17. Исследование магнитного поля соленоида с помощью датчика Холла («Соленоиды»).
18. Взаимная индукция двух соленоидов («Соленоиды»).
19. Определение ширины запрещающей зоны в полупроводниках.
20. Определение коэффициента связи контуров.
SMS-Инфо
Сервис «SMS-инфо» включает в себя 2 способа узнать необходимую информацию:
1.«SMS-инфо. Узнай свой баланс»
«SMS-инфо. Узнай свой баланс» — это услуга, воспользовавшись которой Вы сможете узнать финансовое состояние своего лицевого счета через исходящие SMS сообщения c сотовых операторов своих мобильных телефонов.
Как это работает?
Абоненты всех сотовых операторов, отправив SMS сообщение с текстом номера своего лицевого счета на мобильный номер телефона: 8-960-905-3333, в ответ получат SMS сообщение с информацией о текущем балансе (задолженности или переплате).
2. «SMS-инфо. Узнай свой лицевой счет»
«SMS-инфо. Узнай свой лицевой счет»— это услуга, воспользовавшись которой Вы сможете узнать свой лицевой счет.
Как это работает?
Достаточно отправить сообщение с текстом «??» на тот же номер телефона 8-960-905-3333, в ответ Вы получите сообщение с номером своего лицевого счета и суммой текущего баланса.
Эта услуга доступна клиентам, номера сотовых телефонов которых уже зарегистрированы в информационной базе ООО «ЭСКК».
Если Ваш сотовый номер не зарегистрирован в информационной базе Нашей компании, в ответ Вам придёт соответствующее сообщение, с просьбой обратиться в офис компании и зарегистрировать номер сотового телефона. Тем самым каждый клиент нашей компании может быть спокоен за конфиденциальность информации о состоянии своего лицевого счета.
Номер Вашего лицевого счета Вы так же можете узнать в Личном кабинете на официальном сайте компании www.eskk.ru, в квитанции на оплату электроэнергии, в заключенном договоре энергоснабжения с ООО «ЭСКК», и обратившись в контактный центр компании по многоканальному номеру телефона 8 800 3012 555.
Абонентской платы от ООО «ЭСКК» за использование сервисом не предусмотрено. Не нужно заполнять специальных заявлений с разрешением на пользование клиентским сервисом «SMS-инфо».
Стоимость одного SMS сообщения на контактный номер ООО «ЭСКК» 8-960-905-3333 равна стоимости обычного исходящего SMS сообщения в тарифном плане абонента сотового оператора.
О компании | АО «АТС»
История
Федеральным законом от 4 ноября 2007 года № 250-ФЗ «О внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации в связи с осуществлением мер по реформированию Единой энергетической системы России» были внесены изменения и дополнения в статью 33 Федерального закона от 26 марта 2003 года № 35-ФЗ «Об электроэнергетике», касающиеся особенностей правового статуса коммерческой инфраструктуры оптового рынка.С 01 апреля 2008 года деятельность по организации торговли на оптовом рынке, связанную с заключением и организацией исполнения сделок по обращению электрической энергии, мощности и иных объектов торговли, обращение которых допускается на оптовом рынке, должен осуществлять коммерческий оператор оптового рынка
13 декабря 2007 года состоялась государственная регистрация Открытого акционерного общества «Администратор торговой системы оптового рынка электроэнергии». В соответствии с решением Наблюдательного совета НП «АТС» от 30 ноября 2007 года на ОАО «АТС» возложено исполнение с 01 апреля 2008 года функции коммерческого оператора оптового рынка.
В настоящее время АО «АТС» — 100 % дочерняя компания Некоммерческого партнерства «Совет рынка».АО «АТС» проводит торги и обеспечивает расчёты между производителями и покупателями электроэнергии. Компания АО «АТС» непрерывно растёт и развивается. На сегодняшний день она является ведущим в России организатором торговли на оптовом рынке электрической энергии и мощности.
Цели
АО «АТС» создано в целях осуществления деятельности по организации торговли на оптовом рынке электрической энергии и мощности, связанной с заключением и организацией исполнения сделок по обращению электрической энергии, мощности и иных объектов торговли, обращение которых допускается на оптовом рынке.
АО «АТС» — динамичная, клиентоориентированная компания, которая считает своей главной задачей обеспечение надежного и прозрачного функционирования российского оптового рынка электроэнергии и мощности.
Виды деятельности
- Оказание услуги по организации оптовой торговли электрической энергией, мощностью и иными допущенными к обращению на оптовом рынке товарами и услугами.
- Осуществление регистрации двусторонних договоров купли-продажи электрической энергии и мощности.
- Организация системы измерений и сбора информации о фактическом производстве электрической энергии и мощности и об их потреблении на оптовом рынке.
- Взаимодействие с организациями технологической инфраструктуры в целях прогнозирования объема производства и потребления электрической энергии, поддержания установленных техническими регламентами параметров качества электрической энергии, устойчивости и надежности энергоснабжения.
- Разработка, внедрение и сопровождение программных и информационных систем, обеспечивающих осуществление * Обществом видов деятельности, указанных в настоящем пункте.
- Оказание информационных и консультационных услуг.
- Осуществление любой иной деятельности, не запрещенной законодательством Российской Федерации и соответствующей целям деятельности Общества.
Почему мы напрасно боимся лечения электрошоком
- Алекс Райли
- для BBC Future
Автор фото, Getty Images
Мы до конца не понимаем, как она работает, но электросудорожная терапия (ЭСТ) помогает пациентам избавиться от симптомов болезни в более чем 80% случаев. То клеймо, которое к ней пристало, мешает использовать этот метод на благо больных людей, убежден автор научно-популярных статей и книг.
80 лет назад в одном из старейших университетов мира, Римском университете «Сапиенца», врачи пропустили через голову 39-летнего мужчины ток с напряжением в 100 вольт.
Неделю назад этого человека задержала полиция. Он бродил по улицам, бормоча никому не понятные слова.
«Он был абсолютно бесстрастен, ни на что не реагировал. Он был похож на дерево, которое не дает плодов», — писал молодой в то время психиатр Фердинандо Аккорнеро.
Установить личность мужчины было невозможно, никто его не разыскивал. Ему поставили диагноз: шизофрения в тяжелой стадии.
«Прогноз был плохим, — писал Аккорнеро. — Мы заключили, что имеем дело с полностью разрушенной психикой и надежды даже на частичное выздоровление нет».
Однако случилось так, что уже через несколько недель загадочный пациент уже разговаривал нормально, вернулся домой, к жене, и даже вновь приступил к работе инженером в Милане.
Пациент, обозначенный как «Э.С.», стал первым человеком, для лечения которого был применен метод электрошока. И хотя симптомы через несколько месяцев вернулись, к тому времени и сам мужчина, и врачи уже знали — Э.С. вполне можно лечить.
Сегодня на электросудорожную (электроконвульсивную) терапию, ранее известную как электрошок или электрошоковая терапия, часто смотрят как на что-то варварское, как на орудие пытки, с помощью которого разрушается мозг и которому не место в современной медицине.
И тем не менее ЭСТ остается наиболее эффективным методом лечения небольшой группы психических заболеваний.
Автор фото, Getty Images
Подпись к фото,Хотя никто до конца не понимает, как этот метод работает, с помощью ЭСТ можно избавляться от симптомов тяжелой депрессии, кататонии и различных маний
Никто до конца не понимает, как это работает. Но в более чем 80% случаев ЭСТ помогает избавиться от симптомов различных маний, кататонии или тяжелых случаев депрессии, часто кончающихся суицидом.
Метод электросудорожной терапии далек от совершенства. Например, с его помощью нельзя полностью вылечить пациента, ЭСТ необходимо применять каждые несколько месяцев, чтобы предотвратить возвращение начальных симптомов. К тому же существует риск потери памяти (хотя часто — лишь временной), головных болей и болей в челюстях.
Но оправдывают ли эти побочные эффекты ту стигму, которая сопутствует этому методу лечения? Химиотерапия, например, тоже вещь опасная, доставляет страдания пациенту и часто не приносит успеха — тем не менее ее продолжают считать одним из основных методов лечения рака.
Многим людям электросудорожная терапия могла бы спасти жизнь.
Самоубийство (часто связанное с психическим заболеванием) — главная причина смерти у британских мужчин в возрасте между 20 и 49 годами. В мире это вторая по значимости причина смерти у людей в возрасте от 15 до 29 лет.
А депрессия — основная глобальная причина недееспособности, превосходящая в этом любую другую болезнь.
В чем же состоит правда об электросудорожной терапии?
Автор фото, Getty Images
Подпись к фото,Американский романист Уильям Стайрон был одним из многих тысяч людей, которые страдали и страдают депрессией и которых посещают мысли о самоубийстве
Каждое утро, в 9 часов, будильник в моем телефоне напоминает мне, что пора принять антидепрессанты. В отличие от предыдущих, эти таблетки, кажется, работают.
В сочетании с регулярными консультациями у психотерапевта и двумя курсами когнитивно-поведенческой психотерапии (КПП) это дало мне почти четыре месяца жизни без единого приступа депрессии. До этого такие приступы случались с периодичностью раз в две недели, в лучшем случае — раз в месяц.
Я еще не вылечился, у меня просто ремиссия. Депрессия вернется — было бы наивным с моей стороны думать обратное.
Потеря интереса к вещами, которые раньше доставляли радость, неспособность любить своих любимых людей, преследующие тебя мысли о самоубийстве — все это вернется.
Однако и те несколько месяцев (а может быть, и больше), во время которых я свободен от оков депрессии, для меня бесценны.
Автор фото, Getty Images
Подпись к фото,На протяжении нескольких десятилетий основным методом лечения депрессии было помещение человека в психиатрическую лечебницу
Я часто думаю: как бы лечили мою депрессию, если бы я жил в другое время? В начале XX века меня бы, наверное, поместили в одну из тех психиатрических лечебниц, которые были разбросаны по сельской местности Британии.
В 1930-х мне бы выписали амфетамины (класс лекарств, включающий в себя экстази), которые рекламировались как первые антидепрессанты.
В 1940-х (десятилетие, когда мои родители были в моем нынешнем возрасте, 25-35 лет) меня бы попробовали лечить электрошоком.
Электрошоковая терапия в то время была так популярна, что ее часто применяли в поликлиниках — примерно так же, как люди ходили к стоматологу, они шли на процедуру электрошока и потом возвращались домой. (В одном исследовании 1980 года было обнаружено, что 50% опрошенных боялись визита к зубному врачу больше, чем процедуры ЭСТ.)
