Как объяснить электричество ребенку?

СОДЕРЖАНИЕ

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

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

Ричард Фейнман

Используйте эти советы, чтобы начать:

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

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

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

Чем наглядней и эффектней, тем проще и понятней.

Что такое электричество?

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

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

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

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

Статическое электричество возникает естественным образом, когда определенные объекты соприкасаются и создают трение. Молния является примером статического электричества, создаваемого, когда частицы льда и воды в грозовых облаках сталкиваются, создавая большие электрические заряды (болты), которые распространяются на землю ниже или в близлежащие облака.

Взято я Яндекс Картинок

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

Как вырабатывается электричество?

Все во вселенной — солнце, облака, трава, грязь, игрушки, одежда, камни и даже люди — состоит из атомов, крошечных частиц, которые содержат протоны, нейтроны и электроны. Протоны и нейтроны находятся внутри ядра атома (в центре), а электроны вращаются вокруг ядра. Электроны, имеющие отрицательный заряд, не уплывают при нормальных обстоятельствах. Они остаются на орбите, потому что протоны в ядре имеют положительный заряд, который держит электроны близко. В этом состоянии атом нейтрален (не имеет заряда), потому что число протонов равно числу электронов. Когда внешние силы (например, трение или химические реакции) нарушают баланс, атомы могут потерять или получить электрон. Именно движение этих потерянных электронов производит электричество.

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

Принцип работы ветрогенератора

Генерируемый ток проходит по проводам в большие трансформаторы. Трансформаторы увеличивают напряжение, позволяя мощности уходить далеко. Ток продолжается через высоковольтные линии электропередач, которые простираются по всей стране. Прежде чем электричество приходит в ваш дом, оно направляется на подстанцию, которая преобразует напряжение из высокого в низкое. Оттуда он проходит через систему линий электропередач меньшего размера и другого трансформатора, чтобы еще больше снизить напряжение. Наконец, электричество отправляется в дома и на предприятия, где одним нажатием кнопки или щелчком переключателя оно питает устройства современной жизни!

Эксперименты со статическим электричеством для детей

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

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

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

Вуаля, Вы маг и волшебник электричества).

Ставьте лайк, если статья понравилась. Пишите комментарии.

Делитесь также этой статьей в социальных сетях.

Что такое напряжение и ток?

Tok-kak-vodoprovodnaia-analogiia.jpg

Кстати действительно что же такое электрический ток и напряжение? Я думаю, что никто на самом деле и не знает, ведь чтобы это знать это надо хотябы видеть. Кто может видеть ток, бегущий по проводам?

Да никто, человечество еще не достигло таких технологий, чтобы воочию наблюдать движения электрических зарядов. Все что мы видим в учебниках и научных трудах это некая абстракция созданная в результате многочисленных наблюдений.

Ну ладно об этом можно много рассуждать Так давайте попробуем разобраться, что такое электрический ток и напряжение. Я не буду писать определения, определения не дают самого понимания сути. Если интересно, возьмите любой учебник по физике.

Так как мы его не видим электрического тока и всех процессов протекающих в проводнике, тогда попробуем создать аналогию.

И традиционно электрический ток текущий в проводнике сравнивают с водой бегущей по трубам. В нашей аналогии вода это электрический ток. Вода бежит по трубам с определенной скоростью, скорость это сила тока, измеряемая в амперах. Ну трубы это само собой проводник.

Хорошо, электрический ток мы себе представили, но а что такое напряжение? Сейчас помозгуем.

Вода в трубе, в отсутствии каких-либо сил (сила тяжести, давления) теч не будет, она будет покоиться как и любая другая жижа вылитая на пол. Так вот эта сила или точнее сказать энергия в нашей водопроводной аналогии и будет тем самым напряжением.

Но что происходит с водой бегущей из резервуара расположенного высоко над землей? Вода устремляется бурным потоком из резервуара к поверхности земли, гонимая силами тяготения. И чем выше от земли расположен резервуар тем с большей скоростью вытекает вода из шланга. Понимаете о чем я говорю?

Чем выше резервуар, тем больше сила (читай напряжение) воздействующая на воду. И тем больше скорость водного потока (читай сила тока). Теперь становится понятно и в голове начинает создаваться красочная картинка.

Понятие потенциала, разности потенциалов

Elektricheskaia-tcep.jpg

С понятием напряжения электрического тока тесно связано понятие потенциал , или разность потенциалов.Хорошо, обратимся снова к нашей водопроводной аналогии.

Наш резервуар находится на возвышенности что позволяет воде беспрепятственно стекать по трубе вниз. Так как бак с водой на высоте, то и потенциал этой точки будет более высоким или более положительным чем тот что находится на уровне земли. Видите что получается?

У нас появилось две точки имеющие разные потенциалы, точнее разную величину потенциала.

Получается, для того чтобы электрический ток мог бежать по проводу, потенциалы не должны быть равны. Ток бежит от точки с большим потенциалом к точки с меньшим потенциалом.

Помните такое выражение, что ток бежит от плюса к минусу. Так вот это все тоже самое. Плюс это более положительный потенциал а минус более отрицательный.

Кстати а хотите вопрос на засыпку? Что произойдет с током, если величины потенциалов будет периодически меняться местами?

