חשמל הוא מונח המשמש בקורס פיזיקה. בואו ננתח את ההגדרה של כמות פיזית זו, תכונות של מראה, יישום.
הגדרה
מהו חשמל? ההגדרה בפיזיקה מרמזת על שילוב של תופעות שונות הקשורות לתנועת מטען חשמלי.
מונח זה הוצג על ידי המדען האנגלי ויליאם גילברט בשנת 1600. הוא ניסה להסביר את מהות התופעות המתרחשות כאשר מצפן מגנטי פועל על הגוף. הוא זה שאישר בפועל את קיומו של חשמול גופות.
דפי היסטוריה
חשמל היא תופעה שניסו להסביר אותה כבר בתקופת קיומה של יוון העתיקה. פילוסופים שחיו במאה השביעית לפני הספירה גילו שכאשר משפשפים ענבר על צמר טבעי, הוא רוכש את היכולת למשוך אליו חפצים שונים.
במאה השבע-עשרה, הגרמני אוטו פון גריקה יצר מכונה אלקטרוסטטית המורכבת מכדור גופרית המותקן על מוט מתכת. מבנה כזה אפשר לו להתבונן לא רק במשיכה של עצמים, אלא גם בדחייתם.
סטפן גריי האנגלי של סוף המאה השמונה עשרהבוצעה סדרה של ניסויים בהעברת אנרגיה חשמלית למרחק מסוים. הוא הצליח לגלות שבהתאם להרכב החומר, היכולת להוביל זרם חשמלי משתנה.
מהו חשמל? המושג, המהות של תופעה פיזיקלית זו הוסבר על ידי הצרפתי שארל דופאי. במהלך ניסויים שונים, הוא קיבל שרף וחשמל זכוכית, המופיע במהלך חיכוך על זכוכית משי, שרף על צמר. באמצע המאה השמונה עשרה, פיטר ואן מושנברוק פיתח קבל חשמלי בשם קנקן ליידן. במקביל, ניסויים הנוגעים לחקר חשמל אטמוספרי בוצעו על ידי המדען הרוסי M. V. Lomonosov.
בסוף המאה השמונה-עשרה גילה קולומב את החוק לפיו חשמל הוא תנועה של חלקיקים טעונים.
בתחילת המאה התשע-עשרה גילה הפיזיקאי אורסטד את הכוח האלקטרומגנטי. הוא פתח וסגר את המעגל, מתבונן בתנודות של מחט המצפן, הממוקמת ליד המוליך הזרם. אמפר גילה שמגנטיות וחשמל קשורים זה לזה כאשר אין חשמל סטטי.
פאראדיי, תוך שימוש בתוצאות הניסויים של אמפר ואורסטד, גילה את תופעת האינדוקציה האלקטרומגנטית. הוא זה שפיתח את מחולל האנרגיה החשמלית, המורכב מליבה ממוגנטת, סליל, חשמל עבר דרכו. משמעות המילה לאחר הניסויים החלה להיות קשורה לתנועה של חלקיקים טעונים.
עבודתו של מקסוול הפכה לכתר של כל התופעות האלקטרומגנטיות. בעשריםהמאה, הופיעה תורת הקוונטים של האלקטרודינמיקה. היא ענתה על כל השאלות שהיו למדענים באותה תקופה.
מהו מטען חשמלי
כבר גילינו שחשמל הוא כמות הקשורה לתנועה של חלקיקים טעונים. מהו מטען חשמלי? זה מרמז על היכולת ליצור שדה חשמלי סביב המוליך. גופים בעלי אותו מטען דוחים זה את זה, וגופים בעלי מטענים שונים מושכים אותם. בזמן שהחלקיקים נעים מתרחשת העברת הזרם החשמלי בתוך המוליך.
חשמל טבעי
ברק נחשב כביטוי בהיר של זרם חשמלי בעולם החי. אופיו החשמלי הוקם במאה השמונה עשרה. זה היה הברק שגרם לשריפות יער רבות. הפרש הפוטנציאל המתרחש בין שכבות האטמוספירה לפני השטח של כדור הארץ הוא 400 קילו וולט.
התהליכים המתרחשים במערכת העצבים קשורים גם למעבר של מטען חשמלי. לדוגמה, במהלך עלייה במתח על קרום התא, נצפית קפיצת מתח, אשר בביולוגיה נחשבת לדחף עצבי. ניתן להשתמש בו כדי להעביר מידע מתא אחד למשנהו. דגים משתמשים בחשמל כדי לחפש טרף מתחת למים, כמו גם כדי להגן על עצמם מפני אויבים.
לדוגמה, צלופח החשמלי הדרום אמריקאי יכול לייצר פריקות חשמל של עד חמש מאות וולט. למפריס וכרישים יכולים להשתמשחשמל לזיהוי כרייה. קולטנים חשמליים מיוחדים קולטים שדות של אורגניזמים אחרים.
מסקנה
ניסויים בחשמל תרמו להתקדמות הטכנולוגית. על בסיס זרם חשמלי מתפקדים מכשירים שונים המשמשים לחיי היומיום של האדם, במדע ובטכנולוגיה.
כדי לעמוד במלוא הדרישות שהמציאות מציבה לחשמל, פותחו מחוללי זרם רבי עוצמה. עבודתם מבוססת על התיאוריות של חשמל ומגנטיות שנדונו לעיל.
