Изучение электричества с нуля: Please Wait… | Cloudflare

Изучение электричества с нуля — Инженер ПТО

Предлагаем небольшой материал по теме: «Электричество для начинающих». Он даст первоначальное представление о терминах и явлениях, связанных с движением электронов в металлах.

Особенности термина

Электричество представляет собой энергию маленьких заряженных частиц, движущихся в проводниках в определенном направлении.

При постоянном токе не наблюдается изменения его величины, а также направления движения за определенный промежуток времени. Если в качестве источника тока выбирается гальванический элемент (батарейка), в таком случае заряд движется упорядоченно: от отрицательного полюса к положительному концу. Процесс продолжается до тех пор, пока он полностью не исчезнет.

Переменный ток периодически изменяет величину, а также направление движения.

Схема передачи переменного тока

Попробуем понять, что такое фаза в электричестве. Это слово слышали все, но далеко не всем понятен его истинный смысл. Не будем углубляться в детали и подробности, выберем только тот материал, который необходим домашнему мастеру. Трехфазная сеть является способом передачи электрического тока, при котором по трем разным проводам протекает ток, а по одному идет его возврат. Например, в электрической цепи есть два провода.

По первому проводу к потребителю, например, к чайнику, идет ток. Второй провод используется для его возвращения. При размыкании такой цепи, прохождения электрического заряда внутри проводника не будет. Данная схема описывает однофазную цепь. Что такое фаза в электричестве? Фазой считают провод, по которому протекает электрический ток. Нулевым называют провод, по которому осуществляется возврат. В трехфазной цепи присутствует сразу три фазных провода.

Электрический щиток в квартире необходим для распределения электрического тока по всем помещениям. Трехфазные сети считают экономически целесообразными, поскольку для них не нужны два нулевых провода. При подходе к потребителю, идет разделение тока на три фазы, причем в каждой есть по нолю. Заземлитель, который используется в однофазной сети, не несет рабочей нагрузки. Он является предохранителем.

К примеру, при возникновении короткого замыкания появляется угроза удара током, пожара. Для предотвращения такой ситуации, величина тока не должна превышать безопасный уровень, избыток уходит в землю.

Пособие «Школа для электрика» поможет начинающих мастерам справляться с некоторыми поломками бытовых приборов. Например, если возникли проблемы при функционировании электрического двигателя стиральной машины, ток будет попадать на внешний металлический корпус.

При отсутствии заземления заряд будет распределяться по машине. При прикосновении к ней руками, в роли заземлителя выступит человек, получив удар электрическим током. При наличии провода заземления такой ситуации не возникнет.

Особенности электротехники

Пособие «Электричество для чайников» пользуется популярностью у тех, кто далек от физики, но планирует использовать эту науку в практических целях.

Датой появления электротехники считают начало девятнадцатого века. Именно в это время был создан первый источник тока. Открытия, сделанные в области магнетизма и электричества, сумели обогатить науку новыми понятиями и фактами, обладающими важным практическим значением.

Пособие «Школа для электрика» предполагает знакомство с основными терминами, касающимися электричества.

Советы начинающим

Во многих сборниках по физике есть сложные электрические схемы, а также разнообразные непонятные термины. Для того чтобы новички могли разобраться во всех тонкостях данного раздела физики, было разработано специальное пособие «Электричество для чайников». Экскурсию в мир электрона необходимо начинать с рассмотрения теоретических законов и понятий. Наглядные примеры, исторические факты, используемые в книге «Электричество для чайников», помогут начинающим электрикам усваивать знания. Для проверки успеваемости можно использовать задания, тесты, упражнения, связанные с электричеством.

Если вы понимаете, что у вас недостаточно теоретических знаний для того, чтобы самостоятельно справиться с подключением электрической проводки, обратитесь к справочникам для «чайников».

Безопасность и практика

Для начала нужно внимательно изучить раздел, касающийся техники безопасности. В таком случае во время работ, связанных с электричеством, не будет возникать чрезвычайных ситуаций, опасных для здоровья.

Для того чтобы на практике реализовать теоретические знания, полученные после самостоятельного изучения основ электротехники, можно начать со старой бытовой техники. До начала ремонта обязательно ознакомьтесь с инструкцией, прилагаемой к прибору. Не забывайте, что с электричеством шутить не нужно.

Электрический ток связан с передвижением электронов в проводниках. Если вещество не способно проводить ток, его называют диэлектриком (изолятором).

Для движения свободных электронов от одного полюса к другому между ними должна существовать определенная разность потенциалов.

Интенсивность тока, проходящего через проводник, связана с количеством электронов, проходящих через поперечное сечение проводника.

На скорость прохождения тока влияет материал, длина, площадь сечения проводника. При увеличении длины провода, увеличивается его сопротивление.

Заключение

Электричество является важным и сложным разделом физики. Пособие «Электричество для чайников» рассматривает основные величины, характеризующие эффективность работы электрических двигателей. Единицами измерения напряжения являются вольты, ток определяется в амперах.

У любого источника электрической энергии существует определенная мощность. Она подразумевает количество электричества, вырабатываемое прибором за определенный промежуток времени. Потребители энергии (холодильники, стиральные машины, чайники, утюги) также имеют мощность, расходуя электричество во время работы. При желании можно провести математические расчеты, определить примерную плату за каждый бытовой прибор.

Существует множество понятий, которые нельзя увидеть собственными глазами и потрогать руками. Наиболее ярким примером служит электротехника, состоящая из сложных схем и малопонятной терминологии. Поэтому очень многие просто отступают перед трудностями предстоящего изучения этой научно-технической дисциплины.

Получить знания в этой области помогут основы электротехники для начинающих, изложенные доступным языком. Подкрепленные историческими фактами и наглядными примерами, они становятся увлекательными и понятными даже для тех, кто впервые столкнулся с незнакомыми понятиями. Постепенно продвигаясь от простого к сложному, вполне возможно изучить представленные материалы и использовать их в практической деятельности.

Понятия и свойства электрического тока

Электрические законы и формулы требуются не только для проведения каких-либо расчетов. Они нужны и тем, кто на практике выполняет операции, связанные с электричеством. Зная основы электротехники можно логическим путем установить причину неисправности и очень быстро ее устранить.

Суть электрического тока заключается в движении заряженных частиц, переносящих электрический заряд от одной до другой точки. Однако при беспорядочном тепловом движении заряженных частиц, по примеру свободных электронов в металлах, переноса заряда не происходит. Перемещение электрического заряда через поперечное сечение проводника происходит лишь при условии участия ионов или электронов в упорядоченном движении.

Электрический ток всегда протекает в определенном направлении. О его наличии свидетельствуют специфические признаки:

  • Нагревание проводника, по которому протекает ток.
  • Изменение химического состава проводника под действием тока.
  • Оказание силового воздействия на соседние токи, намагниченные тела и соседние токи.

Электрический ток может быть постоянным и переменным. В первом случае все его параметры остаются неизменными, а во втором – периодически происходит изменение полярности от положительной к отрицательной. В каждом полупериоде изменяется направление потока электронов. Скорость таких периодических изменений представляет собой частоту, измеряемую в герцах

Основные токовые величины

При возникновении в цепи электрического тока, происходит постоянный перенос заряда через поперечное сечение проводника. Величина заряда, перенесенная за определенную единицу времени, называется силой тока, измеряемой в амперах.

Для того чтобы создать и поддерживать движение заряженных частиц, необходимо воздействие силы, приложенной к ним в определенном направлении. В случае прекращения такого действия, прекращается и течение электрического тока. Такая сила получила название электрического поля, еще она известна как напряженность электрического поля. Именно она вызывает разность потенциалов или напряжение на концах проводника и дает толчок движению заряженных частиц. Для измерения этой величины применяется специальная единица –

вольт. Существует определенная зависимость между основными величинами, отраженная в законе Ома, который будет рассмотрен подробно.

Важнейшей характеристикой проводника, непосредственно связанной с электрическим током, является сопротивление, измеряемое в омах. Данная величина является своеобразным противодействием проводника течению в нем электрического тока. В результате воздействия сопротивления происходит нагрев проводника. С увеличением длины проводника и уменьшением его сечения, значение сопротивления увеличивается. Величина в 1 Ом возникает, когда разность потенциалов в проводнике составляет 1 В, а сила тока – 1 А.

Закон Ома

Данный закон относится к основным положениям и понятиям электротехники. Он наиболее точно отражает зависимость между такими величинами, как сила тока, напряжение, сопротивление и мощность. Определения этих величин уже были рассмотрены, теперь нужно установить степень их взаимодействия и влияния друг на друга.

Для того чтобы вычислить ту или иную величину, необходимо воспользоваться следующими формулами:

  1. Сила тока: I = U/R (ампер).
  2. Напряжение: U = I x R (вольт).
  3. Сопротивление: R = U/I (ом).

Зависимость этих величин, для лучшего понимания сути процессов, часто сравнивается с гидравлическими характеристиками. Например, внизу бака, наполненного водой, устанавливается клапан с примыкающей к нему трубой. При открытии клапана вода начинает течь, поскольку существует разница между высоким давлением в начале трубы и низким – на ее конце. Точно такая же ситуация возникает на концах проводника в виде разности потенциалов – напряжения, под действием которого электроны двигаются по проводнику. Таким образом, по аналогии, напряжение представляет собой своеобразное электрическое давление.

Силу тока можно сравнить с расходом воды, то есть ее количеством, протекающим через сечение трубы за установленный период времени. При уменьшении диаметра трубы уменьшится и поток воды в связи с увеличением сопротивления. Этот ограниченный поток можно сравнить с электрическим сопротивлением проводника, удерживающим поток электронов в определенных рамках. Взаимодействие тока, напряжения и сопротивления аналогично гидравлическим характеристикам: с изменением одного параметра, происходит изменение всех остальных.

Энергия и мощность в электротехнике

В электротехнике существуют еще и такие понятия, как энергия и мощность, связанные с законом Ома. Сама энергия существует в механической, тепловой, ядерной и электрической форме. В соответствии с законом сохранения энергии, ее невозможно уничтожить или создать. Она может лишь преобразовываться из одной формы в другую. Например, в аудиосистемах осуществляется преобразование электроэнергии в звук и теплоту.

Любые электрические приборы потребляют определенное количество энергии на протяжении установленного промежутка времени. Эта величина индивидуальна для каждого прибора и представляет собой мощность, то есть объем энергии, который может потребить тот или иной прибор. Этот параметр вычисляется по формуле P = I x U, единицей измерения служит ватт. Он означает перемещение одного ампера одним вольтом через сопротивление в один ом.

Таким образом, основы электротехники для начинающих помогут на первых порах разобраться с основными понятиями и терминами. После этого будет значительно легче использовать полученные знания на практике.

Электрика для чайников: основы электроники

Древние греки наблюдали электрические явления задолго до начала изучения электричества. Достаточно потереть шерстью или мехом полудрагоценный камень янтарь, как он начинает притягивать кусочки сухой соломы, бумаги или пух и перья.

В современных школьных опытах используются стеклянные и эбонитовые стержни натертые шелком или шерстью. При этом считается, что на стеклянном стержне сохраняется положительный заряд, а на эбонитовом отрицательный. Эти стержни также могут притягивать к себе мелкие кусочки бумаги и т.п. мелкие предметы. Именно это притяжение и есть воздействие электрического поля, которое изучал Шарль Кулон.

По-гречески янтарь называется электрон, поэтому для описания такой силы притяжения Уильям Гильберт (1540 – 1603 гг.) предложил термин «электрический» .

В 1891 году английский ученый Стоней Джордж Джонстон выдвинул гипотезу о существовании в веществах электрических частиц, которые и назвал электронами. Такое утверждение существенно облегчило понимание электрических процессов в проводниках .

Электроны в металлах достаточно свободны и легко отрываются от своих атомов, а под действием электрического поля, точнее разности потенциалов перемещаются между атомами металла, создавая электрический ток. Таким образом, электрический ток в медном проводе представляет собой поток электронов, протекающий вдоль провода, от одного конца к другому.

Электрический ток способны проводить не только металлы. При определенных условиях электропроводны жидкости, газы и полупроводники. В этих средах носителями зарядов являются ионы, электроны и дырки. Но пока речь только о металлах, ведь даже и в них все не так просто.

Пока что речь идет о постоянном токе, направление и величина которого не меняется. Поэтому на электрических схемах возможно стрелками указать, куда же течет ток. Считается, что ток течет от положительного полюса к отрицательному, к такому выводу пришли на ранней стадии изучения электричества.

Позднее выяснилось, что на самом деле электроны движутся как раз в обратном направлении – от минуса к плюсу. Но, тем не менее, от «ошибочного» направления не отказались, более того именно оно называется техническим направлением тока. Какая разница, если лампочка все равно горит. Направление движения электронов получило название истинного и применяется чаще всего в научных исследованиях.

Сказанное иллюстрирует рисунок 1.

Если переключатель на некоторое время «перебросить» в сторону батарейки, то зарядится электролитический конденсатор C, на нем накопится некоторый заряд. После того, как конденсатор зарядился, переключатель повернули в сторону лампочки. Лампа вспыхнула и погасла – конденсатор разрядился. Совершенно очевидно, что длительность вспышки зависит от величины электрического заряда, запасенного в конденсаторе.

Гальваническая батарея тоже хранит электрический заряд, но намного больший, нежели конденсатор. Поэтому время вспышки достаточно велико, — лампочка может гореть до нескольких часов.

Электрический заряд, ток, сопротивление и напряжение

Изучением электрических зарядов занимался французский ученый Ш. Кулон, который в 1785 году открыл закон, названный его именем.

В формулах электрический заряд обозначается как Q или q. Физический смысл этой величины — способность заряженных тел вступать в электромагнитные взаимодействия: одноименные заряды отталкиваются, разноименные притягиваются. Сила взаимодействия между зарядами прямо пропорциональна величине зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Если в виде формулы, то это выглядит вот так:

Электрический заряд электрона очень мал, поэтому на практике пользуются величиной заряда под названием Кулон . Именно эта величина используется в международной системе СИ (Кл). В одном кулоне содержится ни много ни мало 6,24151*10 18 (десять в восемнадцатой степени) электронов. Если из этого заряда выпускать по 1 млн. электронов в секунду, то этот процесс продлится целых 200 тысяч лет!

За единицу измерения тока в системе СИ принят Ампер (А) , по имени французского ученого Андре Мари Ампера (1775 — 1836). При силе тока в 1А через поперечное сечение проводника за 1 секунду протекает заряд ровно в 1 Кл. Математическая формула в этом случае получается вот такая: I = Q/t.

В этой формуле ток в Амперах, заряд в Кулонах, время в секундах. Все единицы должны соответствовать системе СИ.

Другими словами получается один кулон в секунду. Очень напоминает скорость автомобиля в километрах в час. Поэтому сила электрического тока есть не что иное, как скорость протекания электрического заряда.

Чаще в быту используется внесистемная единица Ампер*час. Достаточно вспомнить автомобильные аккумуляторы, емкость которых указывается как раз в ампер часах. И это всем известно и понятно, хотя про какие-то кулоны в магазинах авто запчастей никто и не вспоминает. Но при этом все-таки существует соотношение: 1 Кл = 1*/3600 ампер*часа. Возможно, что такое количество можно было бы назвать ампер * секундой.

По-другому определению ток в 1 А протекает в проводнике сопротивлением 1 Ом при разности потенциалов (напряжении) на концах проводника 1 В. Соотношение между этими величинами определяется по закону Ома. Это, пожалуй, самый главный электрический закон, недаром народная мудрость гласит: «Не знаешь закон Ома – сиди дома!».

Проверка закона Ома

Этот закон сейчас известен всем: «Ток в цепи прямо пропорционален напряжению и обратно пропорционален сопротивлению». Казалось бы всего три буквы, — I = U/R, любой школьник скажет: «Ну и что?». А на самом деле путь к этой короткой формуле был достаточно тернист и долог.

Для проверки закона Ома можно собрать простейшую схему, показанную на рисунке 2.

Исследование достаточно простое, — увеличивая напряжение источника питания по точкам на бумаге построить график, показанный на рисунке 3.

Казалось бы, что график должен получиться идеально прямой линией, поскольку зависимость I = U/R можно представить в виде U = I*R, а в математике это прямая линия. На самом же деле в правой части линия загибается вниз. Может не очень сильно, но загибается и почему-то весьма разнообразно. При этом загиб будет зависеть от того, как будет нагреваться исследуемое сопротивление. Не зря оно сделано из длинной медной проволоки: можно намотать плотно виток к витку, можно закрыть слоем асбеста, может температура в помещении сегодня одна, а вчера была другая или в помещении гуляет сквозняк.

Это к тому, что температура влияет на сопротивление так же, как на линейные размеры физических тел при нагревании. Каждый металл имеет свой температурный коэффициент сопротивления (ТКС). Вот только про расширение знают и помнят практически все, а про изменение электрических свойств (сопротивление, емкость, индуктивность) забывают. А ведь именно температура в этих опытах является самым стабильным источником нестабильности.

С литературной точки зрения получилась достаточно красивая тавтология, но именно она в данном случае очень точно выражает суть проблемы.

Многие ученые в середине девятнадцатого века пытались открыть эту зависимость, но мешала нестабильность опытов, вызывала сомнения в истинности полученных результатов. Удалось это сделать только Георгу Симону Ому (1787-1854), который сумел отбросить все побочные эффекты или, как говорится, увидеть за деревьями лес. Единица измерения сопротивления 1Ом до сих пор носит имя этого гениального ученого.

Из закона Ома можно выразить любую составляющую: I=U/R, U=I*R, R=U/I.

Для того, чтобы эти соотношения не забывать существует так называемый треугольник Ома , или что-то в этом роде, показанный на рисунке 4.

Рисунок 4. Треугольник Ома

Пользоваться им очень просто: достаточно закрыть пальцем искомую величину и две оставшиеся буквы покажут, что с ними надо делать.

Еще осталось вспомнить, какую роль играет во всех этих формулах напряжение, каков его физический смысл. Обычно под напряжением понимается разность потенциалов в двух точках электрического поля. Чтобы это было легче понять, пользуются аналогиями, как правило, с баком, водой и трубами.

В этой «водопроводной» схеме расход воды в трубе (литры/сек) это как раз есть ток (кулон/сек), а разность между верхним уровнем в баке и открытым краном разность потенциалов (напряжение). При этом если кран открыт, то давление на выходе равно атмосферному, которое можно принять за условный нулевой уровень.

В электрических схемах такая условность позволяет принять какую-то точку за общий провод («землю»), относительно которого производятся все измерения и настройки. Чаще всего за этот провод принимают минусовой вывод источника питания, хотя это и не всегда так.

Разность потенциалов измеряется в вольтах (В) по имени итальянского физика Алессандро Вольта (1745-1827). По современному определению при разности потенциалов в 1 В на перемещение заряда в 1 Кл расходуется энергия в 1 Дж. Пополнение израсходованной энергии производится от источника питания, по аналогии с «водопроводной» схемой это будет насос, поддерживающий уровень воды в баке.

Электричество основы

Основы электричества важны для всех технических профессий, включая киповцев. Это является основой для дальнейшего изучения более сложных понятий и навыков. Физические величины, которые используются в электричестве, такие как: ток, напряжение, сопротивление, индуктивность и емкость являются универсальными для всех цепей. Закон Ома — это математическая функция, которая устанавливает закономерность взаимозависимостей между током I , напряжением E и cсопротивлением R. Сила тока прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению.


Поиск данных по Вашему запросу:

Электричество основы

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам. ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Урок №1. Напряжение и ток. В чем разница?

Что такое электрический ток


Электричество применяется во многих областях, оно окружает нас практически повсюду. Электроэнергия позволяет получать безопасное освещение дома и на работе, кипятить воду, готовить пищу, работать на компьютере и станках.

Вместе с тем, обращаться с электричеством необходимо уметь, иначе можно не только получить травмы, но и нанести вред имуществу. Как правильно прокладывать проводку, организовывать снабжение объектов электричеством, изучает такая наука, как электротехника. Все вещества состоят из молекул, которые, в свою очередь, состоят из атомов.

У атома есть ядро и движущиеся вокруг него положительно и отрицательно заряженные частицы протоны и электроны. При нахождении двух материалов рядом друг с другом между ними возникает разность потенциалов у атомов одного вещества электронов всегда меньше, чем у другого , что приводит к появлению электрического заряда — электроны начинают перемещаться от одного материала к другому.

Так возникает электричество. Другими словами, электричество — это энергия, возникающая в результате перемещения отрицательно заряженных частиц из одного вещества в другое. Скорость перемещения может быть разной.

Чтобы движение было в нужном направлении и с нужной скоростью, используются проводники. Если движение электронов по проводнику осуществляется только в одном направлении, такой ток называется постоянным. Если же направление перемещения с определенной частотой меняется, то ток будет переменным. Самым известным и простым источником постоянного тока является батарейка или автомобильный аккумулятор. Переменный ток активно используется в бытовом хозяйстве и в промышленности. К сведению. Движением электрической энергии можно управлять.

Данная наука знает практически все об электричестве. Изучить ее необходимо всем, кто хочет получить диплом или квалификацию электрика. Данная наука получила развитие в XIX веке, когда был изобретен источник постоянного тока, и появилась возможность строить электрические цепи.

Дальнейшее развитие электротехника получила в процессе новых открытий в области физики электромагнитных излучений. Чтобы без проблем осваивать науку в настоящее время, необходимо иметь знания не только в области физики, но также химии и математики. В первую очередь, на курсе ТОЭ изучаются основы электричества, дается определение тока, исследуются его свойства, характеристики и направления применения.

Далее изучаются электромагнитные поля и возможности их практического использования. Завершается курс, как правило, изучением устройств, в которых используется электрическая энергия. Полученных знаний вполне хватит, чтобы разобраться с проводкой, заменить лампочку или повесить люстру дома.

Но, если планируется профессионально работать с электричеством например, в должности электромонтера или энергетика , то соответствующее образование будет обязательным. Оно позволяет получить специальный допуск на работу с приборами и устройствами, работающими от источника тока.

Изучая электричество для начинающих, главное — разобраться с тремя основными терминами:. Под силой тока понимается количество электрического заряда, протекающего через проводник с определенным сечением за единицу времени. Другими словами, количество электронов, которые переместились из одного конца проводника в другой за некоторое время. Сила тока является самой опасной для жизни и здоровья человека. Если взяться за оголенный провод а человек — это тоже проводник , то электроны пройдут через него.

Чем больше их пройдет, тем больше будут повреждения, поскольку в процессе своего движения они выделяют тепло и запускают различные химические реакции. Однако чтобы ток шел по проводникам, между одним и другим концом проводника должно быть напряжение или разность потенциалов.

Причем она должна быть постоянной, чтобы движение электронов не прекращалось. Для этого электрическую цепь обязательно замыкают, а на одном конце цепи обязательно ставят источник тока, который обеспечивает в цепи постоянное движение электронов. Сопротивление — это физическая характеристика проводника, его способность к проведению электронов.

Чем ниже сопротивление проводника, тем большее количество электронов по нему пройдет за единицу времени, тем выше сила тока. Высокое сопротивление, наоборот, уменьшает силу тока, но влечет за собой нагревание проводника если напряжение достаточно высоко , что может привести к возгоранию.

Подбор оптимальных соотношений между напряжением, сопротивлением и силой тока в электрической цепи является одной из основных задач электротехники. Электромеханика является разделом электротехники. Она изучает принципы функционирования устройств и оборудования, которые работают от источника электрического тока. Изучив основы электромеханики, можно научиться ремонтировать различное оборудование или даже проектировать его. В рамках уроков по электромеханике, как правило, изучаются правила преобразования электрической энергии в механическую каким образом функционирует электродвигатель, принципы работы любого станка и так далее.

Также исследуются и обратные процессы, в частности, принципы действия трансформаторов и генераторов тока. Таким образом, без понимания того, как составляются электрические цепи, принципов их функционирования и других вопросов, которые изучает электротехника, осваивать электромеханику невозможно. С другой стороны, электромеханика является более сложной дисциплиной и носит прикладной характер, поскольку результаты ее изучения применяются непосредственно при конструировании и ремонте машин, оборудования и различных электрических устройств.

Осваивая курс электротехники для начинающих, необходимо уделить особое внимание вопросам безопасности, поскольку несоблюдение определенных правил может привести к трагическим последствиям.

Первое правило, которому необходимо следовать, — обязательно знакомиться с инструкцией. У всех электроприборов в руководстве по эксплуатации всегда имеется раздел, который посвящен вопросам безопасности. Выполнение рекомендаций позволит избежать травм и нанесения вреда имуществу. Второе правило заключается в контроле состояния изоляции проводников. Все провода обязательно должны покрываться специальными материалами, не проводящими электричество диэлектриками.

Если изоляционный слой нарушен, в первую очередь, следует его восстановить, иначе возможно нанесение вреда здоровью. Кроме того, работу в целях безопасности с проводами и электрооборудованием следует производить только в специальной одежде, которая не проводит электричество резиновые перчатки и диэлектрические боты.

Третье правило состоит в использовании для диагностики параметров электросети только специальных приборов. Обратите внимание! Пренебрежение данными элементарными правилами является основной причиной травм и несчастных случаев в работе электриков и электромонтеров. Подобные материалы разработаны специально для тех, кто пытается с нуля освоить данную науку и получить необходимые навыки для работы с электрооборудованием в быту.

В пособии и видеоуроках подробно рассказывается, как устроена электрическая цепь, что такое фаза, а что такое ноль, чем отличается сопротивление от напряжения и силы тока и так далее.

Отдельное внимание уделяется технике безопасности, чтобы избежать травм при работе с электроприборами.

Конечно, изучение курсов или чтение пособий не позволит стать профессиональным электриком или электромонтером, но решить большинство бытовых вопросов по итогам освоения материала будет вполне по силам. Для профессиональной работы требуется уже получение специального допуска и наличие профильного образования. Без этого выполнять должностные обязанности запрещается различными инструкциями. Если же предприятие допустит человека без необходимого образования к работе с электрооборудованием, и он получит травму, руководитель понесет серьезное наказание, вплоть до уголовного.

Существует множество понятий, которые нельзя увидеть собственными глазами и потрогать руками. Наиболее ярким примером служит электротехника, состоящая из сложных схем и малопонятной терминологии. Поэтому очень многие просто отступают перед трудностями предстоящего изучения этой научно-технической дисциплины.

Получить знания в этой области помогут основы электротехники для начинающих, изложенные доступным языком. Подкрепленные историческими фактами и наглядными примерами, они становятся увлекательными и понятными даже для тех, кто впервые столкнулся с незнакомыми понятиями. Постепенно продвигаясь от простого к сложному, вполне возможно изучить представленные материалы и использовать их в практической деятельности. Электрические законы и формулы требуются не только для проведения каких-либо расчетов.