Тогда мы будем наблюдать то как электрический ток меняет свое направление на противоположное каждый раз как потенциалы поменяются. Это получится уже переменный ток. Но его мы пока рассматривать не будем, дабы в голове сформировалось ясное понимание процессов.

Измерение напряжения

Zamer-napriazheniia.jpg

Для замера напряжение используется прибор вольтметр, хотя сейчас наиболее популярны мультиметры. Мультиметр это такой комбинированный прибор имеющий в себе много чего. О нем я писал в статье и рассказывал как им пользоваться.

Вольтметр это как раз тот прибор который измеряет разность потенциалов между двумя точками. Напряжение (разность потенциалов) в любой точке схемы обычно измеряется относительно НОЛЯ или ЗЕМЛИ или МАССЫ или МИНУСА батарейки. Не важно главное это должна быть точка имеющая наименьший потенциал во всей схеме.

Итак чтобы измерить напряжение постоянного тока между двумя точками, делаем следующее.Черный (минусовой ) щуп вольтметра втыкается в ту точку, где предположительно мы можем наблюдать точку с меньшим потенциалом (НОЛЬ). Красный щуп (плюсовой) втыкаем в точку, потенциал которой нам интересен.

И результатом измерения будет числовое значение разности потенциалов, или другими словами напряжение.

Измерение тока

Zamer-toka.jpg

В отличие от напряжения, которое замеряется в двух точках, величина тока замеряется в одной точке. Так как сила тока (или говорят просто ток) по нашей аналогии есть скорость течения воды, то эту скорость нужно замерять только в одной точке.

Нам нужно распилить водопровод и вставить в разрыв некий счетчик, который будет подсчитывать литры и минуты. Както так.

Аналогично если вернемся в реальный мир нашей электрической модели, то получим тоже самое. Чтобы замерить величину электрического тока, нам нужно подключить в разрыв электрической цепи нехитрый прибор амперметр. Амперметр также входит в состав мультиметра. Вы также можете почитать в моей статье.

Щупы мультиметра нужно переставить в режим измерения тока. Затем перекусываем наш проводник, и подключаем обрывки провода к мультиметру и вуаля на экране мультиметра будет показана величина тока.

Закон Ома

Ну что дорогие друзья, я думаю что мы не теряли время даром. Ознакомившись с нашими водопроводными моделями в голове начал складываться пазл, начало формироваться понимание.

Ну чтож попробуем проверить его на законе Ома.

Где:

  • I ток измеряемый в Амперах (А);
  • U-напряжение измеряемое в Вольтах (В);
  • R-сопротивление измеряемое в Омах (Ом)

Ом нам говорил, что Электрический ток прямо пропорционален напряжению и обратно пропорционален сопротивлению.

Про сопротивление я сегодня не говорил, но я думаю что вы поняли. Сопротивление электрическому току оказывается материалом проводника. В нашей водопроводной системе сопротивление току воды оказывают ржавые трубы, забитые ржавчиной и прочей какой. 🙂

Таким образом закон Ома работает во всей своей красе что для водопроводной системы, что для электрической. Может быть мне податься в сантехники, уж очень много схожего. 🙂

Чем выше задран резервуар с водой, тем быстрее по трубам будет теч вода. Но если трубы загажены то скорость будет меньше. Чем больше сопротивление воде тем медленнее она будет теч. Если засор, то вода вообще может встать.

Ну и для электричества. Величина тока зависит прямо пропорционально от величины напряжения (разности потенциалов), и обратно пропорционально зависит от сопротивления.

Чем выше напряжение тем больше величина тока, но чем больше сопротивление тем меньше величина тока. Напряжение может быть очень большим, но ток может не теч из-за обрыва. А обрыв это все равно, что если вместо металлического проводника мы подключили проводник из воздуха, а воздух обладает просто гигантским сопротивлением. Вот ток и остановится.

Чтоже дорогие друзья, вот и подходит время закругляться, вроде все что хотел сказать в этой статье я сказал. Если остаются какие-либо вопросы спрашивайте в комментариях. Дальше будет больше, планирую написать череду обучающих материалов, так что[urlspan]не пропустите[/urlspan]

Желаю вам удачи, успехов и до новых встреч!

С н/п Владимир Васильев.

P.S. Друзья, обязательно подписывайтесь на обновления! Подписавшись вы будете получать новые материалы себе прямо на почту! И кстати каждый подписавшийся получит полезный подарок!

Конструктор ЗНАТОК 320-Znat 320 схем

Конструктор ЗНАТОК 320-Znat 320 схем это инструмент, который позволит получить знания в области электроники и электротехники а также достичь понимания процессов происходящих в проводниках.

Конструктор представляет собой набор полноценных радиодеталей имеющих спец. конструктив, позволяющий их монтаж без помощи паяльника.Радиокомпоненты монтируются на специальную плату основание, что позволяет в конечном итоге получить вполне функциональные радиоконструкции.

Используя этот конструктор можно собрать до 320 различных схем, для построения которых есть развернутое и красочное руководство. А если подключить фантазию в этот творческий процесс то можно получить бесчисленное количество различных радиоконструкций и научиться анализировать их работу. Этот опыт я считаю очень важен и для многих он может оказаться бесценным.

