Электричество чем полезно и чем опасно
Что такое электрический ток знает каждый старшеклассник. Более того, современную жизнь просто невозможно представить без использования электрической энергии. Электрический ток дарит нам и свет (электрические лампы), и тепло (электронагревательные приборы). В своей жизни мы используем самые разные электротехнические устройства, которые делают ее комфортнее (телевизор, радиоприёмник, телефон, стиральная машина, пылесос и так далее). Промышленность просто перестала бы существовать, если бы не было электричества. Однако, при всей той пользе, которую несет в себе использование электрического тока, он вместе с тем содержит в себе и опасность. Давайте попробуем разобраться, что нужно учитывать, чтобы это использование было безопасным.
Сначала следует отметить, что электрический ток может оказать на человеческий организм негативное воздействие:
Механическое: электрический ток приводит к сильному и резкому сокращению мышц вплоть до их разрыва.
Термическое: температурный нагрев тканей организма (ожог) вызывает функциональное расстройство органов.
Электролитическое: физико-химические процессы электролиза, происходящие под действием электрического тока в живых тканях, приводят к нарушению баланса.
Световое: вспышки света и ультрафиолетовое излучение, созданное электрическим током приводят к негативному воздействию на глаза.
Биологическое: действие электрического тока может привести к раздражению и перевозбуждению нервной системы человека.
Электрический ток в проводнике описывается законом Ома для участка цепи:
где I – сила тока в проводнике, измеряемая в амперах (А), U – электрическое напряжение на концах проводника, измеряемое в вольтах (В), R – электрическое сопротивление проводника, измеряемое в омах (Ом).
Действие электрического тока на организм человека в первую очередь определяется силой тока. Переменный электрический ток частоты 50 Гц, используемый для работы бытовой техники, является смертельно опасным, если сила тока равна или больше, чем 0,1А. К потере сознания приводят токи силой 0,05–0,1 А. Токи силой менее 0,05 А считаются сравнительно неопасными и приводят лишь покалыванию и к неприятным ощущениям в организме. Однако, даже при небольших токах силой 0,005–0,02 А мышцы теряют способность самопроизвольно сокращаться, и человек может оказаться долгое время под воздействием электрического тока, что не безопасно.
Согласно закону Ома сила тока обратно пропорциональна электрическому сопротивлению, которое может быть различным. Если кожа человека сухая и огрубевшая сопротивление равно примерно 100000–200000 Ом. Если кожа влажная и тонкая, то – 30000–50000 Ом. Самая неблагоприятная ситуация будет, если человек стоит на хорошо проводящей поверхности, в этом случае сопротивление уменьшается до 10000–20000 Ом. В условиях повышенной влажности сопротивление может быть очень небольшим: 1000–2000 Ом.
Таким образом, если человеческий организм оказался под воздействием бытового напряжения 220 В, то в самом неблагоприятном случае при сопротивлении в 1000 Ом, согласно закону Ома, сила тока будет 0,22 А. Такая сила тока может привести к параличу дыхания. В самом лучшем случае при сопротивлении в 200000 Ом сила тока будет 0,0011 А. Действие такого тока приведет лишь к неприятным ощущениям.
Поэтому никогда не нужно касаться оголенных проводов или неисправных электроприборов, если нет абсолютной уверенности в том, что они не находятся под напряжением. Особенно опасно прикосновение двумя руками, так как в этом случае электрический ток пройдет через область сердца.
По предложенному методу мы предлагаем вам решить задачу:
Определите, силу тока через резиновые перчатки толщиной 1мм, если площадь соприкосновения с электрическим проводом, находящимся под напряжением 220В, равна 1мм2.Удельное сопротивление резины 1013Омм.
Автор: Матвеев К.В., методист ГМЦ ДО г.Москвы
Источник
Четвертый межрайонный гуманитарный форум «Ижорские берега»
Электричество – что это? Опасно? Полезно?
Работу выполнил ученик 3 «А» класса ГБОУ гимназии № 402 Колпинского района г. Санкт-Петербурга Нагоркин Роман, Руководитель: учитель начальных классов ГБОУ гимназии № 402 Колпинского района г. Санкт-Петербурга Наркевич Л.П.
