Как изобрели электричество для детей?

Как объяснить электричество ребенку?

sh: 1: —format=html: not found

Дети это кладезь вопросов и разносторонних интересов. Казалось бы, что нам стоит, ведь мы взрослые, а иногда на самые простые вопросы ребенку ответить не можем. И даже не потому, что не знаем, а потому, что, ну как объяснить 4-5 летнему ребенку — что такое электричество).

Если вы ученый, квантовый физик и не можете в двух словах объяснить пятилетнему ребенку, чем вы занимаетесь, — вы шарлатан.Ричард Фейнман

Используйте эти советы, чтобы начать:

Чем старше возраст ребенка тем сложнее может быть объяснение и дольше по времени.

Объясните детям, что электричество может быть опасным. Напомните им, чтобы они держались подальше от оголенных проводов или поврежденных линий электропередачи и избегали использования электрических устройств рядом с водой, включая ванны, раковины, лужи или туалеты.

Используйте практический подход, проводя простые эксперименты с электричеством для детей.

Чем наглядней и эффектней, тем проще и понятней.

Что такое электричество?

Если вы действительно не понимаете, как работает электричество, вы не знаете, как объяснить электричество ребенку! Вот простой способ подвести итог (отредактируйте по мере необходимости!):

Электричество — это то, что всегда было рядом, но мы действительно не знали, как использовать его мощность до 1800-х годов. Электричество считается «вторичной энергией», потому что для его производства необходимы другие источники потенциальной энергии, такие как древесина или газ.

Существуют две основные формы электричества: текущее электричество и статическое электричество.

Текущее электричество (переменный ток) — это энергия, которая течет по проводам в наших домах и питает наши светильники, телевизоры, компьютеры и бытовую технику. Батареи также поставляют электричество постоянного тока. Электрический ток течет непрерывно до тех пор, пока он имеет непрерывную цепь для прохождения. Выключатели света и автоматические выключатели работают, прерывая поток электричества.

Взято я Яндекс Картинок

Другой пример — наэлектризуйте волосы расческой и вот самый простой пример статического электричества.

Как вырабатывается электричество?

Все во вселенной — солнце, облака, трава, грязь, игрушки, одежда, камни и даже люди — состоит из атомов, крошечных частиц, которые содержат протоны, нейтроны и электроны. Протоны и нейтроны находятся внутри ядра атома (в центре), а электроны вращаются вокруг ядра. Электроны, имеющие отрицательный заряд, не уплывают при нормальных обстоятельствах.

Они остаются на орбите, потому что протоны в ядре имеют положительный заряд, который держит электроны близко. В этом состоянии атом нейтрален (не имеет заряда), потому что число протонов равно числу электронов. Когда внешние силы (например, трение или химические реакции) нарушают баланс, атомы могут потерять или получить электрон.

Именно движение этих потерянных электронов производит электричество.

Электростанции используют различные виды топлива — например, газ, уголь, пар или ветер — для выработки электроэнергии. В основном, они используют химические реакции, механическую силу или кинетическую (движение) энергию, чтобы изменить атомы. Например, ветряные электростанции или вода из энергетической плотины вызывают быстрое вращение огромных колес в турбинах, нарушая работу электронов и производя электричество.

Принцип работы ветрогенератора

Генерируемый ток проходит по проводам в большие трансформаторы. Трансформаторы увеличивают напряжение, позволяя мощности уходить далеко. Ток продолжается через высоковольтные линии электропередач, которые простираются по всей стране.

Прежде чем электричество приходит в ваш дом, оно направляется на подстанцию, которая преобразует напряжение из высокого в низкое. Оттуда он проходит через систему линий электропередач меньшего размера и другого трансформатора, чтобы еще больше снизить напряжение.

Наконец, электричество отправляется в дома и на предприятия, где одним нажатием кнопки или щелчком переключателя оно питает устройства современной жизни!

Эксперименты со статическим электричеством для детей

Чтобы помочь ребенку понять свойства статического электричества, натрите волосы шерстяным одеялом или свитером и посмотрите, как они несколько минут тянутся вверх. Объясните, что это пример того, как отрицательно и положительно заряженные атомы реагируют друг на друга.