Вот несколько примеров того, что Вы можете сделать благодаря этому конструктору:

Летающий пропеллер; Лампа,включаемая хлопком в ладоши или струей воздуха; Управляемые звуки звездных войн, пожарной машины или скорой помощи; Музыкальный вентилятор; Электрическое световое ружье; Изучение азбуки Морзе; Детектор лжи; Автоматический уличный фонарь; Мегафон; Радиостанция; Электронный метроном; Радиоприемники, в том числе FM диапазона; Устройство, напоминающее о наступлении темноты или рассвета; Сигнализация о том, что ребенок мокрый; Защитная сигнализация; Музыкальный дверной замок; Лампы при параллельном и последовательном соединении; Резистор как ограничитель тока; Заряд и разряд конденсатора; Тестер электропроводимости; Усилительный эффект транзистора; Схема Дарлингтона.

P.S. У нас тут есть своеобразный жлобометр жадный не заметит соцкнопки, а щедрый делится с друзьями. 🙂

Электрический стенд для детей детали и процесс изготовления

Для изготовления стенда в моем варианте понадобятся следующие материалы:

1. Пластиковое ведро

2. Компьютерный вентилятор от процессора

3. Два выключателя с фиксацией, один кнопочный выключатель

4. Четыре светодиода

5. Провода, обрезок гибкой проволоки длинной около 0,5 м и диаметром 1-2 мм.

6. Батарейка крона

7. Пластиковая бутылка на 1,5 литра

Из инструментов потребуется дрель, паяльник, шило, пассатижи, бокорезы, канцелярский нож.

Сначала размечаем крепления для вентилятора (я разместил его на верху по центру). Затем крепим вентилятор (можно шурупами, можно, как у меня с помощью гибкой проволоки). По краям делаем отверстия для светодиодов и выключателей. У меня в процессе изготовления активно участвовал сын, а я ему в это время рассказывал, для чего нужна каждая деталь и что нужно будет сделать, чтобы все заработало.

19951650.jpg

Сын размечает отверстия для кулера

Светодиоды я разместил по краям на верхней части ведра. Под них сверлил отверстия, а потом приклеил изнутри чтобы не выпадали.

Кстати, в магазине радиодеталей нашел интересные светодиоды, которые при подключении питания мигают разными цветами получается довольно-таки красиво. Мне вот интересно, там микросхема внутри и три встроенных светодиода (чтобы три цвета получилось), или как-то по-другому сделано?

Самое интересное для моего ребёнка было конечно разбираться старую нашу игрушку. В ней уже трещины были настолько большими, что не получалось восстановить, да и вид уже потерялся. Хорошо, что вся электрическая часть осталась в норме, поэтому я просто перенес детали в новый корпус.

3057317.jpg

Разбираем старую игрушку вот это интересно

После светодиодов я закрепил выключатели и с обратной стороны, припаял провода. Выключатели у меня были со встроенными лампочками и я сделал так, чтобы при включении лампочка на самом выключателе тоже загоралась.

Для включения кулера я использовал кнопочный выключатель, потому как дети редко выключают игрушку, а так нажал на кнопку работает, отпустил выключилось Батарейку я использовал аккумуляторную по тем же причинам (дети ее быстро разряжают), оказалось дешевле, чем каждый раз покупать новую. Для подключения батарейки крона я использовал специальный переходник, который крепится на батарейку и позволяет легко отключать и подключать батарейку.

7387560.jpg

Схема подключения электростенда

Для работы электростенда используется простейшая схема подключения ведь у нас три функции:

  1. Включаем кнопку загорается лампочка на кнопке и включается кулер
  2. Щелкаем один выключатель загораются и начинают мигать светодиоды
  3. Щелкаем второй выключатель загорается лампочка на выключателе

renimage-pel-779x621.jpeg

На схеме: выключатель ВК1 выключатель для светодиодов, ВК 2 это кнопка, включающая кулер, а ВК 3 это выключатель, на котором загорается лампочка при включении. Л1 и Л2 это лампочки, встроенные в выключатели ВК1 и ВК2 соответственно.

Как играть с электростендом?

После подключения и проверки работы электрической части я закрепил на вентиляторе горлышко от пластиковой бутылки, расширяющейся частью вверх. Чтобы не крепить дополнительно проволочками я подобрал такой размер, чтобы оно плотно одевалось на кулер и не сваливалось. Для чего это сделано? Здесь самая фишка игры ребёнку очень нравится, кидать сверху теннисные шарики, или другие мелкие игрушки на кулер и в результате они начинают либо крутиться, либо весело подпрыгивать))))) (Особенный восторг был от игрушечных человечков, которых мы так заставляли танцевать) Включение и выключение светодиодов это габариты нашего электростенда, который стал удивительной машиной. В общем, можно посмотреть процесс на видео:

Как рассказать об электричестве для детей на примере электростенда?

Самое главное, конечно привлечь к изготовлению электростенда детей. Когда мы делали эту игрушку, я показывал сыну батарейку, подключал к ней проводами лампочку, давал возможность ему самому подключить, чтобы сына видел в какой момент загорается лампочка и что если цепь разомкнуть, то она сразу тухнет. Об электричестве я рассказал так:

В батарейке есть много частичек, невидимых, но у каждой из них есть сила. И чем больше частичек, тем более сильны они вместе. Называются они электроны. Их очень много в батарейке и они очень хотят выбраться на свободу. Бегать эти электроны могут только от одной клеммы батарейки к другой (показывал клеммы на батарейке).