Санкт-Петербург, 2016Содержание:Цель работы: 3Задачи: 3Методы: 31. Введение 42. История электричества. 4Что говорят словари? 4Краткая история исследований и научных открытий 53. Где «живет» электричество?. 9Опыт первый 9Опыт второй 11Опыт третий 134.Техника безопасности. 175.Заключение 18Список литературы 20
Цель работы: Узнать что такое электричество и электрический ток. Источники электрического тока. Полезно или опасно для человека электричество.Задачи:1. Определить все понятия слова «электричество»2. Изучить историю электричества.3. Понять, где же «живет» электричество?4. Изучить правила обращения и технику безопасности при работе с электричеством. Методы:1. Изучить литературу про возникновение электричества в жизни человека.2. Использовать методы наблюдения.3. Провести опыты по электричеству.
1. Введение
В очень далёкие времена, когда горели лучины и топились печи, люди не представляли себе, в каком светлом и тёплом будущем будут жить их потомки. А современные дети, в своем большинстве, думают, что свечи были созданы исключительно для украшения Новогоднего праздника…, а что такое лучина –знает не каждый!Мы каждый день и практический целый день сталкиваемся с таким понятием как «электричество». Нашу жизнь тяжело представить без освещения улиц и квартир, без электрочайника и электроплиты, стиральной машины, телевизора и компьютера, без наших мобильных телефонов и планшетов, которые «питаются» электричеством. Вдруг что-то произойдет, и электричество просто исчезнет. Да, наша жизнь просто остановится! Так что же «помогает» нашей жизни? Что делает наши темные вечера светлыми как дома, так и на улице? Почему работает телевизор? Почему «телефон» питается из розетки?Все мои «почему» привели меня к вопросу: а что это такое – «электричество»? Как оно появляется? Из чего можно «добыть» электричество? И почему меня всегда родители остерегали и говорили, что электричество может быть опасным?И я начал свое исследование…
2. История электричества.Что говорят словари? В своем исследовании я сначала обратился к словарям. А как появилось слово «электричество» и что оно означает?Древние греки очень любили украшения из янтаря, названного ими за его цвет и блеск — «электрон», что означало «солнечный камень». Так и произошло, правда, много позже, и само слово «электричество».В словаре С.И. Ожегова слово «электричество» описано так: «Совокупность явлений, в которых обнаруживается существование, движение, взаимодействие заряженных частиц…» Википедия нам поясняет: «Электричество — совокупность явлений, обусловленных существованием, взаимодействием и движением электрических зарядов…». Краткая история исследований и научных открытийИсследование электричества начал древний греческий философ Фалес Милетский. Он открыл интересное свойство янтаря: если его натереть шерстяной тряпочкой, то янтарь притягивает к себе пушинки, мелкие кусочки дерева и травы. Но объяснить это свойство янтаря древнегреческий философ не смог, как и другие мыслители и философы на протяжении многих столетий не могли объяснить это свойство янтаря.Вплоть до 1600 г. знания человечества об электричестве оставались на уровне знаний древних греков. Началом развития науки об электричестве стал английский физик Уильям Гилберт (1544-1603). С помощью своего «версора» (первого электроскопа) Гильберт показал, что способностью притягивать легкие тела (соломинки) обладает не только натертый янтарь, но и алмаз, сапфир, карборунд, опал, аметист, горный хрусталь, стекло, сланцы и другие минералы, которые он назвал «электрическими» минералами.В 1650 году Отто фон Герике (1602-1686) создает первую электрическую машину, извлекавшую из натираемого шара, отлитого из серы, значительные искры, уколы которых могли быть даже болезненными. Однако тайна свойств «электрической жидкости», как в то время называли это явление, не получила тогда никакого объяснения.В 1745 году физик Питер ван Мушенбрук (1692-1761) изобрел первый автономный источник электроэнергии — лейденскую банку и провел с ней ряд опытов, в ходе которых установил взаимосвязь электрического разряда с его физиологическим действием на живой организм. Лейденская банка представляла собой стеклянный сосуд, стенки которого снаружи и изнутри были оклеены свинцовой фольгой, и являлась первым электрическим конденсатором. Если обкладки прибора, заряженного от электростатического генератора Герике, соединяли тонкой проволокой, то она быстро нагревалась, а иногда и плавилась, что указывало на наличие в банке источника энергии, которую можно было транспортировать далеко от места ее зарядки. Лейденская банка стала первым «жилищем» электричества и прародителем всем нам известной батарейки.