Чтобы дополнительно проиллюстрировать эту концепцию, попробуйте этот простой эксперимент со статическим электричеством:

• Смешайте равную часть поваренной соли и черного перца в неглубоком блюде.
• Попросите вашего ребенка использовать пластиковую расческу с мелкими зубьями, чтобы прочесать волосы, пока не накопится статическое электричество.
• Пусть ребенок быстро поднесет расческу к посуде, не касаясь смеси соли и перца.
• Наблюдайте, как расческа, которая теперь статически заряжена, притягивает перец, поднимая хлопья с блюда. (Это работает лучше всего, когда уровень влажности низкий.)

Вуаля, Вы маг и волшебник электричества).

Ставьте лайк, если статья понравилась. Пишите комментарии.Делитесь также этой статьей в социальных сетях.

Источник: https://zen.yandex.com/media/id/5dfa214fd4f07a00ad78a1a3/kak-obiasnit-elektrichestvo-rebenku-5e36b714b368e1065ae68247?feed_exp=ordinary_feed&from=channel&rid=19077597.430.1585339564558.22085&integration=publishers_platform_yandex&secdata=CJqcmq6ALiABMAJQDw%3D%3D

Волшебный мир электричества: простые объяснения и увлекательные мастер-классы

Вот так книга!

Волшебный мир электричества: простые объяснения и увлекательные мастер-классы

6 мая 2017 4 715 просмотров

Екатерина Ушахина

Почему лампочки в доме включаются, когда вы щелкаете по выключателю? Как работают машинки на радиоуправлении? И что заставляет лампочки на телевизоре и микроволновке мигать? Технологии вокруг нас могут показаться магией, но большинство из них не работает без электричества.

Сегодня мы предлагаем вам совершить удивительное путешествие в волшебный мир электричества вместе с нашей новинкой — «Электроника для детей». Эта книга сделает электричество понятнее с помощью простых объяснений и интересных мастер-классов.

Как это работает?

«Электроника для детей» расскажет о том, что такое электричество и как использовать его для создания удивительных вещей. Ее автор Эйвинд Нидал Даль, преподаватель электроники и блогер, в детстве и сам с удовольствием собирал разные интересные штуки. И теперь решил передать весь свой накопленный опыт ребятам.

Если вы когда-нибудь смотрели на электронное устройство и задавались вопросом «Как оно работает?» или «Могу ли я сделать это сам?», то вы нашли то, что нужно. И не важно, восемь вам лет или сто: если вы любознательны и молоды душой, то эта книга для вас.

Она научит вас делать замечательные вещи из деталей, которые есть внутри телевизоров, электронных игрушек, радиоприемников и других гаджетов. Вас ждут увлекательные эксперименты, такие как получение света с помощью лимонов или создание охранной сигнализации и музыкального инструмента.

Фишки книги

— Знания об электричестве и магнетизме, поданные просто и понятно.

— Пошаговые инструкции для каждого проекта. Простые объяснения с фотографиями и рисунками помогут собрать все по шагам и объяснят, почему это работает именно так.

— «Лаборатория» для создания ваших электронных устройств может находиться где угодно, не нужны ни гараж, ни мастерская. Для работы достаточно плоской поверхности такого размера, чтобы разложить на ней все инструменты и компоненты.

— В конце книги есть список с интернет-магазинами и другими обучающими ресурсами.

Что под обложкой?

В книги три больших части. Из первой ребенок узнает, как работает ток, напряжение и цепи, а также сможет превратить металлический болт в электромагнит и трансформировать бумажный стаканчик и несколько магнитов в настоящий вращающийся электромотор.

Читая вторую часть книги, ребенок смастерит еще больше крутых штук:

— Спаяет цепь из мигающего светодиода, резистора, конденсатора и реле. А затем превратит эту цепь в датчик касания, используя свой палец как резистор.

— Соберет будильник, который будет звенеть с рассветом.

— Создаст свой музыкальный инструмент, который будет издавать космические звуки.