Идея применить конвульсии (судороги) для лечения психических заболеваний принадлежит неврологу из Будапештского университета Ласло Медуне.
Как и другие врачи, работающие в психиатрических больницах, он заметил, что пациентам-шизофреникам становилось заметно лучше после конвульсий (которые были результатом приема сильных лекарств). Они избавлялись от галлюцинаций, бессвязности речи и бреда.
И хотя симптомы со временем возвращались, Медуна задумался над тем, как можно наиболее эффективно использовать судороги для лечения пациентов в его сфере.
Автор фото, Getty Images
Подпись к фото,В 1940-х лечение электрошоком было настолько популярным и обыденным, что его осуществляли в поликлиниках
В 1934 году он начал применять лекарство под названием кардиазол (или метразол в США), которое провоцировало судороги уже спустя секунды или пару минут после укола в мышцу.
Придя в себя, ранее страдающие кататонией пациенты начинали самостоятельно ходить, одеваться, а в некоторых случаях впервые за несколько лет говорили.
Новый метод вызвал взрыв энтузиазма. Неужели теперь можно вылечить ранее неизлечимое?
Услышав о кардиазоле, Уго Черлетти, декан факультета психических и нервных болезней Римского университета «Сапиенца», подумал, что знает гораздо лучший способ добиться судорог.
Он уже много лет применял короткие и сильные разряды электричества во время экспериментов на животных. Это приводило к припадкам, похожим на эпилептические.
Метод Черлетти выглядел доступным, дешевым и в высокой степени управляемым. В отличие от кардиазола, который мог действовать по-разному, у воздействия электричеством было две основных переменных — количество вольт и отрезок времени (доли секунды).
Основываясь на этих двух параметрах, один из студентов Черлетти, Лючио Бини, сконструировал и построил аппарат, на котором можно было повышать и понижать напряжение, а при помощи автоматического секундомера ограничить время разряда одной десятой секунды.
«Аппарат Черлетти-Бини» посылал электроразряд по двум электродам (обернутым в ткань, пропитанную солевым раствором), закрепляемым по обе стороны головы пациента, над висками.
Автор фото, Getty Images
Подпись к фото,Врачи в больнице канадского города Торонто укрепляют электроды на голове пациентки во время имитации процедуры ЭСТ (1976 год)
Что затем происходило с пациентом, нельзя было назвать приятным. Все мышцы сразу сокращались, тело пациента выгибалось дугой, как будто в гротескной позе йоги, воздух со свистом покидал легкие, ноги и руки совершали хаотичные движения, из-за сокращения и натяжения всех сухожилий тело начинало избавляться от мочи и кала, а у мужчин — даже от семенной жидкости.
Кости трескались — хотя это были микроскопические трещинки, заметные только на рентгене и быстро срастающиеся, это было весьма пугающе.
Сообщалось также о потере памяти. Приходя в сознание после процедуры, некоторые пациенты не понимали, где находятся, как сюда попали и кто их ближайшие родственники.
Хотя в большинстве случаев память восстанавливалась в течение нескольких дней или недель, к некоторым она так и не возвращалась.
Отвечая критикам электросудорожной терапии, Лотар Калиновски, один из бывших коллег Черлетти, писал в 1946 году: «Хирург не отказывается от необходимой операции из-за того, что она рискованная… Психические расстройства так же деструктивны, как и злокачественная опухоль, и несут более ужасные страдания. Таким образом риск оправдан».
И действительно, при всех своих недостатках ЭСТ была необычайно эффективна при лечении некоторых наиболее сложных для излечения психических заболеваний — особенно, как вскоре выяснилось, тяжелой депрессии.
В 1945 году исследование, проведенное психиатрами больницы Маклин в штате Массачусеттс, показало, что ЭСТ помогло избавиться от тяжелого приступа депрессии 80% пациентов. По меньшей мере двое из них находились в этом состоянии от 10 до 15 лет — после шести-семи процедур, проведенных в течение нескольких недель, депрессия их покинула.
Как лесной пожар высвобождает семена из шишек хвойных деревьев, так электроразряд — а точнее, судороги, которые он порождает, — освобождает пациента от психического панциря, в который его заковывает болезнь.
Как однажды, в 1950-е, записал в дневнике Питер Крэнфорд, психиатр из штата Джорджия, «сегодня он в кататоническом ступоре, а завтра играет в баскетбол».
С первых же дней метод электрошоковой терапии часто применялся неверно, а порой им просто злоупотребляли. В 1944 году, когда Вторая мировая подходила к концу, Эмиль Гелни, врач, работавший в двух психиатрических больницах в Австрии и член нацистской партии, так усовершенствовал аппарат ЭСТ, чтобы его можно было применять для умерщвления больных психическими заболеваниями.
Он добавил еще четыре электрода, и аппарат давал разряд в течение не миллисекунд, а нескольких минут. Так были убиты 149 пациентов, жизнь которых «не представляла ценности».
И хотя от смертельных инъекций и голода погибло куда больше людей, вполне понятно, почему «работа» Гелни бросила темную тень на будущее ЭСТ.
Часто эта терапия применялась там, где она просто не могла помочь. В 1946 году два итальянских психиатра из Сиены писали: «Сегодня нет такого психического заболевания, которое не попробовали бы лечить с помощью ЭСТ».
В том числе гомосексуальность, которая на протяжении многих лет официально считалась формой психической болезни — в частности, в справочнике Американской психиатрической ассоциации.
Такое широкое применение ЭСТ — часто без согласия пациента — было способом контролировать неконтролируемых больных. После процедуры они находились в полусонном состоянии, с замутненным сознанием, поэтому с ними было легче справиться. Так что это было не лечением, а лишением свободы.
Автор фото, Getty Images
Подпись к фото,Фильм «Пролетая над гнездом кукушки» с Джеком Николсоном в главной роли (где героя неоднократно наказывали электрошоком) помог формированию негативного образа электрошоковой терапии
Что при словах «электрошоковая терапия» приходит в голову всякому, кто посмотрел фильм «Пролетая над гнездом кукушки» с Джеком Николсоном в роли Макмерфи, за которую актер получил Оскара? Насильственная процедура без обезболивания в качестве наказания.
Однако продукция Голливуда не обязательно имеет отношение к реальной жизни. Уже в 1940-х ЭСТ стали применять с анестезией и лекарствами для расслабления мускулатуры, чтобы избавить тело от конвульсивных сокращений, предотвратить трещины в костях. Пациент просто спал во время процедуры.
В качестве анестезии применяли экстракт кураре в сочетании с сильными седативными препаратами. Однако это привело к увеличению количества смертных случаев (четыре на 11 тыс. пациентов к 1943 году), поскольку препараты могли остановить и дыхание.
В 1950-х вместо кураре начали применять сукцинилхолин в сочетании с обычной анестезией.
И сегодня эта процедура выглядит совершенно не похоже на ту, пугающую. Все судороги происходят лишь у пациента в мозгу, что подтверждает электроэнцефалограмма.
Автор фото, Getty Images
Подпись к фото,Перед ЭСТ пациенту дают обезболивающее — к середине XX века это стало обычной практикой
Такая «модифицированная электросудорожная терапия» гораздо безопаснее. Она уменьшила показатель смертности до примерно одного случая на 10 тысяч пациентов — это ниже, чем у обычной анестезии.
Как написал в 1977 году один врач из Чикаго, «ЭСТ примерно в 10 раз безопаснее, чем роды».
Несмотря на все усовершенствования, после 1960-х ЭСТ впала в немилость, о ней постарались забыть. Хотя, как писали в 2007 году историки медицины Эдвард Шортер и Дэвид Хили, забыть о ней — это примерно то же самое, что забыть о пенициллине.
Произошло это частично из-за того, что врачи стали выписывать для лечения депрессии лекарства — хотя они часто были куда менее эффективны в тяжелых случаях. И частично из-за того, какой образ ЭСТ сложился.
В 1970-х, писали Шортер и Хили в своей книге «Шоковая терапия», растущие антипсихиатрические настроения направлялись Церковью сайентологии, которая провозгласила, что ЭСТ разрушает мозг.
Автор фото, Getty Images
Подпись к фото,Демонстрация 1977 года за принятие закона, обязывающего предупреждать пациентов о риске ЭСТ
Убедительных доказательств этому нет. В 1991 году, проведя процедуру ЭСТ для 35 пациентов с депрессией, Эдвард Коффи и его коллеги из Университета Дьюка заключили: «Наши результаты подтверждают (…) что нет никакой связи между ЭСТ и повреждениями мозга».
Потеря памяти, однако, — это проблема, с существованием которой согласны и ученые, и сайентологи, по крайней мере — в определенной степени.
Хотя память обычно возвращается спустя несколько недель после ЭСТ, есть свидетельства и о полной ее потере.
Как и в случаях других болезней или операций, в каждом отдельном случае врачам надо взвешивать, чего больше принесет ЭСТ — вреда или пользы.
Самый важный вопрос здесь состоит не в том, зло или добро электросудорожная терапия, а в том, помогает ли она тем людям, которые в этом нуждаются.
Имеются достаточные доказательства того, что ЭСТ — не просто эффективный метод лечения, она в некоторых случаях — лучший из имеющихся методов.
«Правда состоит в том, что это необычайно хороший метод, — говорит Викрам Пател, профессор школы медицины Гарварда. — Это метод, который спасает жизни людей, один из немногих в психиатрии».
«В действительности я никогда не видел методов лечения в психиатрии, которые бы работали так же феноменально, как ЭСТ».
Автор фото, Getty Images
Подпись к фото,Пациент с тяжелой депрессией готовится к процедуре ЭСТ в больнице штата Северная Каролина (2008 год)
В 2004 году исследование, финансируемое Национальным институтом психического здоровья (США), обнаружило, что из 253 пациентов с тяжелой и психотической депрессией у 238 (94%) наблюдалось значительное сокращение симптомов после ЭСТ.
189 (75%) пациентов достигло полной ремиссии после в среднем семи процедур ЭСТ в течение трех недель. 10 человек (4%) прекратили курс в связи с проблемами с памятью или спутанности сознания.
По сравнению с этим антидепрессанты, схожие с теми, которые принимаю я, обычно эффективны только у двух из трех человек (66%) с депрессией, а ремиссия наступает у одного из трех (33%).
