Elektrisiteit

Thales , die vroegste bekende navorser van elektrisiteit

Lank voordat enige kennis van elektrisiteit bestaan ​​het, was mense bewus van skokke van elektriese vis . Antieke Egiptiese tekste wat dateer uit 2750 VHJ het na hierdie visse verwys as die "Donderder van die Nyl " en beskryf hulle as die "beskermers" van alle ander visse. Oor antieke Griekse , Romeinse en Arabiese natuurkundiges en dokters is daar weer millennia later berig oor elektriese visse . ^[2] Verskeie antieke skrywers, soos Plinius die Ouere en Scribonius Largus , getuig van die verdowende effek van elektriese skokke wat deur elektriese meerval en elektriese strale gelei word , en het geweet dat sulke skokke langs geleidende voorwerpe kan beweeg. ^[3] Pasiënte wat aan kwale soos jig of hoofpyn ly, is aangespoor om elektriese visse aan te raak in die hoop dat die kragtige stoot hulle kan genees. ^[4]

Antieke kulture rondom die Middellandse See het geweet dat sekere voorwerpe, soos amberstokke , met katpels gevryf kon word om ligte voorwerpe soos vere aan te trek. Thales van Miletus het ongeveer 600 v.C. 'n reeks waarnemings oor statiese elektrisiteit gedoen , waaruit hy van mening was dat wrywing amber magneties gemaak het , in teenstelling met minerale soos magnetiet , wat nie gevryf moes word nie. ^{[5] [6] [7] [8]} Thales het verkeerdelik geglo dat die aantrekkingskrag vanweë 'n magnetiese effek was, maar later sou die wetenskap 'n verband tussen magnetisme en elektrisiteit bewys. Volgens 'n omstrede teorie het die Parthen moontlik kennis gehad van galvanisering , gebaseer op die ontdekking van die Bagdad Battery in 1936 , wat lyk soos 'n galvaniese sel , alhoewel dit nie seker is of die artefak van elektriese aard was nie. ^[9]

Benjamin Franklin het in die 18de eeu uitgebreide navorsing gedoen oor elektrisiteit, soos gedokumenteer deur Joseph Priestley (1767) History and Present Status of Electricity , met wie Franklin uitgebreide korrespondensie gevoer het.

Elektrisiteit sou millenniums tot 1600, toe die Engelse wetenskaplike William Gilbert De Magnete geskryf het , weinig meer as 'n intellektuele nuuskierigheid bly , waarin hy 'n noukeurige studie gedoen het van elektrisiteit en magnetisme, en die lojale effek onderskei van statiese elektrisiteit wat geproduseer word deur amber te vryf. ^[5] Hy het die Nuwe Latynse woord electricus ("van amber" of "soos amber") uit ἤλεκτρον, elektron , die Griekse woord vir "amber", geskep om te verwys na die eienskap om klein voorwerpe aan te trek nadat dit gevryf is. ^[10] Hierdie vereniging het aanleiding gegee tot die Engelse woorde "electric" en "elektrisiteit", wat hul eerste verskyning in druk in Thomas Browne se Pseudodoxia Epidemica van 1646 gemaak het. ^[11]

Verdere werk is in die 17de en vroeë 18de eeu deur Otto von Guericke , Robert Boyle , Stephen Gray en CF du Fay gedoen . ^[12] Later in die 18de eeu het Benjamin Franklin uitgebreide navorsing oor elektrisiteit gedoen en sy besittings verkoop om sy werk te finansier. In Junie 1752 word hy beweer dat hy 'n metaalsleutel aan die onderkant van 'n gedempte vlieërsnoer geheg het en die vlieër in 'n stormbedrewe lug gevlieg het. ^{[13] '} n Opeenvolging van vonke wat van die sleutel tot die agterkant van sy hand gespring het, het getoon dat weerlig inderdaad elektries was. ^[14] Hy het ook die skynbaar paradoksale gedrag ^[15] van die Leyden-pot verduidelik as 'n toestel vir die berging van groot hoeveelhede elektriese lading in terme van elektrisiteit wat bestaan ​​uit beide positiewe en negatiewe ladings. ^[12]

Michael Faraday se ontdekkings vorm die grondslag van elektriese motortegnologie

In 1791 publiseer Luigi Galvani sy ontdekking van bio- elektromagnetika, wat aantoon dat elektrisiteit die medium is waarmee neurone seine na die spiere stuur. ^{[16] [17] [12]} Alessandro Volta se battery, of voltaïese stapel , van 1800, vervaardig van afwisselende lae sink en koper, het wetenskaplikes 'n betroubaarder bron van elektriese energie gegee as die voorheen gebruikte elektrostatiese masjiene . ^{[16] [17]} Die erkenning van elektromagnetisme , die eenheid van elektriese en magnetiese verskynsels, is te danke aan Hans Christian Ørsted en André-Marie Ampère in 1819–1820. Michael Faraday het die elektriese motor in 1821 uitgevind , en Georg Ohm het die elektriese stroombaan in 1827 wiskundig ontleed. ^[17] Elektrisiteit en magnetisme (en lig) is definitief deur James Clerk Maxwell gekoppel , veral in sy " On Physical Lines of Force " in 1861 en 1862. ^[18]

Terwyl die vroeë 19de eeu vinnige vooruitgang in die elektriese wetenskap gehad het, sou die einde van die 19de eeu die grootste vordering in elektriese ingenieurswese gehad het . Deur mense soos Alexander Graham Bell , Ottó Bláthy , Thomas Edison , Galileo Ferraris , Oliver Heaviside , Ányos Jedlik , William Thomson, 1ste baron Kelvin , Charles Algernon Parsons , Werner von Siemens , Joseph Swan , Reginald Fessenden , Nikola Tesla en George Westinghouse , elektrisiteit het van wetenskaplike nuuskierigheid verander in 'n noodsaaklike hulpmiddel vir die moderne lewe.