Электроны могут легко бегать только по проводам, но когда им на пути встречается лампочка, или моторчик, то им бежать труднее и чтобы добежать они начинают отдавать часть своей силы. В результате мы видим свет от лампочки и моторчик у нас крутится. Чем дольше у нас будет гореть лампочка, или крутиться вентилятор от батарейки, тем больше электрончиков потеряет силу и батарейка будет садится.

А если электронам бежать некуда (убираем проводок от батарейки), то они никуда не бегут и силу свою не теряют. Чтобы снова запустить электроны в батарейку мы ее заряжаем и тогда можно будет опять подключать лампочку и вентилятор.

Вот такое объяснение использовал я, чтобы объяснить такие, казалось бы простые и в то же время и нам самими, взрослым не всегда понятные вещи. Ведь, насколько я помню, до сих пор еще не решили в науке электроны бегут от плюса к минусу, или от минуса к плюсу?

А как Вы, уважаемые читатели объясняли детям об электричестве? Поделитесь в своих комментариях, ведь это очень нужная тема и интересная детям.

В повседневной жизни мы часто сталкиваемся с таким понятием как электричество. Что же такое электричество, всегда ли люди знали о нём?

Без электричества представить нашу современную жизнь практически невозможно. Скажите, как можно обойтись без освещения и тепла, без электродвигателя и телефона, без компьютера и телевизора? Электричество настолько глубоко проникло в нашу жизнь, что мы порой и не задумываемся, что это за волшебник помогает нам в работе.

Этот волшебник электричество. В чём же заключается суть электричества? Суть электричества сводится к тому, что поток заряженных частиц движется по проводнику (проводник это вещество, способное проводить электрический ток) в замкнутой цепи от источника тока к потребителю. Двигаясь, поток частиц выполняют определённую работу.

Это явление называется электрический ток . Силу электрического тока можно измерить. Единица измерения силы тока Ампер, получила своё название в честь французского ученого, который первым исследовал свойства тока. Имя ученого-физика Андре Ампер.

Открытие электрического тока и других новшеств, связанных с ним, можно отнести к периоду: конец девятнадцатого начало двадцатого века. Но наблюдали первые электрические явления люди ещё в пятом веке до нашей эры. Они замечали, что потёртый мехом или шерстью кусок янтаря притягивает к себе лёгкие тела, например, пылинки. Древние греки даже научились использовать это явление для удаления пыли с дорогих одежд. Ещё они заметили, что если сухие волосы расчесать янтарным гребнем, они встают, отталкиваясь друг от друга.

Вернёмся ещё раз к определению электрического тока. Ток направленное движение заряженных частиц. Если мы имеем дело с металлом, то заряженные частицы это электроны. Слово янтарь по-гречески это электрон.

Таким образом, мы понимаем, что всем нам известное понятие электричество имеет древние корни.

Электричество это наш друг. Оно помогает нам во всём. Утром мы включаем свет, электрический чайник. Ставим подогревать пищу в микроволновую печь. Пользуемся лифтом. Едем в трамвае, разговариваем по сотовому телефону. Трудимся на промышленных предприятиях, в банках и больницах, на полях и в мастерских, учимся в школе, где тепло и светло. И везде работает электричество.

Как и многое в нашей жизни, электричество, имеет не только положительную, но и отрицательную сторону. Электрический ток, как волшебника-невидимку, нельзя рассмотреть, учуять его по запаху. Определить наличие или отсутствие тока можно только, используя приборы, измерительную аппаратуру. Первый случай поражения электрическим током со смертельным исходом был описан в 1862 году. Трагедия произошла при непреднамеренном соприкосновении человека с токоведущими частями. В дальнейшем случаев поражения электрическим током произошло немало.

Электричество! Внимание, электричество!

Этот рассказ об электричестве для детей. Но, само по себе, электричество понятие далеко не детское. Поэтому, хотелось бы и в этом рассказе обратиться к мамам и папам, бабушкам и дедушкам.

Уважаемые взрослые! Рассказывая об электричестве детям, не забудьте подчеркнуть, что ток невидим, а потому особенно коварен. Что не нужно делать взрослым и детям? Не дотрагивайтесь руками, не подходите близко к проводам и электрокомплексам. Недалеко от линий электропередач, подстанций не останавливайтесь на отдых, не разводите костров, не запускайте летающие игрушки. Лежащий на земле провод может таить в себе смертельную опасность. Электрические розетки, если в доме маленький ребёнок, объект особого контроля.

Главное требование, предъявляемое к взрослым не только самим соблюдать правила безопасности, но и постоянно информировать детей о том, насколько может быть коварен электрический ток.

Заключение

Физики дали доступ человечеству к электричеству. Ради будущего учёные шли на лишения, тратили состояния, чтобы вершить великие открытия и дарить результаты своих трудов людям.

Будем бережно относится к трудам физиков, к электричеству, будем помнить о той опасности, которую оно потенциально несёт в себе.