В отношении потенциала ЭСТ Джордж Киров, профессор-клиницист из Кардиффского университета (Британия), в 2017 году написал, что «если у пациента с психотической депрессией не наступает улучшения в ходе курса ЭСТ, то надо разобраться, что мы делаем неправильно».
Отличный прогноз — даже для таких подверженных депрессиям и часто не имеющих возможности принимать антидепрессанты групп населения, как беременные женщины и пожилые люди.
Когда я собирал материал для этой статьи, я обсуждал ЭСТ с несколькими друзьями и членами моей семьи. И каждый раз разговор начинался с похожей реакции: «Что, это до сих пор делают?!» Недоверие, ужас и даже шок.
И это понятно. Даже тем, кто не смотрел «Пролетая над гнездом кукушки», применение электрического разряда в отношении человека представляется скорее пыткой, чем лечением.
Но этот имидж электросудорожной терапии как варварского, болезненного, разрушающего мозг метода мешает помочь тем людям, которые в нем крайне нуждаются.
Из-за этого имиджа не только в больницах неохотно прибегают к ЭСТ, но и люди, которым метод мог бы отлично помочь, не рассматривают его как вариант лечения.
Стигма, лежащая на ЭСТ, не просто вредна, она мешает лечить и спасать людей от смерти.
Но интерес к ЭСТ возвращается. Согласно последним данным, число людей, решающих обратиться к ней, растет.
Например, в Британии в 2015-2016 гг. было проведено 22600 процедур ЭСТ — это на 11% больше чем годом раньше.
Вместе с ЭСТ начали применять более избирательные формы электротерапии — такие как глубокая электростимуляция головного мозга и транскраниальная магнитная стимуляция (и та и другая все чаще применяются для лечении депрессии, болезни Паркинсона и других психических расстройств).
Что касается меня, то успокаивает тот факт, что если вдруг мои антидепрессанты прекратят работать и мое состояние ухудшится, есть многообещающая альтернатива.
Хотя мы плохо понимаем, как работает ЭСТ, ее часто сравнивают с перезагрузкой компьютера.
Возможно, точно так же пора перезагрузить и наши устаревшие представления об электрошоковой терапии.
Алекс Райли живет в Бристоле и пишет статьи на научные темы. Сейчас он работает над научно-популярной книгой о том, как в разных странах лечат депрессию.
Прочитать оригинал этой статьи на английском языке можно на сайте BBC Future.
Ли Кайфу — РБК: «Искусственный интеллект — это новое электричество» :: РБК Pro
Технологии превратят Китай и США в сверхдержавы, а Европа останется на обочине. В отличие от американских техногигантов китайские компании не станут вытеснять российские, а наладят с ними партнерство. Эти и другие прогнозы дал экс-президент Google China
Ли Кайфу (Фото: David Gray / Reuters)
Кто такой Ли Кайфу
Китайско-тайваньский венчурный капиталист, основатель венчурного фонда Sinovation Ventures, инвестирующего в стартапы в области искусственного интеллекта (ИИ). Объем фонда составляет $2,17 млрд, в его портфеле около 70 стартапов, оценочная стоимость каждого превышает $100 млн. В 2005–2009 годах профессор Ли занимал должности вице-президента Google и президента Google China, до этого был топ-менеджером в Microsoft и Apple. В 2013-м журнал Time включил его в число 100 самых влиятельных людей мира. В своей книге «Сверхдержавы искусственного интеллекта. Китай, Кремниевая долина и новый мировой порядок» Ли Кайфу прогнозирует превращение Китая и США в сверхдержавы в сфере ИИ: развитие этой технологии даст беспрецедентный толчок к росту их экономик, а другие страны останутся далеко позади.
«Путин очень поддерживает развитие искусственного интеллекта»
— Как искусственный интеллект повлияет на нашу жизнь в ближайшем будущем?
— В следующие 5–10 лет он станет частью любого бизнеса: компании будут использовать его так же широко, как сейчас интернет и аналитику больших данных. В более отдаленной перспективе, через 30–40 лет, ИИ изменит все отрасли экономики и суть почти каждой профессии. Да, потребности людей останутся теми же: нам нужно общаться, развлекаться, нам нужны семья и друзья. Но давайте вспомним историю: когда электричество превратилось в повседневность, главным развлечением стало кино, а не опера или театр, как было раньше. С распространением интернета кинотеатры понемногу опустели, а люди стали проводить время в YouTube. Благодаря ИИ все наши основные потребности будут удовлетворяться намного лучше, поскольку программы учатся понимать, чего мы по-настоящему хотим. Сейчас мы уже не можем представить, как люди жили без электричества. Точно так же через 30–40 лет будет восприниматься ИИ. В этом смысле искусственный интеллект — новое электричество.
— В вашей книге вы пишете: если данные — это новая нефть, то Китай — это новая Саудовская Аравия. Я правильно понимаю, что развитие ИИ сегодня больше зависит от того, какой объем данных ему можно скормить, чем от того, насколько хороши сами алгоритмы?
— ИИ — это всегда данные плюс алгоритмы. Проблема с алгоритмами в том, что они могут в каких-то случаях работать хорошо, а в каких-то нет. Кроме того, в случае с большинством коммерческих приложений для банков, страховых компаний, поддержки клиентов хорошо продуманные алгоритмы уже есть. Поэтому увеличить объемы данных — более простой путь повысить эффективность. Когда информации в десять, сто, тысячу раз больше, искусственный интеллект становится во столько же раз умнее. А теперь представьте, что у китайских компаний есть возможности собирать данные, которые генерирует почти 1,4 млрд человек.
— Вы утверждаете, что через несколько лет Китай и США превратятся в две супердержавы в области ИИ, поскольку их компаниям доступны целые океаны данных на китайском и английском. Есть ли у европейских стран шансы взять хотя бы «бронзовую медаль»?
— Никаких. Когда я это говорю, мои европейские друзья обычно возражают, что университеты Европы выпускают столько же людей с докторской степенью, сколько и американские. Однако многие из этих выпускников в итоге работают в американских компаниях. То есть множество ученых само по себе не гарантирует передовой экономики. У Европы есть три серьезные проблемы. Прежде всего ей не хватает той предпринимательской экосистемы, что сделала США и позднее Китай такими успешными. Там мало венчурных компаний. Вторая большая проблема — Европа кажется одним большим рынком, но на самом деле каждая страна сохраняет свои особенности. Если вы создали успешный продукт в Париже, он необязательно будет интересен в Берлине или Барселоне. В Америке не так: если у вас есть хороший продукт в Нью-Йорке, будьте уверены, что он понравится и в Чикаго, и в Сан-Франциско. То же самое и с Китаем: то, что сделано в Пекине, прекрасно пойдет и в Шанхае, и в Гуанчжоу. И в Китае, и в США есть по-настоящему однородная среда с одной культурой, языком, жизненным опытом, законами, правительством, ожиданиями и историей. А в Европе даже в самых больших странах ИИ доступны данные всего по нескольким десяткам миллионов пользователей, говорящих на одном языке. Наконец, Европа — лидер в области регулирования. С одной стороны, достойно восхищения, что европейцы такие осмотрительные и этичные. С другой — чересчур жесткое регулирование тормозит развитие технологий.
Что такое электричество? — Определение и концепция — Видео и стенограмма урока
Что такое электричество?
Представьте, что вы и несколько ваших друзей стоите в кругу. Каждый из вас представляет собой отдельный атом — строительный блок всего, от яблок до реактивных самолетов. Каждый атом имеет ядро в центре и окружен облаком электронов. Теперь представьте, что каждый из вас и ваших друзей в круге держит шарик для пинг-понга, представляющий электрон. Если бы вы проводили шарики / электроны для пинг-понга по кругу, вы бы воспроизводили поток электричества.
Электричество — это когда электроны перемещаются от одного атома к другому, почти так же, как шары для пинг-понга передавались от одного человека в круге к другому. Поток электричества называется током , который мы измеряем в амперах (I), также известных как амперы. Проводники, такие как металлические громоотводы Франклина, легко переносят электрический ток, а изоляторы , такие как резина, дерево или ткань, останавливают ток электричества.
Помимо измерения тока электричества, мы также измеряем его напряжение, ватты и сопротивление. вольт (В) — это мощность, доступная для проталкивания электричества по цепи. Думайте об этом как о давлении воды в трубе: чем больше у вас напряжение, тем быстрее проходит электричество по цепи. Сопротивление , если продолжить аналогию, будет размером трубы и измеряется в омах (r). Мы измеряем электрическую мощность в Вт , которая получается умножением ампер на вольты.
Эксперименты 18 века
В 1700-х годах ученые увлеклись изучением электричества.Это было до лампочек, телевизоров и всех других полезных применений электричества, которые у нас есть сейчас. Ученые просто действительно хотели понять, что они могут знать об электричестве, как Франклин с его экспериментом с молнией в 1752 году.
Примерно в 1710 году, например, английский ученый Фрэнсис Хоксби изобрел первый электростатический генератор. Это произвело большое количество электричества, которое можно было использовать для изучения. (Электростатические генераторы также создают огромные искры, которые позже были использованы в таких фильмах, как Франкенштейн , для большого эффекта.) Другие ученые создали инструменты, которые могли обнаруживать электричество, например, электроскоп. За это время ученые узнали, что электрические заряды могут притягивать и отталкивать друг друга, замечая действующие положительные и отрицательные заряды, прежде чем они были идентифицированы и названы.
Использование электричества
Чтобы электричество стало полезным, нам нужно было найти способ не только производить большое количество электричества, но и каким-то образом хранить его. Батарея является одним из первых источников электроэнергии, которые мы используем и сегодня, в то время как большое количество энергии вырабатывается электростанциями.
Итак, давайте подробнее рассмотрим некоторые способы использования электричества.
1. Батарейки и схемы
То, что мы думаем о батареях, например те, которые мы используем в фонариках и пультах дистанционного управления, на самом деле является элементами. Батарея — это набор элементов, подобных батареям в автомобилях и ноутбуках. Батарея — это электрохимический источник электричества, то есть мы получаем электричество в результате химической реакции, происходящей внутри батареи.
Первые элементы состояли из двух металлических пластин — медной и цинковой — в банке с жидкостью, обычно сильным химическим веществом, которое поставляло необходимый «ингредиент» для протекания химической реакции.Две пластины были соединены через цепь , которая представляет собой непрерывный провод, позволяющий электрическому току, созданному в результате химической реакции, течь от одной металлической пластины, через провод, через вторую пластину, а затем, наконец, через жидкость ( тоже хороший проводник), и обратно к первой пластине. Даже сейчас, чтобы успешно использовать электричество, у нас должна быть полная цепь, которая позволяет электричеству течь по непрерывному кругу.