А в третьей части — узнает о цифровой электронике, таких вещах, как логические элементы и схемы памяти, с помощью создания прибора для проверки секретных кодов или электронной игры «Орел или решка». И наконец, использует все, что узнал, для создания игры на быстроту реакции. И протестирует, с какой скоростью сможет поймать мигающий свет. Это очень увлекательно!

Какие еще мастер-классы есть в книге

— Как создать свой электромагнит и электромотор.

— Как получить свет от лимонов.

— Как спаять свою первую схему со светодиодом.

— Как собрать мигалку и датчик прикосновения.

— Как сделать солнечный будильник, собственный электромузыкальный инструмент и даже машину для секретных сообщений.

— Как смастерить электронные игры — «Угадай цвет», «Орел или решка» и сложную игру на быстроту реакции.

А теперь небольшой отрывок из книги.

В чем электроцепь подобна системе труб

Представьте себе систему труб в виде замкнутой петли с насосом, которая целиком заполнена водой. В одном месте эта система имеет сужение. Насос играет роль батарейки, которая питает цепь энергией. Сужение в трубе уменьшает поток воды. Так же действует сопротивление в электрической цепи.

Теперь вообразите, что вы можете ввести в эту систему труб некое измерительное устройство, которое позволит определять количество воды, протекающей через него за одну секунду. Обратите внимание, что здесь я говорю лишь о том, сколько воды протекает через одно случайно выбранное место в трубе, а не об общем количестве воды в трубах. Точно так же мы будем говорить о силе тока в цепи: сила тока — это количество электронов, протекающих через определенную точку цепи в секунду.

Что говорят читатели о книге

Ольга Бутаковская, отзыв с Лабиринт.ру:Приобрела книгу для сына шести лет. Он давно увлекается физическими и химическими явлениями, но все это было очень оторвано от реальной жизни. Купила книгу и не пожалела: сын перед детским садом читает и рассматривает наглядные картинки. Очень удобно то, что в конце книги даны адреса интернет-магазинов, где можно приобрести нужные материалы для создания электросхем. В начале книги хорошо объясняются все термины: что такое ток, напряжение, сопротивление. В общем, очень довольна покупкой. Теперь сможем вместе с сыном собирать интереснейшие схемы и приборы.

Работая с этой книгой, ваш ребенок соберет множество схем и приборов, изучит основы электротехники и электроники и получит бесценный практический опыт. Но самое главное он сможет создавать самые удивительные вещи своими руками и получать удовольствие от процесса.

Итак, вперед! Переверните первую страницу и начните свое путешествие в волшебную страну электроники!

По материалам книги «Электроника для детей».

Источник: https://deti.mann-ivanov-ferber.ru/2017/05/06/volshebnyj-mir-elektrichestva-prostye-obyasneniya-i-uvlekatelnye-master-klassy/

Откуда берется электричество: как появилось

Электричество, пожалуй, самое значимое открытие в истории человечества. Неведомая ранее сила существовала всегда и яркий пример тому – молния. Столкнувшись с этим явлением, ученые задавались вопросом – откуда взялось электричество и что это такое?

Изучение электричества продолжалось почти 2700 лет. С того самого момента, когда древний философ Фалес Милетский обнаружил притяжение мелких предметов янтарем, потертым о кусочек шерсти. Сегодня мы знаем, что электричество передается электронами – маленькими «шариками», бегущими по проводам.

Эксперимент: положите на стол мелкие кусочки бумаги, а затем возьмите простую пластиковую ручку и интенсивно потрите ее о кусочек шерсти или о волосы. Приблизив ручку к кусочкам бумаги, они просто начнут прилипать к ней. Это и есть притяжение, возникшее в следствии статического заряда.

Источники

В процессе исследований ученые задавались вопросом – откуда берется электричество, и находили все новые источники. В природе атмосферное электричество носит статический характер. Мельчайшие капельки воды, из которых состоят облака, трутся друг о друга. В результате трения накапливают заряд и в конечном итоге разряжаются друг в друга или в землю в виде молнии.