In 1887 ontdek Heinrich Hertz ^{[19] : 843–44 [20]} dat elektrodes wat met ultravioletlig verlig word, makliker elektriese vonke skep . In 1905 publiseer Albert Einstein 'n referaat waarin eksperimentele data van die foto-elektriese effek verklaar word as gevolg van ligenergie wat in diskrete gekwantifiseerde pakkies gedra word, wat elektrone aanleer. Hierdie ontdekking het gelei tot die kwantumrevolusie . Einstein het in 1921 die Nobelprys vir Fisika ontvang vir 'sy ontdekking van die wet van die foto-elektriese effek'. ^[21] Die foto-elektriese effek word ook gebruik in fotocelle , soos in sonpanele, en word gereeld gebruik om elektrisiteit kommersieel te maak.

Die eerste vastetoestandtoestel was die " kat se snor-detektor " wat die eerste keer in die 1900's in radio-ontvangers gebruik is. 'N Snoragtige draad word liggies in kontak met 'n vaste kristal (soos 'n germaniumkristal ) geplaas om 'n radiosein op te spoor deur die kontakverbindingseffek. ^[22] In 'n vastetoestandkomponent is die stroom beperk tot vaste elemente en verbindings wat spesifiek ontwerp is om dit te skakel en te versterk. Stroomvloei kan in twee vorme verstaan ​​word: as negatief gelaaide elektrone , en as positief gelaaide elektrontekorte wat gate genoem word . Hierdie ladings en gate word verstaan ​​in terme van kwantumfisika. Die boumateriaal is meestal 'n kristallyne halfgeleier . ^{[23] [24]}

Vastetoestand-elektronika het tot sy reg gekom met die opkoms van transistortegnologie . Die eerste werkende transistor, 'n germanium- gebaseerde puntkontak -transistor , is in 1947 deur John Bardeen en Walter Houser Brattain by Bell Labs uitgevind , ^[25] gevolg deur die bipolêre aansluitingstransistor in 1948. ^[26] Hierdie vroeë transistors was relatief lywig. toestelle wat moeilik vervaardig kon word op massaproduksiebasis . ^{[27] : 168} Hulle is gevolg deur die silikon -gebaseerde MOSFET (metaal-oksied-halfgeleier veldeffektransistor, of MOS transistor), uitgevind deur Mohamed M. Atalla en Dawon Kahng by Bell Labs in 1959. ^{[28] [29 ] [30]} Dit was die eerste werklik kompakte transistor wat geminiaturiseer en in massavervaardiging vir 'n wye verskeidenheid gebruike kon vervaardig word, ^{[27] : 165 179 wat} gelei het tot die silikonrevolusie . ^[31] Solid-staat toestelle begin raak algemeen uit die 1960's, met die oorgang van vakuumbuise om halfgeleier diodes , transistors, geïntegreerde stroombaan (IC) skyfies, MOSFETs, en ligemissiediode (PEO) tegnologie.

Die mees algemene elektroniese toestel is die MOSFET, ^{[29] [32],} wat die mees vervaardigde toestel in die geskiedenis geword het. ^[33] Algemene vaste-toestand MOS-toestelle sluit in mikroverwerker- skyfies ^[34] en halfgeleiergeheue . ^{[35] [36] '} n Spesiale soort halfgeleiergeheue is flitsgeheue wat gebruik word in USB-flitsaandrywers en mobiele toestelle , sowel as SSD-tegnologie ( solid-state drive ) om meganiese roterende hardeskyf (HDD) te vervang. tegnologie.

Elektriese lading

Oplading op 'n goudblaar-elektroskoop veroorsaak dat die blare mekaar sigbaar afstoot

Die teenwoordigheid van lading gee aanleiding tot 'n elektrostatiese krag: ladings oefen 'n krag op mekaar uit, 'n effek wat in die oudheid bekend was, hoewel nie verstaan ​​nie. ^{[19] : 457 '} n Liggewig bal wat aan 'n tou hang, kan gelaai word deur dit aan te raak met 'n glasstaaf wat self gelaai is deur met 'n lap te vryf. As 'n soortgelyke bal deur dieselfde glasstaaf gelaai word, vind dit die eerste af: die lading werk om die twee balle uitmekaar te dwing. Twee balle wat met 'n gevryfste amberstok gelaai word, stoot mekaar ook af. As die een bal egter deur die glasstaaf gelaai word, en die ander deur 'n oranje staaf, word gevind dat die twee balle mekaar aantrek. Hierdie verskynsels is in die laat agtiende eeu ondersoek deur Charles-Augustin de Coulomb , wat afgelei het dat die aanklag in twee teenoorgestelde vorme manifesteer. Hierdie ontdekking het gelei tot die bekende aksioma: voorwerpe met dieselfde belading stoot en voorwerp wat teenoorgestelde is, aantrek . ^[19]

Die krag werk self op die gelaaide deeltjies in, en daarom het lading die neiging om homself so eweredig as moontlik oor 'n geleidende oppervlak te versprei. Die grootte van die elektromagnetiese krag, hetsy aantreklik of afstootlik, word gegee deur die wet van Coulomb , wat die krag in verband bring met die produk van die ladings en 'n inverse-vierkantige verhouding het tot die afstand tussen hulle. ^{[37] [38] : 35} Die elektromagnetiese krag is baie sterk, net tweede as sterkte vir die sterk wisselwerking , ^[39] maar in teenstelling met die krag, werk dit oor alle afstande. ^[40] In vergelyking met die baie swakker gravitasiekrag , die elektromagnetiese krag stoot twee elektrone uitmekaar is 10 ⁴² keer dié van die gravitasie aantrekkingskrag hulle saam te trek. ^[41]

