Elektrická energia - pomocník, či postrach?

Prírodné vedy » Fyzika

Autor: Syrin
Typ práce: Referát
Dátum: 22.04.2009
Jazyk: Slovenčina
Rozsah: 1 275 slov
Počet zobrazení: 9 271
Tlačení: 626
Uložení: 614
Elektrická energia je každodennou súčasťou nášho života, či už si to uvedomujeme alebo nie. Už len máloktorý dnešný človek by dokázal prežiť bez elektriny. Na začiatku sa ľudia elektriny báli, pretože ju vtedy poznali iba vo forme blesku alebo hromu. Blesk zapaľoval stromy, úrodu, ale aj domy. Hromu sa prirodzene báli preto, lebo to bol vlastne silný, strach vyvolávajúci zvuk. Neskôr však ľudia začali blesky využívať ako zdroje ohňa. No nie vždy ich uvítali. Veď kde je blesk a hrom, tam je aj búrka, po ktorej bola úroda zničená.

Ľudia postupne prichádzali na ďalšie spôsoby ako si pripraviť oheň. No blesk bol dovtedy jediným zdrojom elektriny, o ktorom vedeli. Kým však elektrinu začali používať, žili podstatne v ťažších podmienkach ako dnešní ľudia. Malo to aj výhody, našli sa však aj tienisté stránky takéhoto života. Nemali rôzne vymoženosti dnešnej doby. Rádia a televízory im nahrádzal spev a rozprávanie sa medzi sebou. Rodiny spolu trávili viac času, či už pri práci alebo vo voľnom čase. Avšak nemohli sa dorozumievať na diaľku, tak ako v dnešnej dobe. Namiesto sporáka mali iba ohniská či kozuby. Nemali ani len žiarovky. Len sviečky a lampáše. Neexistovali počítače a ďalšie veci, ktoré dnes zapĺňajú takmer všetok voľný čas, ktorý by mohli stráviť s rodinou alebo inými činnosťami. Životné prostredie nebolo tak poškodené ako v dnešnej dobe. Veď elektrinu človek potrebuje už len na takú ťažbu ropy, pri ktorej sa uvoľňujú oxidy uhlíka, dusíka či síry, ktoré v konečnom dôsledku spôsobujú skleníkový efekt.

Avšak elektrina poháňa množstvo strojov a prístrojov; vďaka nej nám osvetľovacie a vykurovacie zariadenia poskytujú svetlo a teplo. Signály, ktoré umožňujú, aby fungovali telefóny, rádiá, televízory a počítačom, sú takisto elektrického pôvodu. Asi pred 2500 rokmi si staroveký Gréci všimli, že ak sa pošúcha jantár ( skamenená živica ihličnatých stromov ),
začne priťahovať vlasy, pierka... Dnes hovoríme, že sa na ňom vytvorí statická elektrina. Po grécky sa jantár povie elektron; takto teda prišla elektrina k svojmu menu.

Benjamin Franklin
V roku 1752 americký štátnik a fyzik Benjamin Franklin (1706 – 1790), dokázal, že blesk a iskra z jantáru predstavujú jeden a ten istý jav. Príbeh tohto významného objavu v histórii elektriny je veľmi populárny. Franklin upevnil železnú tyč na šarkana, ktorého púšťal počas búrky. Koniec vlákna držal kovovým kľúčom. Po údere blesku preskočila do jeho zápästia iskra. Experiment potvrdil Franklinovu teóriu, ale bol extrémne nebezpečný – ľahko mohol prísť o život. Benjamin Franklin zostavil aj prvý bleskozvod.

Michael Faraday
Teoreticky najvýznamnejší bol Amperov názor, že všetky magnetické javy majú pôvod v elektrických prúdoch, čo zohralo úlohu pri zmene fyzikálneho myslenia. A tu „vstupuje do hry“ geniálny experimentátor Michael Faraday (1791 – 1867), ktorý hľadal proces opačný k Oerstedovmu javu, teda vytvorenie elektrického prúdu magnetom. Objavil jav elektromagnetickej indukcie – ak magnetom pohybujeme vo vnútri medenej cievky, začne ňou pretekať elektrický prúd. Vzhľadom na dnešné pomery bolo Faradayovo elektrické dynamo alebo elektrický generátor primitívne a vyrábalo iba prúd malej hodnoty, no predstavovalo vôbec prvý spôsob výroby elektriny pohybom v magnetickom poli. Dodnes je základom výroby elektriny.

James Clark Maxwell, Heinrich R. Hertz
Faradayove objavy preložil do matematickej reči James Clark Maxwell (1831 - 1879), ktorý sa zhodou okolností narodil práve v deň, keď Faraday objavil zákon elektromagnetickej indukcie. Maxwell tiež predpokladal existenciu elektromagnetických vĺn šíriacich sa rýchlosťou svetla.
Heinrich R. Hertz potvrdil tento predpoklad experimentálne.

Georg Simon Ohm
Amperovými objavmi a princípom elektrickej batérie sa zaoberal aj nemecký fyzik Georg Simon Ohm (1789 – 1854). Spozoroval, že pri prechode prúdu kovmi dochádza k ich zahrievaniu v závislosti od materiálu. Objavil, že elektrický prúd je priamo úmerný napätiu medzi koncami vodiča. Vzťah medzi napätím, prúdom a odporom vyjadril v Ohmovom zákone. Na jeho počesť bola pomenovaná jednotka elektrického odporu.

Čoskoro sa elektrina začala využívať na mnohé praktické účely:
prvé praktické využitie elektriny a prvá forma elektrickej komunikácie – telegraf (Samuel Morse, USA, 1831);
elektromotor (Rusko, 1834);
elektrické automobily (Sibrandus Stratingh, Holandsko, 1835);
elektrický varič (USA, 1859);
oblúkové svetlá (USA, 1860);
elektrický telefón (Alexander Graham Bell, USA, 1876);
elektrická lokomotíva (Berlín, 1879);
prvá žiarovka (Thomas Alva Edison, USA, 1879).

Thomas Alva Edison, Joseph Swan
Thomas Alva Edison vytvoril prvý generátor jednosmerného prúdu a spolu s Britom Josephom Swanom vynašli prvú žiarovku na báze žiarivého vlákna. Jednosmerný generátor použil Edison aj na prvé osvetlenie ulíc v New Yorku v septembri 1882.

Nikola Tesla, George Westinghouse

Jeden z Edisonových zamestnancov, Nikola Tesla, pôvodom z Chorvátska, sa snažil vyvinúť motor na striedavý prúd. Edison bol však proti. Striedavý prúd považoval za nebezpečný. Preto si Tesla založil vlastné laboratórium a v roku 1888 motor vytvoril. Patent od neho kúpil George Westinghouse, ktorý vynález rozšíril do celej krajiny. Dokonca aj Edisonova spoločnosť Electric Company – dnešná General Electric  – sa preorientovala na striedavý prúd. Objav umožnil prenos prúdu na veľké vzdialenosti. Všetky naše dnešné motorčeky vo ventilátoroch, klimatizácii či chladničkách sú založené na tomto Teslovom princípe, ktorý tiež stanovil štandardy pre frekvenciu prenosu prúdu. Rozvoj pokračoval budovaním prvých elektrických železníc v Anglicku a Amerike (1883). V roku 1884 električky prichádzajú do miest a v roku 1891 sa objavuje i prvá elektrická žehlička.

Postrach elektrina
Elektrina nám slúži na mnoho vecí a život bez nej si už ani nevieme predstaviť. No zároveň predstavuje aj nebezpečenstvo. Môže vyvolať požiar, explóziu, no môže poškodiť aj človeku. Môže spôsobiť ľahšie, ťažšie a dokonca až smrteľné zranenia. Človek je vodivý a preto by mal s elektinou zaobchádzať opatrne a bezpečne.

Skrat (alebo tiež "stav nakrátko") je stav v elektrickom obvode, kedy elektrický prúd neprechádza cez žiadny spotrebič a jediným odporom je vlastný odpor obvodu (resp. vodiča), cez ktorý prúd prechádza. Skrat nastáva aj pri priamom spojení pólov zdroja alebo pri prechode prúdu miestom kadiaľ mu to nebolo určené (napr. pri poruche).

V obvodoch platí ohmov zákon, podľa ktorého veľkosť prúdu určíme ako kde I - prúd, U - napätie, R - odpor. Ak teda jediným odporom je odpor vodiča - rádovo stotiny až desatiny ohmov, veľkosť prúdu je veľmi vysoká aj pri napätí 1 volt. Takto veľký prúd ohrozuje zdravie človeka. S rastúcim prúdom v obvode sa zvyšuje aj teplota vodičov, pri týchto vysokých hodnotách môže dôjsť k požiaru, pokiaľ nie je obvod vhodne chránený.

U chemických zdrojov dochádza k rýchlemu vybitiu týchto zdrojov, medzi elektródami dochádza k veľmi rýchlemu prenosu elektrického náboja a tým sa medzi nimi znižuje napätie. So zvyšujúcou sa teplotou vodičov a zdroja môže dochádzať k nežiadúcim chemickým reakciám pri vysokých teplotách vo vnútri zdroja a tým k jeho poškodeniu až explózii.

Bezpečne s elektrinou
V dnešnej domácnosti je elektrina nenahraditeľná. Nové elektrospotrebiče pribúdajú a málokto už vystačí s pôvodným počtom zásuviek.

Poistky
Ochranu elektrického vedenia a elektrospotrebičov pred preťažením a skratmi zabezpečujú poistky. Poistka alebo elektrická poistka alebo tavná poistka, v schéme označovaná ako F (z angl. Fuse) je elektrická súčiastka, ktorej úlohou je chrániť elektrický obvod před prúdom vyšším ako je nominálny(tzv. nadprúd), alebo skratom. Poistka predstavuje zámerné vytvorenie najslabšieho miesta v obvode. Pri preťažení sa pretaví tavný vodič v poistke, čím sa obvod preruší.

Bezpečnostná zásuvka
Najlepšou ochranou pred úrazom elektrinou je bezpečnostná zásuvka. Má zabudovaný chránič, ktorý v prípade nebezpečenstva automaticky odpojí prívod elektriny k spotrebiču. Inštalácia bezpečnostných zásuviek sa odporúča najmä v nasledujúcich prípadoch:
ak môže dôjsť ku kontaktu elektriny s vodou – v kúpeľni pri použití sušiča na vlasy, pri okysličovaní akvárií, v dekoratívnych izbových fontánach, kde sa používa elektrické čerpadlo, atď.;
ak vzniká riziko poškodenia elektrických káblov, napríklad pri použití elektrickej kosačky alebo píly;
v miestnostiach, kde môže náhodne vzniknúť nebezpečná situácia pri manipulácii s elektrinou (detské izby).

Pomocník či postrach?
Väčšina zranení elektrinou je spôsobená chybou človeka alebo nedostatočnou ochranou. Elektrický prúd nemusí byť pre nás postrachom, ak s ním budeme zaobchádzať bezpečne. Samozrejme, že stále sa vyskytujú výnimky, ktoré hovoria o jeho nebezpečnosti, no pri dodržiavaní bezpečnosti pri práci s elektrinou sa nemusíme báť.

Každopádne elektrina nám slúži viac ako pomocník. Nájdeme je skoro v každej domácnosti na svete, na uliciach, v priemysle, hospodárstve... Všade. Jej úloha je nenahraditeľná. Aspoň dovtedy, kým veda neobjaví niečo, čo by ju dokázalo nahradiť bez finančných či iných strát.
Oboduj prácu: 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1


Odporúčame

Prírodné vedy » Fyzika

:: KATEGÓRIE - Referáty, ťaháky, maturita:

0.036