Электростатическая машина

Принцип ее действия основан все на том же трении, а современные электростатические машины демонстрируют на уроках физики. Первая такая машина появилась еще в 1663 году. Тогда ученые заметили, что при трении стекла о шелк возникает один заряд, а при трении смолы о шерсть ‒ другой. Противоположные заряды тогда называли «стеклянным и смоляным электричеством». Сегодня мы знаем, что это положительный (+) и отрицательный (-) заряды.

Накапливали эти заряды в лейденской банке. Это был первый конденсатор, который представлял собой стеклянную банку, обмотанную фольгой и заполненную соленой водой. Вода накапливала один заряд, а фольга ‒ второй. При сближении контактов между ними проскакивает искра, являя собой маленькую модель молнии.

Гальванический элемент

Сегодня это обычная батарейка – источник постоянного тока. Электроток в батарейке появляется в результате химической реакции. Получить его можно и в домашних условиях. В стакан с уксусом опустите простой гвоздь, а рядом ‒ медную проволоку. Вот и все ‒ батарейка готова. Первый гальванический элемент создал выдающийся физик Вольт.

Он взял цинковые и серебряные кружочки и, чередуя их по очереди, переложил бумажками, промоченными в соленой воде. Однако подсказкой для Вольта стал эксперимент профессора медицины Гальвани. Ученый, изучая анатомию, подвесил лягушечью лапку на медном крючке, а когда прикоснулся к ней стальным предметом лапка дёрнулась.

Понадобилось более 10 лет, чтобы разгадать загадку откуда появилось электричество, но в итоге Вольт определил, что оно возникло в процессе взаимодействия разных металлов.

Генератор

Первый генератор был создан в 1831 году известным физиком Фарадеем. Принцип основан на связи электричества и магнетизма. Ученый намотал на катушку провод и, когда двигал внутри катушки магнит, в обмотке появлялось электрический ток. Тот же принцип сохраняется в современных динамо-машинах.

Такие устройства устанавливают на переднее колесо велосипеда и подключают к фаре. В корпусе находится катушка, а в середине вращается постоянный магнит. Современные промышленные генераторы, работающие на электростанциях, устроены сложнее.

В них постоянный магнит заменили катушкой возбуждения, то есть электромагнитом, а в остальном работает все тот же принцип, открытый Фарадеем.

Солнечная батарея

Как уже упоминалось, электричество передается электронами. Для того чтобы электроны начали перемещаться по проводам, им нужна дополнительная энергия. В простых генераторах они получают эту энергию от магнитного поля, а вот в солнечных батареях ‒ от света. Маленькие частички света – фотоны, попадают на специальную матрицу, которая под воздействием света начинает отдавать электроны и возникает электрический ток.

Современное электричество

Сегодня без электричества трудно представить существование человечества. К тому же с ростом технологических мощностей одним из актуальных вопросов становится ‒ откуда брать электричество. Поэтому в мире строятся и работают множество различных электростанций. Не считая солнечные, все остальные производят электрический ток с помощью генераторов, а вот вращаются эти генераторы благодаря различным силам.

Принцип работы различных видов электростанций:

• гидроэлектростанция – вращение происходит за счет прохождения потока воды через турбину (лопасти);
• ветряная электростанция – вращение происходит за счет ветра, раскручивающего лопасти пропеллера;
• теплоэлектростанция – сжигается топливо, нагревая воду и превращая ее в пар. В свою очередь, пар под давлением проходит через турбину и вращает лопасти, а вращение передается генератору;
• атомная электростанция – принцип тот же, что и у тепловой, только вода нагревается не сгоранием топлива, а замедленной ядерной реакцией.

Вот откуда в наш дом приходит электричество. Правда на своем пути стремительные электроны проходят еще много различных установок, электрических станций и подстанций, где преобразовывается напряжение, распределяется мощность и др. Объяснить для детей откуда берется электричество можно проще, сказав, что это невидимая сила, получаемая из самой природы – течения рек, дуновения ветра, огня. При этом обязательно нужно предупредить, что электрический ток – опасен и не прощает шалостей, поэтому от розеток лучше держаться подальше.