Lading is afkomstig van sekere soorte subatomiese deeltjies , waarvan die bekendste draers die elektron en proton is . Elektriese lading gee aanleiding tot en is in wisselwerking met die elektromagnetiese krag , een van die vier fundamentele kragte van die natuur. Eksperiment het getoon dat lading 'n gekonserveerde hoeveelheid is , dit wil sê dat die nettolading binne 'n elektries geïsoleerde stelsel altyd konstant sal bly ongeag enige veranderinge wat binne die stelsel plaasvind. ^[42] Binne die stelsel kan lading tussen liggame oorgedra word, hetsy deur direkte kontak, of deur 'n geleidende materiaal, soos 'n draad, deur te voer. ^{[38] : 2–5} Die informele term statiese elektrisiteit verwys na die netto teenwoordigheid (of 'wanbalans') van lading op 'n liggaam, wat gewoonlik veroorsaak word wanneer verskillende materiale saamgevryf word, wat die lading van die een na die ander oordra.

Die lading op elektrone en protone is teenoorgestelde in teken, en daarom kan 'n hoeveelheid lading negatief of positief uitgedruk word. Volgens konvensie word die lading wat deur elektrone gedra word negatief geag, en dit deur protone positief, 'n gebruik wat ontstaan ​​het uit die werk van Benjamin Franklin . ^[43] Die hoeveelheid lading word gewoonlik die simbool Q gegee en uitgedruk in coulombs ; ^[44] elke elektron dra dieselfde lading van ongeveer -1,6022 × 10 ⁻¹⁹  coulomb . Die proton het 'n lading wat gelyk en teenoorgesteld is, en dus + 1,6022 × 10 ⁻¹⁹   coulomb. Lading word nie net deur materie besit nie , maar ook deur antimaterie . Elke antipartikel het 'n gelyke en teenoorgestelde lading as die ooreenstemmende deeltjie. ^[45]

Die lading kan met behulp van 'n aantal maniere gemeet word, 'n vroeë instrument is die goudblaar-elektroskoop , wat wel deur die elektroniese elektrometer vervang word, hoewel dit nog steeds gebruik word vir klaskamerdemonstrasies . ^{[38] : 2–5}

Elektriese stroom

Die beweging van elektriese lading staan ​​bekend as 'n elektriese stroom waarvan die intensiteit gewoonlik in ampère gemeet word . Stroom kan bestaan ​​uit enige bewegende gelaaide deeltjies; meestal is dit elektrone, maar enige lading in beweging is 'n stroom. Elektriese stroom kan deur sommige dinge vloei, elektriese geleiers , maar sal nie deur 'n elektriese isolator vloei nie . ^[46]

Volgens historiese konvensie word 'n positiewe stroom gedefinieer as dat dit dieselfde rigting het as enige positiewe lading wat dit bevat, of dat dit vloei vanaf die positiefste deel van 'n stroombaan na die negatiefste deel. Stroom wat op hierdie manier gedefinieer word, word konvensionele stroom genoem . Die beweging van negatief gelaaide elektrone rondom 'n elektriese stroombaan , een van die bekendste vorms van stroom, word dus positief geag in die teenoorgestelde rigting van die elektrone. ^[47] Afhangend van die omstandighede, kan 'n elektriese stroom egter bestaan ​​uit 'n stroom gelaaide deeltjies in beide rigtings, of selfs in beide rigtings tegelyk. Die konvensie positief-negatief word algemeen gebruik om hierdie situasie te vereenvoudig.

'N Elektriese boog bied 'n energieke demonstrasie van elektriese stroom

Die proses waardeur elektriese stroom deur 'n materiaal gaan, word elektriese geleiding genoem , en die aard daarvan wissel met die van die gelaaide deeltjies en die materiaal waardeur hulle beweeg. Voorbeelde van elektriese strome sluit in metaalgeleiding, waar elektrone deur 'n geleier soos metaal vloei , en elektrolise , waar ione (gelaaide atome ) deur vloeistowwe vloei, of deur plasmas soos elektriese vonke. Terwyl die deeltjies self redelik stadig kan beweeg, soms met 'n gemiddelde dryfsnelheid slegs breuke van 'n millimeter per sekonde, ^{[38] : 17, versprei} die elektriese veld wat dit self aandryf, naby die ligsnelheid , sodat elektriese seine vinnig kan verbygaan. langs drade. ^[48]

Stroom veroorsaak verskeie waarneembare gevolge, wat histories die middel was om die teenwoordigheid daarvan te herken. Die Nicholson en Carlisle het in 1800 ontdek dat die water uit 'n voltaïese stapel kon ontbind , 'n proses wat nou bekend staan ​​as elektrolise . Michael Faraday het hul werk in 1833 sterk uitgebrei . Stroom deur 'n weerstand veroorsaak plaaslike verwarming, 'n effek wat James Prescott Joule in 1840 wiskundig bestudeer het. ^{[38] : 23–24} Een van die belangrikste ontdekkings met betrekking tot stroom is per ongeluk gemaak deur Hans Christian Ørsted in 1820, toe hy tydens die voorbereiding van 'n lesing die stroom gesien het in 'n draad wat die naald van 'n magnetiese kompas versteur. ^[49] Hy het elektromagnetisme ontdek , 'n fundamentele wisselwerking tussen elektrisiteit en magnetika . Die vlak van elektromagnetiese emissies wat gegenereer word deur elektriese boë, is hoog genoeg om elektromagnetiese interferensie te veroorsaak , wat die werking van aangrensende toerusting kan benadeel. ^[50]