Они нужны и тем, кто на практике выполняет операции, связанные с электричеством. Зная основы электротехники можно логическим путем установить причину неисправности и очень быстро ее устранить. Суть электрического тока заключается в движении заряженных частиц, переносящих электрический заряд от одной до другой точки.

Однако при беспорядочном тепловом движении заряженных частиц, по примеру свободных электронов в металлах, переноса заряда не происходит. Перемещение электрического заряда через поперечное сечение проводника происходит лишь при условии участия ионов или электронов в упорядоченном движении. Электрический ток всегда протекает в определенном направлении. О его наличии свидетельствуют специфические признаки:. Электрический ток может быть постоянным и переменным. В первом случае все его параметры остаются неизменными, а во втором — периодически происходит изменение полярности от положительной к отрицательной.

В каждом полупериоде изменяется направление потока электронов. Скорость таких периодических изменений представляет собой частоту, измеряемую в герцах. При возникновении в цепи электрического тока, происходит постоянный перенос заряда через поперечное сечение проводника. Величина заряда, перенесенная за определенную единицу времени, называется силой тока , измеряемой в амперах.

Для того чтобы создать и поддерживать движение заряженных частиц, необходимо воздействие силы, приложенной к ним в определенном направлении. В случае прекращения такого действия, прекращается и течение электрического тока. Такая сила получила название электрического поля, еще она известна как напряженность электрического поля. Именно она вызывает разность потенциалов или напряжение на концах проводника и дает толчок движению заряженных частиц.

Для измерения этой величины применяется специальная единица — вольт. Существует определенная зависимость между основными величинами, отраженная в законе Ома, который будет рассмотрен подробно. Важнейшей характеристикой проводника, непосредственно связанной с электрическим током, является сопротивление , измеряемое в омах. Данная величина является своеобразным противодействием проводника течению в нем электрического тока.

В результате воздействия сопротивления происходит нагрев проводника. С увеличением длины проводника и уменьшением его сечения, значение сопротивления увеличивается. Величина в 1 Ом возникает, когда разность потенциалов в проводнике составляет 1 В, а сила тока — 1 А. Данный закон относится к основным положениям и понятиям электротехники.

Он наиболее точно отражает зависимость между такими величинами, как сила тока, напряжение, сопротивление и мощность.


Электрический ток

Насчет эфира это ты автор зря, его никто не может опровергнуть до сих пор и наоборот математически он практически установлен проблема в физическом обнаружении. Дубликаты не найдены. Все комментарии Автора. Возможно, потому что я закончил школу всего три года назад и ещё не забыл, что мне самому было трудно понять. А учителя обычно уже забыли свои школьные годы. Чувак, спасибо, мы сейчас как раз электричество проходим.

Всё про электричество для начинающего электрика: основы; Инструменты в помощь электрику; Как отремонтировать удлинитель: советы.

Что такое электричество

В этом случае поток воды, падающий сверху вниз, несет с собой определенное количество энергии. Точно так же и электрический ток, протекая по цепи от высшего потенциала к низшему, совершает работу. Мощность электрического тока это количество работы, совершаемой за одну секунду времени, или скорость совершения работы. Количество электричества, проходящего через поперечное сечение цепи в течение одной секунды, есть не что иное, как сила тока в цепи. Если обозначить мощность электрического тока буквой P, то приведенное выше правило можно записать в виде формулы. Требуется определить, какая мощность электрического тока необходима для накала нити радиолампы, если напряжение накала равно 4 в, а ток накала 75 мА. Определим мощность электрического тока, поглощаемую нитью лампы:. Мощность электрического тока можно вычислить и другим путем.

Мощность электрического тока

Теория и практика. Кейсы, схемы, примеры и технические решения, обзоры интересных электротехнических новинок. Уроки, книги, видео. Профессиональное обучение и развитие. Сайт для электриков и домашних мастеров, а также для всех, кто интересуется электротехникой, электроникой и автоматикой.

Книга содержит основные сведения по электростатике, о цепях постоянного тока, химических и тепловых действиях электрического тока, электромагнетизме и электромагнитной индукции, однофазном и трехфазном токе, трансформаторах, асинхронных и синхронных двигателях, машинах постоянного тока, электроизмерительных приборах и аппаратуре управления.

Основы схемотехники, электричество, терменвокс

Канал ЭлектроХобби на YouTube. Категория Основы электротехники является фундаментальным, теоретическим разделом который содержит в себе все те материалы и статьи, общая тематика которых тем или иным образом связана с базовыми понятиями по электричеству. Многие должны были слышать, что электрический ток бывает разный постоянный, переменный. Те, кто особо не знаком с темой электрики и электроники порой могут путаться в типах тока, когда подают электрическую энергию на то или иное электрооборудование. Для одних устройств нужно именно постоянное напряжение ток , другие же питаются только от переменного.

Уроки для электриков: основы электричества

Большая советская энциклопедия. Особенное свойство некоторых тел, проявляющееся только при известных условиях, напр. Субстанция, лежащая в основе строения материи физ. Своеобразные явления, сопровождающие движение и перемещение частиц этой субстанции, форма энергии электрический ток и т. Учение об электричестве один из основных разделов физики. Заряды могут быть положительными или отрицательными. Одинаковые заряды отталкиваются, противоположные притягиваются. Обычно же под этим словом понимают или электрический заряд как таковой или самое учение об электрических зарядах, их движении и взаимодействии.

электричества. Электричество в природе. Использование электричества. Основы электроники Физические свойства электричества.

Основы электричества

Электричество основы

Тензор электромагнитного поля Тензор энергии-импульса 4-потенциал 4-ток. Иногда электрическим током называют также ток смещения , возникающий в результате изменения во времени электрического поля [4]. Если заряженные частицы движутся внутри макроскопических тел относительно той или иной среды, то такой ток называют электрический ток проводимости.

Основы электротехники

Статическое электричество. Несколько веков назад было обнаружено, что определенные типы материалов, если их потереть друг о друга, загадочным образом начинают притягиваться. Например, если потереть кусок шелка об кусок стекла, то они «прилипнут» друг к другу. Возникает сила притяжения, которая демонстрируется даже при попытке разъединения этих предметов:.

В повседневной жизни мы постоянно имеем дело с электричеством. Без движущихся заряженных частиц невозможно функционирование используемых нами приборов и устройств.

При выходе из строя какого-нибудь электроблока правильным решением будет вызвать специалиста, который быстро устранит проблему. Если такой возможности нет, уроки для электриков помогут самостоятельно устранить ту или иную поломку. Правила безопасности нужно выучить наизусть — это сохранит здоровье и жизнь при устранении проблем с электричеством. Вот самые важные азы электрики для начинающих:. Для выполнения монтажных работ необходимо приобрести датчик индикатор фазы , похожий на отвертку или шило. Это устройство позволяет найти провод, находящийся под напряжением — при его обнаружении на датчике загорается индикатор.

Древние греки наблюдали электрические явления задолго до начала изучения электричества. Достаточно потереть шерстью или мехом полудрагоценный камень янтарь, как он начинает притягивать кусочки сухой соломы, бумаги или пух и перья. В современных школьных опытах используются стеклянные и эбонитовые стержни натертые шелком или шерстью.


Изучение электрики с нуля

Древние греки наблюдали электрические явления задолго до начала изучения электричества. Достаточно потереть шерстью или мехом полудрагоценный камень янтарь, как он начинает притягивать кусочки сухой соломы, бумаги или пух и перья. В современных школьных опытах используются стеклянные и эбонитовые стержни натертые шелком или шерстью. При этом считается, что на стеклянном стержне сохраняется положительный заряд, а на эбонитовом отрицательный. Эти стержни также могут притягивать к себе мелкие кусочки бумаги и т.


Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам. ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Видеоуроки по электрике. Урок 1

Курсы электриков: с нуля и повышение квалификации


Как то я задал себе вопрос: «А кого, собственно, можно считать начинающим электриком? Если подходить строго, начинающий — это человек, делающий первые шаги в той или иной области деятельности, которой собирается заниматься если не профессионально, то хотя бы регулярно.

Однако, как быть с теми, кому нужно выполнить разовые работы, например заменить розетку, подключить выключатель и пр. Или просто с желающими стать мастером на все руки. Поэтому я решил остановиться на форме изложения материала в виде тематических статей по электрике, имеющих практическое приложение для желающих выполнить определенные электротехнические работы своими руками, а также — желающих расширить свой кругозор.

Предлагаю Вашему вниманию анонсы на имеющиеся материалы, которые могут быть полезны начинающим электрикам в том понимании, которое только что было изложено. Правила электробезопасности Как избежать опасности поражения электрическим током — азы для начинающего электрика.

Как подключить выключатель При всем многообразии конструктивных исполнений электрических выключателей принцип и схема их подключения одинаковы. Как соединить провода Общие требования к соединению проводов — надежность и безопасность.

Какими способами этого достичь. Как пользоваться мультиметром Для проведения большинства измерений вполне достаточно иметь цифровой мультиметр. Вне зависимости от его сложности и наличия дополнительных функциональных возможностей методы измерения таких величин как ток, напряжение, сопротивление неизменны. Все права защищены. Все представленные на этом сайте материалы имеют исключительно информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов.


ЭЛЕКТРИКА ДЛЯ НАЧИНАЮЩИХ

Электричество — это то, без чего нельзя представить жизнь в современно мире. Поэтому профессия электрик сегодня востребована. Получить ее можно, окончив колледж или пройдя краткий курс. А чтобы стать инженером-электриком, потребуется обучение в ВУЗе. Электрик — это специалист, монтирующий электрическое оборудование и обеспечивающий его бесперебойную работу.

Пост пикабушника retet с тегами Работа, Электрик. Есть что рассказать? Ежедневно Пикабу посещают более 2 млн человек. Опубликуйте ваш пост.

Все об электрике своими руками от А до Я. Электрика с нуля

Канал ЭлектроХобби на YouTube. Книга, в которой содержится наиболее полное собрание всей информации, которая относится к теме автоэлектрики, её обучения. Она начинается с того, что в начале рассказываются и поясняются основополагающие принципы работы электротехники, имеющая отношение к работе автомобиля. После этого, знаю эти самые азы электрики, Вам уже будет намного проще и легче понимать материалы, даваемый далее в книге. Для лучшего понимания старайтесь в самом начале понять общий смысл и функциональное назначение той электрической части автомобиля, которую рассматриваете. Постепенно у Вас начнёт формироваться общее представление, как о конкретных электротехнических узлах автомобиля, так и общей их работе, взаимодействуя целостно между собой. После прочтения этой книги, автомобильный электрик, Вы уже вполне сможете самостоятельно разбираться в работе, устройстве и ремонте своего автомобиля, его электрической части. Советую скачать и прочесть данную книгу.

Основы электротехники — начинаем путь в мир электричества

Электричество применяется во многих областях, оно окружает нас практически повсюду. Электроэнергия позволяет получать безопасное освещение дома и на работе, кипятить воду, готовить пищу, работать на компьютере и станках. Вместе с тем, обращаться с электричеством необходимо уметь, иначе можно не только получить травмы, но и нанести вред имуществу. Как правильно прокладывать проводку, организовывать снабжение объектов электричеством, изучает такая наука, как электротехника.

На главную.

Профессия электрик — описание, плюсы и минусы, необходимое образование и другие нюансы

Электромонтажник по силовым сетям и. Для успешно сдавших экзамен — гарантированное трудоустройство! Это курс, где учат по-настоящему! Обучение с учетом требований профстандарта. Роль электричества в современной жизни людей трудно преувеличить.

Электрика для начинающих

Статья Видео. Содержание: Разновидности профессии С чего начать обучение? Несколько слов про самоучек. Прежде всего нужно отметить, что электрик может быть электромонтером, электронщиком, автоэлектриком, инженером-электриком, проектировщиком, электромехаником, электротехником и даже энергетиком, если брать в целом. Как вы понимаете, в каждой из профессий свои особенности. Чтобы стать электриком, для начала Вы должны выбрать для себя подходящую специальность, с которой вы решите в дальнейшем связать свою жизнь ну или отдельный промежуток времени. Наш совет — если Вам действительно интересно все, что связано с электричеством, лучше планировать наперед, выбирая перспективные направления, которые являются залогом научно-технического прогресса.

Основы электричества Древние греки наблюдали электрические явления задолго до начала изучения электричества. Достаточно потереть шерстью.

Адрес: Нижний Новгород, Ленинский район, ул. Ростовская д. Принцип механической вентиляции состоит в том, чтобы создать поступление свежего воздуха в основные помещения вашего жилья.

Книги по энергетике Электрооборудование электрических станций и подстанций Проектирование схем электроустановок Короткие замыкания и выбор электрооборудования Потери электроэнергии. Реактивная мощность. Качество электроэнергии Справочник по проектированию электрических сетей Герметичные химические источники тока Расчет коротких замыканий и выбор оборудования Схемы включения счетчиков электроэнергии Самозапуск двигателей собственных нужд электростанций Ветрогенераторы, солнечные батареи Защита оборудования подстанций от электромагнитного импульса Книги по электроснабжению Электроснабжение цехов промышленных предприятий Основы проектирования систем электроснабжения Проектирование систем электроснабжения Электроснабжение промышленных предприятий Схемы и подстанции электроснабжения Электроснабжение компьютерных и телекоммуникационных систем Электроснабжение жилых и общественных зданий Надежность электроснабжения промышленных предприятий Защитное заземление и зануление электроустановок Электроснабжение предприятий промышленности Пособие по проектированию воздушных линий электропередачи напряжением 0,кВ без отдельного несущего элемента. Книга 1 Пособие по проектированию воздушных линий электропередачи напряжением 0,кВ с изолированным нулевым несущим проводником. Книга 2 Пособие по проектированию воздушных линий электропередачи напряжением 0,кВ с неизолированным нулевым несущим проводником.

Стоимость обучения в группе чел.

Как то я задал себе вопрос: «А кого, собственно, можно считать начинающим электриком? Если подходить строго, начинающий — это человек, делающий первые шаги в той или иной области деятельности, которой собирается заниматься если не профессионально, то хотя бы регулярно. Однако, как быть с теми, кому нужно выполнить разовые работы, например заменить розетку, подключить выключатель и пр. Или просто с желающими стать мастером на все руки. Поэтому я решил остановиться на форме изложения материала в виде тематических статей по электрике, имеющих практическое приложение для желающих выполнить определенные электротехнические работы своими руками, а также — желающих расширить свой кругозор. Предлагаю Вашему вниманию анонсы на имеющиеся материалы, которые могут быть полезны начинающим электрикам в том понимании, которое только что было изложено.

Добрый день, друзья. Использование электричества на сегодняшний день неизбежно: вся жизнь человека с ним связана и представить себя без него люди уже не могут. Но электрическая сеть — не самая стабильная область нашей жизни, и частые поломки вынуждают нас вызывать специалистов.


Изучение электричества с нуля

К нам часто обращаются читатели, которые раньше не сталкивались с работами по электричеству, но хотят в этом разобраться. Для этой категории создана рубрика «Электричество для начинающих».

Рисунок 1. Движение электронов в проводнике.

Прежде чем приступить к работам, связанным с электричеством, необходимо немного «подковаться» теоретиче­ски в этом вопросе.

Термин «электричество» подразумевает движение электронов под действием электромагнитного поля.

Главное – понять, что электричест­во – это энергия мельчайших заряженных частиц, которые движутся внутри проводников в определенном направлении (рис. 1).

Постоянный ток практически не меняет своего направления и величины во времени. Допустим, в обычной батарейке постоянный ток. Тогда заряд будет перетекать от минуса к плюсу, не меняясь, пока не иссякнет.

Переменный ток – это ток, который с определенной периодичностью меняет направление движения и величину. Представьте ток как поток воды, те­кущий по трубе. Через какой-то промежуток времени (например, 5 с) вода будет устремляться то в одну сторону, то в другую.

Рисунок 2. Схема устройства трансформатора.

С током это происходит на­много быстрее, 50 раз в секунду (частота 50 Гц). В течение одного периода колебания величина тока повышается до максимума, затем проходит через ноль, а потом происходит обратный процесс, но уже с другим знаком. На вопрос, почему так происходит и зачем нужен такой ток, можно ответить, что получение и передача переменного тока намного проще, чем постоянного. Получение и передача переменного тока тесно связаны с таким устройством, как трансформатор (рис. 2).

Генератор, который вырабатывает переменный ток, по устройству гораздо проще, чем генератор постоянного тока. Кроме того, для передачи энергии на дальнее расстояние переменный ток подходит лучше всего. С его помощью при этом теряется меньше энергии.

При помощи транс­форматора (специаль­ного устройства в виде катушек) переменный ток преобразу­ется с низкого напряжения на высокое, и наоборот, как это представлено на иллюстрации (рис. 3).

Именно по этой причине большинство приборов работает от сети, в которой ток переменный. Однако постоянный ток также применяется достаточно широко: во всех видах батарей, в химической промышленности и некоторых других областях.

Рисунок 3. Схема передачи переменного тока.

Многие слышали такие загадочные слова, как одна фаза, три фазы, ноль, заземление или земля, и знают, что это важные понятия в мире электричества. Однако не все понимают, что они обозначают и какое отношение имеют к окружающей действительности. Тем не менее знать это надо обязательно.

Не углубляясь в технические подробности, которые не нужны домашнему мастеру, можно сказать, что трехфазная сеть – это такой способ передачи электрического тока, когда переменный ток течет по трем проводам, а по одному возвращается назад. Вышесказанное надо немного пояснить. Любая электри­ческая цепь состоит из двух проводов. По одному ток идет к потребителю (например к чайнику), а по другому воз­вращается обратно. Если разомкнуть такую цепь, то ток идти не будет. Вот и все описание однофазной цепи (рис. 4 А).

Тот провод, по которому ток идет, называется фазовым, или просто фазой, а по которому возвращается – нулевым, или нолем. Трехфазная цепь состоит из трех фазовых проводов и одного обратного. Такое возможно потому, что фаза переменного тока в каждом из трех проводов сдвинута по отношению к соседнему на 120° (рис. 4 Б). Более подробно на этот вопрос поможет ответить учебник по электромеханике.

Рисунок 4. Схема электрических цепей.

Передача переменного тока происходит именно при помощи трехфазных сетей. Это выгодно экономически: не нужны еще два нулевых провода. Подходя к потребителю, ток разделяется на три фазы, и каждой из них дается по нолю. Так он попадает в квартиры и дома. Хотя иногда трехфазная сеть заводится прямо в дом. Как правило, речь идет о частном секторе, и такое положение дел имеет свои плюсы и минусы.

Земля, или, правильнее сказать, заземление – третий провод в однофазной сети. В сущности, рабочей нагрузки он не несет, а служит своего рода предо­хранителем.

Например, в случае когда электричество выходит из-под контроля (например, короткое замыкание), возникает угроза пожара или удара током. Чтобы этого не произошло (то есть значение тока не должно превышать безопасный для человека и приборов уровень), вводится заземление. По этому проводу избыток элек­тричества в буквальном смысле слова уходит в землю (рис. 5).

Рисунок 5. Простейшая схема заземления.

Еще один пример. Допустим, в работе электродвигателя стиральной машины возникла небольшая поломка и часть электрического тока попадает на внешнюю металлическую оболочку прибора.

Если заземления нет, этот заряд так и будет блуждать по стиральной машине. Когда человек прикоснется к ней, он моментально станет самым удобным выходом для данной энергии, то есть получит удар током.

При наличии провода заземления в этой ситуации излишний заряд стечет по нему, не причинив никому вреда. В дополнение можно сказать, что нулевой проводник также может быть заземлением и, в принципе, им и является, но только на электростанции.

Ситуация, когда в доме нет заземления, небезопасна. Как с ней справиться, не меняя всю проводку в доме, будет рассказано в дальнейшем.

Некоторые умельцы, полагаясь на начальные знания по электротехнике, устанавливают нулевой провод как заземляющий. Никогда так не делайте.

При обрыве нулевого провода корпуса заземленных приборов окажутся под напряжением 220 В.

Научиться можно только тому, что любишь.
Гёте И.

«Как самостоятельно изучить электронику с нуля?» — один из самых популярных вопросов на радиолюбительских форумах. При этом те ответы, которые я нашел, когда сам его задавал, мне мало помогли. Поэтому я решил дать свой.

Это эссе описывает общий подход к самообучению, а так как оно стало ежедневно получать множество просмотров, то я решил его развить и сделать небольшое руководство по самостоятельному изучению электроники и рассказать как это делаю я. Подписывайся на рассылку — будет интересно!

Творчество и результат

Чтобы что-то изучить надо это полюбить, гореть интересом и регулярно упражняться. Кажется, я только что озвучил прописную истину. Тем не менее. Для того, чтобы с лёгкостью и удовольствием изучать электронику надо её любить и относится к ней с любопытством и восхищением. Сейчас уже для всех привычно иметь возможность отправить видеосообщение на другой конец земли и мгновенно получить ответ. А это одно из достижений электоники. 100 лет труда тысяч ученых и инженеров.

Как нас обычно учат

Классический подход, который проповедуется в школах и университетах всего мира можно назвать подходом снизу-вверх. Сначала тебе рассказывают что такое электрон, атом, заряд, ток, резистор, конденсатор, индуктивность, заставляют решить сотни задач на нахождение токов в резисторных цепях, потом ещё сложней и т.д. Такой подход схож с восхождением на гору. Но лезть в гору сложней, чем спускаться. И многие сдаются так и не добравшись до вершины. Это верно в любом деле.

А что если спускаться с горы? Главная идея в том, чтобы сначала получить результат, а затем разобрать детально почему работает именно так. Т.е. это классический подход детских радиокружков. Он даёт возможность получить ощущение победы и успеха, которые в свою очередь стимулируют желание изучать электронику дальше. Понимаешь, очень сомнительная польза в изучении одной теории. Надо обязательно практиковаться, так как не все из теории 100% ложится на практику.

Есть такая старая инженерная шутка гласит: «Раз ты хорош в математике, то тебе надо пойти в электронику». Типичная чушь. Электроника — это творчество, новизна идей, практика. И не обязательно впадать в дебри теоритический расчетов, чтобы создавать электронные устройства. Ты вполне можешь освоить необходимые знания самостоятельно. А математику подтянешь в процессе творчества.

Главное — это понять основной принцип, и только потом тонкости. Такой подход просто переворачивает мир самостоятельного изучения. Он не нов. Так рисуют художники: сначала набросок, затем детализация. Так проектируют различные большие системы и т.д. Такой подход похож на «метод тыка», но только если не искать ответа, а тупо повторять одно и тоже действие.

Понравилось устройство? Собирай, разбирайся почему оно сделано именно так и какие идеи заложены в его конструкцию: почему именно эти детали используются, почему именно так соединены, какие принципы используются? А можно ли что-нибудь улучшить или просто заменить какую-нибудь деталь?

Конструирование — это творчество, но ему можно научиться. Для это надо только выполнять простые действия: читать, повторять чужие устройства, обдумывать результат, наслаждаться процессом, быть смелым и уверенным в себе.

Математика в электронике

В радиолюбительском конструировании считать несобственные интегралы вряд ли придётся, но знание закона Ома, правил Кирхгофа, формул делителя тока/напряжения, владение комплексной арифметикой и тригонометрией может пригодиться. Это азы азов. Хочешь уметь больше – люби математику и физику. Это не только полезно, но и чрезвычайно занимательно. Конечно, это не обязательно. Можно делать достаточно крутые устройства вообще ничего этого не зная. Только это будут устройства, придуманные кем-то другим.

Когда я, после очень длительного перерыва, понял, что электроника снова меня зовёт и манит в ряды радиолюбителей, то сразу стало ясно, что мои знания давно уже улетучились, а доступность компонентов и технологий стала шире. Что я стал делать? Путь был только один — признать себя полным нолём и стартовать из ничего: знакомых опытных электронщиков нет, какой-либо программы самообучения тоже нет, форумы я отбросил потому, что они представляют собой свалку информации и отнимают много времени (какой-то вопрос можно там узнать вкратце, но получить цельные знания очень сложно — там все такие важные, что лопнуть можно!)

И тогда япошел самым старым и простым путём: через книги. В хороших книгах тематика обсуждается наиболее полно и нет пустой болтовни. Конечно, в книгах есть и ошибки, и косноязычие. Просто надо знать какие книги читать и в каком порядке. После прочтения хорошо написанных книг и результат будет отличным.

Мой совет прост, но полезен — читайте книги и журналы. Я, к примеру, хочу не только повторять чужие схемы, а уметь конструировать свои. Создавать — это интересно и весело. Именно таким должно быть моё хобби: интересным и занимательным. Да и ваше тоже.

Какие книги помогут освить электронику

Много времени я провел выискивая подходящие книги. И понял, что надо сказать спасибо СССР. Такой массив полезных книг после него остался! СССР можно ругать, можно хвалить. Смотря за что. Так вот за книги и журналы для радиолюбителей и школьников надо благодарить. Тиражи бешеные, авторы отборные. До сих пор можно найти книги для новичков, которые дадут фору всем современным. Поэтому есть смысл пройтись по букинистам и поспрашивать (да и скачать все можно).

  1. Седов Е.А. – Мир электроники – 1990
  2. Борисов. Энциклопедия юного радиолюбителя
  3. Сворень. Электроника. Шаг за шагом
  4. Сворень. Транзисторы. Шаг за шагом. 1971
  5. Айсберг. Радио? Это очень просто!
  6. Айсберг. Транзистор? Это очень просто!
  7. Климчевский Ч. – Азбука радиолюбителя.
  8. Атанас Шишков. Первые шаги в радиоэлектронике
  9. Эймишен. Электроника? Нет ничего проще.
  10. Б.С.Иванов. Осциллограф – ваш помощник (как работать с осциллографом)
  11. В. Новопольский – Работа с осциллографом
  12. Хабловски. И. Электроника в вопросах и ответах
  13. Никулин, Повный. Энциклопедия начинающего радиолюбителя
  14. Ревич. Занимательная электроника
  15. Колдунов. Радиолюбительская азбука
  16. Шишков. Первые шаги в радиоэлектронике
  17. Радиоэлектроника. Понемногу – обо всём.
  18. Колдунов. Радиолюбительская азбука
  19. Бессонов В.В. Электроника для начинающих и не только
  20. В. Новопольский – Работа с осциллографом
  21. Тигранян. Хрестоматия радиолюбителя

Это мой список книг для самых «маленьких». Обязательно следует пролистывать и журналы Радио с 70х по 90е гг. После этого можно уже читать:

  1. Гендин. Советы по конструированию
  2. Хоровиц, Хилл. Искусство схемотехники.
  3. Кауфман, Сидман. Практическое руководство по расчетам схем в электронике
  4. Ленк. Электронные схемы. руководство
  5. Волович Г. Схемотехника аналоговых и аналого-цифровых электронных устройств
  6. Титце, Шенк. Полупроводниковая схемотехника. 12-е изд.
  7. Шустов М. А. Практическая схемотехника.
  8. Гаврилов С.А.-Полупроводниковые схемы. Секреты разработчика
  9. Барнс. Эллектронное конструирование
  10. Миловзоров. Элементы информационных систем
  11. Ревич. Практическое программирвоание МК AVR
  12. Белов. Самоучитель по Микропроцессорной технике
  13. Суэмацу. Микрокомпьютерные системы управления. Первое знакомство
  14. Ю.Сато. Обработка сигналов
  15. Д.Харрис, С.Харрис. Цифровая схемотехника и архитектура компьютера
  16. Янсен. Курс цифровой электроники

Думаю, эти книги ответят на множество вопросов. Более специальные знания можно почерпнуть из более специальных книг: по аудиоусилителям, по микроконтроллерам и т.д.

