Вода и электрический ток

Чтобы вещество смогло проводить электрический ток, в нем должны присутствовать заряженные частицы, способные свободно перемещаться через весь его объем под действием приложенного электрического поля. В металлических проводниках, например, такими заряженными частицами выступают свободные электроны, а в электролитах — положительно и отрицательно заряженные ионы.

Диэлектрики вовсе не проводят постоянный электрический ток, поскольку заряженные частицы в их структуре хотя и есть, однако они связаны друг с другом, и не могут свободно перемещаться, образуя ток.

Но переменный ток пропускают даже диэлектрики, это называется током смещения, например конденсатор в цепи переменного тока на определенной частоте будет проводить ток так, словно является проводником.

Обычная неочищенная вода

Что касается обычной воды (речной, водопроводной, особенно — морской и т. д.), то в ней всегда присутствуют растворенные минеральные вещества, которые под действием приложенного электрического поля распадаются на ионы, способные двигаться как в электролите.

По этой причине обычная неочищенная вода проводит ток, ведя себя подобно слабому электролиту. Если через такую воду попытаться пропустить ток, то в течение небольшого времени он будет через нее идти, хотя и слабо.

Теоретически идеально чистая вода

Теоретически, если воду полностью очистить от примесей, то есть удалить из ее объема абсолютно все вещества, включая соли, газы, остатки кислот, то она станет диэлектриком, и будет вести себя как изолятор.

В ней не будет ионов, способных двигаться под действием электрического поля и образовывать ток, а сами молекулы воды — электрически нейтральны. Такую воду можно было бы использовать, например, в качестве диэлектрика между пластинами конденсатора.

Реальная дистиллированная вода

Но в реальности даже дистиллированная вода (вода, очищенная путем испарения с последующей конденсацией пара) не бывает абсолютно чистой.

Есть российский ГОСТ 6709-72, определяющий массовую концентрацию остатка примесей в такой дистиллированной воде — не более 5 мг на литр, и минимальное удельное сопротивление не менее 2 кОм*м.

То есть куб дистиллированной воды со стороной длиной в 1 метр, с приложенными к нему по краям электродами, будет иметь сопротивление минимум 2 кОм. А если представить разлитую по полу дистиллированную воду, скажем, в объеме одного стакана (200 мл), то ее сопротивление в лучшем случае окажется 200 кОм. Можно сказать, что это практически — диэлектрик.

Нет смысла пытаться использовать такую воду как проводник постоянного тока. С этой точки зрения дистиллированная вода не проводит электрический ток. Ее обычно используют для коррекции плотности электролитов.

Почему стоит опасаться контакта любой воды с электричеством

Однако люди не зря боятся контакта любой воды с электричеством, особенно — с переменным напряжением из розетки. Даже сетевое напряжение с провода, упавшего в лужу воды, на которую может случайно наступить человек, способно вызвать миллиамперный переменный ток, которого будет достаточно для причинения организму вреда.

Человеческое тело и фаза из розетки, соединенные через лужу разлитой воды, образуют цепь с реактивными элементами, и если человек в такой ситуации случайно коснется заземленного предмета, то его ударит током. Вот почему необходимо избегать контакта электричества с водой. Как вы понимаете, с дистиллированной водой риск причинения вреда меньше, но он все равно остается. Поэтому лучше избегать попадания любой воды на электрические приборы.

Источник

Передача энергии по воде и однопроводная передача

Привет хабр. Сегодня я хочу рассказать о необычном явлении, которое я наблюдал в результате эксперимента. Скажу сразу ничего общего с ИТ и объяснений с научной точки зрения не будет.
А будет «качер», ёмкость с водой, испорченные лампочки и любопытство познать новое! Кому стало интересно – прошу, заходите, будет весело.

Начну издалека, а именно с Николы Тесла. С того самого человека которого до сих пор не могут определить к кому причислять к великим изобретателям или шарлатанам. Говорят, он мог передавать энергию по тонкой вольфрамовой нити, ездил на машине без топлива и творил прочую магию. Я не знаю что в этом правда, а что нет, но это и не важно потому, что речь пойдет о открытии Станислава Авраменко, который ссылался на Теслу поэтому я и вспомнил про этого человека.
С. Авраменко смог передать энергию по одному проводнику и использовать данный эффект для питания активной нагрузки. Он открыл, что если преобразовать электричество в высокочастотные импульсы, то замкнутая цепь больше не нужна и сам проводник служит как направление для энергии, а не как передатчик. Самое интересное в том, что неважно с чего сделан проводник и какое у него сечение, главное направление.
Я смог повторить его эксперименты еще два года назад. Но недавно я решил использовать воду вместо проводника и эксперимент увенчался успехом.
Ниже есть две вырезки из газеты, которые дали толчок для моих исследований в этой среде.