In ingenieurs- of huishoudelike toepassings word stroom dikwels beskryf as gelykstroom (WS) of wisselstroom (WS). Hierdie terme verwys na hoe die stroom in tyd wissel. Gelykstroom, soos geproduseer deur 'n battery en deur die meeste elektroniese toestelle benodig, is 'n eenrigtingvloei van die positiewe deel van 'n stroombaan na die negatiewe. ^{[51] : 11} As, soos die algemeenste, hierdie stroom deur elektrone gedra word, sal hulle in die teenoorgestelde rigting beweeg. Wisselstroom is enige stroom wat herhaaldelik van rigting omkeer; dit neem byna altyd die vorm aan van 'n sinusgolf . ^{[51] : 206–07} Wisselstroom pols dus heen en weer binne 'n geleier sonder dat die lading oor die tyd enige netto afstand beweeg. Die tydgemiddelde waarde van 'n wisselstroom is nul, maar dit lewer eers energie in een rigting, en dan die omgekeerde. Wisselstroom word beïnvloed deur elektriese eienskappe wat nie onder bestendige gelykstroom waargeneem word nie , soos induktansie en kapasitansie . ^{[51] : 223–25} Hierdie eienskappe kan egter belangrik word wanneer stroombane aan transiënte onderwerp word , soos wanneer dit eers aangeskakel word.

Elektriese veld

Die konsep van die elektriese veld is deur Michael Faraday bekendgestel . 'N Elektriese veld word geskep deur 'n gelaaide liggaam in die ruimte wat dit omring, en lei tot 'n krag wat uitgeoefen word op enige ander ladings wat in die veld geplaas word. Die elektriese veld werk tussen twee ladings op 'n soortgelyke manier as die manier waarop die gravitasieveld tussen twee massas werk , en strek hierdeur na die oneindigheid en toon 'n omgekeerde vierkantige verhouding met die afstand. ^[40] Daar is egter 'n belangrike verskil. Swaartekrag tree altyd in aantrekkingskrag op en trek twee massas saam, terwyl die elektriese veld aantrekking of afstoting kan veroorsaak. Aangesien groot liggame soos planete oor die algemeen geen nettolading dra nie, is die elektriese veld op 'n afstand gewoonlik nul. Dus is swaartekrag die dominante krag op afstand in die heelal, hoewel dit baie swakker is. ^[41]

Veldlyne wat voortspruit uit 'n positiewe lading bo 'n vlakgeleier

'N Elektriese veld wissel gewoonlik in die ruimte, ^[52] en die sterkte daarvan op enige punt word gedefinieer as die krag (per ladingseenheid) wat deur 'n stilstaande, onbeduidende lading gevoel kan word as dit op daardie punt geplaas word. ^{[19] : 469-70} Die konseptuele beheer, genoem 'n " toetslading ', moet vanishingly klein om sy eie elektriese veld versteuring van die hoof gebied voorkom en moet ook stilstaande om die effek van voorkom magnetiese velde . Aangesien die elektriese veld gedefinieer word in terme van krag , en krag 'n vektor is , wat beide die grootte en die rigting het , volg dit dus dat 'n elektriese veld 'n vektorveld is . ^{[19] : 469–70}

Die studie van elektriese velde wat deur stilstaande ladings geskep word, word elektrostatika genoem . Die veld kan gevisualiseer word deur 'n stel denkbeeldige lyne waarvan die rigting op enige punt dieselfde is as die rigting van die veld. Hierdie konsep is bekendgestel deur Faraday, ^[53] waarvan die term ' kraglyne ' soms nog steeds gebruik word. Die veldlyne is die paaie wat 'n punt positiewe lading wil maak, aangesien dit gedwing word om binne die veld te beweeg; dit is egter 'n denkbeeldige begrip sonder fisiese bestaan, en die veld deurtrek in al die tussenruimte tussen die lyne. ^[53] Veldlyne voortspruitend uit stilstaande ladings het verskeie sleutel eienskappe: eerstens dat dit teen positiewe ladings ontstaan ​​en eindig teen negatiewe ladings; tweedens, dat hulle enige goeie geleier reghoekig moet binnegaan, en derdens, dat hulle nooit hulself mag oorsteek of sluit nie. ^{[19] : 479}

'N Hol geleidende liggaam dra al sy lading op sy buitenste oppervlak. Die veld is dus nul op alle plekke binne die liggaam. ^{[38] : 88} Dit is die bedryfshoof van die Faraday-hok , 'n geleidende metaaldop wat die binnekant van die elektriese effekte van buite isoleer.