Ноль

В обыкновенной розетке присутствует 2 контакта – фаза и ноль. Откуда берется ноль в электричестве, если плюс и минус являются переменными фазы? Каждый генератор на электростанции имеет 3 обмотки и в каждой генерируется отдельная фаза. Фазы обозначают латинскими буквами А, В и С. Концы всех 3-х обмоток замкнуты, а вторые концы – источники фаз. Точка замыкания обмоток и является нулем.

Таким образом, ток от любой из обмоток, проходящий через нагрузку, возвращается в нулевую точку. Дополнительно в щитовой дома ноль заземляется, а схема называется «глухозаземленная нейтраль». При воздушной ЛЭП нулевой провод заземляется на опорах. Это сделано, чтобы при коротком замыкании ток достиг максимума, достаточного для срабатывания отсекающей автоматики.

К тому же если на основном нулевом проводе произойдет обрыв, земля сработает как коллектор и аварии не произойдет.

На некоторых промышленных электроустановках выполняется изолированная нейтраль, так как это предусмотрено эксплуатационными особенностями самой установки. В домах же ноль обязательно заземляется.

Источник: https://electroadvice.ru/eto-interesno/otkuda-beretsya-elektrichestvo-kak-poyavilos/

Когда появилось электричество: история развития

Активное использование электрического тока началось лишь в 20 веке, а до этого все ограничивалось опытами и исследованиями, проводимыми отдельными учеными из разных стран. Когда появилось электричество не имеет однозначного ответа, поскольку первые понятия о нем возникли еще в 7 веке до нашей эры. Наблюдая за некоторыми физическими явлениями, греческий ученый и философ Фалес Милетский обратил внимание на то, что янтарь способен притягивать легкие мелкие предметы после его трения о шерсть. На этом уровне знания об электричестве приостановились на многие века.

Первые исследования и открытия

Знания в области электричества стали развиваться далее лишь в 15 веке. И если рассматривать электричество, кто создал его и ввел такое понятие, следует в первую очередь отметить английского физика Уильяма Гильберта (1544-1603). Этот ученый-естествоиспытатель и придворный врач по праву считается основоположником учения об электричестве и магнетизме. Благодаря Уильяму появились термины «электричество» и «электрический». В своем научном труде Уильям Гильберт аргументированно доказывает наличие у Земли магнитного поля.

Книга «О магните, магнитных телах и великом магните Земли» подробно описывает опыты, подтверждающие магнитные и электрические свойства тел. Все тела были разделены на электризующиеся с помощью трения и не электризующиеся. Было установлено, что каждый магнит обладает двумя неразделимыми полюсами.

То есть, при распиливании магнита на две равные части, на каждой половинке вновь образуется собственная пара полюсов. Разноименные полюса притягиваются друг к другу, а одноименные, наоборот, отталкиваются в противоположные стороны.

Во время опытов с металлическим шаром, взаимодействующим с магнитной стрелкой, ученым впервые было выдвинуто предположение о том, что Земля есть не что иное, как огромный магнит, а ее магнитные полюсы могут совпадать с географическими полюсами.

Электрические явления были исследованы ученым с помощью версора, созданного собственноручно, который стал первым своеобразным электроскопом. Понятия магнетизма и электричества разделились, поскольку магнитными свойствами обладают в основном металлические предметы, а электрические присущи многим веществам, входящим в особую категорию. В книге Уильяма Гилберта впервые определены понятия электрического притяжения, электрической силы и магнитных полюсов.

Опыты ученого через много лет решил повторить немецкий физик, инженер и философ из Магдебурга Отто фон Герике (1602-1686). Он изобрел специальные физические приборы, которые помогли не только подтвердить выводы Гилберта, но и подтвердить научные изыскания самого фон Герике. Лучшими доказательствами считаются ряд экспериментальных исследований, затрагивающих статическое электричество, которым до тех пор практически никто не интересовался.

Для подтверждения собственных изысканий и предыдущих опытов Уильяма Гильберта, фон Герике изобрел специальный прибор, позволяющий создавать электрическое состояние. В нем отсутствовал конденсатор для накопления электричества, производимого трением, поэтому данный прибор не в полной мере соответствовал понятию электрической машины. Тем не менее, он сыграл свою роль и благодаря ему история развития электричества получила новый толчок в нужном направлении.

