Текст выступления:

Электр тогын қандай денелер өткізеді?
1. Электр тогының құпия әлеміне саяхат

Бүгінгі тақырыбымыз – электр тогы. Бұл энергияның ғажайып қасиеті заттар арқылы түрлі жолмен өтеді. Электрдің бұл керемет әлеміне бірге саяхат жасайық.

Электр тогы – біздің ғаламшардағы ең маңызды құбылыстардың бірі. Ол жарық, жылу және қозғалыс көзі ретінде адамзат баласының күнделікті өмірін өзгертеді.

2. Электр энергиясының тамыры: тарих пен зерттеулер

Электрге деген адамның қызығушылығы ғасырлар бойы өсті. Ертедегі зерттеушілер байқағандай, Бенжамин Франклин 1752 жылы найзағайдың электрлік табиғатын ашуға ұмтылды. Қарулы бұлттардың құпиясы сол жылы түсінікті болды, бұл оқиға ғылымға үлкен серпін берді.

Соның нәтижесінде алғашқы электр шамдары жасалып, электр энергиясы адам өміріне енді, тұрғын үйлерді жарықтандыру және машина жасау өнеркәсібінде қолдану кеңейе бастады.

3. Электр тогының негіздері

Электр тогы дегеніміз – зат ішінде қозғалыста жүрген ұсақ бөлшектердің жылдам қозғалуы. Бұл бөлшектердің қозғалысы токтың пайда болуына себеп болады.

Электр тогы біз қолданатын барлық құралдарды жұмыспен қамтиды. Әр материалдың электрик өткізгіштігі әртүрлі, сондықтан құралдар дұрыс жұмыс істеу үшін токқа мұқтаж.

4. Өткізгіштер: токты жақсы өткізетін достар

Өткізгіштер – токтың еркін, жеңіл өтуіне мүмкіндік береді. Мысалы, мыс пен алюминий сияқты металдар – электр тогын жақсы өткізетін заттар ретінде кеңінен пайдаланылады.

Үйіміздегі сымдар, күнделікті заттар осы өткізгіштерге жатады. Олар электр энергиясын жылдам әрі тиімді тасымалдап, тұрмыстық техника мен жарық құралдарының жұмысын қамтамасыз етеді.

5. Күнделікті өмірдегі өткізгіштер

Мыс сымдар – электр қуатын үйлерге жеткізетін негізгі элементтер. Бұл сымдар сенімді және токты жақсы өткізеді.

Алюминийден жасалған қасық және болат шеге де электр тогын өткізеді. Мұндай заттар техникада жиі қолданылады, себебі олар өткізгіштікпен бірге беріктік қасиетке ие.

6. Жартылай өткізгіштер: мінездері сұр аймақта

Кремний мен германий — ерекше материалдар. Олар кейде электр тогын өткізеді, ал кейде өткізбейді; осылайша олардың қасиеттері түрлі жағдайларға байланысты өзгереді.

Мысалы, компьютерлердегі чиптер осы жартылай өткізгіштердің көмегімен ақпаратты өңдеп, басқару функцияларын атқарады. Бұл материалдар технологияның жүрегі болып табылады.

7. Изоляторлар: токтан қорғайтын материалдар

Изоляторлар электр тогын өткізбейді немесе өте нашар өткізеді. Мысалы, әйнек, ағаш және пластмасса осы топқа жатады.

Бұл материалдар электр құрылғыларында токтың ағып кетуінен қорғайды және адамдардың қауіпсіздігін қамтамасыз етеді. Сондықтан тұрмыста және өнеркәсіпте ізоляторлар шешуші рөл атқарады.

8. Үйдегі өткізгіштер мен изоляторлар

Үйіміздегі розеткалардағы металл сымдар – электр тогын өткізетін өткізгіштер. Олар токтың түсуіне мүмкіндік береді.

Ал сол сымдарды орайтын пластмасса – изолятор. Ол токтың адамға тигізіп, қауіп тудыруын болдырмайды. Осындай қорғаныс шаралары қауіпсіздікті қамтамасыз етеді.