Die beginsels van elektrostatika is belangrik by die ontwerp van items van hoë spanning toerusting. Daar is 'n beperkte beperking op die elektriese veldsterkte wat deur enige medium weerstaan ​​kan word. Buiten hierdie punt vind elektriese onklaarraking plaas en veroorsaak 'n elektriese boog 'n terugslag tussen die gelaaide dele. Lug is byvoorbeeld geneig om oor klein gapings te buig met elektriese veldsterktes wat meer as 30 kV per sentimeter is. Oor groter gapings is die afbreeksterkte daarvan swakker, miskien 1 kV per sentimeter. ^[54] Die mees sigbare natuurlike voorkoms hiervan is weerlig , wat veroorsaak word wanneer lading in die wolke geskei word deur stygende lugkolomme, en die elektriese veld in die lug verhoog tot groter as wat dit kan weerstaan. Die spanning van 'n groot weerligwolk kan so hoog as 100 MV wees en ontladingsenergieë tot 250 kWh hê. ^[55]

Die veldsterkte word sterk beïnvloed deur geleidende voorwerpe in die omgewing, en dit is besonder intens as dit gedwing word om skerp puntige voorwerpe te buig. Hierdie beginsel word gebruik in die weerligafleier , waarvan die skerp piek die bliksemslag aanmoedig om daar te ontwikkel, eerder as om die gebou te beskerm wat dit beskerm ^{[56] : 155}

Elektriese potensiaal

'N Paar AA-selle . Die + -teken dui die polariteit aan van die potensiaalverskil tussen die batteryklemme.

Die konsep van elektriese potensiaal is nou gekoppel aan die van die elektriese veld. 'N Klein lading wat in 'n elektriese veld geplaas word, ervaar 'n krag, en om die lading tot op daardie stadium teen die krag te bring, verg werk . Die elektriese potensiaal word op enige punt gedefinieer as die energie wat benodig word om 'n eenheidstoetslading van 'n oneindige afstand stadig na daardie punt te bring. Dit word gewoonlik in volt gemeet , en een volt is die potensiaal waarvoor een joule werk bestee moet word om 'n lading van een coulomb uit die oneindigheid te bring. ^{[19] : 494–98} Hierdie definisie van potensiaal, hoewel dit formeel is, het min praktiese toepassing, en 'n meer bruikbare konsep is die van elektriese potensiaalverskil , en is die energie wat nodig is om 'n eenheidslading tussen twee gespesifiseerde punte te skuif. 'N Elektriese veld het die besondere eienskap dat dit konserwatief is , wat beteken dat die pad wat die toetslading volg nie relevant is nie: alle paaie tussen twee gespesifiseerde punte spandeer dieselfde energie, en dus kan 'n unieke waarde vir potensiële verskil vermeld word. ^{[19] : 494–98} Die volt word so sterk geïdentifiseer as die keuse-eenheid vir meting en beskrywing van die elektriese potensiaalverskil dat die term spanning 'n groter daaglikse gebruik het.

Vir praktiese doeleindes is dit nuttig om 'n gemeenskaplike verwysingspunt te definieer waaraan potensiaal kan uitgedruk en vergelyk word. Alhoewel dit oneindig kan wees, is die Aarde self ' n baie nuttiger verwysing , en dit word aanvaar dat dit oral dieselfde potensiaal het. Hierdie verwysingspunt het natuurlik die naam aarde of grond . Daar word aanvaar dat die aarde 'n oneindige bron van gelyke hoeveelhede positiewe en negatiewe lading is, en is daarom elektries ontlaai - en onoplaadbaar. ^[57]

Elektriese potensiaal is 'n skalêre hoeveelheid , dit wil sê, dit het slegs grootte en nie rigting nie. Dit kan as analoog met die hoogte beskou word : net soos 'n vrygestelde voorwerp deur 'n hoogteverskil wat deur 'n swaartekragveld veroorsaak word, sal val, so sal 'n lading 'val' oor die spanning wat deur 'n elektriese veld veroorsaak word. ^[58] Aangesien reliëfkaarte kontoerlyne toon wat punte van gelyke hoogte aandui, kan 'n stel lyne wat punte van gelyke potensiaal (bekend as ekwipotensiaal ) aandui, rondom 'n elektrostatiese gelaaide voorwerp geteken word. Die ekwipotensiaal kruis alle kraglyne reghoekig. Hulle moet ook parallel met 'n geleieroppervlak lê, anders sal dit 'n krag oplewer wat die ladingsdraers tot selfs die potensiaal van die oppervlak sal laat beweeg.

Die elektriese veld is formeel gedefinieër as die krag wat per eenheidslading uitgeoefen word, maar die konsep potensiaal bied 'n meer bruikbare en ekwivalente definisie: die elektriese veld is die plaaslike gradiënt van die elektriese potensiaal. Gewoonlik uitgedruk in volt per meter, is die vektorrigting van die veld die lyn van die grootste helling van potensiaal, en waar die ekwipotensiaal die naaste aan mekaar lê. ^{[38] : 60}

Elektromagnete

Magnetiese veld sirkel rondom 'n stroom

Die ontdekking van Ørsted in 1821 dat aan alle kante van 'n draad met 'n elektriese stroom ' n magnetiese veld bestaan, het aangedui dat daar 'n direkte verband was tussen elektrisiteit en magnetisme. Boonop het die interaksie anders gelyk as gravitasie- en elektrostatiese kragte, wat die twee natuurkragte wat toe bekend was, geken het. Die krag op die kompasnaald het dit nie na of van die stroomdraende draad af gelei nie, maar het loodreg daarop gewerk. ^[49] Ørsted se woorde was dat 'die elektriese konflik op 'n draaiende manier optree.' Die krag hang ook af van die rigting van die stroom, want as die stroom omgekeer is, dan het die krag ook gedoen. ^[59]

Ørsted het sy ontdekking nie heeltemal begryp nie, maar hy het opgemerk dat die effek wederkerig was: 'n stroom oefen 'n krag uit op 'n magneet, en 'n magneetveld oefen 'n krag uit op 'n stroom. Die verskynsel is verder ondersoek deur Ampère , wat ontdek het dat twee parallelle stroomdraende drade 'n krag op mekaar uitoefen: twee drade wat strome in dieselfde rigting gelei word aangetrokke tot mekaar, terwyl drade wat strome in teenoorgestelde rigtings bevat, uitmekaar gedwing word. ^[60] Die interaksie word bemiddel deur die magnetiese veld wat elke stroom produseer en vorm die basis vir die internasionale definisie van die ampère . ^[60]