И конечно же нужно практиковаться. Без паяльника вся теория в прорубь. Это как водить машину в голове.
Кстати, более подробные обзоры некоторых книг из списка выше можешь прочитать в разделе «Читалка».

Что еще следует делать?

Учиться читать схемы устройств! Учиться анализировать схему и стараться понять как работает устройство. Этот навык приходит только с тренировкой. Начинать надо с самых простых схем, постепенно наращивая сложность. Благодаря этому ты не только изучишь обозначения радиоэлементов на схемах, но и научишься их анализировать, а также запомнишь ходовые приемы и решения.

Дорого ли заниматься электроникой

К сожалению, деньги потребуются! Радиолюбительство не самое дешевое хобби и потребуется некоторый минимум фин. вложений. Но начать можно практически без вложений: книги можно доставать буккросингах или брать в библиотеках, читать в электронном виде, приборы можно купить для начала самые простые, а более продвинутые купить тогда, когда будет не хватать возможностей простых приборов.

Сейчас купить можно всё: осциллограф, генератор, источник питания и другие измерительные приборы для домашней лаборатории — всё это следует со временем приобрести (или сделать самому то, что в домашних условиях сделать можно)

Но когда ты маленький и начинающий можно обойтись пальником и деталями из сломанный техники, которую кто-нибудь выкидывает или просто валялась дома давно без дела. Главное иметь желание! А остальное приложится.

Что делать, если не получается?

Продолжать! Редко что-то получается хорошо с первого раза. А бывает так, что результатов нет и нет — будто упёрся в невидимый барьер. Кто-то этот барьер преодолевает за полгода-год, а другие только через несколько лет.

Если сталкиваешься со сложностями, то не надо рвать волосы и думать о себе, что ты самый тупой на свете, так как Вася понимает, что такое обратный ток коллектора, а вот ты все никак не можешь понять почему он играет роль. Может быть Вася просто надувает щёки, а сам ни бум-бум =)

Качествои и скорость самообучения зависят не только от личных способностей, но и от окружения. Вот тут надо радоваться существованию форумов. На них все таки встречаются (и часто) вежливые профессионалы, готовые с радостью учить новичков. (Есть еще всякие грымзы, но считаю таких людей потерянной веткой эволюции. Мне их жаль. загибать пальцы — это понты самого низкого уровня. Лучше просто молчать)

Полезные программы

Обязательно следует ознакомиться с САПРами: рисовалками принципиальных схем и печатных плат, симуляторами, — полезные и удобные программы (Eagele, SprintLayout и т.д.). Я выделил на сайте целый раздел под них. Время от времени там будут появляться материалы по работе с программами, которые использую сам.

И самое главное — испытывайте радость творчества от радиолюбительства! На мой взгляд к любому делу следует относится как к игре. Тогда оно будет и занимательным и познавательным.

О практике

Обычно каждый радиолюбитель всегда знает какое устройство хочет сделать. Но если ты еще не определился, то я посоветую собрать источник питания, разобраться для чего нужна и как работает каждая его часть. Затем можно обратить внимание на усилители. И собрать, например, аудиоусилитель.

Можно поэксперементировать с самыми простыми электрическими цепями: делителем напряжения, диодным выпрямителем, фильтрами ВЧ/СЧ/НЧ, транзистором и однотранзисторными каскадами, простейшими цифровыми схемами, конденсаторами, индуктивностями. Всё это пригодится в дальнейшем, а знание таких основных цепей и компонентов придаст уверенность в своих силах.

Когда шаг за шагом идешь от простейшего к более сложному, тогда знания порционно накладываются друг на друга и легче освоить более сложные темы. Но иногда не ясно из каких кирпичиков и как следует сложить здание. Поэтому иногда следует действовать наоборот: поставить цель собрать какое-нибудь устройство и освоить множество вопросов при его сборке.

Все, что нужно знать электрику – самоучке. Самоучитель. Особенности бытовой осветительной электрической сети. Самостоятельное обучение электромонтажу. (10+)

Самоучитель электрика – Основные знания и навыки для выполнения электротехнических и электромонтажных работ

Наверняка я что-то упустил. Могут быть разные частные вопросы по электрике, которые я не осветил. Обязательно пишите вопросы в обсуждение статьи. Я, если смогу, на них отвечу.

Техника безопасности

Если Вы самостоятельно никогда не выполняли электромонтажные работы, то не следует думать, что прочитав этот материал, Вы сможете все сделать правильно, безопасно для себя и будущих пользователей. Статья позволит понять, как устроена бытовая осветительная сеть, уяснить основные принципы ее монтажа. Первый раз электромонтажные работы нужно проводить под наблюдением опытного специалиста. В любом случае, вне зависимости от того, имеете ли Вы официальный допуск, Вы берете на себя ответственность за жизнь, здоровье и безопасность себя и окружающих.

Никогда не работайте с высоким напряжением в одиночку. Всегда должен рядом быть человек, который в критической ситуации сможет обесточить систему, вызвать экстренные службы и оказать первую помощь.

Не следует выполнять работы под напряжением. Это развлечение для опытных профессионалов. Обесточьте сеть, с которой будете работать, убедитесь, что никто не сможет случайно включить электричество, когда Вы будете заниматься монтажом.

Не надейтесь на то, что до Вас проводка была выполнена правильно. Обзаведитесь датчиком (индикатором) фазы. Это такое устройство, похожее на отвертку или шило. У него есть щуп. Если щуп прикасается к проводу, находящемуся под напряжением, то загорается индикатор. Убедитесь, что Вы умеете правильно пользоваться этим датчиком. Есть тонкости. Некоторые датчики правильно работают только если пальцем прижимать специальный контакт на ручке. Перед тем, как начинать работу, с помощью индикатора фазы убедитесь, что проводка обесточена. Я не раз встречал ошибочно выполненные варианты проводки, когда автомат на входе разрывает только один провод, не обеспечивая полное обесточивание сети. Такая ошибка очень опасна, так как, отключив автомат, Вы предполагаете, что сеть обесточена, а это не так. Датчик фазы сразу предупредит Вас об опасности.

Главные неисправности электротехники

Мастера говорят, что в электротехнике есть всего два вида неисправностей. Нет нужного надежного контакта и есть ненужный. Действительно, в электромонтажном деле не бывает случаев, когда две точки сети должны быть связаны определенным сопротивлением. Они либо должны быть соединены, либо не соединены.

Схемы электрических соединений

На схеме приведена типовая двухконтурная проводка. На объект через автомат (A2), УЗО (A3) и электрический счетчик (A4) заведено сетевое напряжение осветительной сети (O1). Далее это напряжение разводится на два контура – осветительный и силовой. Оба контура имеют отдельные автоматы (A4 – осветительный контур, A5 – силовой) для их защиты от перегрузок и раздельного отключения при ремонтных работах. Автомат осветительного контура обычно выбирается на меньшую силу тока, чем автомат силового контура. К осветительному контуру подключены лампы (L1LN) и две розетки (S1, S2) для подключения маломощных нагрузок, например, компьютера или телевизора. Эти розетки используются при ремонтных работах на силовом контуре для подключения электроинструмента. Силовой контур разведен на силовые розетки (S3SN).

На схемах место соединения проводников обозначается точкой. Если проводники пересекают друг друга, но точки нет, то это означает, что проводники не соединены, они пересекаются без соединения.

Параллельное и последовательное соединения

Электрические цепи могут быть соединены параллельно и последовательно.

При последовательном соединении электрический ток, выходящий из одной цепи, попадает в другую. Таким образом, через все цепи, соединенные последовательно, протекает одинаковый ток.

При параллельном соединении электрический ток разветвляется на все цепи, соединенные параллельно. Таким образом, суммарный ток равен сумме токов в каждой цепи. Зато на цепи, соединенные параллельно, подается одинаковое напряжение.

На приведенной схеме входной автомат, УЗО, счетчик и вся остальная схема соединены последовательно. В результате автомат может ограничивать силу тока во всей цепи, а счетчик – измерять потребляемую энергию. Оба контура и нагрузки в них соединены параллельно, что позволяет подвести к каждой нагрузке сетевое напряжение, на которое она рассчитана, независимо от других нагрузок.

Здесь приведена принципиальная электрическая схема. Бывают еще монтажные схемы. На них указывается на плане объекта, где должна пройти проводка, где установить щит, где поставить розетки, выключатели и осветительные приборы. Там совсем другие обозначения. Я – не специалист в этих схемах. Информацию о них поищите в других источниках.

К сожалению в статьях периодически встречаются ошибки, они исправляются, статьи дополняются, развиваются, готовятся новые. Подпишитесь, на новости, чтобы быть в курсе.

Если что-то непонятно, обязательно спросите!
Задать вопрос. Обсуждение статьи.

Задать вопрос электрику онлайн Здесь Вы можете спросить меня про электропроводку, электрику и другие тонкости электромонтажа. Читать дальше.

Почему водопровод бьет током? Что делать.
Почему может бить током от водопровода, водопроводных смесителей? Причины электр.

Встроенный стенной шкаф-купе своими руками. Инструкция. Схема. Чертеж.
Встроенный шкаф-купе – проектируем и ставим. Как сделать это самому, своими рука.

Где поставить котел на угле? Как вывести дымоход.
Советы по выбору расположения, установке угольного котла, подключению дымохода.

Утепление, чтобы было тепло.
Утепление, типичные ошибки, как делать правильно.

Бочка стальная, железная, металлическая. Продается. Покупаем, купим, п.
Железная бочка – выбор, защита от ржавчины, коррозии. Как купить и продлить срок.

Устройство и схема дренажа фундамента.
Подскажите, пожалуйста, нужно ли делать дренаж ленточного фундамента? Грунт – су.

Электротехника с нуля книга — Мастер Фломастер

Книги по электрике необходимы как новичку, который хочет стать квалифицированным специалистом, так и профессионалу, ищущему ответы на наиболее трудные вопросы в достоверных источниках. Наша подборка подойдет всем, кто работает с электричеством. Здесь представлены наиболее информативные и полные издания авторитетных авторов. Представляем вам список из 10 самых лучших книг по электрике.

Большая энциклопедия электрика (2016)

Автор: Ю.М. Черничкин

Книга будет полезна тем, кто занимается домовой электрикой. Материал дается от азов к профессиональному уровню. Простое объяснение сложных процессов. Книга снабжена иллюстрациями. В ней раскрыты проблемы, с которыми сталкивается электрик при работе с электричеством и электрооборудованием. Виды кабелей, шнуров и проводов, монтаж и ремонт проводки – все это вы найдете в энциклопедии. Книга предназначена как для профессионалов, так и для мастеров-самоучек.

Главная книга электрика. Самое полное руководство (2014)

Автор: В.М. Жабцев

Данное издание поможет тем, кто решил самостоятельно заняться ремонтом электропроводки у себя дома, не прибегая к помощи профессионального электрика. Здесь вы найдете всю необходимую информацию про инструменты, необходимые для ремонта или других работ; про провода и то, как их правильно выбрать; про то, как рассчитать домашнюю сеть; про личную безопасность при работе с электричеством и иные процессы, связанные с электричеством. Информативное издание, оснащенное иллюстрациями.

Монтаж и эксплуатация электропроводки (2011)

Автор: В.И. Назарова

Книга нужна тем, кто столкнется с электромонтажными работами в ходе строительства или перепланировки коттеджа, жилого дома или дачи. Всё о том, как правильно выполнить монтаж электропроводки, розеток, выключателей, щитков и светильников. Незаменимая книга в работе профессионального электрика и домашнего умельца.

Современный справочник электрика (2016)

Автор: А.В. Суворин

Книга предназначена для инженеров и техников по специальности электроснабжение (по отраслям), для электриков и электромонтеров. В справочнике представлена огромная теоретическая база по общетехническим положениям, необходимым электрику. В книге имеются сведения по электротехнике и материалам, необходимым для работы, краткое описание осветительного оборудования, трансформаторов, машин постоянного тока. Также здесь представлена информация по работе с электронными приборами и их применению. Информация в справочнике изложена доступным языком.

Справочник электрика для профи и не только… Современные технологии XXI века (2013)

Авторы: С.Л. Корякин-Черняк, М.А. Шустов, О.Н. Партала, А.В. Повный, С.Б. Шмаков, В.Я. Володин, Е.А. Мукомол

Справочник электрика нужен тем, кто ищет всю необходимую информацию в одном месте. Физические и технические характеристики, понятийный аппарат, название приборов и материалов, маркировок, обозначений – все это вы найдете здесь. Книга содержит большой объем электротехнической информации, которая организована по разделам и направлениям деятельности профессионального электрика. Справочник необходим как профессионалу, так и тому, кто только учится.

Электрика вашего дома (2014)

Автор: О.К. Костко

Книга посвящена проектированию и монтажу электрики в доме и квартире своими руками без помощи квалифицированного мастера. Следуя советам из данного издания, вы легко сможете это сделать своими руками. В книге представлены только безопасные и проверенные советы профессиональных электриков.

Домашний электрик и не только (2003)

Автор: В.М. Пестриков

Популярный двухтомник. Первая книга охватывает вопросы, связанные с работой над электричеством в городе, а вторая – на даче, садовом участке и просто на досуге. В занимательной и простой форме рассмотрены основные вопросы в области электричества, а также в смежных областях: радиоэлектронике, в области телевидения и сотовой связи, охранных систем. Цель книги – помочь любому желающему научиться ремонту электросети и электрооборудования, а также – созданию простых электроприборов.

Электрика в вашем доме (2008)

Автор: Н. Г. Коршевер

Практическое пособие по прокладке электропроводки в квартире, доме, подсобных сооружениях. В книге описаны особенности ремонта электроприборов. Отдельное внимание уделено системам безопасности дома и квартиры, начиная с сигнализации и заканчивая средствами видеонаблюдения.

Все об электрике (2016)

Авторы: М. Черничкин, С. Степанов, И. Екимов

Книга, предназначена для тех, кто сталкивается с ремонтом электропроводки в квартире. Пошаговое объяснение решения проблем, связанных с электрикой. Материал снабжен большим количеством иллюстраций. Из нее вы узнаете о материалах и инструментах, необходимых в работе мастера, об особенностях электрооснащения квартиры и улицы. Также дается информация об электрификации санузла и кухни. Книга будет полезна не только новичку, но и профессионалу.

Электрооснащение дома и участка (2006)

Автор: В.С. Левадный

Книга предназначена для домашнего мастера. В ней описаны все процессы, связанные с электрооснащением дома: работа с проводкой, прокладка линий, установка бытовых электроприборов. Данная книга – путеводитель по электрооснащению жилища по собственному вкусу.

Научиться можно только тому, что любишь.
Гёте И.

«Как самостоятельно изучить электронику с нуля?» — один из самых популярных вопросов на радиолюбительских форумах. При этом те ответы, которые я нашел, когда сам его задавал, мне мало помогли. Поэтому я решил дать свой.

Это эссе описывает общий подход к самообучению, а так как оно стало ежедневно получать множество просмотров, то я решил его развить и сделать небольшое руководство по самостоятельному изучению электроники и рассказать как это делаю я. Подписывайся на рассылку — будет интересно!

Творчество и результат

Чтобы что-то изучить надо это полюбить, гореть интересом и регулярно упражняться. Кажется, я только что озвучил прописную истину. Тем не менее. Для того, чтобы с лёгкостью и удовольствием изучать электронику надо её любить и относится к ней с любопытством и восхищением. Сейчас уже для всех привычно иметь возможность отправить видеосообщение на другой конец земли и мгновенно получить ответ. А это одно из достижений электоники. 100 лет труда тысяч ученых и инженеров.

Как нас обычно учат

Классический подход, который проповедуется в школах и университетах всего мира можно назвать подходом снизу-вверх. Сначала тебе рассказывают что такое электрон, атом, заряд, ток, резистор, конденсатор, индуктивность, заставляют решить сотни задач на нахождение токов в резисторных цепях, потом ещё сложней и т.д. Такой подход схож с восхождением на гору. Но лезть в гору сложней, чем спускаться. И многие сдаются так и не добравшись до вершины. Это верно в любом деле.

А что если спускаться с горы? Главная идея в том, чтобы сначала получить результат, а затем разобрать детально почему работает именно так. Т.е. это классический подход детских радиокружков. Он даёт возможность получить ощущение победы и успеха, которые в свою очередь стимулируют желание изучать электронику дальше. Понимаешь, очень сомнительная польза в изучении одной теории. Надо обязательно практиковаться, так как не все из теории 100% ложится на практику.

Есть такая старая инженерная шутка гласит: «Раз ты хорош в математике, то тебе надо пойти в электронику». Типичная чушь. Электроника — это творчество, новизна идей, практика. И не обязательно впадать в дебри теоритический расчетов, чтобы создавать электронные устройства. Ты вполне можешь освоить необходимые знания самостоятельно. А математику подтянешь в процессе творчества.

Главное — это понять основной принцип, и только потом тонкости. Такой подход просто переворачивает мир самостоятельного изучения. Он не нов. Так рисуют художники: сначала набросок, затем детализация. Так проектируют различные большие системы и т.д. Такой подход похож на «метод тыка», но только если не искать ответа, а тупо повторять одно и тоже действие.

Понравилось устройство? Собирай, разбирайся почему оно сделано именно так и какие идеи заложены в его конструкцию: почему именно эти детали используются, почему именно так соединены, какие принципы используются? А можно ли что-нибудь улучшить или просто заменить какую-нибудь деталь?

Конструирование — это творчество, но ему можно научиться. Для это надо только выполнять простые действия: читать, повторять чужие устройства, обдумывать результат, наслаждаться процессом, быть смелым и уверенным в себе.

Математика в электронике

В радиолюбительском конструировании считать несобственные интегралы вряд ли придётся, но знание закона Ома, правил Кирхгофа, формул делителя тока/напряжения, владение комплексной арифметикой и тригонометрией может пригодиться. Это азы азов. Хочешь уметь больше — люби математику и физику. Это не только полезно, но и чрезвычайно занимательно. Конечно, это не обязательно. Можно делать достаточно крутые устройства вообще ничего этого не зная. Только это будут устройства, придуманные кем-то другим.

Когда я, после очень длительного перерыва, понял, что электроника снова меня зовёт и манит в ряды радиолюбителей, то сразу стало ясно, что мои знания давно уже улетучились, а доступность компонентов и технологий стала шире. Что я стал делать? Путь был только один — признать себя полным нолём и стартовать из ничего: знакомых опытных электронщиков нет, какой-либо программы самообучения тоже нет, форумы я отбросил потому, что они представляют собой свалку информации и отнимают много времени (какой-то вопрос можно там узнать вкратце, но получить цельные знания очень сложно — там все такие важные, что лопнуть можно!)

И тогда япошел самым старым и простым путём: через книги. В хороших книгах тематика обсуждается наиболее полно и нет пустой болтовни. Конечно, в книгах есть и ошибки, и косноязычие. Просто надо знать какие книги читать и в каком порядке. После прочтения хорошо написанных книг и результат будет отличным.

Мой совет прост, но полезен — читайте книги и журналы. Я, к примеру, хочу не только повторять чужие схемы, а уметь конструировать свои. Создавать — это интересно и весело. Именно таким должно быть моё хобби: интересным и занимательным. Да и ваше тоже.

Какие книги помогут освить электронику

Много времени я провел выискивая подходящие книги. И понял, что надо сказать спасибо СССР. Такой массив полезных книг после него остался! СССР можно ругать, можно хвалить. Смотря за что. Так вот за книги и журналы для радиолюбителей и школьников надо благодарить. Тиражи бешеные, авторы отборные. До сих пор можно найти книги для новичков, которые дадут фору всем современным. Поэтому есть смысл пройтись по букинистам и поспрашивать (да и скачать все можно).

  1. Седов Е.А. — Мир электроники — 1990
  2. Борисов. Энциклопедия юного радиолюбителя
  3. Сворень. Электроника. Шаг за шагом
  4. Сворень. Транзисторы. Шаг за шагом. 1971
  5. Айсберг. Радио? Это очень просто!
  6. Айсберг. Транзистор? Это очень просто!
  7. Климчевский Ч. — Азбука радиолюбителя.
  8. Атанас Шишков. Первые шаги в радиоэлектронике
  9. Эймишен. Электроника? Нет ничего проще.
  10. Б.С.Иванов. Осциллограф — ваш помощник (как работать с осциллографом)
  11. В. Новопольский — Работа с осциллографом
  12. Хабловски. И. Электроника в вопросах и ответах
  13. Никулин, Повный. Энциклопедия начинающего радиолюбителя
  14. Ревич. Занимательная электроника
  15. Колдунов. Радиолюбительская азбука
  16. Шишков. Первые шаги в радиоэлектронике
  17. Радиоэлектроника. Понемногу — обо всём.
  18. Колдунов. Радиолюбительская азбука
  19. Бессонов В.В. Электроника для начинающих и не только
  20. В. Новопольский — Работа с осциллографом
  21. Тигранян. Хрестоматия радиолюбителя

Это мой список книг для самых «маленьких». Обязательно следует пролистывать и журналы Радио с 70х по 90е гг. После этого можно уже читать:

  1. Гендин. Советы по конструированию
  2. Хоровиц, Хилл. Искусство схемотехники.
  3. Кауфман, Сидман. Практическое руководство по расчетам схем в электронике
  4. Ленк. Электронные схемы. руководство
  5. Волович Г. Схемотехника аналоговых и аналого-цифровых электронных устройств
  6. Титце, Шенк. Полупроводниковая схемотехника. 12-е изд.
  7. Шустов М. А. Практическая схемотехника.
  8. Гаврилов С.А.-Полупроводниковые схемы. Секреты разработчика
  9. Барнс. Эллектронное конструирование
  10. Миловзоров. Элементы информационных систем
  11. Ревич. Практическое программирвоание МК AVR
  12. Белов. Самоучитель по Микропроцессорной технике
  13. Суэмацу. Микрокомпьютерные системы управления. Первое знакомство
  14. Ю.Сато. Обработка сигналов
  15. Д.Харрис, С.Харрис. Цифровая схемотехника и архитектура компьютера
  16. Янсен. Курс цифровой электроники

Думаю, эти книги ответят на множество вопросов. Более специальные знания можно почерпнуть из более специальных книг: по аудиоусилителям, по микроконтроллерам и т.д.

И конечно же нужно практиковаться. Без паяльника вся теория в прорубь. Это как водить машину в голове.
Кстати, более подробные обзоры некоторых книг из списка выше можешь прочитать в разделе «Читалка».

Что еще следует делать?

Учиться читать схемы устройств! Учиться анализировать схему и стараться понять как работает устройство. Этот навык приходит только с тренировкой. Начинать надо с самых простых схем, постепенно наращивая сложность. Благодаря этому ты не только изучишь обозначения радиоэлементов на схемах, но и научишься их анализировать, а также запомнишь ходовые приемы и решения.

Дорого ли заниматься электроникой

К сожалению, деньги потребуются! Радиолюбительство не самое дешевое хобби и потребуется некоторый минимум фин. вложений. Но начать можно практически без вложений: книги можно доставать буккросингах или брать в библиотеках, читать в электронном виде, приборы можно купить для начала самые простые, а более продвинутые купить тогда, когда будет не хватать возможностей простых приборов.

Сейчас купить можно всё: осциллограф, генератор, источник питания и другие измерительные приборы для домашней лаборатории — всё это следует со временем приобрести (или сделать самому то, что в домашних условиях сделать можно)

Но когда ты маленький и начинающий можно обойтись пальником и деталями из сломанный техники, которую кто-нибудь выкидывает или просто валялась дома давно без дела. Главное иметь желание! А остальное приложится.

Что делать, если не получается?

Продолжать! Редко что-то получается хорошо с первого раза. А бывает так, что результатов нет и нет — будто упёрся в невидимый барьер. Кто-то этот барьер преодолевает за полгода-год, а другие только через несколько лет.

Если сталкиваешься со сложностями, то не надо рвать волосы и думать о себе, что ты самый тупой на свете, так как Вася понимает, что такое обратный ток коллектора, а вот ты все никак не можешь понять почему он играет роль. Может быть Вася просто надувает щёки, а сам ни бум-бум =)

Качествои и скорость самообучения зависят не только от личных способностей, но и от окружения. Вот тут надо радоваться существованию форумов. На них все таки встречаются (и часто) вежливые профессионалы, готовые с радостью учить новичков. (Есть еще всякие грымзы, но считаю таких людей потерянной веткой эволюции. Мне их жаль. загибать пальцы — это понты самого низкого уровня. Лучше просто молчать)

Полезные программы

Обязательно следует ознакомиться с САПРами: рисовалками принципиальных схем и печатных плат, симуляторами, — полезные и удобные программы (Eagele, SprintLayout и т.д.). Я выделил на сайте целый раздел под них. Время от времени там будут появляться материалы по работе с программами, которые использую сам.

И самое главное — испытывайте радость творчества от радиолюбительства! На мой взгляд к любому делу следует относится как к игре. Тогда оно будет и занимательным и познавательным.

О практике

Обычно каждый радиолюбитель всегда знает какое устройство хочет сделать. Но если ты еще не определился, то я посоветую собрать источник питания, разобраться для чего нужна и как работает каждая его часть. Затем можно обратить внимание на усилители. И собрать, например, аудиоусилитель.

Можно поэксперементировать с самыми простыми электрическими цепями: делителем напряжения, диодным выпрямителем, фильтрами ВЧ/СЧ/НЧ, транзистором и однотранзисторными каскадами, простейшими цифровыми схемами, конденсаторами, индуктивностями. Всё это пригодится в дальнейшем, а знание таких основных цепей и компонентов придаст уверенность в своих силах.