2. Паровые турбины и электростанции
Вскоре элементов и батарей стало недостаточно, и мы стали искать более крупные источники электроэнергии.Паровые турбины, разработанные в 1880-х годах, помогли стимулировать промышленную революцию, а такие изобретатели, как Томас Эдисон, усовершенствовали электрические лампочки для использования в домашних условиях. Паровые турбины уступили место более крупным и более эффективным электростанциям, где турбины вращаются водой или паром от кипящей воды, нагретой за счет сжигания топлива, такого как нефть, уголь или ядерные материалы. В последнее время мы используем другие источники энергии, которые меньше зависят от невозобновляемых ресурсов угля и нефти. Эти другие возобновляемые источники включают в себя солнечную энергию, энергию ветра и геотермальную энергию.
3. DC против AC: Война токов
AC и DC не просто объединяются, чтобы создать великую группу; они также представляют собой различные типы электрических токов, разработанные в конце 1800-х годов. Постоянный ток , или электричество постоянного тока, был детищем Томаса Эдисона, и он вложил значительные средства в строительство 121 электростанции в Соединенных Штатах, которая обеспечивала потребителей электроэнергией постоянным током. Однако электричество постоянного тока начало терять свою мощность примерно в миле от электростанции, что было не очень хорошо для людей, живущих даже в двух милях от электростанции.
Соперник Эдисона, Джордж Вестингауз, разработал переменного тока , или электричество переменного тока. Вместо того, чтобы течь прямо через провод к источнику, как вода в шланге, в электричестве переменного тока, электроны быстро меняют направление своего потока. Технология переменного тока позволяла переносить электричество намного дальше, чем на милю, и сохранять свою мощность. Westinghouse выиграла войну токов, и сегодня мы используем электричество переменного тока.
Резюме урока
Теперь, когда мы закончили, давайте сделаем пару минут, чтобы повторить то, что мы здесь узнали. Электричество — это когда электроны перемещаются от одного атома к другому. Это движение электронов называется , ток , который мы измеряем в амперах (I). Для возникновения электрического тока должно быть что-то , проводящее его или легко проходящее по электричеству, в то время как изоляторы , такие как резина, дерево или ткань, останавливают поток электричества. С точки зрения измерения, вольт (В) — это мощность, доступная для проталкивания электричества по цепи. Сопротивление — это легкость протекания тока, которая измеряется в омах (r), а Вт. — это то, как мы измеряем электрическую мощность, и получается путем умножения ампер на вольты.
С точки зрения современного использования электричества мы рассмотрели следующее:
- Батареи и цепи, в которых мы узнали, что батарея представляет собой набор элементов, а цепь — непрерывный провод, пропускающий электрический ток.
- Паровые турбины и электростанции, на которых мы узнали о различных формах крупномасштабного производства электроэнергии Сравнение
- постоянного тока и переменного тока, в котором мы узнали о постоянном токе Томаса Эдисона или постоянном токе , который представляет собой прямой поток электричества к потребителям, и о переменном токе , или переменном токе Джорджа Вестингауза , или переменном токе, когда электроны быстро меняют свое направление. потока
Теперь вы сможете объяснить историю и различные виды электричества, доступные нам сегодня.
Определение для изучающих английский язык из Словаря учащихся Merriam-Webster
электричество / ɪˌlɛkˈtrɪsəti / имя существительное/ ɪˌlɛkˈtrɪsəti /
существительное
Определение ЭЛЕКТРИЧЕСТВА учащимися
[noncount]
1 : форма энергии, которая передается по проводам и используется для работы машин, освещения и т. д.- см. также статическое электричество 2 : электрический ток или мощность 3 : чувство возбуждения или напряженияэлектричество — определение и значение
«Я подал заявку на получение патента на мою систему передачи интеллекта на расстояние электричества , во всех отношениях отличаясь от господа.Система Уитстона и Кука, изобретенная на пять лет раньше их, и не имеющая ничего общего во всей системе, кроме использования _электричества_ на _металлических проводниках_, для использования которых никто не мог получить исключительную привилегию, поскольку это количество использовалось почти сто годы.
Сэмюэл Ф. Б. Морс, его письма и журналы в двух томах, том II
Термин электричество происходит от греческого слова ηλεκτρον, янтарь.
Отчет о территориях Тимбукту и Хауса во внутренних районах Африки
Кроме того, ему не требуется электроэнергии. , что является важным требованием, учитывая, что бедствия обычно приводят к временному или иному отключению электроснабжения.
Победители призов могут помочь в ликвидации последствий стихийных бедствий
«Это новый век, и то, что мы называем электричеством, — его Бог», — писал историк-романтик Генри Адамс из Парижа.
Американские эскизы
Наибольшее потребление электроэнергии — это потолочные вентиляторы, которые работали без остановки в течение апреля и мая.
счет за электричество
С задымленной станции, откуда поезд прошел накануне ночью, по тонкой проволоке, натянутой на неровных столбах сбоку от пути, в тот момент, когда он вернул часы, вспыхнула искра таинственного чего-то, что мы называем электричеством в карман; и через пять минут начальник станции вышел на перрон
.Рассказов американских авторов, Том 6
От первого вздоха пламени, сжигающего тайну Праха, до последней тени пыли — бездыханной, беззвучной тени пыли, которую он называет электричеством — человек поклоняется невидимому, нематериальному.
Голос машин. Введение в ХХ век
Это похоже на то тонкое нечто, что мы называем электричеством ; мы можем играть с ним, командовать им, вести его, нейтрализовать его и умереть от него, разжечь им свет и жар, или язык и звук, убить им и лечить им, при этом совершенно не зная его природы.
Пражская ведьма
Например, вот таинственная сила, которую мы называем электричеством , которая мигает в наших домах и на улицах таким светом, которого мир никогда раньше не знал.
Наше унитарное Евангелие
А теперь, перед этим новым проявлением той формы космической жизненности, которую мы называем электричеством ,
За чашками
Основные определения — Электричество | Определенный электрический
Электричество — это общий термин, который охватывает множество явлений, возникающих в результате присутствия и протекания электрического заряда.К ним относятся многие легко узнаваемые явления, такие как молния и статическое электричество, но, кроме того, менее знакомые понятия, такие как электромагнитное поле и электромагнитная индукция.
В общем смысле слово «электричество» адекватно обозначению ряда физических эффектов. Однако в научном обиходе этот термин расплывчат, и эти связанные, но разные концепции лучше идентифицировать с помощью более точных терминов:
- Электрический заряд — свойство некоторых субатомных частиц, определяющее их электромагнитные взаимодействия.Электрически заряженная материя находится под влиянием электромагнитных полей и производит их.
- Электрический ток — движение или поток электрически заряженных частиц, обычно измеряемый в амперах.
- Электрическое поле — воздействие электрического заряда на другие заряды, находящиеся поблизости.
- Электрический потенциал — способность электрического поля совершать работу с электрическим зарядом, обычно измеряемая в вольтах.
- Электромагнетизм — фундаментальное взаимодействие между магнитным полем и наличием и движением электрического заряда.
Электрические явления изучались с древних времен, хотя успехи в науке были достигнуты только в семнадцатом и восемнадцатом веках. Однако практических применений электричества оставалось немного, и только в конце девятнадцатого века инженеры смогли применить его в промышленности и в жилых помещениях. Быстрое развитие электрических технологий в это время изменило промышленность и общество. Необычайная универсальность электричества как источника энергии означает, что его можно использовать в практически неограниченном наборе приложений, включая транспорт, отопление, освещение, связь и вычисления.Основой современного индустриального общества является и, как можно ожидать, в обозримом будущем использование электроэнергии.
История
Задолго до того, как появились какие-либо знания об электричестве, люди знали о ударах электрических рыб. Древние египетские тексты, датируемые 2750 годом до нашей эры, называют этих рыб «Громовержцами Нила» и описывают их как «защитников» всех остальных рыб. О них снова сообщили тысячелетия спустя древнегреческие, римские и арабские естествоиспытатели и врачи.Некоторые древние писатели, такие как Плиний Старший и Скрибоний Ларгус, засвидетельствовали ошеломляющее действие электрического шока, вызываемого сомом и торпедными лучами, и знали, что такие разряды могут распространяться по проводящим объектам. Пациентам, страдающим такими заболеваниями, как подагра или головная боль, приказывали прикоснуться к электрической рыбе в надежде, что мощный толчок их вылечит. Возможно, самый ранний и ближайший подход к открытию идентичности молнии и электричества из любого другого источника следует приписать арабам, у которых до 15 века арабское слово «молния» (раад) применялось к электрическому лучу.
Древние культуры Средиземноморья знали, что некоторые предметы, например, стержни из янтаря, можно натирать кошачьей шерстью, чтобы привлечь легкие предметы, например перья. Фалес из Милета провел серию наблюдений за статическим электричеством около 600 г. до н.э., из которых он полагал, что трение делает янтарь магнитным, в отличие от минералов, таких как магнетит, которые не нуждались в трении. Фалес ошибался, полагая, что притяжение было вызвано магнитным эффектом, но позже наука доказала связь между магнетизмом и электричеством.Согласно спорной теории, парфяне, возможно, знали гальваническое покрытие, основанное на открытии в 1936 году Багдадской батареи, которая напоминает гальванический элемент, хотя неясно, был ли артефакт электрическим по своей природе.
Электричество оставалось лишь интеллектуальным курьезом на протяжении тысячелетий до 1600 года, когда английский врач Уильям Гилберт провел тщательное исследование электричества и магнетизма, отличив магнитный эффект от статического электричества, возникающего при натирании янтаря.Он придумал новое латинское слово electricus («янтарь» или «как янтарь» от ???????? [электрон], греческого слова «янтарь») для обозначения свойства притягивать маленькие предметы после того, как они потер. Эта ассоциация породила английские слова «электрический» и «электричество», которые впервые появились в печати в книге Томаса Брауна «Pseudodoxia Epidemica» 1646 года.