Думаю, прочитав статьи вы поняли, что не все так было просто. Немного бессонных ночей и я додумал недостающие элементы в схеме автора.
Ну, теперь о самом эксперименте с водой. У меня не было уверенности о работе новой схемы. Мне просто во время написания пары интересных строчек кода захотелось достать установку и попробовать воду как проводник в этой схеме.
Ниже я снял сам эксперимент с водой и с испорченными лампочками. Хотя цифровик упорно отказывался сотрудничать.

В видео ниже мои первые эксперименты с установкой. Там я повторяю эксперименты Авраменка и жарю сало.

Источник

Электричество в кармане или как получить энергию из воды и воздуха

Сила водяного потока для выработки электроэнергии верой и правдой служит человечеству вот уже более 100 лет. Но что первое может придти на ум пользователям FORUMHOUSE когда речь заходит о гидроэнергетике? Обычно, воображение рисует циклопическое сооружение в виде гидроэлектростанции перегородившей реку.

А теперь представьте себе небольшую водяную турбину, изготовленную из современных композитных материалов, которую силами двух человек можно установить в водяной поток и мощности которой хватит на то чтобы запитать холодильник, телевизор и ноутбук. Звучит как фантастика, не правда ли? Но японские инженеры из компании Ibasei так не считают, анонсировав в прошлом году свою самую последнюю разработку — миниатюрную гидротурбину под названием Cappa.

Турбина не требует проведения земляных работ и может быть установлена в водяной поток на специальных креплениях. А при скорости потока в 2,0 м/сек, эта система может вырабатывать 250 Вт мощности.

По заявлениям представителей компании — в основе турбины используется диффузор особой формы, благодаря чему даже небольшой поток воды ускоряется, и вращает лопасти турбины, вырабатывая электрический ток.

Выработанная энергия преобразуется в электричество с помощью генератора. Затем, с помощью контроллера, постоянный ток преобразовывается в переменный, частотой в 50/60 Гц, который может быть использован в домашних условиях.

В этом разделе нашего форума вы сможете узнать все особенности использования инверторов.

Как надеются инженеры компании, при цене около 10000$ эта турбина станет незаменимой помощницей для частных домов. При необходимости, можно установить несколько таких турбин последовательно друг за другом, что существенно увеличит выработку электрического тока. Главное только, чтобы рядом с вашим домом протекала река.

Ловец ветра

Но что делать, если реки нет? Обратиться за помощью к ловцу ветра или, как его чаще всего называют ветрогенератору, но не к простому.

Все мы привыкли, что ветрогенератор вырабатывает электричество при помощи вращения лопастей. И, несмотря на то, что энергия ветра распространена практически повсеместно, её, зачастую не хватает для выработки электричества необходимой мощности.

Причина проста — эффективность лопастной установки практически достигла потолка. Но современные технологии не стоят на месте, и одной из новейших разработок компании из жаркого Туниса, Saphon Energy, стал ветрогенератор Saphonian. Отказавшись от лопастей, инженеры разработали ветрогенератор больше напоминающий спутниковую тарелку. Так в чём же заключается принцип работы этого устройства?

Поменяв турбину на парус, который имеет высокий коэффициент аэродинамического сопротивления, инженеры компании добились того, что парус, под действием потока ветра, совершает колебательные движения и, захватывая в два раза больше кинетической энергии, передаёт свои движения с помощью системы поршней — гидравлической системе, которая, вращая вал генератора, преобразовывает энергию в электрический ток.

Благодаря такому подходу, как заявляют представители компании, достигается практически бесшумная работа установки, степень выработки тока по сравнению с аналогичными по размеру установками вырастает в 2.5 раза, а стоимость ветрогенератора Saphonian почти в два раза меньше.

О самостоятельном строительстве установки для альтернативных источников электроснабжения дома подробно рассказано в этой статье.

Как показали предварительные испытания ветрогенератор, с диаметром паруса в 120 см, вырабатывает электроэнергию мощностью от 400 до 600 Ватт. И в данный момент инженеры компании работают над усовершенствованием конструкции установки.

Таким образом, с помощью современных технологий выбор источника альтернативной энергии существенно расширяется, что позволяет дать вашему загородному дому большую автономию и независимость от поставщиков энергоносителей.

Узнать больше об альтернативной энергии пользователи FORUMHOUSE могут из соответствующей ветки форума. В этой теме раскрывается вопрос использования ветрогенератора. Применение тепловых насосов обсуждается здесь.

А ознакомившись с этим видео вы увидите, как геотермальный насос обеспечивает теплом дом в случае отсутствия магистрального газа.

Источник

Электричество как вода. #3

Электричество как вода. #3

Привет водяным электрикам!

Третья часть эпопеи “Электричество Как Вода” начинается.