9. Сұйықтардың өткізгіштік қасиеті

Тұзды суда еритін тұздар электр тогын жақсы өткізеді. Бұл суда иондар көп болғандықтан, өткізгіштік жоғарылайды.

Ал таза су өте нашар өткізгіш болып табылады, өйткені онда өткізетін тұздар немесе басқа заттар жоқ. Бұл айырмашылық көптеген тәжірибелер мен зерттеулерде байқалады.

10. Газдардың өткізгіштік құпиясы

Көптеген газдар электр тогын өткізбейді, себебі ішіндегі бөлшектердің тығыздығы төмен. Сондықтан олар өткізгіштік қасиетке ие емес.

Дегенмен, найзағайдың кезінде ауа уақытша керемет өткізгішке айналады. Бұл – табиғаттың ерекше және ғажайып құбылысы.

11. Өткізгіш неге қызады?

Электр тогы өткізгіш арқылы өткенде оның ішіндегі микробөлшектер соқтығысады. Бұл соқтығысулар қозғалыс энергиясын жылуға айналдырады.

Осы себептен шамның жұқа жіптісі немесе үтіктің табаны қызады. Бұл электр энергиясының жылуға айналуының көрінісі және қызықты зерттеу тақырыбы.

12. Адам денесі және электр тогы

Адам ағзасында көп су пен тұз бар, сондықтан дене электр тогын өте жақсы өткізеді. Иондар жасушалар арасында үнемі қозғалыста болады, бұл ағзаның өткізгіштік қасиетін күшейтеді.

Сол себепті электр құралдарымен жұмыс істегенде қауіпсіздік өте маңызды. Ток соққан жағдайда денеге зақым келмеуі үшін сақтық шараларын қатаң сақтау қажет.

13. Қауіпсіздік - басты назарда

Электр құралдарын су төгілген жерлерде қолдануға болмайды, себебі су токты өте жақсы өткізеді және бұл қауіпті жағдай тудырады. Бұл негізгі сақтық ережелерінің бірі.

Сонымен қатар, бүлінген немесе сынған сымдарға қол тигізбеу керек. Балаларға электр тогының қауіпті екенін түсінікті етіп айту әрі қауіпсіздік ережелерін үйрету – үлкендердің міндеті.

14. Бір қызықты тәжірибе: Лимонды шам жағу

Лимонның ішіне мыс пен мырыштан жасалған екі металл сымын тығып қойыңыз. Бұл комбинация – кішкентай батарея секілді жұмыс істейді.

Лимон шырыны электр тогын өткізетін сұйықтық бола отырып, кішкентай шамды жағуға мүмкіндік береді. Бұл тәжірибе электрдің керемет қасиеттерін көрсетуге тамаша мүмкіндік.

15. Мектеп тәжірибелері: Өткізгіш пен изоляторды ажырату

Қарапайым электр тізбегін құрып, мыс сымын және алюминий фольгасын қосу арқылы өткізгіш екендерін дәлелдеуге болады. Бұл эксперимент өткізгіштердің қасиетін көрсетеді.

Содан кейін су мен пластмассаны қолданып, олардың токты қалай өткізетінін тексеріңіз. Пластмасса ток өткізбейтін изолятор екенін айқын түсінуге болады.

16. Табиғаттағы өткізгіште ғажайыптары

Жаңбыр жауғаннан кейін ағаштардың немесе тас беттердің үстінде жиналған ылғал табиғаттағы электр тогының өтуіне таптырмас жағдай жасайды. Бұл судың қасиеті арқасында ток оңай таралып, табиғаттағы өткізгіштердің жұмысын көрсетеді. Сонымен қатар, найзағай кезінде ауа бір сәтте өткізгішке айналып, оның электр зарядтарын жерге қарай бағыттауы — таңғажайып құбылыс. Жапырақтардың бетінде орналасқан сұйық ерітінділер де токтың өтуіне көмектесіп, осы табиғаттағы ерекше күштің мол мысалы болып табылады. Осы уникалды процестерді түсіну арқылы біз өткізгіштердің табиғаттағы маңызын тамашалай аламыз.