В 1747 году приступил к экспериментам с электричеством американский ученный Бенджамин Франклин (1706-1790), предложивший понятие положительного и отрицательного заряда. Историю развития электричества в период с 1600 по 1800 год, можно назвать исследовательским и подготовительным этапом. За это время различными учёными неосознанно подготавливалась почва для дальнейших и более значимых открытий и изобретений. В 1800 году итальянский профессор Александр Вольта (1745-1827) изобрел химическую батарею. Эксперименты, которые в первой половине 1800-х провел английский физик Майкл Фарадей (1791-1867), во многом способствовали применению электричества в том виде, в котором оно дошло и до нас – принцип работы генератора, электродвигателя, телефона и телеграфа. В 1831 году Майкл Фарадей открыл закон электромагнитной индукции, а спустя пару лет Эмилий Ленц (русский физик немецкого происхождения) обобщил опыты Фарадея, создав тем самым основу для создания электрогенераторов и электродвигателей. За промежуток времени с 1800 по 1900 годов, было придумано множество изобретений, которые можно назвать первыми прототипами нынешних электроустройств. Это и свинцовый аккумулятор, электрозвонок, буквопечатный электромагнитный телеграф, электрогенераторы и электродвигатели различных типов, радиопередача Попова, первый электротранспорт и многое другое. Электрическая лампочка к концу 1800-х применялась уже в нескольких странах. В России этого добился Павел Николаевич Яблочков (1847-1894), а в США это был – Томас Эдисон (1847-1931).Повсеместное же использование электричества началось во многом благодаря австро-венгерскому изобретателю Николе Тесла (1856-1943). В числе главных его изобретений в этой области — первые образцы электромеханических генераторов высоких частот, и первый высокочастотный трансформатор. Кроме этого именно Тесла сформулировал основные правила техники безопасности при работе с электричеством, которые используются и сегодня.Масштабным внедрением электричества в социальное общество были — первые электрофицированые производства с электрооборудованием, начало строительства электростанций и усовершенствование непосредственной электропередачи на большие расстояния, внедрение и широкое распространение городского электротранспорта — трамваев. Всё это способствовало лавинообразному процессу внедрения электричества в жизнь человека и фундаменту всему тому, что мы сейчас имеем.3. Где «живет» электричество?
Для изучения данного вопроса я провел несколько опытов: Опыт первыйЯ потер надутый воздушный шарик об волосы, и к нему легко стали прилипать мелкие кусочки бумаги; я легко «прилепил» его натертой стороной к стене; поднес шарик к струйке воды из-под крана, и струйка отклонилась в сторону от шарика; положил шарик на стол противоположной стороной от натертой стороны, и шарик мгновенно перевернулся на стол натертой стороной…Мне стало очень интересно, что же все-таки происходит с шариком? Какое явление я наблюдал? Я обратился к энциклопедии…Оказалось, что все дело в том, что шарик наэлектризовался! Все дело в электронах! Электрон — стабильная, отрицательно заряженная элементарная частица. Считается неделимой и является одной из основных структурных единиц вещества… Движение электронов вызывает течение электрического тока в проводниках.Вывод: Я понял, что электрический заряд накапливается в различных предметах и может передаваться от одного материала к другому. При натирании шарика о голову электроны переходят с волос на резиновую оболочку шарика. Шарик заряжается отрицательно, волосы – положительно. Заряженный шарик создает вокруг себя такое явление, как, электрическое поле, которое воздействует на стол, стену, воду. Разноименно заряженные тела притягиваются, поэтому волосы и другие предметы тянутся к шарику, а вода отклонилась от шарика только потому, что имеет такой же заряд, как и шарик, то есть отрицательный. Проведя эти опыты, я понял, что наблюдал статическое электричество. И оказалось что статическое электричество «живет» во всех предметах, которые нас окружают.