Die elektriese motor benut 'n belangrike effek van elektromagnetisme: 'n stroom deur 'n magnetiese veld ervaar 'n krag wat reghoekig is met beide die veld en die stroom

Hierdie verband tussen magneetvelde en strome is uiters belangrik, want dit het gelei tot Michael Faraday se uitvinding van die elektriese motor in 1821. Faraday se homopolêre motor bestaan ​​uit 'n permanente magneet wat in 'n plas kwik sit . 'N Stroom is toegelaat deur 'n draad wat aan 'n spilpunt bo die magneet hang en in die kwik gedompel word. Die magneet het 'n tangensiële krag op die draad uitgeoefen, wat dit om die magneet laat draai solank die stroom behoue ​​bly. ^[61]

Eksperimentering deur Faraday in 1831 het aan die lig gebring dat 'n draad wat loodreg op 'n magneetveld beweeg 'n potensiële verskil tussen sy ente ontwikkel. Verdere analise van hierdie proses, bekend as elektromagnetiese induksie , het hom in staat gestel om die beginsel, nou bekend as Faraday se induksiewet , te stel dat die potensiaalverskil wat in 'n geslote stroombaan geïnduseer word, eweredig is aan die tempo van verandering van magnetiese vloed deur die lus. Deur hierdie ontdekking te benut, kon hy die eerste elektriese kragopwekker in 1831 uitvind , waarin hy die meganiese energie van 'n roterende koperskyf in elektriese energie omskep. ^[61] Faraday se skyf was ondoeltreffend en het geen nut gehad as 'n praktiese kragopwekker nie, maar dit het die moontlikheid getoon om elektriese krag op te wek met behulp van magnetisme, 'n moontlikheid wat deur diegene wat op sy werk gevolg is, opgeneem sou word.

Elektrochemie

Die Italiaanse natuurkundige Alessandro Volta het sy " battery " aan die Franse keiser Napoleon Bonaparte in die vroeë 19de eeu gewys .

Die vermoë van chemiese reaksies om elektrisiteit te produseer, en omgekeerd die vermoë van elektrisiteit om chemiese reaksies aan te dryf, het 'n wye verskeidenheid gebruike.

Elektrochemie was nog altyd 'n belangrike deel van elektrisiteit. Vanaf die eerste uitvinding van die Voltaïese stapel het elektrochemiese selle ontwikkel in die verskillende soorte batterye, elektroplatering en elektrolise. Aluminium word op hierdie manier in groot hoeveelhede vervaardig, en baie draagbare toestelle word elektries aangedryf deur herlaaibare selle.

Elektriese stroombane

'N Basiese elektriese stroombaan . Die spanningsbron V aan die linkerkant dryf 'n huidige Ek rondom die baan, die lewering van elektriese energie in die resistor R . Vanaf die weerstand keer die stroom terug na die bron en voltooi die stroombaan.

'N Elektriese stroombaan is 'n interkonneksie van elektriese komponente sodat elektriese lading langs 'n geslote baan ('n stroombaan) laat vloei, gewoonlik om 'n nuttige taak uit te voer.

Die komponente in 'n elektriese stroombaan kan baie vorme aanneem, wat elemente soos resistors , kondensators , skakelaars , transformators en elektronika kan insluit . Elektroniese stroombane bevat aktiewe komponente , gewoonlik halfgeleiers , en toon gewoonlik nie-lineêre gedrag, wat ingewikkelde ontleding benodig. Die eenvoudigste elektriese komponente is passiewe en lineêre terme : hoewel hulle tydelik energie kan stoor, bevat dit geen bronne nie en vertoon hulle lineêre reaksies op stimuli. ^{[62] : 15–16}

Die weerstand is miskien die eenvoudigste van passiewe stroombaanelemente: soos sy naam aandui, weerstaan ​​dit die stroom daardeur en versprei dit sy energie as hitte. Die weerstand is 'n gevolg van die ladingbeweging deur 'n geleier: in metale is die weerstand byvoorbeeld hoofsaaklik te wyte aan botsings tussen elektrone en ione. Die wet van Ohm is 'n basiese wet van die stroombaanteorie , wat verklaar dat die stroom wat deur 'n weerstand beweeg direk eweredig is aan die potensiaalverskil daaroor. Die weerstand van die meeste materiale is relatief konstant oor 'n reeks temperature en strome; materiaal onder hierdie omstandighede staan ​​as 'ohmies' bekend. Die ohm , die eenheid van weerstand, is vernoem ter ere van Georg Ohm en word deur die Griekse letter Ω gesimboliseer. 1 Ω is die weerstand wat 'n potensiaalverskil van een volt sal lewer in reaksie op 'n stroom van een amp. ^{[62] : 30–35}

Die kondensator is 'n ontwikkeling van die Leyden-pot en is 'n toestel wat lading kan stoor en sodoende elektriese energie in die resulterende veld kan stoor. Dit bestaan ​​uit twee geleidende plate wat deur 'n dun isolerende diëlektriese laag geskei word ; in die praktyk word dun metaalfoelies saamgevou, wat die oppervlakte per volume-eenheid verhoog en dus die kapasitansie . Die eenheid van kapasitansie is die farad , vernoem na Michael Faraday , en kry die simbool F : een farad is die kapasitansie wat 'n potensiaalverskil van een volt ontwikkel as dit 'n lading van een coulomb opslaan. 'N Kondensator wat aan 'n spanningstoevoer gekoppel is, veroorsaak aanvanklik 'n stroom as dit lading ophoop; hierdie stroom sal egter mettertyd verval namate die kondensator vul en uiteindelik tot nul val. 'N Kondensator laat dus nie 'n bestendige stroom toe nie, maar blokkeer dit. ^{[62] : 216–20}