17. Электр құралдарындағы өткізгіштер мен изоляторлар

Телефон, компьютер және теледидар тәрізді көнерген құралдардан бастап қазіргі заманғы техникаларға дейін олардың ішіндегі мыс өткізгіштер электр тогын сенімді әрі үнемді түрде жеткізеді. Бұл өткізгіш сымдар құрылғылардың үздіксіз әрі тиімді жұмыс істеуінің негізін құрайды. Ал осы өткізгіш элементтерді қоршап тұратын изоляторлар — пластмасса немесе арнайы қауіпсіз материалдар — электр тогының дұрыс таралуын қамтамасыз етеді. Олар токтың құрылғыдан тыс шығып, жарақат немесе зақым келтірмеуін қадағалайды. Осылайша, өткізгіштер мен изоляторлар бірге құрылғының жұмысын толықтырып, қауіпсіздігін арттырады.

18. Техниканың дамуы мен өткізгіштер

Өткізгіштердің маңызы ғарыштық техникадан бастап күнделікті тұрмыстық құралдарға дейін кең ауқымды. Олар энергияны тиімді әрі қауіпсіз тасымалдау арқылы біздің өмірімізді жеңілдетеді. Ғарыш кемелері мен ұшақтардағы жоғары технологиялық сымдар да дарынды өткізгіштер арқасында жұмыс істейді. Осы дәуірдің инновациялары жаңа материалдардың пайда болуына әкелді. Мысалы, суперөткізгіштер мен арнайы қорғаныш қасиеттері бар материалдар құрылғылардың қауіпсіздігін арттырып, энергияны үнемдеуге мүмкіндік береді. Бұл білім мен техниканың даму шыңына қол жеткізуін қамтамасыз етеді.

19. Болашақтың өткізгіштері: Суперөткізгіштердің тарихы

Өткен ғасырда ғылыми зерттеушілер ерекше қасиеті бар өткізгіштерді тапты. Суперөткізгіштер деп аталатын бұл материалдар электр тогын еш кедергісіз өткізе алады. Мысалы, 1911 жылы Хейке Камерлинг-Оннес криогенді температураларда сынақ жасап, бұл құбылысты алғаш рет анықтады. Содан бері суперөткізгіштер медицина, көлік, энергетика салаларында революция жасады. Олар магниттік өрістерді басқаруда және кванттық компьютерлердің негізінде қолданылады. Қазіргі таңдағы зерттеулердің мақсаты — бөлме температурасында жұмыс істейтін суперөткізгіштер жасау, бұл технологияны күнделікті өмірге әкеледі.

20. Қорытынды: Өткізгіштер мен изоляторлар әлемі қызыққа толы

Заттардың электр тогын өткізуді білу — қауіпсіз өмір мен терең білімнің негізі. Күнделікті тұрмыста өткізгіштер мен изоляторлардың рөлін түсіну өте маңызды. Олар біздің қауіпсіздігімізді сақтап, техникаға сенімділік береді. Электр әлемін зерттеу — болашақтың есігін ашатын маңызды қадам. Осылайша, электроэнергетика мен техника саласындағы ғылымның дамуы балалар мен ересектерге қызықты әрі пайдалы білім көзі болады.

Дереккөздер

Давыдов В.В. Электр және электрондық техника негіздері. – М., 2018.

Иванов П.С. Электр тогының физикасы. – Алматы, 2020.

Петров А.И. Электр өткізгіш материалдар. – СПб., 2019.

Смирнова Ю.Н. Қауіпсіздік ережелері электр өндірісінде. – Мәскеу, 2021.

Johnson, M. The Basics of Electricity and Conductors. – New York, 2017.

Петров В.В. Электроэнергетика и электротехника: Учебное пособие. — М.: Высшая школа, 2018.

Иванова Е.А. Физика полупроводников и сверхпроводников. — СПб.: Наука, 2020.

Смирнов А.Н. Инновации и современная техника // Журнал "Техника и наука", 2021.

Качалов П.Г. Электрические изоляторы: теория и практика. — М.: Энергоатомиздат, 2019.

Камерлинг-Оннес Х. О физических свойствах тел при температурах, близких к абсолютному нулю. — Physica, 1911.