В прошлой части я задал вопросы, на которые пообещался ответить. Но, чтобы на них ответить, мне стоит объяснить ещё пару-тройку электрических характеристик, конечно же, на примере воды.

Достаточно простая водяная метафора для силы тока — расход. Расход воды. Количество литров за секунду. Т.е. сила тока во всей цепи — количество воды, проходящей по всем нашим соединённым трубам, за одну секунду.

Сила тока на резисторе (прибор, создающий сопротивление) — количество заряда, проходящего за секунду.

Если мы говорим про воду: расход воды в сужении трубы — количество прошедшей воды за 1 секунду.

Работа она и есть работа. На земле стояло 2 ведра, подняли на высоту 1 м — совершили работу.

Вода по трубам переместилась — совершила работу.

В электричестве за МЕРУ работы берётся не перемещение тока, а его физическое влияние на цепь, т.е. нагревание (и не только, но не берём во внимание). Ведь, когда ток проходит по всем нашим лампам, зарядникам, мониторам, он их нагревает.

И в итоге получается, что количество теплоты, которое цепь выделяет, = количество совершенной электричеством работы.

Мощность — величина, показывающая производительность, способность выполнять работу. Мощность определяет количество работы, которую кто-то может выполнить за 1 секунду. Т.е. работа, делённая на время.

Взять пример с вёдрами: если мы два ведра на 1 метр подняли за 4 секунды, то наша мощность — половина ведра в секунду. (два ведра за 4с, одно за 2с, половина за 1с). если мы два ведра подняли за 1 секунду, наша мощность — 2 ведра в секунду.

В электрических цепях мощность отдают (вырабатывают) источники тока/напряжения, а поглощают — лампочки, резисторы и всё остальное, имеющее сопротивление.

С характеристиками, кажется, разобрались.

А теперь ответы на вопросы из второй части:

А может ток быть, а напряжение — нет? А наоборот?

В идеальных моделях — да. В реальном мире — нет.

• Напряжение без тока: если замерить напряжение на выключателе света в комнате, когда он в положении “выключенного света”, мы увидим, что на нём есть напряжение, но ток по нему не идёт, потому что он в положении 0. В этом положении у него огромное сопротивление, которое не даёт течь току. Как труба, в которой закрыли кран: вода хочет литься, но кран не даёт. В раковине, в ванной, в кухне — напряжение есть, но не течёт — вы ж закрыли всё!
• Ток без напряжения: Представьте участок цепи от источника до лампочки. Вот перед вами провод. Лампочка горит. Ток есть. Если вы замерите напряжение на проводе, не замеряя ни на лампочке, ни батарейке, а просто на проводе, в двух близко расположенных точках — напряжения не будет. Лампочка горит — ток есть. Ток есть — напряжения нет.

Но в реальном мире всё-таки так не бывает. В первом случае сила тока через переключатель идти будет — но слишком маленькая, чтобы расшевелить цепь. Если бы сопротивление было бесконечным (идеальным) — тока не было. Но у переключателя сопротивление конечное (но огромное), поэтому по переключателю пойдёт ток, так называемый ток утечки. Но его значение будет мало и незначительно. Во втором случае напряжение всё-таки существовать будет — только тоже очень маленькое. Ведь у провода тоже есть сопротивление, вследствие которого возникает напряжение и небольшая потеря силы тока.

Такая разница возникает всё по той же причине: ничто не идеально.

Бьет от электричества напряжением или током?

Током. По вам же должно что-то течь. Чтобы задело. Т.е. током.

А в розетке что — напряжение или ток?

Напряжение. 220 Вольт. Ток возникает вследствие подключения приборов и прочего. Напряжение остаётся постоянным. (опять же в идеале, т.е. я не беру перегрузки и прочие причины падения напряжения)

А электросчетчик мотает что?

Работу тока. Т.е. мощность с электростанций, которую вся наша квартира потребила(если мы говорим о счётчиках в квартирах). Но для упрощения используют единицы — КилоВатт*Час. (скорее всего, упрощение сделано для сокращения цифры на счётчике, ведь, если бы работу замеряли в Ватт*Секунда, то число увеличивалось в 36000 раз, потому что в часе 3600 секунд, а приставка кило- равна тысяче Ватт) Т.е. если у вас целый час работал фен, потребляющий мощность, к примеру, 1000 Ватт (1 килоВатт) в час, то на счётчике будет 1 килоВатт*час. Если он работал два часа, на счётчике будет 2 килоВатт*час.

Но я придумал ещё! 😀

В чём разница между источником тока и источником напряжения?

В каких случаях какой источник нужно использовать?

Какими могут быть водные примеры двух типов источников?

Почему цепь должна быть замкнута?

Какой может быть пример электрической цепи через воду?

Источник