Басню про электричество можно посмотреть

Электричество окружает детей повсюду: дома, на улице, в детсаду, в игрушках и бытовых приборах — сложно вспомнить сферу жизнедеятельности человека, где обходились бы без тока. А потому интерес детей к данной теме вполне объясним. Хотя рассказ о свойствах электричества — не только вопрос любознательности, но и безопасности малыша!

В 2-3 года у маленького человечка начинается период, когда ему интересно все. Что это, зачем, как работает, почему оно такое, а не иное, как этим пользуются, чем полезно или вредно — миллион вопросов в сутки папе и маме гарантирован. Причем сфера интересов почемучки обширна: его волнуют как приземленные темы (вроде того, или ), так и возвышенные ( , ). И расспросы об электричестве также естественны. Что такое ток, откуда берется и куда пропадает, когда щелкаем выключателем? Почему от электричества светится лампочка, и работает телевизор? Как папин или его работают без провода к розетке? Чем так опасен ток, что родители запрещают даже приближаться к этой розетке? Вариантов не счесть! Конечно, можно отмахнуться от них, сказав, что ребенок еще мал, чтобы понять эту тему (с точки зрения науки, электричество столь сложное понятие, о котором можно рассуждать не раньше 12-14 лет). Но такой подход ошибочен. Причем с точки зрения и воспитания, и безопасности. Пусть малыш не разберется в физике процесса, но знать суть электротока и относиться к нему с должным уважением ему вполне под силу.

Электричество: пчелы или электроны?

Итак, начнем с базового вопроса: что такое электричество? В общении с ребенком 2-3 лет возможно несколько подходов. Первый: игровой. Можно рассказать малышу, что внутри проводов живут, например, маленькие пчелы или муравьи, фактически невидимые человеческому глазу. И когда электроприбор выключен, они там покоятся, отдыхают. Но стоит подключить его к розетке (либо нажать на выключатель, если он соединен с сетью), как они начинают трудиться: бегать либо летать внутри провода вперед и назад без устали! И от такого их движения вырабатывается энергия, зажигающая лампочку или позволяющая работать тем или иным приборам. Причем количество таких пчелок-муравьишек в проводе может быть разным. Чем их больше и чем активнее они двигаются, тем выше сила тока — а значит, тем больший механизм они могут запустить. Проще говоря, чтобы светилась лампочка в карманном фонарике, нужно совсем мало таких помощников, а чтобы осветить дом — нужно иметь запас электричества намного, намного больше. И тут важно подчеркнуть: такие пчелы хоть и работают на пользу людей, но могут серьезно обидеться, если к ним относиться небрежно. Причем обидой дело не ограничится — они могут и больно-больно укусить (и чем больше пчелок, тем сильнее будет укус). А потому нельзя лезть в розетку или разбирать электроприбор, а также касаться оголенных проводов у подключенных приборов — пчелам может не понравиться, что кто-то пытается мешать им работать

Если же вам такой подход не по душе, вы предпочитаете отвечать ребенку на его вопросы с полной серьезностью, тогда можно рассказать о физическом явлении электричества, только адаптировав его для маленького человечка. Поясните, что внутри металлических проводов есть микрочастицы — электроны. Они, с одной стороны, настолько мелкие, что их даже в микроскоп невозможно рассмотреть, а с другой — их очень много. В обычном состоянии они находятся на одном месте и ничего не делают. Но когда включаете прибор, электроны начинают с большой скоростью передвигаться внутри проводов. Это движение и рождает энергию электричества. Чтобы малышу было понятно, как такое возможно, можно сравнить это с водой в трубах — не зря же говорят, что ток по проводам течет. Словно капли жидкости в трубочке, подталкивающие друг друга, следующие одна за другой, бегущие, пока не перекрыт вентиль, электроны действуют точно так — только у них вместо вентиля выключатель. А еще от прямого контакта с электронами, в отличие от воды, вы не намокаете, а получаете электрический удар. Это самый настоящий удар: ведь электронов очень много и они бегут с огромной скоростью. А потому, если встать у них на пути, они бьются в кожу с большой силой, что, конечно, очень больно. Поэтому, если прибор включен в розетку или оголился провод (что по сути равноценно разрыву трубы, когда вода вытекает наружу: и чем больше воды, тем сильнее ее напор), нельзя мешать ему. Пусть электроны тратят энергию на лампочку, а не на то, чтобы потратить ее, обидев малыша!

Демонстрируйте электроток на примерах

Какой бы подход в рассказе об электричестве вы ни выбрали, логичным для детей выступает следующий вопрос: а почему при включении прибора пчелы или электроны начинают в проводе двигаться, что их заставляет делать это? В таком случае надо в общих чертах рассказать о строении электросети, и желательно делать это с приведением наглядных примеров из окружающей жизни либо на фото- и видеоматериалах. Расскажите, что все-все провода в доме сходятся в один кабель, вмещающий нужное для жилья количество электронов/пчел. Далее он выходит на улицу и, опираясь на столбы, ведет к фабрике, где и производят эти частицы, — такой завод называют электростанцией. О том, как их производят (сжиганием угля, от привода на гидроэлектростанции или ветряках, от солнечных батарей), можно рассказать по желанию, если ребенок проявляет к этому интерес. Но обычно в 2-3 года хватает понятия, что есть такая фабрика, где делают электрических пчел или электроны. Хотя никто не запрещает провести вам с ребенком маленький, но наглядный эксперимент. Вам понадобится простейшая динамо-машина: с лампочкой и ручкой, от вращения которой светится лампочка. Малыш наверняка придет в восторг, видя, что может производить собственными руками электричество! Причем стоит ему перестать вращать рукоятку, и лампочка сразу гаснет — очень наглядно и просто.