Дальнейшую работу проводили Отто фон Герике, Роберт Бойль, Стивен Грей и К. Ф. дю Фэй. В 18 веке Бенджамин Франклин провел обширные исследования в области электричества, продав свое имущество для финансирования своей работы.Считается, что в июне 1752 года он прикрепил металлический ключ к нижней части смоченной струны воздушного змея и запустил воздушного змея в грозовом небе. Последовательность искр, прыгающих от ключа к тыльной стороне руки, показала, что молния действительно имела электрическую природу.
В 1791 году Луиджи Гальвани опубликовал свое открытие биоэлектричества, продемонстрировав, что электричество является средой, с помощью которой нервные клетки передают сигналы мышцам. Батарея Алессандро Вольта, или гальваническая батарея 1800 г., сделанная из чередующихся слоев цинка и меди, предоставила ученым более надежный источник электроэнергии, чем использовавшиеся ранее электростатические машины.Признание электромагнетизма, единства электрических и магнитных явлений, принадлежит Гансу Кристиану Эрстеду и Андре-Мари Амперу в 1819-1820 годах; Майкл Фарадей изобрел электродвигатель в 1821 году, а Георг Ом математически проанализировал электрическую схему в 1827 году.
В то время как начало XIX века ознаменовалось быстрым прогрессом в области электротехники, конец XIX века стал свидетелем наибольшего прогресса в области электротехники. Благодаря таким людям, как Никола Тесла, Томас Эдисон, Отто Блати, сэр Чарльз Парсонс, Джордж Вестингауз, Эрнст Вернер фон Сименс, Александр Грэм Белл и лорд Кельвин, электричество превратилось из научного любопытства в важнейший инструмент современной жизни, став двигателем. сила Второй промышленной революции.
Концепции
Электрический заряд
Электрический заряд — это свойство определенных субатомных частиц, которое порождает электромагнитную силу, одну из четырех фундаментальных сил природы, и взаимодействует с ней. Заряд возникает в атоме, в котором его наиболее известными носителями являются электрон и протон. Это постоянная величина, то есть чистый заряд в изолированной системе всегда будет оставаться постоянным, независимо от любых изменений, происходящих в этой системе.Внутри системы заряд может передаваться между телами либо путем прямого контакта, либо путем прохождения по проводящему материалу, например по проводу. Неофициальный термин «статическое электричество» относится к чистому наличию (или «дисбалансу») заряда на теле, обычно вызываемому трением разнородных материалов друг с другом, передавая заряд от одного к другому.
Наличие заряда порождает электромагнитную силу: заряды действуют друг на друга, эффект, который был известен, хотя и не понят, в древности.Легкий шар, подвешенный на веревке, можно зарядить, коснувшись его стеклянным стержнем, который сам заряжается путем трения тканью. Если такой же шар заряжается тем же стеклянным стержнем, обнаруживается, что он отталкивает первый: этот заряд заставляет два шара разойтись. Два шара, заряженные натертым янтарным стержнем, также отталкиваются друг от друга. Однако, если один шар заряжается стеклянным стержнем, а другой — янтарным, оказывается, что два шара притягиваются друг к другу. Эти явления исследовал в конце восемнадцатого века Шарль-Огюстен де Кулон, который пришел к выводу, что обвинение проявляется в двух противоположных формах.Это открытие привело к хорошо известной аксиоме: одноименно заряженные объекты отталкиваются, а противоположно заряженные объекты притягиваются.
Сила действует на сами заряженные частицы, поэтому заряд имеет тенденцию максимально равномерно распространяться по проводящей поверхности. Величина электромагнитной силы, притягивающей или отталкивающей, задается законом Кулона, который связывает силу с произведением зарядов и имеет отношение обратных квадратов к расстоянию между ними. Электромагнитная сила очень сильна, уступая по силе только сильному взаимодействию, но в отличие от этой силы она действует на всех расстояниях.По сравнению с гораздо более слабой гравитационной силой, электромагнитная сила, отталкивающая два электрона, в 1042 раза больше, чем гравитационное притяжение, стягивающее их вместе.
Заряд электронов и протонов противоположен по знаку, поэтому величина заряда может быть выражена как отрицательная или положительная. По соглашению, заряд, переносимый электронами, считается отрицательным, а заряд протонов — положительным, что возникло в результате работы Бенджамина Франклина. Величина заряда обычно обозначается символом Q и выражается в кулонах; каждый электрон несет одинаковый заряд примерно? 1.6022 × 10 × 19 кулон. Протон имеет заряд, равный и противоположный, и, следовательно, +1,6022 × 10 ~ 19 кулонов. Зарядом обладает не только материя, но и антивещество, каждая античастица несет равный и противоположный заряд соответствующей частице.
Заряд можно измерить несколькими способами. Одним из первых инструментов был электроскоп с золотым листом, который, хотя до сих пор используется для демонстраций в классе, был заменен электронным электрометром.
Электрический ток
Движение электрического заряда называется электрическим током, сила которого обычно измеряется в амперах.Ток может состоять из любых движущихся заряженных частиц; чаще всего это электроны, но любой движущийся заряд представляет собой ток.
Исторически сложилось так, что положительный ток определяется как имеющий то же направление потока, что и любой положительный заряд, который он содержит, или как протекающий от наиболее положительной части цепи к наиболее отрицательной части. Определенный таким образом ток называется обычным током. Таким образом, движение отрицательно заряженных электронов по электрической цепи, одна из наиболее известных форм тока, считается положительным в направлении, противоположном движению электронов.Однако, в зависимости от условий, электрический ток может состоять из потока заряженных частиц в любом направлении или даже в обоих направлениях одновременно. Для упрощения этой ситуации широко используется переход от положительного к отрицательному.
Процесс прохождения электрического тока через материал называется электропроводностью, и его природа зависит от заряженных частиц и материала, через который они проходят. Примеры электрических токов включают металлическую проводимость, когда электроны проходят через проводник, такой как металл, и электролиз, когда ионы (заряженные атомы) проходят через жидкости.Хотя сами частицы могут двигаться довольно медленно, иногда со средней скоростью дрейфа всего доли миллиметра в секунду, электрическое поле, которое их движет, само распространяется со скоростью, близкой к скорости света, позволяя электрическим сигналам быстро проходить по проводам.
Ток вызывает несколько наблюдаемых эффектов, которые исторически были средством распознавания его присутствия. То, что вода может быть разложена током от гальванической батареи, было обнаружено Николсоном и Карлайлом в 1800 году. Этот процесс теперь известен как электролиз.Их работа была значительно расширена Майклом Фарадеем в 1833 году. Ток через сопротивление вызывает локальное нагревание — эффект, который Джеймс Прескотт Джоуль изучил математически в 1840 году. Одно из самых важных открытий, касающихся тока, было случайно сделано Гансом Кристианом Орстедом в 1820 году, когда , готовясь к лекции, он стал свидетелем того, как ток в проводе мешал стрелке магнитного компаса. Он открыл электромагнетизм, фундаментальное взаимодействие между электричеством и магнетизмом.
В инженерных или бытовых приложениях ток часто описывается как постоянный (DC) или переменный (AC) ток. Эти термины относятся к тому, как ток изменяется во времени. Постоянный ток, вырабатываемый, например, батареей и требуемый большинством электронных устройств, представляет собой однонаправленный поток от положительной части цепи к отрицательной. Если, как это обычно бывает, этот поток переносится электронами, они будут двигаться в противоположном направлении. Переменный ток — это любой ток, который неоднократно меняет направление; почти всегда это принимает форму синусоидальной волны.Таким образом, переменный ток пульсирует вперед и назад внутри проводника, при этом заряд не перемещается на какое-либо расстояние с течением времени. Усредненное по времени значение переменного тока равно нулю, но он передает энергию сначала в одном направлении, а затем в обратном. На переменный ток влияют электрические свойства, которые не наблюдаются при установившемся постоянном токе, такие как индуктивность и емкость. Однако эти свойства могут стать важными, когда схема подвержена переходным процессам, например, при первом включении.
Электрическое поле
Понятие электрического поля было введено Майклом Фарадеем. Электрическое поле создается заряженным телом в пространстве, которое его окружает, и приводит к силе, действующей на любые другие заряды, помещенные в поле. Электрическое поле действует между двумя зарядами аналогично тому, как гравитационное поле действует между двумя массами, и, подобно ему, простирается к бесконечности и показывает обратную квадратичную зависимость от расстояния. Однако есть важное отличие.Гравитация всегда действует как притяжение, сближая две массы, в то время как электрическое поле может приводить либо к притяжению, либо к отталкиванию. Поскольку большие тела, такие как планеты, обычно не несут чистого заряда, электрическое поле на расстоянии обычно равно нулю. Таким образом, гравитация является доминирующей силой на расстоянии во Вселенной, несмотря на то, что она намного слабее.
Электрическое поле обычно изменяется в пространстве, и его сила в любой точке определяется как сила (на единицу заряда), которую чувствовал бы неподвижный, незначительный заряд, если бы он был помещен в эту точку.Концептуальный заряд, называемый «пробным зарядом», должен быть исчезающе малым, чтобы его собственное электрическое поле не мешало главному полю, а также должен быть стационарным, чтобы предотвратить действие магнитных полей. Поскольку электрическое поле определяется в терминах силы, а сила — это вектор, отсюда следует, что электрическое поле также является вектором, имеющим как величину, так и направление. В частности, это векторное поле.
Изучение электрических полей, создаваемых стационарными зарядами, называется электростатикой.Поле может быть визуализировано набором воображаемых линий, направление которых в любой точке совпадает с направлением поля. Эта концепция была введена Фарадеем, чей термин «силовые линии» все еще иногда находит применение. Линии поля — это пути, по которым точечный положительный заряд будет стремиться пройти, когда он был вынужден перемещаться внутри поля; однако они представляют собой воображаемую концепцию, не имеющую физического существования, и поле пронизывает все промежуточное пространство между линиями. Силовые линии, исходящие от стационарных зарядов, обладают несколькими ключевыми свойствами: во-первых, они возникают при положительных зарядах и заканчиваются при отрицательных зарядах; во-вторых, они должны входить в любой хороший проводник под прямым углом, и в-третьих, чтобы они никогда не пересекались или не приближались друг к другу.
Полое проводящее тело несет весь свой заряд на своей внешней поверхности. Таким образом, поле равно нулю во всех точках тела. Это принцип действия клетки Фарадея, проводящей металлической оболочки, которая изолирует ее внутреннее пространство от внешних электрических воздействий.