Когда шаг за шагом идешь от простейшего к более сложному, тогда знания порционно накладываются друг на друга и легче освоить более сложные темы. Но иногда не ясно из каких кирпичиков и как следует сложить здание. Поэтому иногда следует действовать наоборот: поставить цель собрать какое-нибудь устройство и освоить множество вопросов при его сборке.

Сейчас без электричества невозможно представить жизнь. Это не только свет и обогреватели, но и вся электронная аппаратура начиная с самых первых электронных ламп и заканчивая мобильными телефонами и компьютерами. Их работа описывается самыми разными, иногда очень сложными формулами. Но даже самые сложные законы электротехники и электроники в основе своей имеют законы электротехники, которые в институтах, техникумах и училищах изучает предмет «Теоретические основы электротехники» (ТОЭ).

Основные законы электротехники

Закон Ома — с этого закона начинается изучение ТОЭ и без него не может обойтись ни один электрик. Он гласит, что сила тока прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению Это значит, что чем выше напряжение, поданное на сопротивление, электродвигатель, конденсатор или катушку (при соблюдении других условий неизменными), тем выше ток, протекающий по цепи. И наоборот, чем выше сопротивление, тем ниже ток.

Закон Джоуля — Ленца. С помощью этого закона можно определить количество тепла, выделившегося на нагревателе, кабеле, мощность электродвигателя или другие виды работ, выполненных электрическим током. Этот закон гласит, что количество тепла, выделяемого при протекании электрического тока по проводнику, прямо пропорциональна квадрату силы тока, сопротивлению этого проводника и времени протекания тока. С помощью этого закона определяется фактическая мощность электродвигателей, а также на основе этого закона работает электросчётчик, по которому мы платим за потреблённую электроэнергию.

Первый закон Кирхгофа. С его помощью рассчитываются кабеля и автоматы защиты при расчёте схем электроснабжения. Он гласит, что сумма токов, приходящих в любой узел равна сумме токов, уходящих из этого узла. На практике приходит один кабель из источника питания, а уходит один или несколько.

Второй закон Кирхгофа. Применяется при подключении нескольких нагрузок последовательно или нагрузки и длинного кобеля. Он также применим при подключении не от стационарного источника питания, а от аккумулятора. Он гласит, что в замкнутой цепи сумма всех падений напряжений и всех ЭДС равна 0.

С чего начать изучение электротехники

Лучше всего изучать электротехнику на специальных курсах или в учебных заведениях. Кроме возможности общаться с преподавателями, вы можете воспользоваться материальной базой учебного заведения для практических занятий. Учебное заведение также выдаёт документ, который будет необходим при устройстве на работу.

Если вы решили изучать электротехнику самостоятельно или вам необходим дополнительный материал для занятий, то есть много сайтов, на которых можно изучить и скачать на компьютер или телефон необходимые материалы.

Видеоуроки

В интернете есть много видеоматериалов, помогающих овладеть основами электротехники. Все видеоролики можно как смотреть онлайн, так и скачать с помощью специальных программ.

Видеоуроки электрика — очень много материалов, рассказывающих о разных практических вопросах, с которыми может столкнуться начинающий электрик, о программах, с которыми приходится работать и об аппаратуре, устанавливаемой в жилых помещениях.

Основы теории электротехники — здесь находятся видеоуроки, наглядно объясняющие основные законы электротехники Общая длительность всех уроков около 3 часов.

  1. Основы электротехники, ноль и фаза, схемы подключения лампочек, выключателей, розеток. Виды инструмента для электромонтажа;
  2. Виды материалов для электромонтажа, сборка электрической цепи;
  3. Подключение выключателя и параллельное соединение;
  4. Монтаж электрической цепи с двухклавишным выключателем. Модель электроснабжения помещения;
  5. Модель электроснабжения помещения с выключателем. Основы техники безопасности.

Книги

Самым лучшим советчиком всегда являлась книга. Раньше необходимо было брать книгу в библиотеке, у знакомых или покупать. Сейчас в интернете можно найти и скачать самые разные книги, необходимые начинающему или опытному электромонтёру. В отличие от видеоуроков, где можно посмотреть, как выполняется то или иное действие, в книге можно держать рядом во время выполнения работы. В книге могут быть справочные материалы, которые не поместятся в видеоурок (как в школе — учитель рассказывает урок, описанный в учебнике, и эти формы обучения дополняют друг друга).

Есть сайты с большим количеством электротехнической литературы по самым разным вопросам — от теории до справочных материалов. На всех этих сайтах нужную книгу можно скачать на компьютер, а позже читать с любого устройства.

Например,

mexalib — разного рода литература, в том числе и по электротехнике

книги для электрика — на этом сайте много советов для начинающего электротехника

электроспец — сайт для начинающих электриков и профессионалов

Библиотека электрика — много разных книг в основном для профессионалов

Онлайн-учебники

Кроме этого, в интернете ест онлайн-учебники по электротехнике и электронике с интерактивным оглавлением.

Это такие, как:

Начальный курс электрика — учебное пособие по электротехнике

Основы электротехники — базовые понятия

Электроника для начинающих — начальный курс и основы электроники

Техника безопасности

Главное при выполнении электротехнических работ, это соблюдение техники безопасности. Если неправильная работа может привести к выходу из строя оборудования, то несоблюдение техники безопасности — к травмам, инвалидности или летальному исходу.

Главные правила — это не прикасаться к проводам, находящимся под напряжением, голыми руками, работать инструментом с изолированными ручками и при отключении питания вывешивать плакат «не включать, работают люди». Для более подробного изучения этого вопроса нужно взять книгу «Правила техники безопасности при электромонтажных и наладочных работах».

Меры безопасности при работе с электричеством

При работе с электричеством крайне важно соблюдать меры безопасности. Безопасность не должна ставиться под угрозу, и в первую очередь необходимо соблюдать некоторые основные правила. Основные рекомендации по безопасному обращению с электричеством, изложенные ниже, помогут вам при работе с электричеством (подробнее на сайте: https://apokdpo.ru/moskva/rabochie-professii/ehlektrik/).

Избегайте воды при работе с электричеством. Никогда не прикасайтесь и не пытайтесь ремонтировать какое-либо электрическое оборудование или цепи мокрыми руками. Увеличивает проводимость электрического тока.

Никогда не используйте оборудование с изношенными шнурами, поврежденной изоляцией или сломанными вилками.

Если вы работаете с какой-либо розеткой в ​​своем доме, всегда отключайте сеть. Также неплохо повесить табличку на сервисной панели, чтобы никто не включил случайно главный выключатель.

Всегда используйте изолированные инструменты во время работы.

Электрические опасности включают в себя открытые части под напряжением и неохраняемое электрическое оборудование, которое может неожиданно оказаться под напряжением. На таком оборудовании всегда есть предупреждающие знаки вроде «Риск поражения электрическим током». Обязательно обращайте внимание на такие знаки и соблюдайте правила безопасности, установленные электрическими правилами страны, в которой вы находитесь.

Всегда используйте соответствующие изолированные резиновые перчатки и очки при работе с любой ответвленной или любой другой электрической цепью.

Никогда не пытайтесь ремонтировать оборудование под напряжением. Всегда проверяйте, чтобы он был обесточен, используя тестер. Когда электрический тестер касается провода под напряжением или горячего провода, лампочка внутри тестера загорается, показывая, что через соответствующий провод течет электрический ток. Перед тем, как продолжить работу, проверьте все провода, внешнее металлическое покрытие сервисной панели и любые другие свисающие провода с помощью электрического тестера.

Никогда не используйте алюминиевую или стальную лестницу, если вы работаете с какой-либо высотой в вашем доме. Электрический скачок заземлит вас, и весь электрический ток пройдет через ваше тело. Вместо этого используйте бамбуковую, деревянную или стеклопластиковую лестницу.

Всегда проверяйте все свои GFCI один раз в месяц. GFCI (прерыватель цепи замыкания на землю) — это устройство защитного отключения (RCD). Они стали очень распространены в современных домах, особенно во влажных помещениях, таких как ванная и кухня, поскольку помогают избежать поражения электрическим током. Он предназначен для достаточно быстрого отключения, чтобы избежать травм из-за перегрузки по току или короткого замыкания.

Всегда используйте автоматический выключатель или предохранитель с соответствующим номинальным током. Автоматические выключатели и предохранители — это защитные устройства, которые автоматически отключают токоведущий провод при возникновении короткого замыкания или перегрузки по току. Выбор подходящего предохранителя или автоматического выключателя очень важен. Обычно для защиты от коротких замыканий выбирается предохранитель, рассчитанный на 150% от нормального тока цепи. В случае цепи с током 10 ампер предохранитель на 15 ампер защитит от прямого короткого замыкания, а предохранитель на 9,5 ампер перегорит.

Работа на улице с подземной прокладкой кабеля может быть опасной. Влажная почва вокруг кабеля является хорошим проводником электричества, а замыкания на землю довольно часто встречаются при прокладке подземных кабелей. Использование лопаты для прокалывания кабеля может легко повредить проводку, поэтому лучше копать кабель вручную в изоляционных перчатках.

Всегда надевайте колпачок на горячий / находящийся под напряжением провод при работе с электрической платой или сервисной панелью, поскольку вы можете закончить короткое замыкание оголенных концов живого провода с нейтралью. Колпачок изолирует медные концы кабеля, предотвращая любой удар, даже если к нему прикасаться по ошибке.

Будьте осторожны при отключении конденсатора из цепи. Конденсатор накапливает энергию, и, если он не будет должным образом разряжен при удалении, он может легко вызвать поражение электрическим током. Простой способ разрядить низковольтный конденсатор состоит в том, что после извлечения из цепи нужно надеть кончик двух изолированных отверток на выводы конденсатора. Это разрядит его. Для высоковольтных ламп можно использовать лампочку на 12 В. Соединение лампы с конденсатором приведет к включению лампы, используя последнюю из накопленной энергии.

Всегда будьте осторожны при пайке печатных плат. Надевайте защитные очки и держитесь подальше от испарений. Когда паяльник не используется, держите его на подставке; он может стать очень горячим и легко вызвать ожоги.


15 Safety Precautions When Working With Electricity

safetyrisk.net/15-safety-precautions-when-working-with-electricity/

Когда появилось и кто открыл электричество в россии. Когда появилось электричество: история возникновения

Открытие электричества полностью изменило жизнь человека. Это физическое явление постоянно участвует в повседневной жизни. Освещение дома и улицы, работа всевозможных приборов, наше быстрое передвижение — все это было бы невозможно без электроэнергии. Это стало доступно благодаря многочисленным исследованиям и опытам. Рассмотрим главные этапы истории электрической энергии.

Древнее время

Термин «электричество» происходит от древнегреческого слова «электрон», что в переводе означает «янтарь». Первое упоминание об этом явлении связано с античными временами. Древнегреческий математик и философ Фалес Милетский в VII веке до н. э. обнаружил, что если произвести трение янтаря о шерсть, то у камня появляется способность притягивать мелкие предметы.

Фактически это был опыт изучения возможности производства электроэнергии. В современном мире такой метод известен, как трибоэлектрический эффект, который дает возможность извлекать искры и притягивать предметы с легким весом. Несмотря на низкую эффективность такого метода, можно говорить о Фалесе, как о первооткрывателе электричества.

В древнее время было сделано еще несколько робких шагов на пути к открытию электричества:

  • древнегреческий философ Аристотель в IV веке до н. э. изучал разновидности угрей, способных атаковать противника разрядом тока;
  • древнеримский писатель Плиний в 70 году нашей эры исследовал электрические свойства смолы.

Все эти эксперименты вряд ли помогут нам разобраться в том, кто открыл электричество. Эти единичные опыты не получили развития. Следующие события в истории электричества состоялись много веков спустя.

Этапы создания теории

XVII-XVIII века ознаменовались созданием основ мировой науки. Начиная с XVII века происходит ряд открытий, которые в будущем позволят человеку полностью изменить свою жизнь.

Появление термина

Английский физик и придворный врач в 1600 году издал книгу «О магните и магнитных телах», в которой он давал определение «электрический». Оно объясняло свойства многих твердых тел после натирания притягивать небольшие предметы. Рассматривая это событие надо понимать, что речь идет не об изобретении электричества, а лишь о научном определении.

Уильям Гильберт смог изобрести прибор, который назвал версор. Можно сказать, что он напоминал современный электроскоп, функцией которого является определение наличия электрического заряда. При помощи версора было установлено, что, кроме янтаря, способностью притягивать легкие предметы также обладают:

  • стекло;
  • алмаз;
  • сапфир;
  • аметист;
  • опал;
  • сланцы;
  • карборунд.

В 1663 году немецкий инженер, физик и философ Отто фон Герике изобрел аппарат, являвшийся прообразом электростатического генератора. Он представлял собой шар из серы, насаженный на металлический стержень, который вращался и натирался вручную. С помощью этого изобретения можно было увидеть в действии свойство предметов не только притягиваться, но и отталкиваться.

В марте 1672 года известный немецкий ученый Готфрид Вильгельм Лейбниц в письме к Герике упоминал, что при работе с его машиной он зафиксировал электрическую искру. Это стало первым свидетельством загадочного на тот момент явления. Герике создал прибор, послуживший прототипом всех будущих электрических открытий.

В 1729 году ученый из Великобритании Стивен Грей произвел опыты, которые позволили открыть возможность передачи электрического заряда на небольшие (до 800 футов) расстояния. А также он установил, что электричество не передается по земле. В дальнейшем это дало возможность классифицировать все вещества на изоляторы и проводники.

Два вида зарядов

Французский ученый и физик Шарль Франсуа Дюфе в 1733 году открыл два разнородных электрических заряда:

  • «стеклянный», который теперь именуется положительным;
  • «смоляной», называющийся отрицательным.

Затем он произвел исследования электрических взаимодействий, которыми было доказано, что разноименно наэлектризованные тела будут притягиваться один к одному, а одноименно — отталкиваться. В этих экспериментах французский изобретатель пользовался электрометром, который позволял измерять величину заряда.

В 1745 году физик из Голландии Питер ван Мушенбрук изобрел Лейденскую банку, которая стала первым электрическим конденсатором. Его создателем также является немецкий юрист и физик Эвальд Юрген фон Клейст. Оба ученых действовали параллельно и независимо друг от друга. Это открытие дает ученым полное право войти в список тех, кто создал электричество.

11 октября 1745 года Клейст произвел опыт с «медицинской банкой» и обнаружил способность хранения большого количества электрических зарядов. Затем он проинформировал об открытии немецких ученых, после чего в Лейденском университете был проведен анализ этого изобретения. Затем Питер ван Мушенбрук опубликовал свой труд, благодаря которому стала известна Лейденская банка.

Бенджамин Франклин

В 1747 году американский политический деятель, изобретатель и писатель Бенджамин Франклин опубликовал свое сочинение «Опыты и наблюдения с электричеством». В ней он представил первую теорию электричества, в которой обозначил его как нематериальную жидкость или флюид.

В современном мире фамилия Франклин часто ассоциируется со стодолларовой купюрой, но не следует забывать о том, что он являлся одним из величайших изобретателей своего времени. В списке его многочисленных достижений присутствуют:

  1. Известное сегодня обозначение электрических состояний (-) и (+).
  2. Франклин доказал электрическую природу молнии.
  3. Он смог придумать и представить в 1752 году проект громоотвода.
  4. Ему принадлежит идея электрического двигателя. Воплощением этой идеи стала демонстрация колеса, вращающегося под действием электростатических сил.

Публикация своей теории и многочисленные изобретения дают Франклину полное право считаться одним из тех, кто придумал электричество.

От теории к точной науке

Проведенные исследования и опыты позволили изучению электричества перейти в категорию точной науки. Первым в череде научных достижений стало открытие закона Кулона.

Закон взаимодействия зарядов

Французский инженер и физик Шарль Огюстен де Кулон в 1785 году открыл закон, который отображал силу взаимодействия между статичными точечными зарядами. Кулон до этого изобрел крутильные весы. Появление закона состоялось благодаря опытам Кулона с этими весами. С их помощью он измерял силу взаимодействия заряженных металлических шариков.

Закон Кулона являлся первым фундаментальным законом, объясняющим электромагнитные явления, с которых началась наука об электромагнетизме. В честь Кулона в 1881 году была названа единица электрического заряда.

Изобретение батареи

В 1791 году итальянский врач, физиолог и физик написал «Трактат о силах электричества при мышечном движении». В нем он фиксировал наличие электрических импульсов в мышечных тканях животных. А также он обнаружил разность потенциалов при взаимодействии двух видов металла и электролита.

Открытие Луиджи Гальвани получило свое развитие в работе итальянского химика, физика и физиолога Алессандро Вольты. В 1800 году он изобретает «Вольтов столб» — источник непрерывного тока. Он представлял собой стопку серебряных и цинковых пластин, которые были разделены между собой смоченными в соленом растворе бумажными кусочками. «Вольтов столб» стал прототипом гальванических элементов, в которых химическая энергия преобразовывалась в электрическую.

В 1861 году в его честь было введено название «вольт» — единица измерения напряжения.

Гальвани и Вольта являются одними из основоположников учения об электрических явлениях. Изобретение батареи спровоцировало бурное развитие и последующий рост научных открытий. Конец XVIII века и начало XIX века можно характеризовать как время, когда изобрели электричество.

Появление понятия тока

В 1821 году французский математик, физик и естествоиспытатель Андре-Мари Ампер в собственном трактате установил связь магнитных и электрических явлений, которая отсутствует в статичности электричества. Тем самым он впервые ввел понятие «электрический ток».

Ампер сконструировал катушку с множественными витками из медных проводов, которую можно классифицировать как усилитель электромагнитного поля. Это изобретение послужило созданию в 30-х годах 19 века электромагнитного телеграфа.

Благодаря исследованиям Ампера стало возможным рождение электротехники. В 1881 в его честь единица силы тока была названа «ампером», а приборы, измеряющие силу — «амперметрами».

Закон электрической цепи

Физик из Германии Георг Симон Ом в 1826 году представил закон, который доказывал связь между сопротивлением, напряжением и силой тока в цепи. Благодаря Ому возникли новые термины:

  • падение напряжения в сети;
  • проводимость;
  • электродвижущая сила.

Его именем в 1960 году названа единица электросопротивления, а Ом, несомненно, входит в список тех, кто изобрел электричество.

Английский химик и физик Майкл Фарадей совершил в 1831 году открытие электромагнитной индукции, которая лежит в основе массового производства электроэнергии. На основе этого явления он создает первый электродвигатель. В 1834 году Фарадей открывает законы электролиза, которые привели его к выводу, что носителем электрических сил можно считать атомы. Исследования электролиза сыграли существенную роль в возникновении электронной теории.

Фарадей является создателем учения об электромагнитном поле. Он сумел предсказать наличие электромагнитных волн.

Общедоступное применение

Все эти открытия не стали бы легендарными без практического использования. Первым из возможных способов применения явился электрический свет, который стал доступен после изобретения в 70-х годах 19 века лампы накаливания. Ее создателем стал российский электротехник Александр Николаевич Лодыгин .

Первая лампа являлась замкнутым стеклянным сосудом, в котором находился угольный стержень. В 1872 году была подана заявка на изобретение, а в 1874 году Лодыгину выдали патент на изобретение лампы накаливания. Если пытаться ответить на вопрос, в каком году появилось электричество, то этот год можно считать одним из правильных ответов, поскольку появление лампочки стало очевидным признаком доступности.

Появление электроэнергии в России

Будет интересно выяснить, в каком году появилось электричество в России. Освещение впервые появилось в 1879 году в Санкт-Петербурге. Тогда фонари установили на Литейном мосту. Затем в 1883 году начала работу первая электростанция у Полицейского (Народного) моста.

В Москве освещение впервые появилось 1881 году. Первая городская электростанция заработала в Москве в 1888 году.

Днем основания энергетических систем России считается 4 июля 1886 года, когда Александр III подписал устав «Общества электрического освещения 1886 года». Оно было основано Карлом Фридрихом Сименсом, который являлся братом организатора всемирно известного концерна Siemens.

Невозможно точно сказать, когда появилось электричество в мире. Слишком много разбросанных во времени событий, которые являются одинаково важными. Поэтому вариантов ответа может быть много, и все они будут правильными.

Или электрическим током называют направленно движущийся поток заряженных частиц, например электронов. Также электричеством называется энергия, получаемая в результате такого движения заряженных частиц, и освещение, которое получают на основе этой энергии. Термин «электричество» был введён английским учёным Уильямом Гилбертом в 1600 году в его сочинении «О магните, магнитных телах и о большом магните-Земле».

Гилберт проводил опыты с янтарём, который в результате трения о сукно получил возможность притягивать другие лёгкие тела, то есть приобрёл некий заряд. А так как янтарь переводится с греческого как электрон, то наблюдаемое ученым явление получило название «электричество».

Электрический ток

Немного теории об электричестве

Электричество способно создавать вокруг проводников электрического тока или заряженных тел электрическое поле. Посредством электрического поля можно оказывать воздействие на другие тела, обладающие электрическим зарядом.fv

Электрические заряды, как всем известно, делятся на положительные и отрицательные. Этот выбор является условным, однако из-за того, что он уже давно сделан исторически, то только поэтому за каждым зарядом закреплён определённый знак.

Тела, которые заряжены одним видом знака, отталкиваются друг от друга, а которые имеют разные заряды-наоборот притягиваются.

Во время движения заряженных частиц, то есть существования электричества, также помимо электрического поля возникает и магнитное поле. Это позволяет установить родство между электричеством и магнетизмом .

Интересно, что существуют тела, которые проводят электрический ток или тела с очень большим сопротивлением.. Это было открыто английским учёным Стивеном Греем в 1729 году.

Изучением электричества, наиболее полно и фундаментально, занимается такая наука, как термодинамика. Однако квантовые свойства электромагнитных полей и заряженных частиц изучаются уже совсем другой наукойm – квантовой термодинамикой, однако некоторую часть квантовых явлений можно довольно просто объяснить обычными квантовыми теориями.

Основы электричества

История открытия электричества

Для начала необходимо сказать, что нет такого учёного, который может считаться открывателем электричества, так как с древнейших времен до наших дней многие учёные изучают его свойства и узнают что-то новое об электричестве.

  • Первым, кто заинтересовался электричеством, был древнегреческий философ Фалес. Он обнаружил, что янтарь, который потереть о шерсть приобретает свойство притягивать другие лёгкие тела.
  • Затем другой древнегреческий ученый Аристотель занимался изучением некоторых угрей, которые поражали врагов, как мы теперь знаем, электрическим разрядом.
  • В 70 году нашей эры римский писатель Плиний изучал электрические свойства смолы.
  • Однако затем долгое время об электричестве не было получено никаких знаний.
  • И только в 16 веке придворный врач английской королевы Елизаветы 1 Вильям Жильбер занялся изучением электрических свойств и сделал ряд интересных открытий. После этого началось буквально «электрическое помешательство».
  • Только в 1600 году появился термин «электричество», введённый английским ученым Уильямом Гилбертом.
  • В 1650 году, благодаря бургомистру Магдебурга Отто фон Герике, который изобрёл электростатическую машину, появилась возможность наблюдать эффект отталкивания тел под действием электричества.
  • В 1729 году английский учёный Стивен Грей, проводя опыты по передачи электрического тока на расстояние, случайно обнаружил, что не все материалы обладают свойством одинаково передавать электричество.
  • В 1733 году французский ученый Шарль Дюфе открыл существование двух типов электричества, которые он назвал стеклянным и смоляным. Эти названия они получили из-за того, что выявлялись при трении стекла о шёлк и смолы о шерсть.
  • Первый конденсатор, то есть накопитель электричества, изобрёл голландец Питер ванн Мушенбрук в 1745 году. Этот конденсатор получил название Лейденская банка.
  • В 1747 году американец Б.Франклин создал первую в мире теорию электричества. По франклину электричество – это нематериальная жидкость или флюид. Другая заслуга Франклина перед наукой заключается в том, что он изобрёл громоотвод и с помощью него доказал, что молния имеет электрическую природу возникновения. Также он ввёл такие понятия как положительный и отрицательный заряды, но не открывал заряды. Это открытие сделал учёный Симмер, который доказал существование полюсов зарядов: положительного и отрицательного.
  • Изучение свойств электричества перешло к точным наукам после того как в 1785 году Кулон открыл закон о силе взаимодействия, происходящей между точечными электрическими зарядами, который получил название Закон Кулона.
  • Затем, в 1791 году итальянский учёный Гальвани публикует трактат о том, что в мышцах животных, при их движении возникает электрический ток.
  • Изобретение батареи другим итальянским учёным – Вольтом в 1800, привело к бурному развитию науки об электричестве и к последовавшему ряду важных открытий в этой области.
  • Затем последовали открытия Фарадея, Максвелла и Ампера, которые произошли всего за 20 лет.
  • В 1874 году российский инженер А.Н.Лодыгин получил патент, на изобретённую в 1872 году лампу накаливания с угольным стержнем. Затем в лампе стал использоваться стержень из вольфрама. А в 1906 году он продал свой патент компании Томаса Эдисона.
  • В 1888 году Герц регистрирует электромагнитные волны.
  • В 1879 году Джозеф Томсон открывает электрон, который является материальным носителем электричества.
  • В 1911 году француз Жорж Клод изобрёл первую в мире неоновую лампу.
  • Двадцатый век дал миру теорию Квантовой электродинамики.
  • В 1967 году был сделан еще один шаг на пути изучения свойств электричества. В этом году была создана теория электрослабых взаимодействий.

Однако это только основные открытия, сделанные учёными, и способствовавшие применению электричества. Но исследования продолжаются и сейчас, и каждый год происходят открытия в области электричества.

Все уверенны что самым великим и могущественным в плане открытий связанных с электричеством, был Никола Тесла. Сам он родился в Австрийской империи, теперь это территория Хорватии. В его багаже изобретений и научных работ: переменный ток, теория полей, эфир, радио, резонанс и многое другое. Некоторые допускают возможность что явление “Тунгусского метеорита”, это ни что иное как работа рук самого Николы Теслы, а именно взрыв огромной мощности на территории Сибири.

Властелин мира — Никола Тесла

Какое-то время считалось, что электричество в природе не существует. Однако после того как Б.Франклин установил, что молнии имеют электрическую природу возникновения, это мнение перестало существовать.

Значение электричества в природе, как и в жизни человека достаточно огромно. Ведь именно молнии привели к синтезу аминокислот и, следовательно, к появлению жизни на земле .

Процессы в нервной системе человека и животных, например, движение и дыхание, происходят благодаря нервному импульсу, который возникает из-за электричества, существующего в тканях живых существ.