Экспериментальная практика вообще крайне полезна — особенно в тех вопросах, где надо показать, что ток опасен. Для этого вам понадобится несколько батареек и пара лампочек. Вначале поясните, что батарейка — это такой маленький запас электричества: как консервы с едой, в которых припасено электронов для питания приборов на какое-то время. А потом покажите, как она работает: установили ее в игрушку и телефон, они работают. Закончился заряд пчелок/электронов — прибор выключился: и нужны или новые батарейки, или зарядить старые, залив из розетки партию помощников (подчеркните, что заряжать можно не все, а только батареи, называемые аккумуляторами). Теперь переходите к экспериментам. Возьмите батарейку на 9 В (ту, что принято именовать кроной) и предложите малышу прикоснуться одновременно к обоим контактам языком. Легкое жжение, которое почувствует, и есть проявление электрического удара — только слабым, ведь в батарейке пчелок или электронов очень мало. А в розетке их на порядок больше, а удар в десятки раз сильнее и больнее. Конечно, немалое количество детей захочет убедиться в этом. Потому нужен иной эксперимент: с парой разных лампочек — на 4,5 В и 9 В. Подключите ко все той же батарейке последнюю — она светится. А затем присоедините ту, что рассчитана на меньшее напряжение, — и она перегорит, причем эффектно: с хлопком, вспышкой и почерневшим изнутри стеклом Объясните, что для столь маленькой лампочки электронов в батарее слишком много, либо что пчелам не понравилось, что с ними играют без толку, и они испортили ее. Так и в розетке для человека — тока много или пчелы обидятся, и он может сильно пострадать.

Научите аккуратному обращению с электричеством!

Только помните: ваша цель — не запугать ребенка. Если в этом вопросе перегнете палку, велик риск, что в душе малыша поселится страх перед электричеством. Он будет панически бояться его, ему будет сложно пользоваться электроприборами, он будет их избегать и стараться сам их не включать. Правильнее не напугать, а научить аккуратности и бережливому отношению к току. Потому рассказывайте про риски, но не приукрашайте чрез меры все детали.

Для обучения обращению с электричеством уделите внимание на эти пункты:

нельзя включать любые электроприборы в доме без разрешения взрослых, они должны знать, что малыш включает и выключает телевизор, или другой крупный электроприбор;

недопустимо разбирать электрические приборы, даже если они отключены от розетки или малышу кажется, что требуется заменить какую-то деталь — например, перегоревшую лампочку в ;

нужно сразу же сообщать взрослым о любой проблеме с электроприбором: если перестал работать, начал неприятно пахнуть, дымиться или искрить, если разбился его корпус или порвался провод;

ни в коем случае нельзя мочить электроприбор или провода — вода, с одной стороны, может вывести его из строя, а с другой, является хорошим проводником для тока, а потому через нее может пойти электроудар;

обращаться с электроприборами надо аккуратно, не бросать их и не бить, все провода надо скручивать бережно, без изломов, а вытягивать их из розетки нужно не резко и не за провод, а плавно и за защитный штепсель;

на улице нельзя подходить к висящим со столба или торчащим из земли оборванным проводам и тем более касаться их, запрещено открывать дверцы трансформаторных будок и электрощитков;

покажите ребенку общепринятые символы электричества, которые должны сказать ему, что приближаться к обозначенным ими предметам и строениям без ведома взрослых не стоит ни при каких обстоятельствах.

И не забудьте к любопытству ребенка. Как бы вы ему ни втолковывали правила безопасности, он в любом случае осознанно или нет, малыш хоть раз попытается залезть в розетку, порвать провод и разбить электроприбор. Потому различные приспособления, от заглушек до специальных креплений для кабелей, жизненно необходимы!

Для чего нам электроэнергия и насколько она помогает нам жить, может узнать каждый, обведя критическим взглядом свое жилище и место работы.

Первое, что бросается в глаза, это освещение. И верно, без него даже 8-часовой рабочий день превратился бы в муку. Добираться до работы во многих мегаполисах и так небольшое счастье, а если придется это делать в темноте? А зимой так и в оба конца! Газовые фонари помогут на главных магистралях, но чуть свернул в сторону, и не видно ни зги. Можно легко провалиться в подвал или яму. А за городом на природе, освещаемой только светом звезд?

streetlight-1388418_1280.jpg

Ночное освещение улицы, Фото:pixabay.com

Удалять жару из офисов, куда с трудом добрался, без электричества тоже нечем. Можно, конечно, открыть окна и обвязать голову мокрым полотенцем, но надолго ли это поможет. Качающим воду насосам тоже нужно электричество, или придется регулярно ходить с ведром на ручную колонку.

Кофе в офисе? Забудьте! Только если всем сразу и не часто, чтобы дым от сгорающего угля не отравил рабочую атмосферу. Или за дополнительную денежку получать из соседнего трактира.