В дальнейшем электрическая машина фон Герике была усовершенствована немецкими учеными Бозе, Винклером, английским физиком Хоксби. С ее помощью в 18 и 19 веках удалось сделать массу новых открытий в теории и практике электричества.

Великие открытия 18-19 веков

Исследования в области электричества были успешно продолжены другими учеными. Так в 1707 году французский физик Дю Фей обнаружил разницу между электричеством, получаемым от трения о разные материалы. Для экспериментов использовались круги из стекла и древесной смолы.

Определение электрического тока

В 1729 году английскими учеными Греем и Уилером было установлено, что отдельные виды веществ способны пропускать сквозь себя электричество. Именно с их открытия все тела начали разделяться по типам и называться проводниками и непроводниками электричества. В этом же году голландский физик Мушенбрук из Лейдена сделал грандиозное открытие. В ходе опытов со стеклянной банкой, закрытой с двух сторон листами станиоля, было установлено, что такой сосуд способен накапливать электричество. По месту проведения эксперимента данный прибор был назван лейденской банкой.

Большой вклад в науку внес американский ученый и общественный деятель Бенджамин Франклин. Он доказал теорию совместного существования положительного и отрицательного электричества, объяснил процессы, происходящие во время зарядки и разрядки лейденской банки. Было установлено, что свободная электризация обкладок этого прибора может происходить под действием разных электрических зарядов. Бенджамин Франклин много времени уделял изучению атмосферного электричества и доказал с помощью громоотвода возникновение молнии от разности электрических потенциалов.

В 1785 году французским ученым Шарлем Кулоном был открыт закон, описывающий электрическое взаимодействие между точечными зарядами. Открытие точного физического закона произошло без сложного лабораторного оборудования, с помощью лишь стальных шариков. Для определения расстояния и силы взаимодействия использовались такие же крутильные весы, как и при исследованиях сил тяготения между двумя телами. Ученый не пользовался абсолютной величиной электрических зарядов, он просто брал два одинаковых заряда или неодинаковые, но с заранее известной разницей их величины.

Важное открытие в области электричества было сделано итальянским ученым Алессандро Вольта в 1800 году. Этим изобретением стала химическая батарея, состоящая из круглых серебряных пластинок, переложенных кусками бумаги, предварительно смоченных соленой водой. Химические реакции, возникающие в батарее, способствовали регулярному вырабатыванию электрического тока.

Режим короткого замыкания

В 1831 году знаменитый английский физик Майкл Фарадей открыл явление электромагнитной индукции, и на ее основе первым в мире изобрел электрический генератор. С именем Майкл Фарадей связаны понятия электрического и магнитного поля, изобретение простейшего электродвигателя.

Вся история электричества была бы неполной без выдающегося изобретателя Николы Тесла, работавшего на рубеже 19-20 веков и значительно обогнавшего свое время. Свои исследования в области магнетизма и электричества он постоянно переводил в практическую плоскость. Приборы, созданные гениальным ученым, до сих пор считаются уникальными и неповторимыми.

В течение всей своей жизни, посвященной изучению возможностей электричества, Тесла зарегистрировал множество патентов, сделал открытия, ставшие прорывом в электротехнике. Большинство изобретений и открытий, так или иначе до сих пор используются в повседневной жизни. Из наиболее известных работ следует отметить вращающееся магнитное поле, позволяющее использовать переменный ток в электродвигателях без преобразования в постоянный ток. Также Тесла создал двигатель переменного тока, на основе которого в дальнейшем был создан генератор переменного тока. Эти и другие открытия успешно использовались во многих технических решениях.

Не менее известен Ампер Андре-Мари, придумавший правило правой руки для определения направления тока на магнитную стрелку. Ему принадлежит и конструкция усилителя магнитного поля, представляющего собой катушку с большим количеством витков.

Эти и другие ученые много сделали для того, чтобы человечество в полной мере пользовалось теми благами, которые дает электричество.

Источник: https://electric-220.ru/news/kogda_pojavilos_ehlektrichestvo/2017-08-04-1330