Некоторые виды рыб использую электричество, а точнее электрические разряды для защиты от врагов, поиска пищи под водой и её добывания. Такими рыбами являются: угри, миноги, электрические скаты и даже некоторые акулы. Все эти рыбы имеют специальный электрический орган, который работает по принципу конденсатора, то есть накапливает достаточно большой электрический заряд, а затем разряжает его на жертву, прикоснувшуюся к такой рыбе. Также такой орган работает с частотой в несколько сотен герц и имеет напряжение несколько вольт. Сила тока электрического органа рыб меняется с возрастом: чем старше становится рыба, тем сила тока больше. Также благодаря электрическому току рыбы, обитающие на большой глубине, ориентируются в воде. Электрическое поле искажается под действие предметов, находящихся в воде. А эти искажения и помогают рыбам ориентироваться.

Смертельные опыты. Электричество

Получение электричества

Для получения электричества были специально созданы электростанции. На электростанциях при помощи генераторов, создается электроэнергия, которая после передается в места потребления по линиям электропередач. Электрический ток создается благодаря переходу механической или внутренней энергии в электрическую энергию. Электростанции делятся на: гидроэлектростанции или ГЭС, тепловые атомные, ветровые, приливные, солнечные и другие электростанции.

В гидроэлектростанциях турбины генератора, движущиеся под действием потока воды, вырабатывают электрический ток. В тепловых электростанциях или по-другому ТЭЦ электрический ток образуется также, но только вместо воды используется водяной пар, возникающий в процессе нагрева воды при сгорании топлива, например, угля.

Очень похожий принцип работы используется в атомной станции или АЭС. Только в АЭС используется другой вид топлива – радиоактивные материалы, например, уран или плутоний. Происходит деление их ядер, благодаря чему выделяется очень большое количество теплоты, используемое для нагревания воды и превращения её в водяной пар, который затем поступает в турбину, вырабатывающую электрический ток. Для работы таких станций требуется очень мало топлива. Так десять граммов урана вырабатывает такое же количество электричества, как и вагон угля.

Использование электричества

В наше время жизнь без электричества становится невозможной. Оно достаточно плотно вошло в жизнь людей двадцать первого века. Часто электричество используют для освещения, например, используя электрическую или неоновую лампу, и для передачи всевозможной информации с помощью телефона, телевидения и радио, а в прошлом и телеграфа. Также еще в двадцатом веке появилась новая область применения электричества: источник питания электрических двигателей трамваев, поездов в метро, троллейбусов и электричек. Электричество необходимо для работы различных бытовых приборов, которые значительно улучшают жизнь современного человека.

Сегодня электричество также применяется для получения качественных материалов и их обработки. С помощью электрогитар, работающих благодаря электричеству, можно создавать музыку. Также электричество продолжает использоваться, как гуманный способ умерщвления преступников (электрический стул), в странах, в которых разрешена смертная казнь.

Также учитывая то, что жизнь современного человека становится практически невозможной без компьютеров и сотовых телефонов, для работы которых необходимо электричество, то важность электричества будет достаточно сложно переоценить.

Электричество в мифологии и искусстве

В мифологии почти всех народов есть боги, которые способны метать молнии, то есть умеющие использовать электричество. Например, у греков таким богом был Зевс, у индусов-Агни, который умел превращаться в молнию, у славян – это Перун, а у скандинавских народов-Тор.

В мультфильмах также есть электричество. Так в диснеевском мультфильме Черный плащ есть антигерой Мегавольт, который способен повелевать электричеством. В японской анимации электричеством владеет покемон Пикачу.

Заключение

Изучение свойств электричества началось ещё в глубокой древности и продолжается до сих пор. Узнав, основные свойства электричества и, научившись их правильно использовать, люди значительно облегчили свою жизнь. Электричество также используется на заводах, фабриках и тд., то есть с помощью него можно получать другие блага. Значение электричества, как в природе, так и в жизни современного человека огромно. Без такого электрического явления как молния на земле не зародилась бы жизнь, а без нервных импульсов, возникающих также благодаря электричеству, не возможно было бы обеспечить согласованную работу между всеми частями организмов.

Люди всегда были благодарны электричеству, даже когда не знали об его существовании. Они наделяли своих главных богов возможностью метать молнии.

Современный человек также не забывает об электричестве, но возможно ли о нем забыть? Он наделяет электрическими способностями героев мультфильмов и фильмов, строит электростанции, чтобы получать электричество и делает многое другое.

Таким образом, электричество величайший дар, данный нам самой природой и которым мы, к счастью, научились пользоваться.

Современная жизнь невозможна без освещения, автомобилей, оборудования, цифровой и другой техники, в их основу заложен единый ресурс, в связи с этим многие люди задаются вопросом кто изобрел используемое повсеместно электричество. Кем был тот человек, с которого началось развитие науки и производства, и стала потенциально возможной нынешняя комфортабельность жизни?

Изобретения электричества как такового не было, поскольку это явление природное и изучение его началось еще в Древней Греции в 7 веке до нашей эры. Философ и естествоиспытатель Фалес Милетский обратил внимание на то, что если янтарь натереть шерстью овцы, то у камня появляется способность притягивать к себе некоторые легкие предметы. Он же и сформулировал термин. Поскольку по-гречески янтарь называется «электрон», то выявленная сила была означена Фалесом «электричеством».

Научные изыскания

Реальные научные исследования электрической природы начинались только в XVII веке в эпоху Возрождения. В Магдебурге в то время служил бургомистром Отто фон Герике, но власть не была настоящим увлечением чиновника. Все свободное время он проводил в своей лаборатории, где после тщательного изучения трудов Фалеса Милетского изобрел первую в мире электрическую машину. Правда ее применение было не практическим, а скорее научным, она позволяла изобретателю исследовать эффекты притяжения и отталкивания посредством электрической силы. Машина представляла собой стержень, на котором кружился шарик серы, в данной конструкции он заменял янтарь.

Основатель электротехники

Также в конце XVII века при английском дворе трудился придворный медик и физик Уильям Гилберт. Его также вдохновили труды древнегреческого мыслителя, и он перешел к собственным исследованиям по данной тематике. Этот изобретатель разработал прибор для изучения электричества – версор. С его помощью он смог расширить знания об электрических явлениях. Так он установил, что подобными янтарю свойствами обладают сланцы, опал, алмаз, карборунд, аметист и стекло. Кроме этого, Гилберт установил взаимосвязь между пламенем и электричеством, а так же сделал ряд других открытий, которые позволили современным ученым называть его основоположником электротехники.

Передача электричества на расстояние

В XVIII веке исследования по теме были успешно продолжены. Два ученых из Англии Гренвилл Уилер и Стивен Грей установили, что электричество проходит через одни материалы (их назвали проводниками) и не проходит через другие. Они же поставили первый опыт по передаче электрической силы на расстояние. Ток прошел небольшую дистанцию. Так 1729 год можно назвать первой датой, при ответе на вопрос, в каком году изобрели промышленное электричество. Далее открытия последовали одно за другим:

  • профессор математики из Голландии Машенбрук изобрел «лейденскую банку», которая по своей сути явилась первым конденсатором;
  • французский естествоиспытатель Шарль Дюфе классифицировал электрические силы на стеклянные и смоляные;
  • Михаил Ломоносов доказал, что молнии получаются из-за разности потенциалов, и изобрел первый громоотвод;
  • профессор из Франции Шарль Кулон открыл закон взаимосвязи между неподвижными зарядами точечного формата.

Все установленные факты были собраны под одной обложкой Бенджамином Франклином, он же предложил несколько перспективных теорий, например, то, что заряды могут быть, как положительными, так и отрицательными.

От теории к практике

Все установленные факты были верны, и легли в основу практических разработок. В XIX веке научные изыскания одно за другим находили практические воплощения:

  • итальянский ученый Вольт разработал источник постоянного электрического тока;
  • ученый из Дании Эрстед установил электрические и магнитные взаимосвязи между предметами;
  • ученый из Санкт-Петербурга Петров разработал схему, которая позволяла использовать электрический ток для освещения помещений;
  • англичанин Деларю изобрел первую в мире лампу накаливания

  • Ампер вывил факт, что магнитное поле формируется не статическими зарядами, а электрическим полем;
  • Фарадей открыл электромагнитную индукцию и спроектировал первый двигатель;
  • Гаусс разработал теорию электрического поля;
  • итальянский физик Гальвани установил наличие электричества в организме человека, в частности выполнении движений мышцами посредством электротока.

Работы каждого из вышеназванных ученых мужей послужили основой для тех или иных направлений, поэтому любого их них смело можно назвать первым в мире ученым, кто изобрел электричество.

Эпоха «Великих открытий»

Сделанные открытия и осуществленные разработки позволили выполнить системный анализ явления и его возможностей, после которого сделались возможными проекты различных электрических систем и устройств. Кстати, к чести России можно сказать, что первым населенным пунктом на планете, который был освещен электричеством, стало Царское Село в 1881 году. Так, в результате труда нескольких поколений мы можем жить в максимально комфортном мире.

История электричества: видео

ВВДЕНИЕ

Вместо термина «постоянный ток» лучше применять термин «постоянное напряжение». То же касается и термина «переменный ток», лучше применять термин «постоянное напряжение». Напряжение в сети, у батареи, как правило, первично, величина постоянная (за исключением аварийных режимов) , а величина тока зависит от нагрузки (в соответствии с законом Ома) : I = U/R, где I – сила тока (в амперах) , U — напряжение (в вольтах) , R — сопротивление (в омах). Все единицы в системе СИ, они применяются в технике, физике и т. д. Употребляются и кратные величины, например, киловольты (1000 х вольт).

Электрическим током называют упорядоченное (направленное) движение заряженных частиц. Электрический ток возникает при упорядоченном перемещении свободных электронов (в металлах) или ионов (в электролитах).

Основное отличие постоянного напряжения, что оно постоянно по величине и знаку, а постоянный ток «течет» в одну сторону, например, по металлическим проводам (носители тока электроны) от минусового зажима источника напряжения к плюсовому (в электролитах ток создают положительные и отрицательные ионы) .

Переменное напряжение и ток изменяются по закону синусоиды, от нуля увеличивается до положительного амплитудного значения (положительный максимум) , потом уменьшается до нуля и продолжает уменьшаться до отрицательного амплитудного значения (отрицательный максимум) , затем увеличивается, переходя через ноль вновь до положительного амплитудного значения.

Переменный ток меняет за период, как свою величину, так и направление движения тока.

Среднее значение силы тока за период равно нулю.

Действующее значение силы переменного тока — сила такого постоянного тока, при котором средняя мощность, выделяющаяся в проводнике в цепи переменного тока, равна мощности, выделяющейся в том же проводнике в цепи постоянного тока. Когда говорят о токах и напряжения в сети переменного тока, имеют ввиду, их действующие значения. Напряжение в сети 220 вольт это действующие напряжение сети.

ИСТОРИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА

Одно из самых великих открытий человечества — это электричество. Благодаря электричеству наша цивилизация смогла интенсивно развиваться и развивается до сих пор. Электричество является, пожалуй, самым экологическим видом энергии. И наверняка скоро оно станет основным видом энергии, после того как мы исчерпаем сырьевые ресурсы нашей планеты. Но кто же изобрел или обнаружил электричество? Давайте обо всем по порядку…

Обнаружение электричества уходит далеко в прошлую эру. Эго обнаружил греческий философ Фалес в VII веке до н. э. Он обнаружил, что если потереть об шерсть янтарь, то он может притягивать легкие предметы. Кстати электрон по-гречески означает «янтарь», а электричество — «янтарность». Эти термины впервые появились только в 1600 году, потому что наблюдения Фалеса так и остались наблюдениями.

1650 г. Магдебургский бургомистр Отто фон Герике построил электростатическую установку. Это металлический стержень, на котором закреплен шар из серы. С этим устройством получилось наблюдать свойства притягивания и отталкивания.

1745 г. В этом году собран первый электрический конденсатор, который получил название Лейденская банка. Автором этого изобретения является Питер ван Мушенбрук из Голландии.

1747 г. Появляется работа (очерк) американца Бенджамина Франклина «Эксперименты и наблюдения над электричеством». Это была, по сути, первая теория электричества, в которой Франклин обозначает электричество термином «нематериальная жидкость». В этой работе так же выдвигается теория о существовании положительных и отрицательных зарядов. Еще Б. Франклин изобрел громоотвод и с его помощью он смог наглядно доказать, что молния имеет электрическую природу.

1785 г. Этот год стал переломным, и позволил перевести исследование электричества в научную плоскость. Это открытие Закона Кулона.

В 1800 году происходит еще одно ключевое изобретение, которое позволило исследовать электричество более предметно, и поставить много полезных опытов. Это изобретение итальянцем Вольтом первого источника постоянного тока. Это был первый гальванический элемент, состоящий из серебряных (позже начали использовать медь вместо серебра) и цинковых кружков, а между ними помещалась бумага, смоченная в соленой воде.

В 1821 году, Ампер (французский физик) обнаружил, что магнетизм вокруг проводника появляется только при подаче на него электрического тока, а при статическом электричестве магнетизм отсутствует.

Также неоценимый вклад в исследование электричества внесли ученые Джоуль, Ленц, Ом и Гаусс. Гаусс в 1830 году уже описывает главную теорему теории электростатического поля.

Фарадей также изобрел первый электродвигатель. Это был проводник с электрическим током, который мог вращаться вокруг постоянного магнита.

Электричество — это движущийся в определенном направлении поток частиц. Они обладают неким зарядом. По-другому, электричество — это энергия, которая получается при движении, а также освещение, появляющееся после получения энергии. Термин ввел ученый Уильям Гилберт в 1600 году. При проведении опытов с янтарем еще древнегреческий Фалес обнаружил, что минералом приобретался заряд. «Янтарь» в переводе с греческого означает «электрон». Отсюда пошло и название.

Электричество — это…

Благодаря электричеству, вокруг проводников тока или тел, обладающих зарядом, создается электрическое поле. Через него появляется возможность воздействовать на другие тела, у которых также есть некий заряд.

Все знают, что заряды бывают положительными и отрицательными. Конечно, это условное деление, но по сложившейся истории их так и продолжают обозначать.

Если тела заряжены одинаково, они будут отталкиваться, а если по-разному — притягиваться.

Суть электричества заключается не только в создании электрического поля. Возникает и магнитное поле. Поэтому между ними имеется родство.

Больше века спустя, в 1729 году, Стивен Грей установил, что есть тела, обладающие очень большим сопротивлением. Они способны проводить

В настоящее время больше всего электричеством занимается термодинамика. Но квантовые свойства электромагнетизма изучает квантовая термодинамика.

История

Вряд ли можно назвать конкретного человека, открывшего явление. Ведь и по сей день продолжаются исследования, выявляются новые свойства. Но в науке, которую нам преподают в школе, называют несколько имен.

Считается, что первым, кто заинтересовался электричеством, был живший в Древней Греции. Это он тер янтарь о шерсть и наблюдал, как начинали притягиваться тела.

Затем Аристотель изучал угрей, поражавших врагов, как поняли позже, электричеством.

Позже Плиний писал об электрических свойствах смолы.

Ряд интересных открытий закрепили за врачом английской королевы, Вильямом Жильбером.

В середине семнадцатого века, после того как стал известен термин «электричество», бургомистр Отто фон Герике изобрел электростатическую машину.

В восемнадцатом веке Франклин создал целую теорию явления, говоряющую о том, что электричество — это флюид или нематериальная жидкость.

Кроме упомянутых людей, с этим вопросом связывают такие знаменитые имена, как:

  • Кулон;
  • Гальвани;
  • Вольт;
  • Фарадей;
  • Максвелл;
  • Ампер;
  • Лодыгин;
  • Эдисон;
  • Герц;
  • Томсон;
  • Клод.

Несмотря на их неоспоримый вклад, самым могущественным из ученых в мире по праву признают Николу Теслу.

Никола Тесла

Ученый родился в семье сербского православного священника на территории нынешней Хорватии. В шесть лет мальчик обнаружил чудесное явление, когда играл с черной кошкой: ее спина вдруг осветилась полоской голубого цвета, что сопровождалось искрами при прикосновении. Так мальчик впервые узнал, что такое «электричество». Это и определило всю его будущую жизнь.

Ученому принадлежат изобретения и научные работы о:

  • переменном токе;
  • эфире;
  • резонансе;
  • теории полей;
  • радио и еще многом другом.

Многие связывают событие, получившее название с именем Николы Теслы, считая, что огромный взрыв в Сибири был вызван не падением космического тела, а опытом, проводимым ученым.

Природное электричество

Одно время в научных кругах существовало мнение, что электричества в природе не существует. Но эту версию опровергли тогда, когда Франклином была установлена электрическая природа молнии.

Именно благодаря ей аминокислоты начали синтезироваться, а значит, и появилась жизнь. Установлено, что движения, дыхание и другие процессы, происходящие в организме, возникают от нервного импульса, который имеет электрическую природу.

Всем известные рыбы — электрические скаты — и некоторые другие виды защищаются таким образом, с одной стороны, и поражают жертву, с другой.

Применение

Подключение электричества происходит за счет работы генераторов. На электростанциях создается энергия, передаваемая по специальным линиям. Ток образуется за счет преобразования внутренней или в электрическую. Станции, которые ее вырабатывают, где происходит подключение или отключение электричества, бывают различных видов. Среди них выделяют:

  • ветровые;
  • солнечные;
  • приливные;
  • гидроэлектростанции;
  • тепловые атомные и другие.

Подключение электричества сегодня происходит практически везде. Представить себе жизнь без него современный человек не может. С помощью электричества производится освещение, передается информация по телефону, радио, телевидению… За счет него функционирует такой транспорт, как трамваи, троллейбусы, электрички, поезда метро. Появляются и все смелее заявляют о себе электромобили.

Если происходит отключение электричества в доме, то человек часто становится беспомощным в разных делах, так как даже бытовые приборы работают при помощи этой энергии.

Неразгаданные тайны Теслы

Свойства явления изучали с древних времен. Человечество узнало, как провести электричество, используя различные источники. Это в значительной степени облегчило им жизнь. Тем не менее в будущем людям еще предстоит немало открытий, связанных с электричеством.

Некоторые из них, может быть, даже уже были сделаны известным Николой Теслой, но затем были засекречены или уничтожены им самим. Биографы утверждают, что в конце жизни большинство записей ученый собственноручно сжег, осознав, что человечество не готово к ним и может навредить себе, использовав его открытия как самое мощное оружие.

Но по другой версии, считается, что часть записей была изъята спецслужбами США. Истории известен эсминец ВМФ США «Элдридж», который не только обладал способностью быть невидимым для радаров, но и перемещался моментально в пространстве. Есть свидетельства эксперимента, после которого часть экипажа тогда погибла, другая часть исчезла, а оставшиеся в живых сошли с ума.

Так или иначе, понятно, что все тайны электричества еще не раскрыты. Значит, человечество нравственно еще не готово к этому.

Основы электричества


Чтобы узнать, как работает электричество, просто нажмите на любую из диаграмм, чтобы узнать больше о каждой части системы питания.

Основы основ:

Разнообразный материал Технического центра Эдисона охватывает проектирование и прикладную сторону электричества ( веселая часть!). Для фундаментальной науки о том, что такое электричество? мы рекомендуем вы начинаете с этого 2 минуту видео от Monkey See, а затем продолжить ниже.

Перед работой с электричеством и ремонтом электротехнических изделий мы призываем вас знать о смертоносных и неожиданных силах в действии. Смотрите наше видео ниже показывая эффектов электрических дуг на человеческое тело:


1. Поколение:


Энергия не может быть создана или уничтожена, поэтому для создания электрических энергию мы должны получить путем преобразования ее из другой формы энергии. Большая часть электроэнергии в мире вырабатывается путем преобразования горячего пар в движение, которое можно превратить в электричество.

Самая мощная генерация в мире работает аналогично модели ниже, с некоторыми вид турбины, вращающей вал, соединенный с генератором. батареи, фотовольтаика и некоторые другие формы производства электроэнергии совершенно разные.



2.Типы электроэнергии:


Батареи, топливные элементы и фотоэлектрические батареи Постоянный ток электрические энергии, а другие могут производить постоянный или переменный ток в зависимости от генерирующего Блок.

Постоянный ток — однонаправленный поток электрического заряда

ниже : простая батарея Вольта (1800 г.), соединенная с одной дугой лампа (два угля с дугой между ними).


Переменный ток (переменный ток) — обратный поток электрического заряда направление периодически, в домохозяйствах Северной Америки это меняет полярность 60 раз в секунду, поэтому говорят, что частота 60 герц. или 60 циклов.

Выше: Однофазный переменный ток, белый — напряжение, синий — ток

Любой вращательное движение (созданное паровыми турбинами, гидроэнергетикой, ветром и т. д.) может быть преобразован в электроэнергию с помощью динамо-машины (питание постоянного тока) или генератора переменного тока (питание переменного тока).

Показанный выше переменный ток однофазный , что означает что у него только один источник, но можно сложить переменный ток из других источников, посылая все по тому же проводу пока различные электрические источники хорошо контролируются. Этот помогает производить почти сплошной поток электричества, подобный постоянный ток. При наличии множества различных источников переменного тока используется, это называется многофазной генерацией.На рисунке ниже вы увидите, как выглядит трехфазное питание:

 

3. Отправка электроэнергии:

После того, как электроэнергия произведена, она должна быть доставлена ​​в место, где вы нужно это. Делается это по проводам, а в самая простая модель там батарея с проводами подключена напрямую к устройству, которое вы используете.

Проблема в том, что электричество теряет напряжение на расстоянии. Первые пионеры Томас Эдисон и Оскар фон Миллер решили это просто с помощью более высокого напряжения, которое может привести к отключению, но вскоре это оказалось непрактичным. Переменный ток имел гораздо больше возможностей для перемещения на расстояние, потому что напряжение могут быть изменены — высокое напряжение для дальнего сегмента, и более низкое напряжение для небольших местных линий электропередач.мощность постоянного тока снова появился как лучший способ отправить силу на расстояние в форме HVDC (высоковольтный постоянный ток) однако питание переменного тока остается наиболее распространенным методом.

Слева: Типичное высокое напряжение, которое вы видите в своем городе, составляет от 100 кВ до 750 кВ.

Силовая передача:

каждый материал имеет разную проводимость (способность пропускать электрический власть).Серебро, алюминий, медь и золото являются одними из лучших дирижеров. Углеродные нанотрубки также токопроводящие и являются передовыми технологиями. Толщина и тип используемого провода зависит от того, какое приложение вы используете. используют его для.

Кондиционирование питания:
С помощью переменного тока вы можете передавать на расстояние, но у вас должен быть способ управлять свойствами электричества. Используя определенные устройства, вы может контролировать напряжение, амплитуду, частоту и форму волны форма.Кондиционирование энергии — это управление энергией. чтобы подготовить его к отправке на расстояние, затем подготовьте его к выполнению работать с конечного устройства. Нажмите на элемент на рисунке ниже, чтобы узнать больше об этом.

 

 

4. Приложения питания (нагрузка):

Из Конечно, весь смысл электроэнергии в том, чтобы заставить ее работать на человечество, узнайте ниже об основных устройствах, которые делают наш мир лучше!

Электродвигатель:
Электродвигатели преобразуют электроэнергию в движение.

Компьютер:
Компьютеры состоят из множества интересных деталей, разработанных электрическими инженеры.

Свет и лазеры:
Электричество преобразуется в видимый свет и используется для всего от рассеянного света до промышленной обработки материалов и коммуникаций.

Манипуляции с электричеством, чтобы заставить его работать на вас, — суть электротехники. и большинство форм машиностроения, будь инженером и строй крутые вещи!

Учебная программа: М.В. и К. Кантелло

Источники:

OSHA
Интервью с Бобом Рингли. Технический центр Эдисона. 2013
Энергетическая ассоциация Сан-Мигеля Стрельба. Технический центр Эдисона. 2014
Университет Джорджии

8 способов рассказать детям об электричестве

17 августа 2017 г.

Автор: Соммер Покетт

Однажды в воскресенье днем ​​я услышал хихиканье, доносившееся из гостиной, а затем громкие визги.Заинтересовавшись, что происходит, я выглянула из-за угла и увидела, как двое моих детей шаркают ногами по ковру в чулках и бьют друг друга током. Это было забавно смотреть, и это дало мне идею: почему бы не рассказать детям о , почему это происходит? Знаешь, быстрый научный эксперимент? Я прервал их веселье, чтобы спросить, знают ли они о статическом электричестве или почему их волосы иногда встают дыбом после того, как они снимают зимние шапки. Мой сын, который любит понимать, как все устроено, очень хотел учиться — после того, как он нанес мне последний быстрый удар током.

Если ваши дети похожи на моих и интересуются наукой, им понравятся эти веселые образовательные занятия, от сбора попкорна с помощью статического электричества до проектов, объясняющих, как работают автоматические выключатели в вашем доме.

  1. Научный Боб – Катите банку со статическим электричеством
    Увеличьте обороты этих банок содовой, потому что пришло время участвовать в гонках! Нам очень нравится этот научный проект для детей! Ваши дети могут использовать силу статического электричества, чтобы катить пустую банку из-под газировки по полу.Поддержите их интерес после урока естествознания, наклеив немного липкой ленты, чтобы создать финишную черту, и пусть они соревнуются друг с другом. Мне нравится это занятие, потому что оно простое, веселое и увлекательное для детей всех возрастов.
  2. Education.com – Разделение соли и перца с помощью статического электричества
    Все, что вам нужно, это пластиковая ложка и немного соли и перца, чтобы продемонстрировать «магию» статического электричества. Проводя этот научный эксперимент, обязательно объясните, как работают отрицательные и положительные заряды и почему частицы перца притягиваются к ложке.
  3. Highlights – Игра «Собери попкорн» Это отличная игра для тех дождливых дней, когда вы застряли дома и ищете способ развлечь детей. Приготовьте попкорн, посмотрите фильм, а затем попросите детей помочь вам убрать беспорядок в этой веселой игре с питанием от статического электричества.
  1. Научный проект «Квартирная терапия» — Создайте свой собственный HEXBUG Nano  Для детей старшего возраста, которые готовы узнать больше, попробуйте этот научный проект, который учит основам электрических цепей и потокам электричества.Они узнают об изоляторах, проводниках и напряжении с помощью этой самодельной версии популярных роботов-жучков. Все, что вам нужно, это небольшая щетка, вибрационный мотор и батарейка!
  1. Лайфхакер — Соберите батарею из копеек   Расскажите своим малышам, как работает батарея, с помощью этого простого руководства «Сделай сам». Вам понадобятся медные монетки, бумажные полотенца, лимонный сок, наждачная бумага, скотч и светодиод. Занятие не слишком сложное для детей, и это отличный способ научить их, как работает батарея.
  1. Родитель-исследователь — Самодельный Wigglebot   Этот проект идеально подходит для тех юных учеников, которые любят роботов! Менее чем за 10 долларов вы можете собрать материалы, необходимые для создания собственного творческого робота. Этот практический проект позволяет вам объяснить, как электричество приводит в действие двигатель.
  1. Лимонно-лаймовое приключение — Электрическое тесто, вдохновленное Lego   Целью этого эксперимента является обучение детей изоляторам и проводникам.Делая «электрическое» тесто, они изучат основы электрических цепей. Это здорово для любой возрастной группы — даже большие дети будут веселиться с этим!
  1. Учителя платят учителям – Охота за мусором за электричеством   Всего за 1 доллар вы можете загрузить этот рабочий лист по поиску мусора за электричество. Он идеально подходит для обучения ваших детей всем различным способам использования электричества в вашем доме. Попросите их выследить приборы и электронику, а затем пусть они определят, почему и как каждый из них использует электричество.