Die induktor is 'n geleier, gewoonlik 'n draadspoel, wat energie in 'n magnetiese veld stoor in reaksie op die stroom daardeur. Wanneer die stroom verander, doen die magnetiese veld ook ' n spanning tussen die punte van die geleier. Die geïnduseerde spanning is eweredig aan die veranderingstempo van die stroom. Die konstante van proporsionaliteit word die induktansie genoem . Die eenheid van induktansie is die Henry , vernoem na Joseph Henry , 'n tydgenoot van Faraday. Een henry is die induktansie wat 'n potensiaalverskil van een volt sal veroorsaak as die stroom daardeur met een ampère per sekonde verander. Die gedrag van die induktor is in sommige opsigte omgekeerd met die van die kondensator: dit laat 'n onveranderlike stroom vry, maar is teen 'n vinnig veranderende. ^{[62] : 226–29}

Elektriese krag

Elektriese krag is die tempo waarteen elektriese energie deur 'n elektriese stroombaan oorgedra word . Die SI -eenheid van krag is die watt , een joule per sekonde .

Elektriese krag, soos meganiese krag , is die tempo van doen die werk , gemeet in Watt , en voorgestel deur die letter P . Die term wattage word in die algemeen gebruik om 'elektriese krag in watt' te beteken. Die elektriese krag in watt wat geproduseer word deur 'n elektriese stroom I wat bestaan ​​uit 'n lading van Q coulomb elke t sekonde wat deur 'n elektriese potensiaal ( spanning ) verskil van V is

${\ displaystyle P = {\ text {werk per tydseenheid}} = {\ frac {QV} {t}} = IV \,}$

waar

Q is elektriese lading in coulombs

t is tyd in sekondes

Ek is elektriese stroom in ampère

V is elektriese potensiaal of spanning in volt

Elektrisiteitsopwekking word dikwels gedoen deur 'n proses om meganiese energie na elektrisiteit om te skakel. Toestelle soos stoomturbines of gasturbines is betrokke by die produksie van die meganiese energie wat aan elektriese kragopwekkers oorgedra word . Elektrisiteit kan ook voorsien word deur chemiese bronne soos elektriese batterye of op ander maniere van 'n wye verskeidenheid energiebronne. Elektriese krag word gewoonlik deur die elektriese kragbedryf aan ondernemings en huise voorsien . Elektrisiteit word gewoonlik volgens die kilowattuur (3,6 MJ) verkoop, wat die kragproduk in kilowatt is, vermenigvuldig met die tydsduur in ure. Elektriese nutsdienste meet krag met behulp van elektrisiteitsmeters , wat 'n lopende totaal hou van die elektriese energie wat aan 'n klant gelewer word. Anders as fossielbrandstowwe, is elektrisiteit 'n lae entropie- vorm van energie en kan dit met hoë doeltreffendheid in beweging of baie ander vorme van energie omgeskakel word. ^[63]

Elektronika

Elektroniese komponente op die oppervlak

Elektronika handel oor elektriese stroombane wat aktiewe elektriese komponente insluit , soos vakuumbuise , transistors , diodes , optiese elektronika , sensors en geïntegreerde stroombane , en gepaardgaande passiewe interkonneksietegnologieë. Die nie-lineêre gedrag van aktiewe komponente en hul vermoë om elektronvloei te beheer, maak die versterking van swak seine moontlik en elektronika word wyd gebruik in inligtingverwerking , telekommunikasie en seinverwerking . Die vermoë van elektroniese toestelle om as skakelaars op te tree, maak digitale verwerking van inligting moontlik. Interkonneksie tegnologie soos circuit boards , elektronika verpakking tegnologie, en ander verskillende vorme van kommunikasie-infrastruktuur volledige kring funksies en die transformasie van die gemengde komponente in 'n gereelde werk stelsel .

Vandag gebruik die meeste elektroniese toestelle halfgeleierkomponente om elektronbeheer te verrig. Die bestudering van halfgeleiertoestelle en verwante tegnologie word beskou as 'n vertakking van vaste-toestandfisika , terwyl die ontwerp en konstruksie van elektroniese stroombane om praktiese probleme op te los onder elektroniese ingenieurswese val .

Elektromagnetiese golf

Die werk van Faraday en Ampère het getoon dat 'n magneetveld wat wissel van tyd, die bron van 'n elektriese veld was, en 'n elektriese veld wat van tyd tot tyd wissel, 'n bron van 'n magneetveld was. Dus, wanneer een van die veld mettertyd verander, word 'n veld van die ander noodwendig geïnduseer. ^{[19] : 696–700} So 'n verskynsel het die eienskappe van 'n golf , en word natuurlik 'n elektromagnetiese golf genoem . Elektromagnetiese golwe is in 1864 teoreties deur James Clerk Maxwell ontleed . Maxwell het 'n stel vergelykings ontwikkel wat die onderlinge verband tussen elektriese veld, magnetiese veld, elektriese lading en elektriese stroom ondubbelsinnig kon beskryf. Hy kon boonop bewys dat so 'n golf noodwendig teen die snelheid van die lig sou beweeg , en dus was die lig self 'n vorm van elektromagnetiese straling. Maxwell se wette , wat lig, velde en lading verenig, is een van die groot mylpale van die teoretiese fisika. ^{[19] : 696–700}

Die werk van baie navorsers het dus die gebruik van elektronika in staat gestel om seine om te skakel in hoë frekwensie ossillerende strome, en via geskikte geleiers kan elektrisiteit die sein en ontvangs van radiogolwe oor baie lang afstande oordra en ontvang.