Отправить письмо в соседний офис? Надо взять бумагу, написать письмо от руки, затем ножками отнести его. На другой конец города? Вызываем курьера. В другую страну? А вы знаете, сколько это будет стоить? К тому же ответа не ждите ранее полугода из соседних стран и от года до пяти из-за океана.

Вернулись домой, надо зажечь свечи. Читать при них мучение для глаз, поэтому придется заняться чем-то другим. А чем? ТВ нет, компьютеров нет, смартфонов и тех нет, ибо нечем их запитать. Лежи на лавке и гляди в потолок! Хотя рождаемость точно повысится.

К этому следует добавить, что все пластмассы и удобрения сейчас получают из природного газа на заводах, где крутятся тысячи моторов, приводимых в движение всё тем же электричеством. Отсюда список доступных удобрений сильно укорачивается до тех, которые можно приготовить из природного сырья в чанах, размешивая в них ядовитую жижу лопатками с ручным, водяным или паровым приводом. Как результат, сильно сжимается объем производимых продуктов.

О пластмассах забудьте! Эбонит наше высшее счастье из длинного списка. А из металлов самым доступным становится чугун. Из медицины на сцену в качестве главного орудия снова выступают стетоскоп и быстро ржавеющий скальпель. Остальное канет в Лету.

Продолжать можно долго, но идея должна быть уже понятна. Нам нужно электричество. Мы можем выжить без него, но что это будет за жизнь! Так откуда же появилось это волшебное электричество?

Открытие электричества

Все мы знаем физическую истину, что ничто никуда бесследно не исчезает, а только переходит из одного состояния в другое. С этой истиной столкнулся греческий философ Фалес Милетский в VII веке до н. э. обнаружив электричество как вид энергии, натирая кусок янтаря шерстью. Часть механической энергии при этом перешла в электрическую и янтарь (на древнегреческом электрон) электризовался, то есть приобрел свойства притягивать легкие предметы.

Этот вид электричества сейчас называют статическим, и он нашел себе широкое применение, в том числе в системах очистки газов на электростанциях. Но в Древней Греции ему не нашлось применения и, если бы Фалес Милетский не оставил после себя записей о своих экспериментах, мы бы никогда не узнали, кто был тот первый мыслитель, заостривший свое внимание на виде энергии, являющейся едва ли не самой чистой среди всех, с которыми мы знакомы по настоящий день. Ею также наиболее удобно управлять.

Сам термин электричество то есть янтарность ввел в употребление Уильям Гилберт в 1600 году. С этого времени с электричеством начинают широко экспериментировать, пытаясь разгадать его природу.

Как результат, с 1600 по 1747 годы последовала череда увлекательных открытий и появилась первая теория электричества, созданная американцем Бенджамином Франклином. Он ввел понятие положительного и отрицательного заряда, изобрел молниеотвод и с его помощью доказал электрическую природу молний.

Далее в 1785 происходит открытие закона Кулона, а в 1800 году итальянец Вольта изобретает гальванический элемент (первый источник постоянного тока, предшественник нынешних батарей и аккумуляторов), представлявший собой столб из цинковых и серебряных кружочков, разделённых смоченной в подсоленной воде бумагой. С появлением этого, стабильного по тем временам, источника электричества новые и важнейшие открытия быстро следуют одно за другим.

f9f1cc27a8c39011df716a67e680041c.jpg

Майкл Фарадей, читающий рождественскую лекцию в Королевском институте. Фрагмент литографии, Фото:republic.ru

В 1820 году датский физик Эрстед обнаружил электромагнитное взаимодействие: замыкая и размыкая цепь с постоянным током, он заметил цикличные колебания стрелки компаса, расположенной вблизи проводника. А в 1821 году французский физик Ампер открыл, что вокруг проводника с переменным электрическим током образуется переменное электромагнитное поле. Это позволило уже Майклу Фарадею в 1831 году открыть электромагнитную индукцию, описать уравнениями электрическое и магнитное поле и создать первый электрогенератор переменного тока. Фарадей вдвигал катушку с проводом в намагниченный сердечник и в результате в обмотке катушки появлялся электрический ток. Фарадей также придумал первый электродвигатель проводник с электрическим током, вращающийся вокруг постоянного магнита.

Всех участников гонки за электричеством невозможно упомянуть в этой статье, но результатом их усилий явилась доказуемая экспериментом теория, детально описывающая электричество и магнетизм, в соответствии с которой мы производим сейчас всё, что требует электричества для своего функционирования.

Постоянный или переменный ток?

В конце 1880-х годов, еще до появления мировых стандартов на производство, распределение и потребление промышленной электроэнергии, разразилась битва между сторонниками использования постоянного и переменного тока. Во главе противостоящих друг другу армий встали Тесла и Эдисон.