Существует множество других способов включить уроки электричества в вашу повседневную жизнь. Попробуйте отвести своих малышей в магазин товаров для дома или в магазин электронных запчастей, чтобы они могли увидеть схемы и панели выключателей вблизи. Если вам когда-нибудь понадобится электрик для ремонта дома, пусть ваши дети зададут ему или ей вопросы о проекте — позволить электрику рассказать о том, что он делает, — это отличная возможность для обучения! Что бы вы ни решили делать, обязательно научите своих детей электробезопасности и никогда не позволяйте младшим бродить вокруг проводов или розеток без присмотра.Какими бы любопытными они ни были, гораздо важнее обеспечить безопасность процесса обучения!

 

Соммер Покетт, мама двоих детей, пишет о веселых занятиях с детьми. Она предлагает несколько классных идей, чтобы научить их схемам, панелям выключателей и электричеству. Вы можете посетить www.homedepot.com , чтобы увидеть выбор цепей и панелей выключателей.

 

#HOME DEPOT, #SOMMER POQUETTE

Связь между наблюдениями на макроскопическом уровне и теориями на микроскопическом уровне

151

Бойсе, Огайо: Международная комиссия по физическому образованию — книги ICPE.

http://www.физика.

ohio-state.edu/~jossem/ICPE/TOC.html. По состоянию на 20 января 2012 г.

Дюит, Р. и Треагуст, Д.Ф. (1998). Изучение науки: от бихевиоризма к социальному конструктивизму и далее. В Международном научном справочнике Б. Фрейзера и К. Тобина (редакторы)

образование (стр. 3–25). Дордрехт, Нидерланды: Kluwer.

Дюпен, Дж. и Джошуа, С. (1989). Аналогии и «аналогии моделирования» при обучении некоторым примерам из

основ электричества.Научное образование, 73 (2), 207–224.

Дюпен, Дж. и Джошуа, С. (1987). Представления французских школьников об электрических цепях: Структура

и оценка. Журнал исследований в области преподавания естественных наук, 6, 791–806.

Душль, Р.А. (1994). Исследования по истории и философии науки. В Д.Л. Gabels (ред.)

Справочник по исследованиям в области преподавания и изучения естественных наук (стр. 443–465). Нью-Йорк:

McMillan Pub.Co.

Душль, Р.А. (2000). Объяснение природы науки. В Р. Миллар, Дж. Лич и Дж. Осборн

(ред.). Улучшение научного образования — вклад исследований. Букингем: открыт

University Press.

Энгельгардт П.В. и Бейхнер Р.Дж. (2004), Понимание студентами резистивных электрических цепей постоянного тока, American Journal of Physics 72, 98–115.

Эткина Э., Ван Хевелен А., Уайт-Брахмиа С., Брукс Д.Т., Джентиле М., Мерти С., Розенгрант

Д. и Уоррен А. (2006). Научные способности и их оценка. Physical Review Special

Темы: исследования в области физического образования, 2, 020103, 1–15.

Эйлон, Б. и Ганиэль, У. (1990). Макро-микроотношения: недостающее звено между электростатикой и электродинамикой в ​​рассуждениях учащихся. Международный журнал научного образования,

12 (1) 79–94.

Фокс, Р. (1990). Лапласова физика.Companion to the History of Modern Science, Routledge.

Фурио, К., и Гисасола, Дж. (1998). Трудности в изучении концепции электрического поля. Наука

Образование, 82(4), 511–526.

Фурио, К., Гисасола, Дж., Альмуди, Дж. М., и Себерио, М. Дж. (2003). Изучение концепции электрического поля

как направленная исследовательская деятельность. Научное образование, 87 (5), 640–662.

Фурио К., Гисасола Дж. и Альмуди Дж.М. (2004). Элементарные электростатические явления: исторические

помехи и студенческие трудности. Canadian Journal of Science, Mathematics and

Technology, 4(3), 291–313.

Галили И. (1995). Предпосылки механики влияют на представления студентов об электромагнетизме.

Международный журнал научного образования, 17(3), 371–387.

Грека, И. и Морейра М.А. (1997). Виды ментальных репрезентаций — модели, предложения и

образов — используемые студентами-физиками в отношении понятия поля.Международный журнал

научного образования, 19 (6), 711–724.

Гисасола, Дж., Альмуди, Дж. М., Салинас, Дж., Зуза, К. и Себерио, М. (2008). Законы Гаусса и Ампера

: разные законы, но одинаковые трудности для учащихся. Европейский журнал физики,

29, 1005–1016.

Гисасола, Дж., Зубименди, Дж. Л., Альмуди, Дж. М. и Себерио, М. (2002). Эволюция понятия

емкости на протяжении развития электрической теории и понимания ее

значения студентами вузов.Наука и образование, 11, 247–261.

Гисасола, Дж., Субименди. Дж. Л. и Зуза К. (2010) Как многому научились учащиеся? Research-

на основе преподавания электрической емкости, Physical Review Special Topic-Physics Education

Research 6, 020102 1–10.

Guisasola, J. & Montero, A. (2010), Модель на основе энергии для обучения концепции электродвижущей силы. Трудности учащихся и рекомендации по последовательности обучения.In G. Çakmakci &

MF Tasar (eds) Современные научные исследования в области образования: обучение и оценка

(стр. 255–258). Анкара, Турция: Pegem Akademi.

Ганстоун, Р., Малхолл, П. и Брайан МакКиттрик, Б. (2009). Восприятие учителями физики

Трудности

преподавания электричества. Исследования в области естественнонаучного образования, 39, 515–538.

Гурусвами, К., Сомерс, М.Д. и Хасси, Р.Г. (1997). Понимание учащимися передачи заряда

между проводниками, Физическое образование, 32(2) 91–96.

Халлоун И. и Хестан Д. (1985) Представления здравого смысла о движении, Американский журнал

Physics 53, 1056–1065.

5 Преподавание и обучение Электричество: связь между макроскопическим уровнем…

🔌💡Изучаем электричество с нуля🔌💡 для Android

🔌💡Электричество является неотъемлемой частью нашей жизни, теперь у вас есть возможность узнать немного больше об электричестве, которое нас окружает. Изучите основы электричества с нуля онлайн, и вы откроете для себя интересный мир, полный возможностей в сфере электрики.

🔌💡В нашем приложении БЕСПЛАТНО изучите базовое электричество, мы объясним все, что связано с основным домашним электричеством, для начинающих, автомобильным, мы увидим основное электричество в последовательных цепях, электрические установки в низком напряжении и всю силовую электрическую систему ( курс электричества базовый промышленный)

🔌💡Это приложение для пошагового изучения электричества онлайн пытается приблизить базовые знания к конечным пользователям, пытаясь сделать их немного более понятными для всех нас.

🔌💡 Мы научим вас базовым, быстрым и бесплатным способом самостоятельно выполнять простые действия по домашней установке, такие как установка лампы, извлечение вилки, сращивание кабелей … и все то, что каждый должен знать.

🔌💡Наше бесплатное видеообучающее приложение для пошагового изучения основ электричества с нуля поможет вам стать профессиональным электриком. Лучшее руководство по основам домашнего электричества с нуля для начинающих совершенно бесплатно.

🔌💡Пошаговые видеоуроки для изучения основ электричества с нуля охватывают темы от структуры атома до сборки треугольного двигателя и расчета мощности трехфазного тока. Все это, конечно, через электрический ток, напряжение, сопротивление, импеданс, конденсаторы, гистерезис, коэффициент мощности, мощность и электрическую энергию.

🔌💡Это бесплатное онлайн-приложение для изучения основ электричества предназначено для людей, заинтересованных в изучении домашнего, коммерческого или промышленного электричества.Узнайте все об электрическом токе, электростанциях, расчетах и ​​электрических схемах.

🔌💡Если вы хотите научиться быть хорошим электриком, вы не можете пропустить эти обучающие видео уроки, с простыми и практическими примерами, в дополнение к знанию всех правил электротехники. Что может быть лучше, чем научиться электрике с нуля на практике онлайн, это более увлекательно, а то, что вы узнали, легче записывается.

🔌💡Изучайте автомобильное или автомобильное электричество с помощью актуальных видео.Узнайте все об электрическом токе, электроустановках, домашнем электрическом токе … загрузив это бесплатное онлайн-приложение.

Робототехника: Learn by Building, модуль 1: только онлайн-курс «Электричество и электроника»

Описание

Предварительный просмотр этого курса!

В этом модуле I курса вы:

  • сборка электронных схем
  • на самом деле сделать некоторые электронные компоненты с нуля
  • узнать об электричестве
  • отработать навыки пайки
  • изучите основы аналоговой электроники.

Вам понадобятся базовые математические навыки, вот и все! Никаких предварительных знаний в области электричества или электроники не требуется, и тем не менее к концу этого курса вы соберете:

  • функционирующие электронные схемы, подобные
    • мигалки
    • звуковые эффекты
    • лучший друг робототехника: серводвигатель, который вращается в определенном направлении по вашей команде.

Все курсы имеют открытые субтитры для слабослышащих.

Если у вас еще нет деталей для электроники и макетной платы , вам следует подумать о покупке комплекта аналоговой электроники вместе с этим курсом. Вы можете получить пакет пакетов здесь:

Комплект + курс робототехники, часть 1

Комплект поставки: Аналоговая электроника и робототехника: обучение в процессе сборки, часть 1: Электричество и электроника

Этот курс является предварительным условием для курса модуля II. Часть II — это цифровая электроника, в которой вы будете работать с компьютером на кристалле и подключать этот компьютер к реальному миру.

В модуле  III вы изучите важнейшую физику и системы управления роботами (на самом деле часть физики), а также методы конструирования, скажем, подводного робота.

В модуле  IV вы решитесь на создание прототипа и завершите все, чему научились, создав 3D-принтер с нуля, подключив его к настольному компьютеру и изготовив собственные пластиковые детали. По сути, 3D-принтер — это робот, которого вы можете использовать для изготовления деталей для других своих роботов.В 3D-принтере также используется стойка, управляемая компьютером, поэтому вы также можете использовать его в качестве лазерного резака или фрезерного станка и изготавливать детали из других материалов, таких как металл.

Получите предпродажную цену на этот курс, если купите его до полуночи по восточному времени 1 января 2016 года!

Домашнее обучение:

Купите курс один раз и разрешите всем своим детям участвовать. Однако некоторые детали в комплекте электронных деталей являются расходными материалами, и, поскольку это обучающий курс, обычно некоторые детали могут выйти из строя.

В зависимости от того, что первый учащийся делает с деталями и что он собирает, вы можете подумать о покупке отдельного набора аналоговой электроники для каждого ребенка, так как одним из направлений курса является переработка электроники для получения собственных деталей дешево или бесплатно. Дополнительные материалы доступны на странице «Продукты».

Аккумулятор электроэнергии | Агентство по охране окружающей среды США

Посмотреть интерактивную версию этой схемы >>

Об накопителе электроэнергии

Электроэнергетическая сеть работает на основе тонкого баланса между предложением (генерация) и спросом (потребление).Один из способов помочь сбалансировать колебания спроса и предложения электроэнергии — это хранить электроэнергию в периоды относительно высокого производства и низкого спроса, а затем возвращать ее в электроэнергетическую сеть в периоды снижения производства или повышения спроса. В некоторых случаях хранение может обеспечить экономические, надежные и экологические преимущества. В зависимости от того, в какой степени оно развернуто, накопление электроэнергии может помочь коммунальной сети работать более эффективно, снизить вероятность отключения электроэнергии во время пикового спроса и позволить создавать и использовать больше возобновляемых ресурсов.

Энергию можно хранить различными способами, в том числе:

  • Насосная гидроэлектростанция. Электричество используется для подачи воды в резервуар. Когда вода выходит из резервуара, она течет вниз через турбину для выработки электроэнергии.
  • Сжатый воздух. Электричество используется для сжатия воздуха до 1000 фунтов на квадратный дюйм и хранения его, часто в подземных пещерах. Когда спрос на электроэнергию высок, сжатый воздух выпускается для выработки электроэнергии с помощью турбогенератора расширения.
  • Маховики. Электричество используется для ускорения маховика (разновидность ротора), благодаря чему энергия сохраняется в виде кинетической энергии вращения. Когда необходима энергия, сила вращения маховика используется для вращения генератора. В некоторых маховиках используются магнитные подшипники, они работают в вакууме для уменьшения сопротивления и могут достигать скорости вращения до 60 000 оборотов в минуту.
  • Батареи. Подобно обычным перезаряжаемым батареям, очень большие батареи могут хранить электричество до тех пор, пока оно не понадобится.В этих системах могут использоваться ионно-литиевые, свинцово-кислотные, литий-железные или другие аккумуляторные технологии.
  • Аккумулирование тепловой энергии. Электричество можно использовать для производства тепловой энергии, которую можно хранить до тех пор, пока она не понадобится. Например, электричество можно использовать для производства охлажденной воды или льда в периоды низкого спроса, а затем использовать для охлаждения в периоды пикового потребления электроэнергии.

В дополнение к этим технологиям в настоящее время разрабатываются новые технологии, такие как проточные батареи, суперконденсаторы и сверхпроводящие магнитные накопители энергии.

Хранение электроэнергии в США

По данным Министерства энергетики США, по состоянию на март 2018 года в Соединенных Штатах было более 25 гигаватт емкости для хранения электроэнергии. установлен в 1970-х годах. Шесть процентов другой емкости хранения приходится на аккумулятор, аккумулятор тепла, сжатый воздух и маховик, как показано на следующем графике:

Источник: У.S. Глобальная база данных по хранению энергии Министерства энергетики (по состоянию на 1 марта 2018 г.).

Воздействие хранения электроэнергии на окружающую среду

Хранение электроэнергии может обеспечить косвенные экологические выгоды. Например, накопление электроэнергии можно использовать для интеграции большего количества возобновляемой энергии в электрическую сеть. Аккумулирование электроэнергии также может помочь генерирующим объектам работать на оптимальном уровне и сократить использование менее эффективных генерирующих блоков, которые в противном случае работали бы только в часы пик.Кроме того, дополнительная мощность, обеспечиваемая хранением электроэнергии, может отсрочить или избежать необходимости строительства дополнительных электростанций или инфраструктуры передачи и распределения.

Потенциальные негативные последствия хранения электроэнергии будут зависеть от типа и эффективности технологии хранения. Например, в батареях используется сырье, такое как литий и свинец, и они могут представлять опасность для окружающей среды, если их не утилизировать или не переработать должным образом. Кроме того, в процессе хранения тратится некоторое количество электроэнергии.

Бесплатный план урока STEAM по свету, электромагнетизму и электричеству

Обзор модуля

: изучение взаимосвязи между магнетизмом и электричеством

Этот справочный модуль проводит учащихся через серию уроков, на которых они проводят наблюдения и исследования, чтобы предоставить доказательства того, что энергия может быть преобразована и перемещена с места на место с помощью электрических токов для питания цепей и создания магнитных полей. Этот комплект имеет много общего с комплектом электротехники RAFT, разработанным для учащихся средних школ.Блок начинается с урока эмпатии, который связывает важность магнитов в нашей современной жизни. Уроки определения погружаются в основные концепции магнетизма и демонстрируют взаимосвязь между электричеством и магнетизмом. Этапы создания идеи, прототипа и тестирования модели дизайн-мышления объединены в финальном задании на проектирование, в котором учащиеся применяют свои знания в области электромагнетизма для создания уникального устройства, питающего светодиод.

Образовательные результаты

  • Учащиеся создадут презентацию, демонстрирующую, как магнетизм влияет на их жизнь
  • Учащиеся будут определять магнитные и немагнитные предметы и исследовать магнитную силу кольцевых магнитов
  • Учащиеся соберут плавучий компас и с его помощью исследуют взаимосвязь между электричеством и магнетизмом
  • Учащиеся соберут простой генератор и вращающийся двигатель, демонстрируя, как магнетизм заставляет электроны течь
  • Учащиеся будут совместно разрабатывать, тестировать и совершенствовать свой собственный уникальный генератор или двигатель, который будет питать светодиод
  • .

ИНТЕГРАЦИЯ ПАРА

Учащиеся изучают и применяют научные концепции электричества и магнетизма во всем модуле.Первый урок позволяет учащимся использовать технологии для проведения исследований и разработки цифровой или стендовой презентации для определения проблем, которые можно решить, применяя научные идеи о магнитах (NGSS 3-PS2-4). Уроки 2–4 предоставляют учащимся возможность применять математические рассуждения и измерения, а также навыки исследования и наблюдения, в то время как они используют сборочные генераторы и двигатели, чтобы предоставить доказательства того, что энергия может передаваться с места на место с помощью электрических токов (NGSS 4-PS3-2 ).Кульминационная задача проектирования позволяет учащимся пройти через процесс инженерного проектирования, поскольку они применяют научные идеи для проектирования, тестирования и усовершенствования генератора или двигателя, который будет питать светодиод (NGSS 4-PS3-4). Это также дает учащимся свободу повторять, мыслить математически и художественно выражать себя с помощью различных материалов.

Обзор дизайн-мышления

НГСС К-2-ЭЦ1-3

Проанализируйте данные тестов двух объектов, предназначенных для решения одной и той же задачи, чтобы сравнить сильные и слабые стороны каждого из них.

Common Core Math K.MD.A.2

Непосредственное сравнение двух объектов с общим измеримым атрибутом, чтобы увидеть, какой объект имеет «больше»/«меньше» атрибута, и описать разницу.

Предложения по стимуляции и дифференциации

Урок 2: Если ваши учащиеся уже имеют опыт измерения в нестандартных единицах измерения, вы можете пропустить этот урок. В качестве альтернативы, если у вас мало времени, подумайте об исключении задания, в котором учащиеся классифицируют классную мебель как передвижную или нет.

Урок 3: Этот урок позволяет учащимся исследовать больше/меньше, как описано в CCSS K.MD.A.2. Если у вас мало времени или вы расскажете об этом в другое время, подумайте о том, чтобы пропустить этот урок.

Задача проектирования: часть задачи проектирования этого модуля может быть расширена за счет множества итераций учащихся. Если позволяет время, вы можете предложить учащимся начертить различные устройства в классе, фактически передвинуть мебель, а затем сравнить реальность с диаграммой, чтобы убедиться, что измерения были точными.Многократная перестановка, создание новых измерительных инструментов и размышления об этих итерациях дадут учащимся больше возможностей понять концепции этого модуля.

Интегрированные стандарты STEAM

NGSS 4-PS3-2 Проведите наблюдения, чтобы предоставить доказательства того, что энергия может передаваться с места на место с помощью звука, света, тепла и электрических токов.

NGSS 3-PS2-4 Определите простую задачу проектирования, которую можно решить, применяя научные идеи о магнитах.

NGSS 4-PS3-4 Применяйте научные идеи для разработки, тестирования и усовершенствования устройства, преобразующего энергию из одной формы в другую.

Материалы блока

Электромагнитный комплект RAFT:

  • Кольцевые магниты
  • Магниты для мини-стержней
  • Двигатель
  • об/мин, большой
  • Картонные тубы, цветные
  • Картонные кольца
  • Бусины пони
  • Гофрированные пластиковые полоски, белые
  • Силиконовая трубка
  • Соединители проводов
  • Пена (размер и/или форма могут отличаться)
  • Контейнеры для деликатесов
  • Палочки для творчества
  • Резинки
  • Деревянные дюбеля
  • Светодиоды, красные
  • Магнитный провод
  • Пластиковые колпачки (цвет и/или тип могут отличаться)
  • Зажимы для переплета
  • Соломинки (размер и/или цвет могут отличаться)
  • Кабельная стяжка, разъемная
  • Карандаши

Другое:

  • Бумага, картон для плакатов или эквивалент
  • Степлеры со скобами
  • Пробойник для одного отверстия
  • Компьютеры или мобильные устройства
  • Доступ в Интернет

Страницы журнала Maker

Урок 1 Maker Journal

Урок 2 Maker Journal

Урок 3 Maker Journal (скоро!)

Урок 4 Maker Journal (скоро!)

Журнал Design Challenge Maker (скоро!)

Урок 1: Магнетизм в нашем мире

Обзор урока

Ученики знакомятся с магнитными явлениями, исследуя различные материалы и магниты разных типов, форм и размеров.Исследование направляется подсказками, которые побуждают учащихся исследовать различные аспекты магнетизма и дают примеры того, где и как существует магнетизм в мире. Учащиеся документируют свое обучение и идеи в журнале для разработчиков.

Основные вопросы

  • Где вы видите или используете магниты в своей жизни?
  • Каковы свойства магнитов и магнитных материалов?

Процедура урока

Открытие (10 минут)

  1. Создавайте студенческие группы или позволяйте учащимся формировать свои собственные группы.Дайте учащимся несколько минут подумать о том, как часто они сталкиваются с магнитами или эффектами магнетизма в своей повседневной жизни.
  2. Приведите дискуссию к пониманию того, что магнетизм существует почти во всех аспектах современной жизни и часто связан с электричеством.
  3. Показать видео на YouTube Повседневное использование магнитов .

Упражнение: Магнитные и немагнитные материалы (20–25 минут)

  1. Учащиеся изучают взаимодействие между различными магнитами и различными магнитными и немагнитными предметами.Им не сообщают, какие предметы являются магнитными, и не предоставляют конкретную информацию. Цель состоит в том, чтобы они открыли магнитные свойства, наблюдая магнитные явления.
  2. Дайте каждой группе набор магнитов и 8-10 различных материалов, некоторые из которых должны быть магнитными. Кроме того, у вас может быть станция, где учащиеся могут собирать магниты и материалы по запросу. Предложения для магнитов включают керамические кольцевые магниты, стержневые магниты, магниты-таблетки, коровьи магниты и / или небольшие неодимовые магниты.Предлагаемые материалы включают пенопласт, дерево, пластик, глину, бумагу, скрепки, фольгу, шайбы, банки из-под газировки, винты, пружины и т. д.
  3. Учащиеся перечисляют наблюдаемые атрибуты для каждого магнита, который они исследуют, а также для каждого материала, который они пытаются взаимодействовать с магнитом. Хотя учащиеся работают вместе в группах, каждый учащийся должен записывать свои наблюдения и взаимодействие в журнале Maker.
  4. Предложите учащимся обдумать эти (и другие) идеи при изучении материалов:
  5. Магниты что-нибудь отталкивают или отталкивают?
  6. Магниты притягивают или притягивают объекты ближе? Откуда вы знаете? Какой объект(ы)?
  7. Что вы заметили в толкающих и притягивающих (силах) для каждого размера, формы или типа магнита? Опишите, чем они похожи или различаются.
  8. Какие материалы притягиваются к магнитам? Что вы замечаете в каждом материале (сходства и/или различия)?
  9. Что сходства и различия говорят вам о материалах, которые притягиваются или отталкиваются магнитами?
  10. Основываясь на этом, как бы вы определили магнитные и немагнитные материалы?

Отражение (5-10 минут)

Учащимся нужно дать время подумать о том, что они узнали и как это могло изменить их мышление.Ниже приведены примеры вопросов, которые могут быть полезны:

  1. Какой главный вывод вы сделали из этого урока о магнитах и ​​магнитных материалах?
  2. Что нового вы узнали о магнитах на этом уроке?
  3. Что подтвердило то, что вы уже знаете о магнитах?
  4. Насколько комфортно вы можете объяснить другому человеку свои знания о магнитах и ​​магнитных материалах? Объяснять.

Образец учитель и ученик диалог.

T: «Мы собираемся открыть блок по электромагнетизму. Хотите верьте, хотите нет, но магниты играют важную роль как в науке, так и в нашей повседневной жизни. Мы узнаем, как работают магниты, немного об электричестве и о том, как связаны электричество и магнетизм, отсюда и термин «электромагнетизм». Это большой термин, поэтому нам нужно будет делать это шаг за шагом, даже если вы уже что-то знаете об этом. Сегодня мы сосредоточимся на магнитах и ​​магнитных объектах. Что ты знаешь о них? Где вы их находите?

S: «Они прилипают друг к другу.Они могут толкать и тянуть».

T: «Некоторые могут прилипать или притягиваться друг к другу, в то время как другие толкают или отталкивают друг друга. Возможно, вы сталкивались с этим явлением, но почему магниты толкают и тянут? Не волнуйтесь, мы узнаем вместе. Давайте на минутку проведем упражнение на мышление. Я хочу, чтобы вы думали о своей повседневной жизни, с момента, когда вы встаете, и до момента, когда вы ложитесь спать. Как часто в эти часы вы сталкиваетесь с магнитами или силой магнетизма? Я хочу, чтобы вы все поговорили с членами вашей группы и перечислили эти моменты.

S: «Мы составили список, и мы сталкиваемся с магнитами, когда открываем холодильник, когда садимся в машину, когда пользуемся компьютером, в школе магниты на доске, наверное магниты есть в наше телевидение тоже».

T: «Магниты и сила магнетизма присутствуют почти во всем, что мы делаем. Когда мы слушаем радио, это происходит благодаря магнетизму. Когда мы получаем МРТ, это также связано с магнетизмом. Когда мы храним и извлекаем данные на наших компьютерах, часто задействован магнетизм.Но почти каждый из вас сегодня столкнулся с магнетизмом, когда использовал электричество».

S: «Как электричество может быть связано с магнитами?»

T: «Это отличный вопрос, и мы собираемся решить его вместе. Но сначала мы собираемся работать в группах, чтобы исследовать взаимодействие между различными магнитами и материалами».