Статическое электричество широко распространено в обыденной жизни… Электростатический разряд происходит при очень высоком напряжении и чрезвычайно низких токах. Даже простое расчесывание волос в сухой день может привести к накоплению статического заряда с напряжением в десятки тысяч вольт, однако ток его освобождения будет настолько мал, что его зачастую невозможно будет даже почувствовать. Именно низкие значения тока не дают статическому заряду нанести человеку вред, когда происходит мгновенный разряд…Опыт второйГде еще живет электричество? Мой опыт Вас удивит… Я решил сделать батарейку из… КАРТОФЕЛЯ! И доказать, что электричество живет даже в овощах и фруктах:Картофель хорош жареным, в виде пюре и даже… сгодится для часов. И это, действительно, правда. Картофель – это натуральная и самая вкусная батарейка. Я узнал из литературы, что сок картофеля содержит в себе растворенные соли и кислоты, которые являются естественными электролитами . Одна картошка, например, вырабатывает около 0,2 вольта. Немного, но ведь вырабатывает — и этим можно воспользоваться.Для удобства проведения этого опыта мама купила мне специальный набор «Картофельные часы», хотя можно было обойтись и подручными средствами. Для своего опыта я подготовил: медную и цинковую пластины, соединительные провода красного и черного цветов, клейкую ленту, два пластиковых стакана и сами электронные часы с проводами.Собрал все детали, согласно схемы сборки, и часы у меня заработали!Как это действует? Металлические пластины с картофелем формируют простую батарею, которая вырабатывает электричество для часов. Каждая картофелина действует как прибор, называемый гальваническим элементом. Он преобразует химическую энергию, запасающуюся в металлических пластинах, в электрическую. Две картофелины понадобились для того, чтобы выработать достаточное количество электричества для работы часов.Разные свойства металлических пластин вызывают движение электрического тока, а в картофеле находятся частицы, которые проводят электрический ток.Медные и цинковые пластины называются электродами, а картофель является электролитом.Картофельная батарея работает, так же как и простые батарейки для наших электронных приборов – фонариках, радио, и др.Вывод: из этого опыта видно, что мы можем переводить химическую энергию в электрическую. Так же мы опять наблюдаем, что электричество есть во всем что нас окружает, электричество можно найти даже в еде. Кстати картофель легко можно заменить на лимоны, яблоки и другие овощи и фрукты.Опыт третийЗнаете ли вы, что электрический ток можно получить при помощи механической работы и превратить нашу физическую энергию в электрическую? Нам не понадобятся розетки и батарейки, мы сможем создать электрический ток, вращая ручку динамо-машины.Перед нами собранная из специального конструктора – динамо-машина!В игрушечном моторе из этого конструктора провода обвернуты вокруг центральной оси в виде катушки. На внутренней стенке корпуса мотора находится два магнита. При повороте рукоятки центральная ось начинает вращается, что вызывает образование электрического тока и заставляет светодиод светиться. Это явление называется электромагнитной индукцией и является основой работы генератора! Напомню, что появлению генератора мы обязаны Майклу Фарадею.Я кручу ручку генератора – лампочка горит! Когда я кручу ручку генератора, я вырабатываю физическую энергию, а свечение лампы доказывает, что моя физическая энергия превратилась в электрическую!Но постоянно крутить ручку тяжело и я скоро устану, именно поэтому люди заменили физическую энергию человека для использования генератора на другие источники движения. Современные генераторы могут работать на горючем топливе, например – для выработки энергии для частного дома, там где еще не проведено централизованное электричество. Для производства большого количества энергии эти генераторы не используются, т.к. при их работе выделяется углекислый газ, а это загрязняет нашу окружающую среду.Уже давно ученые научились использовать возобновляемые источники энергии – солнце, ветер и воду. Возобновляемая энергия не иссякает и не загрязняет окружающую среду.При помощи силы движения рек человеком созданы гидроэлектростанции.
При помощи силы ветра человеком созданы ветряные электростанции.