Оба были талантливыми изобретателями. Разве что Эдисон обладал куда более развитыми способностями к бизнесу и к моменту начала войны успел запатентовать множество технических решений, в которых использовался постоянный ток (в то время в США постоянный ток являлся стандартом по умолчанию; постоянным называется ток, направление которого не меняется по времени).

gondu2hqv6s1pneiezsu.jpg

Но была одна проблема: в те времена постоянный ток было очень трудно трансформировать в более высокое или низкое напряжение. Ведь если сегодня мы получаем электроэнергию напряжением 240 вольт, а наш телефон требует 5 вольт, мы втыкаем в розетку универсальную коробочку, которая преобразует что угодно во что угодно в нужном нам диапазоне, используя современные транзисторы, управляемые крошечными логическими схемами с изощренным программным обеспечением. А что можно было сделать тогда, когда до изобретения самых примитивных транзисторов оставалось еще 70 лет? И если по условиям электрических потерь требовалось повысить напряжение до 100000 вольт, чтобы доставить электроэнергию на расстояние 100 или 200 километров, любые столбы Вольта и примитивные генераторы постоянного тока оказывались бессильны.

Понимая это, Тесла выступал за переменный ток, трансформация которого в любые уровни напряжения не представляла труда и в те времена (переменным считается ток, величина и направление которого периодически меняются со временем даже при неизменном сопротивлении этому току; при частоте сети 50Гц это происходит 50 раз в секунду). Эдисон же, не желая терять патентные отчисления себе, развернул кампанию по дискредитации переменного тока. Он уверял, что этот вид тока особо опасен для всего живого, и в доказательство публично убивал бродячих кошек и собак, прикладывая к ним электроды, соединенные с источником переменного тока.

Эдисон проиграл битву, когда Тесла предложил за 399000 долларов осветить весь город Буффало против предложения Эдисона сделать то же за 554000 долларов. В день, когда город осветился электричеством, полученным от станции, расположенной у Ниагарского водопада и вырабатывающей именно переменный ток, компания General Electric выкинула постоянный ток из рассмотрения в своих будущих бизнес-проектах, полностью поддержав своим влиянием и деньгами переменный ток.

thomas-edison-accomplishments-header.jpg

Томас Эдисон (США), Рис.:cdn.redshift.autodesk.com

Может показаться, что переменный ток навсегда завоевал мир. Однако у него имеются наследственные болячки, растущие из самого факта переменности. Прежде всего это электрические потери, связанные с потерями в индуктивной составляющей проводов ЛЭП, которые используются для передачи электроэнергии на большие расстояния. Эти потери в 10-20 раз превышают возможные потери в тех же самых ЛЭП в случае протекания по ним постоянного тока. Плюс сказывается повышенная сложность синхронизации узлов энергосистемы (для пущего понимания, скажем, отдельных городов), ведь для этого требуется не только выровнять напряжения узлов, но и их фазу, ибо переменный ток представляет собой волну синусоиды.

Отсюда видна и значительно большая приверженность к качаниям узлов по отношению к друг другу, когда напряжение-частота начинают меняться вверх-вниз, на что обычный потребитель обращает внимание, когда у него в квартире мигает свет. Обычно это предвестник конца совместной работы узлов: связи между ними рвутся и какие-то узлы оказываются с дефицитом энергии, что ведет к снижению в них частоты (т.е. к снижению скорости вращения тех же электродвигателей и вентиляторов), а какие-то с избытком энергии, приводящем к опасному повышению напряжения по всему узлу, включая наши розетки с подключенными к ним устройствам. А при достаточно большой длине ЛЭП, что, к примеру, критично для РФ, начинают проявляться и другие портящие настроение электрикам эффекты. Не вдаваясь в детали, можно указать, что передавать электроэнергию переменного тока по проводам на сверхдальние расстояния становится трудно, а иногда и невозможно. Для сведения, длина волны частотой 50 Гц составляет 6000 км, и при приближении к половине этой длины 3000 км начинают сказываться эффекты бегущих и стоячих волн плюс эффекты, связанные с резонансом.

Эти эффекты отсутствуют при использовании постоянного тока. А значит, повышается стабильность работы энергосистемы в целом. Принимая это во внимание, а также то, что компьютеры, светодиоды, солнечные панели, аккумуляторы и многое другое используют для своей работы именно постоянный ток, можно заключить: война с постоянным током еще не проиграна. Современным преобразователям постоянного тока на любые используемые сегодня мощности и напряжения осталось совсем немного, чтобы сравняться в цене с привычными человечеству трансформаторами переменного тока. После чего, видимо, начнется триумфальное шествие по планете уже постоянного тока.

Фото:itc.ua

comments powered by HyperComments

Источники:

  • https://zen.yandex.com/media/id/5dfa214fd4f07a00ad78a1a3/kak-obiasnit-elektrichestvo-rebenku-5e36b714b368e1065ae68247?feed_exp=ordinary_feed&from=channel&rid=19077597.430.1585339564558.22085&integration=publishers_platform_yandex&secdata=CJqcmq6ALiABMAJQDw%3D%3D
  • http://popayaem.ru/elektricheskij-tok-napryazhenie.html
  • https://skupaem-auto.ru/electrical-engineering/what-is-the-electricity-definition-for-schoolchildren-how-to-explain-to-the-child-what-electricity-is/
  • http://geoenergetics.ru/2017/10/10/elektricheskij-tok-otkuda-on-beretsya-i-kak-dobiraetsya-do-nashix-domov/
  • https://nsportal.ru/detskiy-sad/okruzhayushchiy-mir/2019/04/07/detskiy-issledovatelskiy-proekt-chto-takoe-staticheskoe

Комментировать
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит