摘要:电学知识应用于我们的日常生活中,给我们的日常生活带来了巨大的便利。本文通过对相关的电学原理进行分析,针对于如何将电学应用于我们的现实生活中加以探讨。并结合实际的家用电器,进行举例说明电学原理在日常生活中的应用,以及对于这些应用为人们的生活带来了哪些改变。本文由三部分组成,首先介绍了高压输电线路在人们日常生活中的应用。其次,对避雷针与尖端放电加以分析,并解释这一过程原理。最后,对于我们日常生活中,是由于电学原理产出的产品进行实例分析。
关键词:电学原理;日常生活应用;家用电器
随着科学与技术的发展,人们对电的研究逐渐深入,电学发展久远,在古希腊时期就有相关的记载。电学作为经典物理学的一个分支,已发展得相当完善,电学研究的主要内容包括静电、静磁、电磁场、电磁效应电磁和电路,可以用宏观领域内的各种电磁现象来说明,因此作为高中生,必须掌握电学原理相关知识。
一、电学的发展史
(一)电学的产生与发展
随着原子物理学、原子核物理学和粒子物理学的发展,在20世纪人类对电学的认识从宏观深入到微观,在带电粒子与电磁场的相互作用问题上,经典电磁理论遇到了困难,虽然也给出了一些结论,但是许多现象仍然不能用经典电磁理论进行说明,使得经典理论具有了局限性,局限了带电粒子的描述,忽略了其波动的方面。反之,按照量子物理学的观点,无论是物质粒子或是电磁场都有粒子性,又具有波动性,在微观物理学研究过程中,经典电磁理论发展为量子电磁论。
在严格意义上来讲,电学真正开始于1600年,是由美国物理学家基波发现的,在18世纪对电的研究迅速扩大,使得人们初步重拾对电的研究[1]。并且得出了琥珀的电效应是否可传递给其他物体时发现导体和绝缘体的区别;金属可导电,丝绸不可导电的结论;第一次使人体带电。通过这些不朽的研究使得电学传承了下来,电灯、电话、飞机、汽车的产生都是由于人们不断的研究电对生活中的应用所产生的。
(二)电学的应用发展史
电学加以应用和发展经过了有线通讯和无线通讯。通过有线通讯的原理,使得莫尔斯电报机、电话、交换机,以及海底通信电缆逐渐研制出[2]。现如今,世界上的大海里仍然遍布着电缆以便供通信使用。无线通讯的发展,有马可尼的无线电装置高频波的产生,无线电话的出现以及爱迪生发现电灯泡的热丝上溅出的电子把灯泡的一部分薰黑了,造出了二极管和三极管。在17世纪还出现了电池,随后又出现了白白炽灯泡、发电机、电动机变压器等设备[3],为人类社会的文明建设添砖加瓦。
二、电学在日常生活中的应用
(一)高压输电线路在日常生活的应用
解决远距离输电的问题是保障高压输电线路畅通无阻,保障我们日常生活学习的关键。身为一名高中生,随时随地都在为高考做准备,为了加固学习质量,就不能没有电,“电”已然成为了我们的生活必须品。
在我国日常生活中的电压是220伏,在进行远距离的输电时需要高压输电,此时的电压应是高于220伏。远距离输电过程中,若是导线较短,电阻可以忽略不计。但若是导线较长则会存在电阻,影响电流的传送。为了避免电流传送过程中产生的电阻对电压传送的阻碍,导线在传送电流时也会产生一些热能,消耗一定的电能,这就是需要高压输电的原因。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆为了提高远距离输电的效率,减小导线产生的热能,使得更多的电量可以直接传送到我们家中,可以设计最佳的导线路径。增大导线的横截面积以降低电流的损耗,提高输电电压减小效率,在不影响导线自身的承重和自身材料的消耗,发电站可以通过变压器来实现高压输电的可能,减小输电的电流,降低电能的损耗,提高输电效率。
(二)饮水机在日常生活中的应用
温热型饮水机使用时,按下加热开关,电源为“保温”指示灯提供电源,作通电指示。同时,电源分成两路:一路构成加热回路,使电热管通电加热升温;另一路为“加热”指示灯提供电压作加热指示。当热罐内的水被加热到设定的温度时,温控器触点断开,切断加热及加热指示回路电源,“加热”指示灯熄灭,电热管停止加热。当水温下降到设定温度时,温控器触点接通电源回路,电热管重新发热,如此周而复始地使水温保持在85-95℃之间。
温热饮水机电路中为双重保护元件,当饮水机超温或发生短路故障时,超温保险器自动熔或手动复位温控器自动断开加热回路电源,起到保护作用。超温保险器是一次性热保护元件,不可复位,等排除故障后按原型号规格更换新的超温保险器,再用手按手动复位温控器的复位按钮,触点闭合便可重新工作。
(三)电晕放电现象在日常生活中的应用
对于一些具有高电压的电器设备来说,电晕放电是指气体介质在不均匀的电场中进行局部自持放电的现象,由于带附近的电场强度超过气体的电离场强度,使得气体发生电离从而出现电晕放电现象。发生电晕放电现象在一定程度上会破坏其设备的绝缘性能,空气中的电荷在一定条件下可以提高间隙击穿电压强度,当线路出现雷电现象或操作不当时,产生过高的电压,出现电晕放电现象会损失电压的幅度值。因此,为了提高输电效率,要减少电晕放电现象的产生,在进行电路设计时,首先要选择有拥有较大横截面的导线,减小导线电阻值,降低分裂导线表面的电场强度,避免电晕电场现象发生,避免灾害的发生。
三、电学应用在生活中的实例分析
经过镜头光聚焦在CCD或CMOS上,将光转换成电信号,记录在相机的内存上。通过电脑处理和显示器的电光转换,或经打印机打印便形成影象。景物的反射光线经过镜头的会聚,在胶片上形成潜应影,这个潜影是光和胶片上的乳剂产生化学反应的结果。再经过显影和定影处理就形成了影像。
电磁炉是通过电子线路板组成部分产生交变磁场、当用含铁质锅具底部放置炉面时,锅具即切割交变磁力线而在锅具底部金属部分产生交变的电流(即涡流),涡流使锅具铁分子高速无规则运动,分子互相碰撞、摩擦而产生热能,使器具本身自行高速发热,用来加热和烹饪食物,从而达到煮食的目的。具有升温快、热效率高、无明火、无烟尘、无有害气体、对周围环境不产生热辐射、体积小巧、安全性好和外观美观等优点,能完成家庭的绝大多数烹饪任务。
结语:
作为一名高中生,在我们日后的学习和生活过程中要紧密结合电学在日常生活中的应用。将电学原理与生活实际相结合,解决人类社会需要解决的问题,并且随着经济的发展,电学的应用也会越来越广泛。在享受便捷生活的同时,还要是电学造福于人类,提高人们现有的生活水平,正确运用电学知识,身为高中生日后一定要好好学习电学原理,为我国的社会建设添砖加瓦。
参考文献:
[1]李万春.电化学原理及应用[J].试题与研究:高考,2016(32).
[2]蒋俊祁.探讨无感线绕电阻的电学原理[J].中学物理教学参考,2017(3X).
[3]李娇娇.浅谈电化学腐蚀原理以及应用[J].中国化工贸易,2017(2).
论文作者:赵一郎
论文发表刊物:《科技中国》2017年11期
论文发表时间:2018/5/2
标签:电学论文; 导线论文; 电晕论文; 原理论文; 电压论文; 现象论文; 电磁论文; 《科技中国》2017年11期论文;