Использование магнитов в нашей повседневной жизни

«В повседневной жизни вы много раз соприкасаетесь с магнитами.Они играют важную роль в широком спектре устройств, включая простые игрушки, компьютеры, кредитные карты, аппараты МРТ и деловое оборудование. Размеры магнитов варьируются от едва заметных пятнышек до промышленных монстров весом в тонны. Хотя некоторые из них хорошо видны, другие часто спрятаны внутри приборов и других бытовых, медицинских и коммерческих предметов, выполняя свою работу бесшумно и незаметно». – Фейт Чендлер, Использование магнитов в нашей повседневной жизни .

Учебные материалы

  • Обычные немагнитные предметы: Пена, ткани, дерево, пластмасса, глина, бумага, резина, пробки
  • Обычные магнитные предметы: скрепки, фольга, шайбы, шурупы, гвозди, скобы, пружины
  • Магниты различных форм, размеров и типов (кольцевые, подковообразные, стержневые, таблетированные, коровьи, неодимовые, керамические или другие типы)
  • Доступ в Интернет
  • Журнал Lesson Maker (по одному на учащегося)

Внешние ресурсы

Видео на YouTube: Повседневное использование магнитов

Страницы журнала Maker

СКАЧАТЬ СТРАНИЦЫ СТУДЕНТОВ

Заметки учителя

Установка станции или тележки с материалами помогает устранить необходимость раздачи отдельных материалов каждому учащемуся или группе и побуждает учащихся выбирать, какие материалы они хотели бы изучить.При создании станции материалов расположите материалы так, чтобы каждый тип материала был хорошо виден (пенопласт отдельно от дерева, крепежные детали и соединители сгруппированы вместе и т. д.). Магниты должны быть разделены по типу, размеру или форме.

Цели обучения

Учащиеся проведут исследование, чтобы найти доказательства существования полей между объектами, воздействующими друг на друга, даже если объекты не соприкасаются.

Оценки

Самооценка учащихся

 Учащиеся определяют объекты, наиболее сильно затронутые каждым типом магнита

Коллегиальная оценка

Учащиеся обсуждают свои записи в дневнике со сверстниками и ищут закономерности в своих наблюдениях

Оценка учителей

Предложите учащимся провести мини-демонстрацию 1-2 наблюдений, записанных в дневнике создателя

Урок 2: Как работают магниты?

Обзор урока

Студенты узнают о магнетизме на субатомном уровне, просматривая короткое видео и участвуя в кинестетической деятельности, где они играют роль электронов в различных материалах.Затем они используют простой инструмент, чтобы обнаружить, где находятся полюса магнита, и описать свои наблюдения с точки зрения выравнивания частиц в магнитном материале под воздействием магнитного поля.

Основные вопросы

  • Что заставляет материалы быть магнитными?
  • Что происходит внутри магнитного материала, когда он подвергается воздействию магнитного поля?

Процедура урока

Открытие (10-15 минут)

  1. Просмотрите наблюдения учащихся, записанные на предыдущем уроке.Попросите студентов поделиться своими выводами о различных материалах и магнитах, которые они исследовали. Помогите учащимся подумать о типах используемых материалов и наблюдаемых эффектах используемых магнитов.
  2. Попросите учащихся поделиться своими мыслями о том, что может происходить внутри магнитного материала, когда рядом находится магнит. Это может выявить предшествующие знания учащихся, если таковые имеются, о субатомных частицах, магнитных полях и силовых линиях.
  3. Напомните учащимся, что все исследованные до сих пор материалы представляют собой твердые объекты, состоящие из молекул, содержащих атомы, которые содержат еще более мелкие субатомные частицы, называемые протонами, нейтронами и электронами (видео, ссылка на которое приведена ниже, иллюстрирует ключевые моменты и соответствующие аспекты этих частиц для понимание магнетизма).
  4. Показать видео на YouTube МАГНИТЫ: как они работают? . При необходимости остановите видео, чтобы обсудить ключевые моменты, вопросы учащихся или непонятные моменты.

Кинестетическая деятельность: магнитная, магнитная, немагнитная (15–20 минут)

  1. Учащиеся работают в группах по 3-4 человека, и каждый учащийся обращается к уроку Maker Journal.
  2. Учащиеся играют роль электронов в различных материалах.
  3. Вы называете материал, указанный в инструкциях для ведущего (предоставляется ЗДЕСЬ, и в разделе «Примечания учителя»), и даете учащимся 1–2 минуты на обсуждение и определение того, является ли материал магнитным, магнитным или немагнитным.
  4. Учащиеся выстраиваются в соответствии с тем, как электроны будут вести себя в этом материале в присутствии и в отсутствие магнитного поля.

Исследование: где находится самая сильная часть магнита? (10-15 минут)

  1. Дайте каждой группе учащихся по 6-дюймовому отрезку нити, магниту и скрепке.
  2. Учащиеся собирают «поводок» из скрепки, завязывая петлю вокруг конца скрепки.
  3. Предложите учащимся подвигать магнит и посмотреть, изменится ли поведение «поводка» скрепки.Например, одна сторона магнита может притягивать скрепку сильнее, чем соседняя сторона.
  4. Они также могут подвешивать скрепку над движущимся магнитом, чтобы наблюдать за его поведением. Общие наблюдения включают сильное притяжение скрепки к противоположным сторонам стержневого магнита или магнит, приближающий скрепку с расстояния в разных ориентациях. Это упражнение обычно приводит учащихся к определению полюсов магнита, которые исследуются на следующем уроке.
  5. Студенты записывают свои наблюдения в журнал Maker.
  6. Спросите: «Что говорят вам ваши наблюдения о частицах в скрепке до и после того, как она окажется рядом с магнитом?» Предоставьте учащимся время для обсуждения вопроса со сверстниками и при необходимости дайте разъяснения.

Отражение (5-10 минут)

Учащимся нужно дать время подумать о том, что они узнали и как это могло изменить их мышление. Ниже приведены примеры вопросов, которые могут быть полезны:

  • Какой главный вывод вы сделали из этого урока о магнитах и ​​магнитных материалах?
  • Что нового вы узнали о магнитах на этом уроке?
  • Что подтвердило то, что вы уже знаете о магнитах?
  • Насколько комфортно вы можете объяснить другому человеку свои знания о магнитах и ​​магнитных материалах? Объяснять.

Образец учитель и ученик диалог.

T: «Что мы узнали на предыдущем уроке о магнитных и немагнитных материалах? Каковы были ваши выводы?»

S: «Магниты — это металлы, которые прилипают к металлическим предметам». «В магнитах есть железо!»

Т: «Правильно. Что вы чувствуете, когда магниты находятся близко друг к другу? Они как-то взаимодействуют?»

S: «Магниты имеют полюса (признак предшествующего знания), например, северный полюс магнита притягивается к южному полюсу других магнитов.«Некоторые магниты притягиваются друг к другу, а другие отталкивают друг друга. Противоположности притягиваются!»

T: «Итак, мы немного знакомы с тем, что такое магниты, и имеем некоторый опыт работы с ними. Сегодня мы будем исследовать магниты и магнитные объекты дальше и на гораздо более глубоком уровне, чтобы понять науку, стоящую за магнитными явлениями. Во-первых, мы посмотрим видео, которое даст нам некоторые подробные базовые знания о магнетизме. Затем мы выполним короткое задание, в котором нам нужно передвигаться, чтобы проверить наше понимание того, что заставляет магниты вести себя так, как они себя ведут.Наконец, мы будем использовать «поводок» скрепки, чтобы найти самые сильные части магнита и объяснить наши наблюдения с точки зрения того, что мы узнали в этом уроке.

Следующий справочный материал должен быть представлен в соответствии с уровнем понимания учащихся. Учащимся старшего возраста могут быть представлены утверждения и/или распространенные заблуждения о магнетизме для исследования и отчета перед классом. Следует отметить, что всегда есть чему поучиться. Даже ферромагнетизм, наиболее часто встречающийся тип, является лишь одним из нескольких различных типов магнетизма в природе.

Магниты — это предметы, которые могут содержать никель, кобальт и/или железо. На субатомном уровне их неспаренные электроны могут быть направлены в одном направлении. Хотя эти материалы являются магнитными, они станут магнитом только после помещения в сильное магнитное поле. Неспаренные электроны выровняются и останутся выровненными даже после того, как для этих элементов будет удалено магнитное поле. Совокупная сила магнитного поля каждого электрона придает всему материалу сильную поляризацию N и S, которую мы ощущаем и обозначаем как «северный полюс» и «южный полюс».Магниты всегда имеют пару северного и южного полюсов. Некоторые исключительно сильные магниты содержат элементы из редкоземельной части периодической таблицы элементов, такие как неодим , и называются «редкоземельными магнитами».

Магнитные материалы — это материалы, которые взаимно притягиваются к магниту. Они могут содержать никель, кобальт и/или железо в чистом или смешанном виде. Сталь представляет собой смесь железа и других элементов. Изделия из стали чаще всего притягиваются к магниту.На субатомном уровне все их неспаренные электроны имеют магнитные поля, направленные в случайных направлениях; однако, когда магнитное поле магнита приближается достаточно близко к одному из этих материалов, неспаренные электроны никеля, кобальта и/или железа изменят направление своего вращения, чтобы создать временное (обычно) магнитное поле, противоположное ориентации относительно исходного. магнитное поле магнита. Противоположные магнитные поля будут взаимно притягиваться друг к другу. Обратите внимание, что американский «никель» содержит слишком мало никеля, чтобы притяжение могло преодолеть силу гравитации.Некоторые монеты Канады, страны с крупными никелевыми рудниками, имеют достаточно высокий процент содержания никеля, чтобы притягиваться к магниту. Также некоторые монеты из Англии имеют медное покрытие на стальном сердечнике и поэтому также притягиваются к магниту. Нержавеющая сталь — это сплав железа и других элементов, который устойчив к ржавчине («нержавеющая сталь»), но при этом намного меньше притягивается магнитом, чем, скажем, стальная банка из-под супа или другой еды.

Немагнитные предметы — это материалы, которые не содержат элементов никеля, кобальта и/или железа, встроенных внутрь, и не становятся магнитными, даже если к ним приближается магнитное поле.

Учебные материалы

  • Резьба
  • Скрепки
  • Магниты (стержневые, кольцевые или другие типы)
  • Журнал Lesson Maker (по одному на учащегося)
  • Доступ в Интернет

Внешние ресурсы

МАГНИТЫ: Как они работают?

Страницы журнала Maker

СКАЧАТЬ СТРАНИЦУ СТУДЕНТА

Заметки учителя

Кинестетическая деятельность под названием «Магнит, магнит, немагнитный» дает учащимся возможность проверить свое собственное понимание магнитного и магнитного.немагнитные материалы и связанное с ними воздействие магнитного поля на материалы. Он также служит инструментом формирующей оценки для учителя/фасилитатора. Нажмите ЗДЕСЬ для получения инструкций ведущего.

Цели обучения

  • Учащиеся проведут исследование, чтобы доказать существование полей между объектами, воздействующими друг на друга, даже если объекты не соприкасаются

Оценки

Самооценка учащихся

Учащиеся рисуют поводок из скрепки рядом с магнитом, расположенным в разных ориентациях

Коллегиальная оценка

Учащиеся корректируют свои позиции в кинестетической активности на основе отзывов сверстников и учителя

Оценка учителей

Просматривайте записи журнала Maker и задавайте учащимся уточняющие вопросы во время обсуждения всем классом

Урок 3: Исследование магнитной силы

Обзор урока

Учащиеся узнают об относительной силе магнитных сил, наблюдая за силами притяжения и отталкивания между магнитными объектами.Учащиеся собирают устройство для измерения и построения графика расстояния между кольцевыми магнитами, ориентированными так, чтобы отталкивать друг друга, прижимая их друг к другу с помощью утяжеленных предметов, обеспечивая косвенное измерение силы отталкивания между магнитами.

Основные вопросы

  • Что такое магнитные силы?
  • Как мы можем использовать простые материалы для наблюдения и измерения силы магнитных сил?

Процедура урока

Открытие (10-15 минут)

  1. Повторите вместе с учащимися выводы предыдущего урока.На уроке было рассмотрено магнитное выравнивание электронов в материалах с использованием видео и кинестетической деятельности, в которой учащиеся играют роль электронов в материале.
  2. Теперь, когда учащиеся понимают, почему некоторые материалы обладают магнитными свойствами, объясните, что теперь они будут изучать магнитные толчки и притяжения и их относительные силы (величины).
  3. Попросите учащихся поделиться примерами из своего опыта использования слабых и сильных магнитов. Направьте их к описанию своих примеров с точки зрения толчков и тяг (сил) 90–200

Упражнение: Относительные силы магнитных сил (15 минут)

  1. Учащиеся работают в группах.
  2. Пронумеруйте различные магнитные объекты, пометив их от № 1 до № 4. Например, скрепка может быть номером 1, металлический колпачок — номером 2 и так далее. Сделайте несколько комплектов, последовательно используя этикетки.
  3. Аналогичным образом пронумеруйте набор магнитов №1–№4, соблюдая последовательность.
  4. Предоставьте набор помеченных магнитных предметов и магнитов.
  5. Учащиеся размещают магнит и магнитный предмет на плоской поверхности на достаточном расстоянии друг от друга, чтобы предотвратить взаимодействие, а затем измеряют и записывают расстояние в журнал Maker
  6. Учащиеся медленно приближают объект к магниту с шагом в 1–2 сантиметра (см), пока не заметят взаимодействия..
  7. Они записывают свои наблюдения в журнал Maker.
  8. Учащиеся повторяют эту процедуру для остальных объектов.
  9. Они должны обсудить и проанализировать свои данные, чтобы определить закономерности относительной силы магнитных сил между объектами.

Расследование: левитирующие кольцевые магниты (30 минут)

Сборка устройства

  1. Покажите учащимся видеоролик Магнитный столб . Спросите их, что они замечают в конструкции полюса, положении магнитов, масштабе и кажущейся левитации магнитов.
  2. Раздайте каждой группе учащихся по 5-6 кольцевых магнитов (пончиков) и копию бумажных весов.
  3. Учащиеся будут использовать различные материалы для создания левитирующего кольцевого магнитного устройства, похожего на то, что показано в видеоролике (предлагаемые элементы см. в списке материалов для урока). Они должны начать с поиска предмета, похожего на шест, такого как дюбель, соломинка или карандаш, который может поместиться в отверстие в кольцевых магнитах.
  4. Учащиеся должны обернуть шаблон бумажных весов вокруг шестообразного предмета, чтобы градуированную шкалу можно было прочитать после того, как она будет вставлена ​​в материал, служащий основанием устройства (в видео используется круглая пена).Они закрепляют бумажные весы скотчем.
  5. Проверьте каждое устройство, чтобы убедиться, что учащиеся могут перемещать магниты вверх и вниз по стержню, не повреждая бумажные весы. Попросите учащихся отрегулировать масштаб бумаги по мере необходимости.
  6. Учащиеся собирают собственный контейнер для предметов, которые будут служить гирями. Контейнер должен иметь возможность плавно скользить вверх и вниз по стойке. Это означает, что учащиеся должны либо использовать предмет с центральным отверстием, либо вырезать или пробить отверстие в центре предмета.Некоторые предложения включают куполообразные крышки для напитков, маленькие бумажные стаканчики или другие предметы, похожие на чашки или миски.

Измерение магнитной силы

  1. Группы учащихся надевают на устройство два кольцевых магнита, ориентируя их так, чтобы они отталкивались друг от друга. Убедитесь, что один магнит находится сверху основания устройства.
  2. Учащиеся измеряют и записывают расстояние между верхней частью нижнего магнита и нижней частью верхнего магнита, используя бумажную шкалу (в мм). Если верхний магнит наклонен в одну сторону, измеряют расстояние до самой нижней точки верхнего магнита.
  3. Учащиеся определяют предметы, которые служат в качестве гирь, и выдвигают гипотезу о количестве каждого предмета, необходимого для того, чтобы прижать магниты друг к другу.
  4. Учащиеся отсчитывают предметы одного типа (например, 5 монет) и кладут их в контейнер весов.
  5. Они снова измеряют и записывают расстояние между магнитами, как описано.
  6. Учащиеся добавляют вес со стандартным шагом (т. е. если они использовали 5 монет до этого, они добавляют еще 5 монет в контейнер) и снова измеряют расстояние между магнитами.
  7. Учащиеся продолжают добавлять объекты в контейнер весов до тех пор, пока они не перестанут измерять расстояние между магнитами.
  8. Учащиеся сравнивают свои измерения со своей гипотезой для этого типа объекта.
  9. Предложите учащимся попробовать выполнить процедуру с различными предметами, которые нужно поместить в контейнер. Например, если они раньше использовали пенни, они могут переключиться на шарики для следующего раунда измерений.
  10. Учащиеся вычерчивают свои данные о расстоянии для каждого типа взвешенных объектов с количеством объектов по оси x и расстоянием (мм) по оси y.
  11. Предложите учащимся добавить больше магнитов, ориентированных на отталкивание, повторить процедуру и сравнить эти результаты с предыдущими результатами.
  12. Предложите группам учащихся сравнить свои данные и обсудить следующие вопросы:
  13. Сколько групп использовали те же утяжеленные предметы, что и ваша?
  14. Каковы были измерения расстояния для тех же объектов?
  15. Насколько данные вашей группы соотносятся с данными других групп? Какая группа имела наименьшее расстояние между магнитами для тех же объектов?
  16. Сколько объектов при этом давило на верхний магнит? Как эти результаты соотносятся с вашими гипотезами?
  17. Что это говорит вам о силе отталкивания магнитов?

Отражение (5-10 минут)

Учащимся нужно дать время подумать о том, что они узнали и как это могло изменить их мышление.Ниже приведены примеры вопросов, которые могут быть полезны:

  • Какой главный вывод вы сделали из этого урока о силе магнитных сил?
  • Что нового вы узнали о магнитах на этом уроке?
  • Что подтвердило то, что вы уже знаете о магнитах?
  • Насколько комфортно вы можете объяснить другому человеку свои знания о магнитах и ​​магнитных силах? Объяснять.

Образец учитель и ученик диалог.

T: «На предыдущих уроках мы узнали разницу между магнитными и немагнитными материалами и узнали о магнитном выравнивании частиц в материалах, благодаря которому они становятся магнитными (намагниченными). Сегодня мы узнаем об относительной силе магнитов».

S: «Что вы имеете в виду под силой магнита? Для меня это не имеет смысла, потому что у магнитов нет мускулов!»

T: «Под магнитной силой мы подразумеваем, насколько сильно магниты притягивают или отталкивают другие магнитные материалы.Притяжение или отталкивание вызывается силой, которая представляет собой толчок или притяжение, подобное пожатию чьей-то руки и либо притягивающему его или ее ближе, либо отталкивающему его или ее руку. Некоторые магниты сильнее других магнитов, что означает, что они толкают и притягивают другие магниты более заметно. Пожалуйста, поделитесь примером вашего опыта со слабыми или сильными магнитами».

S: «Как мы можем измерить силу магнита?»

T: «Это вопрос, который мы исследуем, работая в группах.Во-первых, мы исследуем относительную силу или величину некоторых магнитов, наблюдая за тем, как они толкают и притягивают разные объекты. Затем мы создадим устройство, в котором магниты будут левитировать или плавать, а затем сталкивать их друг с другом с помощью предметов разного веса. Вы измерите, запишите и нанесете графически свои данные, чтобы описать относительную силу магнитов.

Устройство расположено вертикально и стоит на плоской поверхности. Нижний магнит постоянно отталкивает верхний магнит, но сила тяжести притягивает верхние магниты вниз, и когда сила отталкивания и сила тяжести уравновешиваются, кажется, что верхний магнит парит над нижним магнитом.Когда к системе добавляется дополнительный вес, сила тяжести, действующая на верхний магнит, и добавленные веса объединяются, вызывая тем самым больший толчок верхнего магнита вниз по направлению к нижнему магниту. Два магнита не соприкасаются, потому что силы отталкивания между магнитами не выключаются и не исчезают. Вместо этого, по мере того, как верхний магнит сильнее прижимается к нижнему магниту, сила отталкивания, исходящая от нижнего магнита, увеличивается до равной величины в соответствии с 3-м законом движения Ньютона .

Учебные материалы

  • Кольцевые магниты
  • Различные мелкие магнитные предметы
  • Пена различных типов, которую можно резать ножницами
  • Предметы, похожие на столбики, такие как соломинки, деревянные палочки или шпажки (с удаленными острыми концами), карандаши или аналогичные предметы (ПРИМЕЧАНИЕ: Предметы должны быть как можно ближе к диаметру кольцевых магнитов)
  • Бумажные весы (мм), можно обернуть вокруг стойки
  • Метрическая линейка
  • Крышки для напитков в виде чашек или чашек или аналогичные, с центральным отверстием или достаточно тонкие, чтобы учащиеся могли прорезать отверстие
  • Предметы, служащие гирями (шарики, монетки, скрепки, камни и т. д.)) (ПРИМЕЧАНИЕ: объекты должны быть достаточно большими, чтобы не провалиться через центральное отверстие)
  • Журнал Lesson Maker (по одному на учащегося)
  • Доступ в Интернет

Внешние ресурсы

Видео на YouTube: Магнитный столб

Страницы журнала Maker

Лист идей с плавающим компасом

СКАЧАТЬ СТРАНИЦУ СТУДЕНТА

Заметки учителя

Убедитесь, что учащиеся измерили расстояние между верхним и нижним кольцевыми магнитами на своих магнитных устройствах, прежде чем добавлять грузы.Это дает им базовую точку данных, с которой можно проводить сравнения по мере добавления в систему дополнительных весов. Он также служит передовой практикой для сбора данных и получения выводов из набора данных для объяснения явлений.

Цели обучения

  • Учащиеся проведут исследование, чтобы доказать существование полей между объектами, воздействующими друг на друга, даже если объекты не соприкасаются.

Оценки

Оценка учащихся

Каждый учащийся сверяет свою гипотезу для каждого взвешенного объекта с измерениями, полученными экспериментально, отмечая закономерности в графическом наборе данных.

Коллегиальная оценка

Учащиеся обсуждают результаты своей группы с 1-2 другими группами и пытаются объяснить различия в результатах, несмотря на то, что следовали аналогичной процедуре исследования, обязательно используя термины и понятия, изученные на уроке.

Оценка учителей

Проинструктируйте группы или подмножество групп провести презентацию, в которой будут освещены результаты и продемонстрировано понимание относительной напряженности магнитного поля, а также даны ответы на основные вопросы урока.

Урок 4: Цепь из фольги и изучение компаса

Обзор урока

Учащиеся собирают и используют простые схемы из фольги, канцелярских скрепок и батареек типа АА, чтобы исследовать влияние электрического тока на направление, которое указывает магнитный компас. Когда провод и компас (ы) перемещаются, учащиеся могут наблюдать, как электрический ток в проводе создает магнитное поле с силовыми линиями, которые можно анализировать и описывать, подчеркивая взаимосвязь между электричеством и магнетизмом.

Основные вопросы

  • Какой эффект возникает, когда электрический ток, протекающий по проводу, подносится к магнитному компасу?
  • Как меняется эффект при изменении направления электрического тока?

Процедура урока

Открытие (10-15 минут)

  1. Кратко повторите вместе с учащимися выводы предыдущего урока. Предыдущие уроки касались магнитного выравнивания, магнитных полюсов и относительной силы магнитных сил.
  2. Скажите учащимся, что они будут изучать взаимосвязь между электричеством и магнетизмом, создавая простые схемы и наблюдая за направлением, которое указывает магнитный компас.
  3. Покажите первые 3:50 на YouTube: «Что такое электрический ток?» чтобы показать, как электроны текут в замкнутой цепи. Напомните учащимся, что электричество — это энергия, возникающая в результате существования заряженных частиц (таких как электроны или протоны), либо статически, как накопление заряда (батарея), либо динамически, как ток через провод в цепи.

Упражнение: Сборка фольги (10 минут)

Из сложенных полосок алюминиевой фольги можно легко сделать провода, выключатели, контакты ламп и язычки для батареек. Провода из фольги позволяют формировать витки под прямым углом, которые будут лежать ровно, что облегчает отслеживание пути электрического тока.

  1. Вырежьте из тонкого плотного картона или прессованного картона полоски ⅜” x 12½”, по одной на каждого учащегося или группу.
  2. Следуйте приведенным ниже наглядным инструкциям для одного из способов подготовки отрезков фольги и проволоки размером 3 x 12 дюймов, в котором полоска картона используется в качестве резака, а также формы для скручивания.
  3. Положите полоску картона вдоль длинного более грубого края куска фольги размером 3 x 12 дюймов и согните фольгу вокруг полоски, образуя плоскую ленту.
  4. Вытяните полоску картона и повторите то же самое с другими кусочками фольги.
  5. Сложенные проволоки из фольги длиной 12 дюймов можно разрезать или разорвать на любую желаемую длину. Более короткие детали можно использовать для изготовления контактов батареи, переключателей и т. д.

Упражнение: Построение простых схем (15 минут)

Студенты могут работать в группах или индивидуально.Используйте приведенные ниже инструкции и рисунки, чтобы помочь учащимся построить схемы.

  1. Вырежьте прямоугольник размером 4 x 1,5 дюйма из картона или аналогичного рифленого материала (см. ниже).
  2. Вставьте узкую петлю скрепки в желобок возле короткой стороны прямоугольника, как показано на рисунке. Повторите для противоположного конца, убедившись, что более широкие петли скрепки находятся на одной стороне прямоугольника.
  3. Вставьте фольгированную проволоку под обе широкие петли скрепки и сформируйте изгибы под прямым углом на концах, как показано ниже.
  4. Присоедините другую фольгированную проволоку к концу первой фольгированной проволоки, согнув и защипнув два конца вместе. Это обеспечивает большую длину провода, который можно использовать для замыкания цепи.

Исследование: воздействие электрического тока на магнитный компас (20–30 минут)

Учащиеся замыкают цепь с помощью батарейки АА, чтобы создать электрический ток. Размещая магнитный компас в разных местах рядом с цепью и регулируя длину проволоки из фольги вокруг компаса, учащиеся могут наблюдать, что магнитное поле существует вокруг проволоки из фольги, когда через нее протекает ток, и что его силовые линии можно проанализировать и определить. описано.

  1. Поместите магнитный компас поверх картона и проволоки из фольги (см. ниже).
  2. Отметьте направление стрелки компаса и запишите его в журнал Maker.
  3. Замкните цепь с батареей АА, прикоснувшись концами фольгированной проволоки к клеммам батареи.
  4. Обратите внимание на любые изменения направления стрелки в журнале Maker.
  5. Отсоедините фольгированные провода и клеммы аккумулятора. Отмечайте, что происходит, рисуйте эскизы и записывайте наблюдения в Maker Journal.
  6. Вытащите фольгу из-под одной или обеих скрепок, ослабьте провисание фольги и снова закрепите проволоку из фольги под скрепками. Сформируйте провисание в виде арки и расположите компас под аркой.
  7. Повторите шаги 2–4, не забывая точно записывать свои наблюдения.
  8. Продолжайте исследовать эффекты, вызванные перемещением компаса и фольги. Соображения могут включать: A) положение компаса, B) положение/конфигурацию проводов, C) ориентацию +/- батареи (это дает другие результаты, чем раньше?), D) вращение компаса вокруг провода в во всех направлениях, E) Использование нескольких компасов в разных точках контура
  9. Используйте свои записанные наблюдения и продолжайте исследование, чтобы ответить на основные вопросы: A) Какой эффект возникает, когда электрический ток, протекающий по проводу, приближается к магнитному компасу? Б) Как изменится эффект при изменении направления электрического тока?

Отражение (5-10 минут)

Учащимся нужно дать время подумать о том, что они узнали и как это могло изменить их мышление.Ниже приведены примеры вопросов, которые могут быть полезны:

  • Какой главный вывод вы сделали из этого урока об электрических токах и магнитных полях?
  • Что нового вы узнали об электричестве или магнетизме?
  • Что подтвердило то, что вы уже знаете об электричестве и магнетизме?
  • Насколько комфортно вы можете объяснить другому человеку свои знания об электричестве и магнетизме? Объяснять.

Образец диалога учителя и ученика

T: «На предыдущих уроках мы узнали о магнитных полюсах, магнитных силах и их относительной силе, а также о причинах магнитных свойств материалов.Мы изучали магнитные явления изолированно, то есть до сих пор не рассматривали, как магнетизм соотносится с другими явлениями. Сегодня мы начнем вводить электричество в наши дискуссии и занятия по магнетизму, и по мере того, как мы будем двигаться дальше, мы будем ценить и исследовать взаимосвязь между этими двумя научными явлениями».

S: «Я видел в Интернете видео о превращении гвоздя в магнит. К нему была подключена батарея».

T: «Это пример простого электромагнита.Мы будем выполнять действия, которые делают что-то подобное, но сначала нам нужно наблюдать за влиянием электричества на магнетизм, что мы и сделаем, используя магнитный компас. Для чего они используются?»

S: «Они помогают нам ориентироваться на карте!» «Они указывают на Северный полюс».

T: «Оба ответа правильные. Вопрос в том, будут ли они работать и выполнять те действия, когда поблизости есть электричество. Сегодня мы рассмотрим этот и другие вопросы, создав простую схему с батареей и фольгированными проводами и понаблюдав за тем, что произойдет, если магнитный компас поднести к цепи.

Электричество определяется как форма энергии, возникающая в результате существования заряженных частиц, таких как электроны или протоны, либо статически, как накопление заряда, либо динамически, как ток, протекающий по проводу или по воздуху (молния). Батарея представляет собой контейнер, состоящий из одной или нескольких ячеек, в которых хранится химическая энергия, а затем преобразуется в электричество и используется в качестве источника энергии. Батареи имеют электрические контакты, называемые клеммами, которые помечены как положительные (+) и отрицательные (-).Отрицательный вывод имеет скопление электронов, что делает его относительно более отрицательным, чем положительный вывод.

Основные схемы состоят из источника питания, проводов и различных компонентов, таких как резисторы, конденсаторы, транзисторы. Схема в этом упражнении использует батарею AA в качестве источника питания, провода из фольги и скрепки, которые можно использовать для удержания или соединения проводов из фольги с другим материалом или с батареей. Когда фольгированные провода подключены к клеммам батареи, говорят, что это замкнутая цепь ; при отключении это обрыв цепи .В закрытом состоянии отрицательный заряд, удерживаемый электронами в (-) части батареи, передает свою энергию электронам внутри материала в проводах, которые затем перемещаются по проводам от (-) клеммы батареи к (+) Терминал. Это электрический ток. Обратите внимание, что в этом упражнении нет промежуточных компонентов, таких как лампочка, а это означает, что электрический ток может свободно течь от одной клеммы к другой практически без сопротивления. Технически это короткое замыкание , что в электронике обычно не является желаемым результатом.Фольгированные провода, использованные в этом уроке, обеспечивают достаточное сопротивление, чтобы короткое замыкание не стало опасным для учащихся.

Слово электромагнетизм в физике используется для описания одной из фундаментальных сил природы, которая представляет собой силу между субатомными частицами, такими как протоны и электроны. Это помогает скрепить материю. Когда электрический ток течет по проводу, он создает магнитное поле. Когда ток течет по проводу, магнитное поле вращается вокруг провода.Направление тока определяет направление магнитного поля. Вы можете определить направление магнитного поля, используя «правило правой руки» (см. ниже). Ваш большой палец указывает в направлении тока (I). Если вы притворитесь, что обхватываете провод пальцами, они укажут направление вращения магнитного поля (В).

На этом уроке учащиеся изучают влияние электрического тока на магнитный компас, поднося компас к фольге так, чтобы поле, создаваемое током, взаимодействовало с полем, исходящим от намагниченной стрелки компаса.Наблюдаемое взаимодействие будет проявляться в виде отклонения стрелки компаса от своего первоначального направления. Интенсивность и направление движения стрелки компаса зависят от силы силы, создаваемой током, положения компаса вокруг провода и направления тока по проводу. Многократно перемещая компас (или несколько компасов) вокруг провода, учащиеся могут исследовать и узнавать больше о свойствах линий магнитного поля, генерируемых вокруг провода.

Учебные материалы

  • Магнитные компасы, по одному на группу
  • Алюминиевая фольга, идеально подходит всплывающая форма
  • Картон или эквивалент
  • Плотный картон, картон или аналогичный материал
  • Батарейки АА
  • Линейка
  • Скрепки
  • Журнал Lesson Maker (по одному на учащегося)
  • Доступ в Интернет

Внешние ресурсы

Видео на YouTube: Что такое электрический ток?

Страницы журнала Maker

Поток электронов

СКАЧАТЬ СТРАНИЦУ СТУДЕНТА

Заметки учителя

Этот урок предназначен для того, чтобы дать учащимся базовые знания об электричестве, чтобы они могли понять взаимосвязь между электрическими и магнитными явлениями.На уроке намеренно избегается степень тщательности, часто включаемая в тексты по физике по этим темам, чтобы деятельность на уроке была полезной для учителей, заинтересованных в преподавании этих тем, предположительно не обладающих обширными научными знаниями. Этот подход выгоден с точки зрения учителя, поскольку обеспечивает простой, логичный и справедливый путь к пониманию основ электромагнетизма для всех учащихся. Он также легко реализуется и может быть изменен для удовлетворения различных потребностей в обучении.

Цели обучения

  • Учащиеся проведут исследование, чтобы доказать существование полей между объектами, воздействующими друг на друга, даже если объекты не соприкасаются
  • Учащиеся описывают причинно-следственную связь между электрическим током, протекающим по проводу, и магнитным полем, создаваемым током, и полем, исходящим от магнитного компаса

Оценки

Самооценка учащихся

Отдельные учащиеся могут нарисовать схему своей проводной цепи и компаса со стрелками, показывающими магнитную силу, создаваемую электрическим током, а затем продемонстрировать сверстнику, как это работает

Коллегиальная оценка

Группы студентов сравнивают свои результаты и составляют t-диаграмму, в которой перечислены сходства и различия в их данных

Оценка учителей
  • Учащиеся делают видеодемонстрацию для размещения в Интернете, затрагивая такие ключевые понятия, как электрический ток, протекающий в определенном направлении, правило правой руки, силовые линии магнитного поля и изменения, вызванные электрическими токами
  • Учащиеся разрабатывают анимацию, программу Scratch или другое цифровое представление своей схемы-магнита

Урок 5. Спиральный провод вокруг компаса

Обзор урока

Учащиеся оборачивают проводящий провод вокруг магнитного компаса, пропускают через провод электрический ток и наблюдают за направлением стрелки компаса, вызванным наведенным магнитным полем, исходящим от провода.Учащиеся изменяют количество витков (оборотов) компаса и исследуют, как это меняет наблюдаемые результаты. С помощью упражнения и видеороликов, связанных с этим планом, учащиеся узнают, что чем больше число витков в проводе, тем больше напряженность магнитного поля вокруг намотанной проволоки. Это обеспечивает простую демонстрацию закона Фарадея.

Основной вопрос

  • Какова причинно-следственная связь между числом витков проволоки, намотанной на магнитный компас, и поведением стрелки компаса?

Процедура урока

Открытие (10-15 минут)

  1. Кратко повторите вместе с учащимися выводы предыдущего урока.Предыдущие уроки касались магнитного выравнивания, магнитных полюсов, магнитных сил и воздействия электрического тока, проходящего по проводу, на магнитный компас.
  2. Скажите учащимся, что они изучат еще один аспект электромагнетизма, связанный с катушкой, сделанной путем наматывания проволоки на компас. Это похоже на предыдущий урок, посвященный влиянию магнитного поля, создаваемого током, протекающим по отрезку проволоки из фольги. Однако в этом уроке основное внимание будет уделено влиянию количества витков проволоки, обернутой вокруг компаса.См. «Пример диалога учителя и ученика» ниже.
  3. В качестве альтернативы вы можете предложить учащимся прочитать информацию на этом веб-сайте (http://bit.ly/2IRdOJv) в качестве еще одной стратегии взаимодействия.

Сборка (5 минут)

Учащиеся собирают простую платформу, на которой будет держаться компас и провод, свернутый в катушку.

  1. Вставьте одну 3-дюймовую соломинку с прорезью в одно рифленое пространство в картонном материале. Возможно, вам придется зажать конец соломинки, чтобы она вошла в флейту.
  2. Повторите этот процесс для другой части соломинки, вставив ее в соседнюю флейту (см. ниже).
  3. Убедитесь, что соломинки вставлены неравномерно. Их смещение создает защелку, которая позже может захватить проволоку.
  4. Положите на картон магнитный компас.
  5. Оберните кусок токопроводящего провода несколько раз вокруг компаса, оставляя слабину на обоих концах. Зажмите концы проволоки между концами соломинки. Это может удерживать компас на месте, а также удерживать провод от разматывания.

Исследование: намотанная проволока вокруг компаса (20-30 минут)

Учащиеся исследуют эффекты, возникающие, когда наэлектризованный токопроводящий провод наматывается на компас, а затем соотносят количество витков в проводе с поведением стрелки компаса. Учащиеся определяют количество поворотов, которые они хотят исследовать.

  1. Положите узел на ровную поверхность. Компас предназначен для указания на магнитный север. Поворачивайте сборку до тех пор, пока N на компасе не совпадет с магнитным севером.
  2. Нарисуйте сборку в журнале Мастера урока, отметив положение стрелки компаса.
  3. Подсоедините концы провода к клемме батарейки АА. Запишите новое направление стрелки компаса. Отсоедините аккумулятор и посмотрите, вернется ли стрелка в прежнее положение. Повторите эту процедуру еще раз, чтобы убедиться, что результаты непротиворечивы.
  4. Увеличьте количество витков в катушке, обернув проволоку вокруг компаса (2-4 раза). Какое бы число вы ни выбрали, оно должно использоваться для каждого последующего наблюдения в расследовании, чтобы быть последовательным.
  5. Повторите шаг 3, описанный выше, записывая результаты урока в журнал Maker для выбранного номера хода.
  6. Продолжайте добавлять дополнительные витки и записывать эффекты в журнал Maker, пока позволяет оставшаяся длина провода или пока учитель не скажет, что вы должны остановиться.

Анализ и заключение (10-15 минут)

Учащиеся определяют закономерности в своих данных, которые, возможно, могут объяснить взаимосвязь между количеством витков в проволочной катушке и результирующим поведением стрелки компаса.Предложите учащимся рассмотреть следующие вопросы:

  1. Были ли случаи, когда стрелка двигалась относительно медленно или лишь немного?
  2. Были ли наблюдения, когда стрелка двигалась быстро и далеко от севера?
  3. Какое число оборотов вы наблюдали в каждом из этих случаев?
  4. Поведение иглы увеличивалось или уменьшалось с количеством оборотов?
  5. Как ваши результаты соотносятся с данными, собранными другими учащимися?

Отражение (5-10 минут)

Учащимся нужно дать время подумать о том, что они узнали и как это могло изменить их мышление.Ниже приведены примеры вопросов, которые могут быть полезны:

  • Какой главный вывод вы сделали из этого урока о наведенных магнитных полях?
  • Что нового вы узнали о наведенных магнитных полях и медных катушках?
  • Что подтвердило то, что вы уже знаете о них?
  • Насколько комфортно вы можете объяснить другому человеку свои знания об индуцированном магнетизме? Объяснять.

Образец диалога учителя и ученика

T: «На предыдущем уроке мы узнали, что электрические провода, по которым проходит электрический ток, создают магнитное поле.Мы также научились определять направление магнитного поля вокруг провода с помощью правила правой руки. Мы построили цепь и наблюдали за влиянием тока на магнитный компас. Сегодня мы увидим, что произойдет, если мы намотаем проволоку на компас».

S: «Разве это не одно и то же? Что мы могли бы заметить, что отличается от того, что было раньше?»

T: «Раньше мы делали схемы, в которых только один провод находился рядом с компасом или касался его. Сегодня мы собираемся обмотать вокруг компаса проволоку, на этот раз не из фольги.Вы будете наблюдать эффекты прохождения тока через провод на компасе. Затем вы измените количество витков или оборотов проволоки вокруг компаса, а затем запишите свои наблюдения».

S: «Если проволока обернута вокруг компаса и витки соприкасаются, я думаю, это все равно, что сделать более толстую проволоку. Это правильно?»

T: «Можно и так сказать. Что может повлиять на поведение компаса? Это то, что мы будем исследовать сегодня.Надеюсь, собранные вами данные помогут вам определить закономерность и, возможно, предсказать поведение компаса при различном количестве витков провода».

Слово «электромагнетизм» в физике используется для описания одной из фундаментальных сил природы, силы между субатомными частицами, такими как протоны и электроны. Это помогает скрепить материю. Когда электрический ток течет по проводу, он создает магнитное поле. Когда ток течет по проводу, магнитное поле вращается вокруг провода.Направление тока определяет направление магнитного поля. Вы можете определить направление магнитного поля, используя «правило правой руки» (см. ниже). Ваш большой палец указывает в направлении тока (I). Если вы притворитесь, что обхватываете провод пальцами, они укажут направление вращения магнитного поля (В).

На этом уроке учащиеся изучают влияние электрического тока на магнитный компас, поднося компас к фольге так, чтобы поле, создаваемое током, взаимодействовало с полем, исходящим от намагниченной стрелки компаса.Наблюдаемое взаимодействие будет проявляться в виде отклонения стрелки компаса от своего первоначального направления. Интенсивность и направление движения стрелки компаса зависят от силы силы, создаваемой током, положения компаса вокруг провода и направления тока по проводу. Многократно перемещая компас (или несколько компасов) вокруг провода, учащиеся могут исследовать и узнавать больше о свойствах силовых линий магнитного поля, генерируемых вокруг провода.

Токопроводящий провод, свернутый в спираль, создает увеличенную площадь, через которую может протекать ток. Создаваемая магнитная сила прямо пропорциональна величине тока, следовательно, чем больше витков в проволочной катушке, тем сильнее магнитная сила вокруг намотанной проволоки. Это упрощенное представление закона Фарадея (http://bit.ly/2IRdOJv). Для более подробного описания посетите http://bit.ly/FLInduction.

Учебные материалы

  • Магнитные компасы
  • Картон или аналог, разрезанный на куски размером 2 x 2 ½ дюйма
  • Изолированный медный провод или аналогичный, гибкий, нарезанный на 2 фута.длины
  • Батарейки АА
  • Обычные соломинки для напитков, надрезанные вдоль с одной стороны и нарезанные на 3-дюймовые кусочки
  • (дополнительно): скрепки
  • Журнал Lesson Maker (по одному на учащегося)
  • Доступ в Интернет

Внешние ресурсы

Возмущение магнитного поля

http://bit.ly/2IRdOJv (Закон Фарадея — для детей)

http://bit.ly/FLInduction

Страницы журнала Maker

Поток электронов

СКАЧАТЬ СТРАНИЦУ СТУДЕНТА

Заметки учителя

Соломинки можно легко разрезать с помощью плоского пластикового ножа для писем, если соломинку можно скользить к лезвию вдоль длинной выступающей части ножа.Ножницы являются альтернативой. Рифленые места в картоне вмещают кусочки соломинки. Соломинки, вставленные в каннелюры, обеспечивают естественную защелку, в которой удерживается проволока, когда она наматывается на компас.

Цели обучения

  • Учащиеся проведут исследование, чтобы доказать существование полей между объектами, воздействующими друг на друга, даже если объекты не соприкасаются
  • Учащиеся описывают причинно-следственную связь между числом витков наэлектризованного провода, обернутого вокруг компаса, и поведением стрелки компаса

Оценки

Самооценка учащихся

Учащиеся демонстрируют другому человеку эффект удвоения против удвоения.утроение количества витков провода на поведении стрелки компаса

Коллегиальная оценка

Группы сравнивают и обсуждают свои выводы и пытаются объяснить любые различия и/или сходства

Оценка учителей

Создайте игру на совпадение, в которой учащиеся должны сопоставить количество витков провода с разной степенью движения стрелки компаса

Проектная задача: выработка электроэнергии для питания светодиода

Обзор задач дизайна

В заключительном проекте учащиеся должны работать в команде и создать способ вращения генератора для питания светодиодной лампы в течение 10 секунд.Используя предварительные знания, полученные в процессе эмпатии и определения этапов процесса инженерного проектирования, учащиеся будут генерировать идеи и темы, создавать прототипы, тестировать и размышлять о том, соответствует ли их дизайн критериям и ограничениям и превосходит их.

Основные вопросы:  

  • Задача: Сможет ли ваша группа создать устройство, которое будет вращать генератор и включать светодиодную лампочку?
  • Что вы узнали, протестировав свой дизайн? Как вы можете использовать эти знания для повторения своего дизайна?
  • Какой вид энергии ваше устройство преобразовывало в электрическую?

ПРОЦЕДУРА УРОКА

  1. Напомните учащимся, что электричество является неотъемлемой частью жизни нашего общества.Подавляющая часть мира по-прежнему создает энергию, создавая способ вращения магнита вокруг катушки проводов, преобразуя механическую энергию в электричество. Спросите учащихся, какие современные методы мы используем для вращения турбин и производства электроэнергии?
  2. Предложите учащимся просмотреть видео на Youtube о генераторе электромагнитных полей RAFT с инструкциями по сборке своего первого генератора.
  3. Поставьте перед учащимися задачу: создать систему, которая будет вращать магниты и поддерживать свечение светодиода в течение 10 секунд .
  4. Ознакомьте учащихся с предлагаемыми критериями и ограничениями их Конкурса дизайна.
    Критерии (проектные требования) Ограничения (проектные ограничения)
    • Устройство должно зажечь светодиодную лампочку на 10 секунд.
    • В устройствах должны использоваться материалы, одобренные учителями.
    • MakerJournal должен включать набросок дизайна, любые результаты тестирования и идеи по улучшению.
    • Устройство не может использовать батареи для вращения генератора.
    • Устройство не может питаться от человека. Вы не можете просто крутить его в течение 10 секунд.
  5. Дайте учащимся время на мозговой штурм и наброски идей в MakerJournal (стадия определения и создания идей).
  6. Разрешить учащимся создать первоначальный проект (этап прототипа).
  7. Разрешить учащимся тестировать и размышлять (этап тестирования).
  8. Разрешить учащимся повторять свой проект (итерационный цикл).
  9. Попросите учащихся подвести итоги, поделившись своими размышлениями и любопытством по поводу основных понятий и своего опыта обучения.

Критерии и ограничения

Помните, что все инженеры имеют дело с критериями и ограничениями при проектировании. Инженеры проектируют вещи, используя некоторые правила о том, как дизайн должен вести себя или работать. Эти правила называются критериями . У инженеров могут закончиться материалы, деньги, время на постройку или место для постройки чего-либо.Другими словами, существуют ограничения на то, как что-то может быть построено. Эти ограничения называются ограничениями . Критерии и ограничения для этой задачи приведены ниже.

Идеал

Предложите учащимся поработать в группах и провести мозговой штурм, а затем набросать на бумаге игровое поле и схемы. Попросите учащихся обозначить ключевые компоненты своей игры и схемы их игры. Объясните учащимся, что их наброски будут частью их дневника и будут использоваться для отметки того, что устройство нуждается в улучшении.

T: Теперь, когда мы попрактиковались в создании генератора, вот вам задание. Мы будем работать в командах, и вашей задачей будет создать систему, которая зажжет светодиод на 10 секунд. Вот некоторые критерии и ограничения.

Прототип

Если на вашем сайте доступно рабочее пространство, этап прототипирования наиболее благоприятен в этой среде. В качестве альтернативы расходные материалы из модуля «Электротехника» RAFT можно предварительно отсортировать на столе, чтобы учащиеся могли легко видеть, брать и возвращать материалы.Предложите учащимся выбрать менеджера по материалам, который принесет материалы и избежит потенциальных пробок в классе.

Отображать критерии и правила ограничений где-нибудь, видимом всем учащимся. Дайте учащимся 10–15 минут на сборку, а затем 10 минут на тестирование перед классом. Эта структура работает для классных комнат с меньшим пространством, ограниченным областью тестирования. Это поощряет групповую презентацию на этапе тестирования, когда каждый может увидеть каждый групповой тест и представить свой дизайн.

В качестве альтернативы можно выделить 20-25 минут на сборку и тестирование. Эта структура работает для больших классов с большим количеством доступных областей тестирования и студентов, которые лучше работают благодаря самоорганизации. В этой модели учащиеся могут свободно тестировать по мере создания и могут выполнять больше итераций.

T: Давайте возьмем наши наброски и начнем создавать наши прототипы. Помните, что только координатор снабжения должен компенсировать расходы, чтобы получить припасы. У нас будет 15 минут, чтобы попытаться создать наш первый прототип.Не беспокойтесь, если вы не сможете закончить вовремя, помните, что это наш первый прототип, но у нас будет вторая итерация.

S: Мы можем сделать все, что захотим.

T: Да, но помните, что это должно соответствовать критериям и ограничениям.

S: Что произойдет, если нам понадобится помощь?

T: Сначала спросите членов вашей команды, затем, если всей вашей команде все еще нужна помощь, сообщите об этом взрослому.

Тестируйте и анализируйте свой дизайн

Тестирование можно проводить в группах, где каждая группа по очереди выступает в классе. Это помогает построить публичное выступление и представляет собой увлекательный способ узнать, что точки сбоя в вашем устройстве являются полностью естественной частью проектирования.Тестирование также можно проводить во время сборки, чтобы уменьшить давление и стимулировать большее участие. Предложите учащимся подойти к месту тестирования и продемонстрировать свою завершенную систему.

Наводящий вопрос:

Как использовать энергию для вращения магнитов?

Каким образом мы можем заставить объекты двигаться без использования энергии человека или батареи?

Были ли какие-то причины, по которым ваше устройство могло работать не так, как вы планировали?

Как вы можете улучшить свой дизайн?

Процесс проектирования

Процесс инженерного проектирования является повторяющимся процессом.Посредством тестирования и сбора данных (или извлеченных уроков) инженеры воссоздают через несколько итераций проектные изменения постепенно, пока не будет создано окончательное решение. Существует много примеров процесса инженерного проектирования, но все они будут следовать одним и тем же принципам понимания проблемы, мозгового штурма идей, прототипирования решения, тестирования решения и повторения процесса.

Открытые и закрытые контуры

Замкнутая печатная плата имеет путь для беспрепятственного прохождения электронов.При правильном подключении всех проводов и подключении к источнику энергии, например батареям, замкнутая цепь должна позволять электронам течь к источникам света, динамикам и всем компонентам платы.

Открытая плата может иметь путь для выбора потока, но где-то есть разрыв, который останавливает циклический поток, и компоненты платы не будут работать. Переключатель позволяет нам включать и выключать устройство, либо прерывая путь электронов в выключенном положении, либо повторно соединяя путь электронов.

Материалы для решения задач дизайна

Строительные материалы

  • все материалы поставляются в блоке электромагнетизма RAFT
  • любой дополнительный материал в классе.

Внешние ресурсы

«Отвратительные, смертельные комары» от TED-Ed

Страницы журнала Maker

СКАЧАТЬ СТРАНИЦУ СТУДЕНТА

Заметки учителя

Примите тот факт, что неудачи — это способ обучения, общий для всех людей, даже для таких профессионалов, как инженеры, ученые, врачи, юристы и спортсмены.Разместите вокруг класса вывески, поддерживающие установку на рост. Используйте такие сокращения, как «Первая попытка обучения» (F.A.I.L).

Позвольте учащимся решать задачи, даже если кажется, что им тяжело. Ссылайтесь на критерии и ограничения для учащихся как на руководящие принципы, правила и инструкции по их разработке и воздержитесь от чрезмерных разъяснений. Учащиеся получат.

Активный класс

Советы по успешной работе в активной среде класса:

Коммуникация имеет решающее значение в процессе проектирования.Учащимся нужно разрешить говорить, стоять и передвигаться, чтобы брать материалы. Помогите учащимся стать успешными и позаботьтесь об успехе других, попросив их предсказать проблемы, которые могут возникнуть в активной среде, и попросите их предложить стратегии собственного поведения, которые обеспечат благоприятную рабочую среду для всех учащихся и учителей.

Практикуйте и прогнозируйте стратегии очистки перед началом занятия. Попросите учащихся высказать предложения о том, как оставить чистое и пригодное для использования место для следующего занятия.Учащимся может понравиться создание очень конкретных ролей для уборки. После того, как они установлены, одни и те же стратегии, принадлежащие учащимся, могут использоваться каждый раз, когда происходит практическое обучение.

Цели обучения

MS-PS3-3: применение научных принципов для разработки, создания и тестирования устройства, которое минимизирует или максимизирует тепловую передачу энергии.

  • Учащиеся будут применять полученные знания для проектирования, создания и тестирования решения, передающего энергию.
  • Учащиеся будут применять полученные знания для проектирования, создания и тестирования решения, которое может замыкать цепь и управлять потоком электронов.

Оценка

Самооценка учащихся

Студенческие группы просматривают свой журнал makerspace и подводят итоги своего обучения в групповом обсуждении

Коллегиальная оценка

Студенческие группы обсуждают и сравнивают свои выводы и рассказывают о различных важных способах использования воды и способах транспортировки пресной воды, которые они обнаружили в ходе своих исследований.

0 comments on “Изучение электричества с нуля: Please Wait… | Cloudflare

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.