Принципы электростатики важны при проектировании высоковольтного оборудования. Существует конечный предел напряженности электрического поля, которому может противостоять любая среда. За пределами этой точки происходит электрический пробой, и электрическая дуга вызывает пробой между заряженными частями.Например, воздух имеет тенденцию образовывать дугу через небольшие промежутки при напряженности электрического поля, превышающей 30 кВ на сантиметр. На больших зазорах его прочность на пробой ниже, возможно, 1 кВ на сантиметр. Наиболее очевидным естественным явлением этого является молния, возникающая, когда заряд разделяется в облаках восходящими столбами воздуха и увеличивает электрическое поле в воздухе до уровня, превышающего его способность выдерживать. Напряжение большого облака молнии может достигать 100 МВ, а энергия разряда — 250 кВтч.
На напряженность поля сильно влияют близлежащие проводящие объекты, и она особенно интенсивна, когда поле вынуждено огибать остроконечные объекты. Этот принцип используется в громоотводе, острый острие которого способствует развитию удара молнии в нем, а не в здании, которое он служит для защиты.
Электрический потенциал
Понятие электрического потенциала тесно связано с понятием электрического поля. Небольшой заряд, помещенный в электрическое поле, испытывает силу, и для того, чтобы подвести этот заряд к этой точке против силы, требуется работа.Электрический потенциал в любой точке определяется как энергия, необходимая для медленного переноса тестового заряда с бесконечного расстояния в эту точку. Обычно он измеряется в вольтах, а один вольт — это потенциал, на который необходимо затратить один джоуль работы, чтобы вывести из бесконечности заряд в один кулон. Это определение потенциала, хотя и формальное, имеет мало практического применения, и более полезной концепцией является концепция разности электрических потенциалов, которая представляет собой энергию, необходимую для перемещения единичного заряда между двумя указанными точками.Электрическое поле обладает особым свойством консервативности, что означает, что путь, пройденный испытательным зарядом, не имеет значения: все пути между двумя заданными точками расходуют одинаковую энергию, и, таким образом, можно указать уникальное значение разности потенциалов. Вольт настолько четко обозначен как единица измерения и описания разности электрических потенциалов, что термин «напряжение» находит все большее применение в повседневной жизни.
Для практических целей полезно определить общую точку отсчета, с которой можно выражать и сравнивать потенциалы.Хотя это может быть бесконечность, гораздо более полезным ориентиром является сама Земля, которая, как предполагается, имеет одинаковый потенциал повсюду. Эта точка отсчета естественно принимает название «земля» или «земля». Предполагается, что Земля является бесконечным источником равных количеств положительного и отрицательного заряда, и поэтому электрически незаряжена — и не заряжается.
Электрический потенциал — это скалярная величина, то есть он имеет только величину, а не направление. Его можно рассматривать как аналог высоты: точно так же, как выпущенный объект упадет через разницу в высоте, вызванную гравитационным полем, так и заряд «упадет» на напряжение, вызванное электрическим полем.Поскольку на рельефных картах показаны контурные линии, обозначающие точки одинаковой высоты, ряд линий, обозначающих точки с одинаковым потенциалом (известные как эквипотенциалы), можно провести вокруг электростатически заряженного объекта. Эквипотенциалы пересекают все силовые линии под прямым углом. Они также должны лежать параллельно поверхности проводника, иначе это создаст силу, которая переместит носители заряда в соответствие с потенциалом поверхности.
Электрическое поле формально определялось как сила, действующая на единицу заряда, но концепция потенциала допускает более полезное и эквивалентное определение: электрическое поле — это локальный градиент электрического потенциала.Обычно выражается в вольтах на метр, направление вектора поля — это линия наибольшего наклона потенциала, где эквипотенциалы лежат ближе всего друг к другу.
Электромагнетизм
Открытие Эрстеда в 1821 году, что магнитное поле существует вокруг всех сторон провода, по которому проходит электрический ток, указывает на прямую связь между электричеством и магнетизмом. Более того, взаимодействие казалось отличным от гравитационных и электростатических сил, двух известных тогда сил природы.Сила, действующая на стрелку компаса, не направляла ее к токоведущему проводу или от него, а действовала под прямым углом к нему. Слегка неясные слова Эрстеда заключались в том, что «электрический конфликт действует вращающимся образом». Сила также зависела от направления тока, так как если поток был обратным, то сила тоже.
Эрстед не до конца понимал свое открытие, но он заметил, что эффект был обратным: ток воздействует на магнит, а магнитное поле действует на ток.Это явление было дополнительно исследовано Ампером, который обнаружил, что два параллельных токоведущих провода оказывают друг на друга силу: два провода, проводящие токи в одном направлении, притягиваются друг к другу, а провода, содержащие токи в противоположных направлениях, раздвигаются. Взаимодействие опосредуется магнитным полем, которое создает каждый ток, и составляет основу международного определения ампера.
Эта взаимосвязь между магнитными полями и токами чрезвычайно важна, поскольку она привела к изобретению электродвигателя Майклом Фарадеем в 1821 году.Униполярный двигатель Фарадея состоял из постоянного магнита, находящегося в луже ртути. Пропускали ток через проволоку, подвешенную на стержне над магнитом, и погружали в ртуть. Магнит оказывал на провод тангенциальную силу, заставляя его вращаться вокруг магнита до тех пор, пока поддерживался ток.
Эксперименты Фарадея в 1831 году показали, что провод, движущийся перпендикулярно магнитному полю, создает разность потенциалов между своими концами. Дальнейший анализ этого процесса, известного как электромагнитная индукция, позволил ему сформулировать принцип, ныне известный как закон индукции Фарадея, согласно которому разность потенциалов, индуцированная в замкнутой цепи, пропорциональна скорости изменения магнитного потока в контуре.Использование этого открытия позволило ему в 1831 году изобрести первый электрический генератор, в котором он преобразовал механическую энергию вращающегося медного диска в электрическую. Диск Фарадея был неэффективен и бесполезен в качестве практического генератора, но он показал возможность генерирования электроэнергии с помощью магнетизма, и эта возможность была использована теми, кто последовал за его работой.
Работа Фарадея и Ампера показали, что изменяющееся во времени магнитное поле действует как источник электрического поля, а изменяющееся во времени электрическое поле является источником магнитного поля.Таким образом, когда одно поле изменяется во времени, обязательно индуцируется поле другого. Такое явление имеет свойства волны и, естественно, называется электромагнитной волной. Электромагнитные волны были теоретически проанализированы Джеймсом Клерком Максвеллом в 1864 году. Максвелл разработал систему уравнений, которые могли однозначно описывать взаимосвязь между электрическим полем, магнитным полем, электрическим зарядом и электрическим током. Более того, он мог доказать, что такая волна обязательно будет двигаться со скоростью света, и, таким образом, сам свет был формой электромагнитного излучения.Законы Максвелла, объединяющие свет, поля и заряд, являются одной из важнейших вех теоретической физики.
Электрические схемы
Электрическая цепь — это соединение электрических компонентов таким образом, что электрический заряд движется по замкнутому пути (цепи), обычно для выполнения некоторой полезной задачи.
Компоненты в электрической цепи могут принимать различные формы, включая такие элементы, как резисторы, конденсаторы, переключатели, трансформаторы и электронику.Электронные схемы содержат активные компоненты, обычно полупроводники, и обычно демонстрируют нелинейное поведение, требующее сложного анализа. Простейшие электрические компоненты называются пассивными и линейными: хотя они могут временно накапливать энергию, они не содержат ее источников и демонстрируют линейные ответы на стимулы.
Резистор, пожалуй, самый простой из пассивных элементов схемы: как следует из названия, он сопротивляется протекающему через него току, рассеивая свою энергию в виде тепла.Сопротивление является следствием движения заряда через проводник: например, в металлах сопротивление в первую очередь возникает из-за столкновений между электронами и ионами. Закон Ома — это основной закон теории цепей, гласящий, что ток, проходящий через сопротивление, прямо пропорционален разности потенциалов на нем. Сопротивление большинства материалов относительно постоянно в диапазоне температур и токов; материалы в этих условиях известны как «омические». Ом, единица сопротивления, был назван в честь Георга Ома и обозначается греческой буквой?.1? сопротивление, которое будет создавать разность потенциалов в один вольт в ответ на ток в один ампер.
Конденсатор — это устройство, способное накапливать заряд и тем самым накапливать электрическую энергию в результирующем поле. Концептуально он состоит из двух проводящих пластин, разделенных тонким изолирующим слоем; на практике тонкие металлические фольги скручиваются вместе, увеличивая площадь поверхности на единицу объема и, следовательно, емкость. Единица измерения емкости — фарад, названная в честь Майкла Фарадея, и обозначенная символом F: один фарад — это емкость, которая развивает разность потенциалов в один вольт, когда он хранит заряд в один кулон.Конденсатор, подключенный к источнику напряжения, первоначально вызывает ток по мере накопления заряда; этот ток, однако, со временем спадет по мере заполнения конденсатора, в конечном итоге упав до нуля. Следовательно, конденсатор не пропускает установившийся ток, а вместо этого блокирует его.
Катушка индуктивности представляет собой проводник, обычно катушку с проволокой, которая накапливает энергию в магнитном поле в ответ на ток через него. Когда меняется ток, меняется и магнитное поле, вызывая напряжение между концами проводника.Индуцированное напряжение пропорционально скорости изменения тока во времени. Константа пропорциональности называется индуктивностью. Единицей измерения индуктивности является генри, названный в честь Джозефа Генри, современника Фарадея. Один генри — это индуктивность, которая вызывает разность потенциалов в один вольт, если ток через нее изменяется со скоростью один ампер в секунду. Поведение индуктора в некотором смысле противоположно поведению конденсатора: он свободно пропускает неизменный ток, но противодействует быстро меняющемуся.
Производство и использование
Генерация и трансмиссия
Эксперименты Фалеса с янтарными стержнями были первыми исследованиями в области производства электроэнергии. Хотя этот метод, известный теперь как трибоэлектрический эффект, позволяет поднимать легкие объекты и даже генерировать искры, он крайне неэффективен. Только после изобретения гальванической батареи в восемнадцатом веке стал доступен жизнеспособный источник электричества. Гальваническая батарея и ее современный потомок, электрическая батарея, хранят энергию химически и делают ее доступной по запросу в виде электрической энергии.Батарея является универсальным и очень распространенным источником питания, который идеально подходит для многих приложений, но ее запас энергии ограничен, и после разрядки ее необходимо утилизировать или перезарядить. При больших потребностях в электроэнергии электрическая энергия должна генерироваться и непрерывно передаваться по проводящим линиям передачи.