При помощи солнца – солнечные.Человек даже научился использовать гравитационные силы луны и солнца, и в нашей стране уже давно есть приливные электростанции. Когда наступает прилив, морская вода поднимается и заставляет работать генераторы для выработки электроэнергии.Вывод: Свою физическую энергию человек может превратить в электрическую, для этого только нужна динамо-машина!Человек искал, нашел и ищет новые источники для производства электричества. Он уже приручил силу воды, силу ветра, силу солнца! Энергию движения воды, силы ветра, света солнца – превратил в электричество!
4.Техника безопасности.
Мы уже давно подружились с электричеством, но при неправильном или неосторожном обращении с ним, этот самый друг может превратиться в опаснейшего врага!У него нет ни цвета, ни запаха и часто мы забываем о его присутствии. Чтобы не попасться в ловушки грозного электротока нужно знать несколько правил:Дома:Никогда не оставлять без присмотра включенные электроприборы. Утюг или плита могут перегреться, чайник не выключится, или замкнет розетку. И тогда «Бах!» и мигом случится пожар.Электричество не любит, когда на его пути кто-то встречается. Поэтому никогда не пытайся вставить что-нибудь в розетку. Гвоздям, пуговицам и кнопкам здесь не место! Ток встретит их, забудет свою привычную дорогу и будет пытаться найти выход. Искры полетят во все стороны.Не занимайтесь ремонтом электрооборудования и приборов. Об их поломке сообщите родителям. Эту работу должен выполнять специалист.И самое опасное – если электричество встретится с водой. Почему мама всегда просит выключить телевизор, прежде чем стереть с него пыль? Малейшая влага и включенный электроприбор может заискриться и ударить нас током! Поэтому никогда нельзя трогать влажными руками электроприборы.На улице:Казалось бы: во дворе нет электроприборов, зато там есть трансформаторные будки, опоры с проводами, по которым электрический ток попадает в каждый дом. И этого электричества там гораздо больше, чем в наших розетках, а значит – оно ещё более опасно!Нельзя проникать внутрь трансформаторной будки и залезать на неё.Нельзя играть рядом и тем более залезать на опору линий электропередач.Нельзя играть с проводами, которые лежат на земле, ток может быть не отключен! Нельзя эти провода поливать водой!Нельзя приближаться к оборванным и провисшим проводам – может поразить шаговое напряжение! Рядом с проводом высокого напряжения, на поверхности земли в радиусе 8 метров образуется опасная зона, проводящая электрический ток – зона шагового напряжения.
5.Заключение
Электричество является составной частью природы и окружающего нас мира. Оно присутствует во всем: в каждой частичке нашей планеты, в пространстве, в человеке.Используя свойства электричества, человек создает приборы, приспособления и оборудования для улучшения условий жизни и труда.
Мне очень понравилось проводить опыты и искать ответы на вопросы. В ходе работы я многое узнал об электричестве:*Электрический заряд накапливается в различных предметах и может передаваться от одного материала к другому. *Электричество возникает, когда при трении веществ происходит разделение зарядов на два вида – положительные и отрицательные. *Физическую, химическую энергию и энергию природы можно превратить в электрическую.*Электричество живет везде и повсеместно, главное его надо извлечь и использовать с пользой для человека. *Электричество дарит нам свет в домах, освещает и развивает нашу жизнь. *Главное при работе с электричеством надо изучить технику безопасности, не пользоваться поврежденными приборами, а все работы с электроприборами проводить в присутствии взрослых.
Вывод: Электричество полезно и делает жизнь человека лучше, но электричество может быть и опасно, если не соблюдать технику безопасности!
Список литературы1. Твои первые научные опыты. Электричество. Литтера.2011.2. Райнер Кете. Зачем и почему. Электричество. Мир книги.2011.3. Горев Л. Занимательные опыты по физике. Просвещение. М. 1985.4. www.filipoc.ru5. https://electricity-history.ru/6. https://electrohobby.ru/istor_elektr_s_chego_vse_nach.html7. Использованы фотографии из общего доступа сети Интернет и из личного архива.
Источник