Электроэнергия обычно вырабатывается электромеханическими генераторами, приводимыми в действие паром, образующимся при сгорании ископаемого топлива, или теплом, выделяемым в результате ядерных реакций; или из других источников, таких как кинетическая энергия, извлекаемая из ветра или текущей воды.Современная паровая турбина, изобретенная сэром Чарльзом Парсонсом в 1884 году, сегодня вырабатывает около 80 процентов электроэнергии в мире, используя различные источники тепла. Такие генераторы не похожи на униполярный дисковый генератор Фарадея 1831 года, но они по-прежнему полагаются на его электромагнитный принцип, согласно которому проводник, соединяющий изменяющееся магнитное поле, индуцирует разность потенциалов на своих концах. Изобретение в конце девятнадцатого века трансформатора означало, что электрическая энергия могла передаваться более эффективно при более высоком напряжении, но более низком токе.Эффективная передача электроэнергии означала, в свою очередь, что электроэнергию можно было вырабатывать на централизованных электростанциях, где она извлекала выгоду из эффекта масштаба, а затем отправлять ее на относительно большие расстояния туда, где она была необходима.
Поскольку электрическая энергия не может быть легко сохранена в количествах, достаточно больших, чтобы удовлетворить потребности в национальном масштабе, всегда должно производиться ровно столько, сколько требуется. Это требует от электроэнергетических компаний тщательного прогнозирования своих электрических нагрузок и поддержания постоянной координации со своими электростанциями.Определенное количество генерации всегда должно храниться в резерве, чтобы защитить электрическую сеть от неизбежных сбоев и потерь.
Спрос на электроэнергию растет очень быстро по мере модернизации страны и развития ее экономики. В Соединенных Штатах в течение первых трех десятилетий двадцатого века каждый год в течение первых трех десятилетий двадцатого века спрос увеличивался на 12%, и этот темп роста наблюдается сейчас в странах с формирующейся рыночной экономикой, таких как Индия или Китай. Исторически сложилось так, что темпы роста спроса на электроэнергию опережали рост спроса на другие виды энергии.
Экологические проблемы с производством электроэнергии привели к тому, что все большее внимание уделяется производству из возобновляемых источников, в частности из ветра и гидроэнергии. Хотя можно ожидать продолжения дебатов по поводу воздействия на окружающую среду различных средств производства электроэнергии, его окончательная форма относительно чиста.
использует
Электричество — это чрезвычайно гибкий вид энергии, который был адаптирован для огромного и постоянно растущего числа применений. Изобретение практичной лампы накаливания в 1870-х годах привело к тому, что освещение стало одним из первых общедоступных приложений электроэнергии.Хотя электрификация принесла с собой свои опасности, замена открытого огня газового освещения значительно снизила опасность возгорания в домах и на фабриках. Коммунальные предприятия были созданы во многих городах, нацеленных на растущий рынок электрического освещения.
Нагревательный эффект Джоуля, используемый в лампочке, также находит более прямое применение в электрическом обогреве. Хотя это универсально и поддается контролю, его можно рассматривать как расточительный, поскольку для большей части выработки электроэнергии уже потребовалось производство тепла на электростанции.Ряд стран, например Дания, издали законы, ограничивающие или запрещающие использование электрического отопления в новых зданиях. Однако электричество является весьма практичным источником энергии для охлаждения, при этом кондиционирование воздуха представляет собой растущий сектор спроса на электроэнергию, влияние которого электроэнергетические компании все чаще вынуждены учитывать.
Электричество используется в телекоммуникациях, и действительно, электрический телеграф, коммерчески продемонстрированный в 1837 году Куком и Уитстоном, был одним из первых его применений.С созданием в 1860-х годах первой межконтинентальной, а затем трансатлантической телеграфной системы электричество позволило за считанные минуты установить связь по всему миру. Оптоволоконные и спутниковые технологии связи заняли свою долю рынка систем связи, но можно ожидать, что электричество останется важной частью этого процесса.
Эффекты электромагнетизма наиболее заметно проявляются в электродвигателе, который обеспечивает чистые и эффективные средства движения.Стационарный двигатель, такой как лебедка, легко снабжен источником энергии, но двигатель, который движется вместе с ним, например электромобиль, обязан либо нести с собой источник энергии, такой как аккумулятор, либо собирать ток от скользящий контакт, такой как пантограф, что накладывает ограничения на его диапазон или производительность.
Электронные устройства используют транзистор, возможно, одно из самых важных изобретений двадцатого века и фундаментальный строительный блок всех современных схем.Современная интегральная схема может содержать несколько миллиардов миниатюрных транзисторов на площади всего в несколько квадратных сантиметров.
Электричество и мир природы
Физиологические эффекты
Напряжение, приложенное к человеческому телу, вызывает электрический ток через ткани, и, хотя зависимость нелинейна, чем больше напряжение, тем больше ток. Порог восприятия зависит от частоты источника питания и пути прохождения тока, но составляет около 0.От 1 мА до 1 мА для электричества с частотой сети, хотя ток, равный микроампер, может быть обнаружен как эффект электровибрации при определенных условиях. Если сила тока достаточно высока, это вызовет сокращение мышц, фибрилляцию сердца и ожоги тканей. Отсутствие видимых признаков того, что проводник электрифицирован, делает электричество особенно опасным. Боль, вызванная поражением электрическим током, может быть очень сильной, и иногда электричество может использоваться как метод пытки. Смерть от поражения электрическим током называется поражением электрическим током.Казнь на электрическом стуле по-прежнему является средством судебной казни в некоторых юрисдикциях, хотя в последнее время его использование стало более редким.
Электрические явления в природе
Электричество — это не изобретение человека, и его можно наблюдать в природе в нескольких формах, ярким проявлением которых является молния. Многие взаимодействия, известные на макроскопическом уровне, такие как прикосновение, трение или химическая связь, происходят из-за взаимодействий между электрическими полями на атомном уровне. Считается, что магнитное поле Земли возникает из-за естественной динамо-машины циркулирующих токов в ядре планеты.Некоторые кристаллы, такие как кварц или даже сахар, при внешнем давлении создают разность потенциалов на своих гранях. Это явление известно как пьезоэлектричество, от греческого слова piezein (???????), что означает нажимать, и было открыто в 1880 году Пьером и Жаком Кюри. Эффект является обратным, и когда пьезоэлектрический материал подвергается воздействию электрического поля, происходит небольшое изменение физических размеров.
Некоторые организмы, такие как акулы, способны обнаруживать и реагировать на изменения электрических полей, способность, известная как электрорецепция, в то время как другие, называемые электрогенными, способны сами генерировать напряжение, которое служит хищным или защитным оружием.Отряд Gymnotiformes, наиболее известным примером которого является электрический угорь, обнаруживает или оглушает свою добычу с помощью высокого напряжения, генерируемого модифицированными мышечными клетками, называемыми электроцитами. Все животные передают информацию через свои клеточные мембраны с помощью импульсов напряжения, называемых потенциалами действия, в функции которых входит связь нервной системой между нейронами и мышцами. Электрический шок стимулирует эту систему и заставляет мышцы сокращаться. Потенциалы действия также отвечают за координацию действий у некоторых растений и млекопитающих.
Культурное восприятие
В 19-м и начале 20-го века электричество не было частью повседневной жизни многих людей, даже в промышленно развитых странах Запада. Соответственно, популярная культура того времени часто изображает его как загадочную, квази-магическую силу, способную убивать живых, воскрешать мертвых или иным образом нарушать законы природы. Такое отношение началось с экспериментов Луиджи Гальвани 1771 года, в которых было показано, что ноги мертвых лягушек подергиваются под действием животного электричества.«Оживление» или реанимация явно мертвых или утонувших людей появилось в медицинской литературе вскоре после работы Гальвани. Эти результаты были известны Мэри Шелли, когда она написала «Франкенштейн» (1819), хотя она не называет метод оживления монстра. Оживление монстров электричеством позже стало основной темой фильмов ужасов.
По мере того, как общественное знакомство с электричеством как источником жизненной силы Второй промышленной революции росло, его обладатели все чаще воспринимались в позитивном свете, например, рабочие, которые «пальцами кончают смертью кончиком своих перчаток, когда они соединяют и перетягивают живые провода». в стихотворении Редьярда Киплинга 1907 года «Сыновья Марфы».Электромобили всех видов широко фигурировали в приключенческих историях, таких как истории Жюля Верна или книги Тома Свифта. Мастера электричества, вымышленного или реального, включая таких ученых, как Томас Эдисон, Чарльз Стейнмец или Никола Тесла, обычно считались обладателями волшебных способностей.
Поскольку электричество перестало быть новинкой и стало необходимостью повседневной жизни во второй половине 20-го века, оно потребовало особого внимания со стороны массовой культуры только тогда, когда перестало течь, что обычно сигнализирует о катастрофе.Люди, которые поддерживают его, такие как безымянный герой песни Джимми Уэбба «Wichita Lineman» (1968), по-прежнему часто изображаются героическими фигурами, похожими на волшебников.
Позвоните в Defined Electric по телефону 505-269-9861 или напишите по электронной почте одному из наших квалифицированных электриков в Альбукерке сегодня, чтобы получить бесплатную смету для вашего следующего электрического проекта.EERE ищет общественную обратную связь для определения зон недостаточного электроснабжения
Министерство энергетики США (DOE), Управление энергоэффективности и возобновляемых источников энергии (EERE) и Управление водно-энергетических технологий (WPTO) выпустили запрос на информацию (RFI), чтобы запросить мнение заинтересованных сторон о факторах, которые следует учитывать при определении «район с неадекватным электроснабжением», который будет определять будущие критерии приемлемости для Программы стимулирования производства гидроэлектроэнергии WPTO.
«Посредством этого RFI Министерство энергетики США запрашивает мнения различных сообществ о том, что они считают« неадекватным электроснабжением », чтобы помочь нам определить, как поддерживать чистые гидроэнергетические районы, где доступ к энергии часто ненадежный или дорогостоящий. , — сказала и.о. помощника министра по энергоэффективности и возобновляемым источникам энергии Келли Спикс-Бэкман
Раздел 242 Закона об энергетической политике 2005 г. (Pub. L. No. 109-58) установил программу поощрительных выплат для владельцев квалифицированных гидроэлектростанций, которые добавляют оборудование для выработки электроэнергии к существующим плотинам.Раздел 3005 Закона об энергетике 2020 года (Pub. L. 116-260) затем внес поправки в Раздел 242, расширив определение квалифицированного гидроэлектростанции, включив в него определенные сооружения, «построенные в районе с неадекватным электроснабжением», что требует Секретарю принять во внимание (а) доступ к электрической сети; (б) частота отключений электроэнергии; или (c) доступность электроэнергии.
Поскольку широко распространенного определения этих терминов нет, в данном RFI запрашивается информация от промышленности, научных кругов, исследовательских лабораторий, государственных учреждений и других заинтересованных сторон о факторах, которые следует учитывать при расширении предлагаемого определения WPTO следующим образом:
« Район, в котором неадекватное электроснабжение. означает географический район, в котором отсутствует доступ к взаимосвязанной электрической сети или где у потребителя нет разумного доступа к услугам электроснабжения; он подвержен частым отключениям электроэнергии, исходя из общих показателей надежности; или если стоимость электроэнергии значительно превышает типичную стоимость электроэнергии для жилых домов.«
Определение этого термина позволит реализовать программу стимулирования производства гидроэлектроэнергии по разделу 242 и расширить доступ к чистой гидроэлектроэнергии для граждан США в сообществах с неадекватными электрическими услугами. Сюда могут входить сельские, удаленные и недостаточно обслуживаемые общины.
Ответы должны быть отправлены 7 сентября 2021 г. до 23:59. ET.
См. Полный RFI на Energy Exchange.
Это часть 2 документа «ЧТО ТАКОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСТВО».Загружается ...ПРОТИВОПОКАЗАТЕЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ 1. НАУЧНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ: Количество электричества измеряется в кулонах. ПРОБЛЕМЫК сожалению, как и все другие определения на этой странице, это противоречит остальным. Если этот прав, то все остальные неправильный.Если мы решим последовать примеру научного сообщества и заявляем, что «количество электричества» означает «количество заряда», мы создаем некоторые серьезные проблемы. Первый…Если «Электричество» является платным, то «Электричество» не является формой энергии , и любые книги, которые говорят иначе, распространяются заблуждение. Заряд и энергия — две совершенно разные вещи. Например, заряды в шнуре переменного тока покачиваются вперед и назад, но не движутся вперед, но электрическая энергия действительно быстро течет вперед.Аналогия: если электричество была подобна воде, тогда электрическая энергия была бы подобна звуковым волнам. Если на с другой стороны мы сказать, что «электричество» — это и энергия, и заряд, это все равно что сказать что молекулы воды состоят из звука. (№ чудо объяснения из учебников так сбивают с толку!)Некоторые ссылки: Распространенное использование слова: ПЛАТЫ НА ЭЛЕКТРИЧЕСТВО. КУЛОМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСТВА. ПОТОК ЭЛЕКТРИЧЕСТВА. ТОК ЭЛЕКТРИЧЕСТВА. ПОЛОЖИТЕЛЬНОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСТВО. ОТРИЦАТЕЛЬНОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСТВО. Противоречивое определение 2. ПОПУЛЯРНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ: Количество электричества измеряется в
Джоули или кВт / ч Вот последствия определения «электричество» как «энергия». В электрической цепи электрическая энергия не переносится отдельными людьми. электроны.Вместо этого электричество состоит из электростатических полей и магнитные поля, которые существуют в области, окружающей провода. В энергия в этих полях называется электромагнитной энергией или «ЭМ.» Следовательно, согласно этому определению слова, «электричество» — это , а не , состоящее из электронов, вместо этого оно состоит из невидимый Электромагнитные поля. Другими словами, энергия-электричество — это то же самое, что радиоволны и свет. (Мы действительно хотим сказать, что электричество это разновидность низкочастотной радиоволны? Вот что мы делаешь здесь! От этой проблемы никуда не деться, так как электрические энергия в цепи * это * радиоволна.Просто частота ниже, 60 Гц, а не 600 кГц.)Распространенное использование слова: СТОИМОСТЬ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ. КИЛОВАТТ-ЧАСЫ ЭЛЕКТРИЧЕСТВА. ЭЛЕКТРИЧЕСТВО КОРОБКА ПЕРЕДАЧ. ПРОИЗВОДИТЕЛЬ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ. ИСПОЛЬЗУЙТЕ НЕКОТОРЫЕ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ. Противоречивое определение 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ШКОЛЫ: Измеряется количество электроэнергии.
в амперах Последствия определения 3: Если «электричество» — это ток, то «электричество» появляется всякий раз, когда электроны металлической проволоки вынуждены течь (то есть электроны вынуждены двигаться относительно протонов атомов меди в этом провод.) А когда поток прекращается, «электричество» пропадает, даже хотя электроны все еще находятся внутри проводов.Распространенное использование слова: ТЕКУЩЕЕ ЭЛЕКТРИЧЕСТВО. АМПЕР ЭЛЕКТРИЧЕСТВА. ПОТОК «ТОКА» Противоречивое определение 4. Количество Электричества — это чистый заряд материи.«Электричество» — это величина дисбаланса между примерно равными
количества электронов и протонов вещества. Это старое определение «Электричества»; Бен Франклин узнал бы
Это. Последствия определения 4: Нейтральная материя содержит равное количество положительно и отрицательно заряженных частицы. Если числа равны, то мы говорим, что «электричества» нет. существуют. Всякий раз, когда эти противоположные обвинения отсортированы и разделены из друг другу мы говорим, что появляется «электричество».Если те же электроны и протонам позволяют приближаться друг к другу и снова объединяться, мы говорим, что «электричество» отключилось и исчезло. Согласно этому По определению, электроны и протоны не являются электричеством, и они не нести любое электричество. Вместо, их разделение или дисбаланс это электричество. Распространенное использование слова: СТАТИЧЕСКОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСТВО, ФРИКЦИОННОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСТВО. Противоречивое определение 5. Класс явлений, связанных с электрическими зарядами: »
Электричество » Это
определение обычно используется широкой публикой. По этому определению
все, что является электрическим, становится вида электричества. Последствия определения 5: По этому определению существует много видов электричества: биоэлектричество, пьезоэлектричество, трибоэлектричество, электричество трения, контакт электричество, термоэлектричество, миоэлектричество, атмосферное электричество, геоэлектричество и др.Согласно этому определению, любое электрическое событие — это вид электроэнергии. Молния — это электричество, но таковы батарейки, провода и лампочки. Электроника — это разновидность электричества (поскольку электроника — это подмножество более широкого класса явлений.)Обратите внимание, что это определение противоречит восьми другим определениям. На с другой стороны, все другие определения на этой странице описывают множество конкретных электрических явлений. Следовательно, Определение 5 может засасывать все остальные определения сами по себе, образуя огромный запутанный шар противоречивые концепции, что никто, даже величайший гений, не имеет малейшая надежда на понимание.:) Вот несколько менее распространенных определений. А. «Электричество» — это область науки. Согласно этому определению, слово может использоваться взаимозаменяемо с термином «Электротехника» или раздел физики под названием электромагнетизм. Этот «электричество» похоже на «оптику» или «геологию». Это было бы глупо думать, что геология — это вещество или энергия, поэтому это Тип Электричества не является ни энергией, ни материей.Вместо этого это заголовок главы, это область изучения. Эта форма электричества может можно найти в университетах и библиотеках. (Это такие же места, куда мы хотели бы пойти в поисках биологии или физики!) |
Сертификация и отчетность для розничных поставщиков электроэнергии
REP — Сертификация и отчетность для розничных поставщиков электроэнергии
Обзор
Розничный поставщик электроэнергии (REP) продает электроэнергию розничным потребителям в тех районах, где продажа электроэнергии открыта для розничной конкуренции.REP покупает электроэнергию оптом, услуги доставки и сопутствующие услуги, устанавливает цены на электроэнергию для потребителей и ищет клиентов для покупки электроэнергии в розницу.
REP имеет множество обязанностей, включая:- Покупка электроэнергии оптом.
- Покупка услуги доставки и оплата услуг передачи и распределения TDU передающим и распределительным предприятиям.
- Служит прямым контактом с заказчиком по вопросам электрического обслуживания.
- Выставление счета клиенту и сбор платежей REP.
- Предоставление круглосуточного бесплатного номера телефона для звонков клиентов.
- Разработка системы электронного интерфейса для связи с независимым системным оператором (ERCOT) и другими участниками рынка в отношении переключателей клиентов и информации о счетчиках.
- Тестирование системы электронного интерфейса с ERCOT.
- Понимание и соблюдение правил Комиссии, включая правила защиты клиентов.Основные правила PUC, подраздел R
Кому следует подавать: Лица, желающие продавать электроэнергию розничным потребителям, должны зарегистрироваться в качестве REP. Лица, которые не покупают, не получают права собственности или не перепродают электроэнергию, но оказывают услуги в соответствии с контрактом с REP, не нуждаются в сертификации REP.
Когда подавать: REP Сертификация в Комиссии обычно занимает 60-90 дней. После утверждения сертификата REP заявителям будет приказано предоставить доказательство того, что они завершили тестирование своей системы электронного интерфейса, прежде чем обслуживать клиентов.Поскольку ERCOT обычно имеет три периода тестирования в год, важно согласовать даты тестирования с бизнес-планом REP.
Формы
Зарегистрированные компании
| Поиск | По алфавиту | Числовой | Скачать |
|---|---|---|---|
| Розничные поставщики электроэнергии | Альфа | Числовой | респ.csv rep.xls |
Исправления к этим спискам: Обновите контактную информацию своей компании, используя портал PUC и либо «Годовой отчет REP», либо «Контакты компании», если позднее даты подачи годового отчета. Оба доступны в приложениях PUC. | |||
Правила — Устав — Приказы
PURA § 39.352
16 TAC § 25.43 — Поставщик последней инстанции (POLR)
16 TAC § 25.107 — Сертификация розничных поставщиков электроэнергии
16 TAC § 25.108 — Финансовые стандарты для REP в отношении выставления счетов и взимания переходных сборов
16 TAC § 25.113 — Муниципальная регистрация розничных поставщиков электроэнергии (REP)
16 TAC § 25.498 — Предоплаченное обслуживание
Принятие стандартного охранного ордера
Вопросы и ответы
Вопросы и ответы поставщика электроэнергии в розницу
Вопросы о незавершенной регистрации: Фред Гудвин по телефону 512-936-7454 или Фред.