Generasie en oordrag

Vroeë 20ste-eeuse alternator wat in Boedapest , Hongarye , in die kragopwekkingsaal van 'n hidro-elektriese stasie vervaardig is (foto deur Prokudin-Gorsky , 1905–1915).

In die 6de eeu vC het die Griekse filosoof Thales van Miletus met amberstawe geëksperimenteer en hierdie eksperimente was die eerste studies na die produksie van elektriese energie. Alhoewel hierdie metode, nou bekend as die triboelektriese effek , ligte voorwerpe kan oplig en vonke kan opwek, is dit uiters ondoeltreffend. ^[64] Eers met die uitvinding van die voltaïese stapel in die agtiende eeu het 'n lewensvatbare bron van elektrisiteit beskikbaar geword. Die voltaïese stapel, en sy moderne afstammeling, die elektriese battery , stoor energie chemies en stel dit op aanvraag beskikbaar in die vorm van elektriese energie. ^[64] Die battery is 'n veelsydige en baie algemene kragbron wat uiters geskik is vir baie toepassings, maar die energieberging is eindig, en sodra dit ontlaai is, moet dit weggegooi of herlaai word. Vir groot elektriese behoeftes moet elektriese energie voortdurend oor geleidende transmissielyne opgewek en oorgedra word.

Elektriese krag word gewoonlik opgewek deur elektromeganiese kragopwekkers wat aangedryf word deur stoom wat deur die verbranding van fossielbrandstowwe geproduseer word , of deur die hitte wat vrygestel word van kernreaksies; of uit ander bronne soos kinetiese energie wat uit wind of vloeiende water onttrek word. Die moderne stoomturbine wat Sir Charles Parsons in 1884 uitgevind het, lewer vandag ongeveer 80 persent van die elektriese krag in die wêreld op met behulp van verskillende hittebronne. Sulke kragopwekkers lyk nie soos Faraday se homopolêre skyfgenerator van 1831 nie, maar vertrou steeds op sy elektromagnetiese beginsel dat 'n geleier wat 'n veranderende magneetveld verbind, 'n potensiële verskil oor sy ente veroorsaak. ^[65] Die uitvinding in die laat negentiende eeu van die transformator het beteken dat elektriese krag doeltreffender met 'n hoër spanning, maar laer stroom, kon oorgedra word. Doeltreffende elektriese transmissie het op sy beurt beteken dat elektrisiteit by sentrale kragstasies opgewek kon word , waar dit voordeel van skaalvoordele gehad het , en dan relatief lang afstande gestuur kon word na waar dit nodig was. ^{[66] [67]}

Windkrag is in baie lande van toenemende belang

Aangesien elektriese energie nie maklik in groot hoeveelhede gestoor kan word om op nasionale skaal te voldoen nie, moet daar altyd presies soveel geproduseer word as wat benodig word. ^[66] Dit vereis dat elektrisiteitsdienste noukeurige voorspellings van hul elektriese vragte moet voorspel, en dat hulle voortdurend met hul kragstasies koördineer. 'N Sekere hoeveelheid opwekking moet altyd in reserwe gehou word om 'n elektriese netwerk te demp teen onvermydelike steurings en verliese.

Die vraag na elektrisiteit neem vinnig toe namate 'n nasie moderniseer en sy ekonomie ontwikkel. Die Verenigde State het 'n toename van 12% in die vraag getoon gedurende die eerste drie dekades van die twintigste eeu, ^{[68], '} n groeikoers wat tans deur opkomende ekonomieë soos dié van Indië of China ervaar word. ^{[69] [70]} Histories het die groeikoers vir die vraag na elektrisiteit groter geword as die van ander vorme van energie. ^{[71] : 16}

Omgewingsoorwegings met die opwekking van elektrisiteit het gelei tot 'n toenemende fokus op opwekking uit hernubare bronne , veral uit wind en sonkrag . Alhoewel daar verwag kan word dat debat sal voortduur oor die omgewingsimpak van verskillende maniere van elektrisiteitsproduksie, is die finale vorm daarvan relatief skoon. ^{[71] : 89}

Aansoeke

Die gloeilamp , 'n vroeë aanwending van elektrisiteit, werk deur Joule-verwarming : die stroom deurstroom deur weerstand wat hitte opwek

Elektrisiteit is 'n baie maklike manier om energie oor te dra, en dit is aangepas vir 'n groot, en groeiende aantal gebruike. ^[72] Die uitvindsel van 'n praktiese gloeilamp in die 1870's het daartoe gelei dat beligting een van die eerste openbare toepassings van elektriese krag geword het. Alhoewel elektrifisering sy eie gevare meegebring het, het die brandgevaar in huise en fabrieke die brandgevaar aansienlik verminder. ^[73] In baie stede is openbare nutsdienste opgerig wat op die ontluikende mark vir elektriese beligting gerig is. In die laat 20ste eeu en in die moderne tyd het die tendens in die rigting van deregulering in die elektriese kragsektor begin vloei. ^[74]

Die resistiewe Joule-verwarmingseffek wat in gloeilampe gebruik word, sien ook meer direkte gebruik in elektriese verwarming . Alhoewel dit veelsydig en beheerbaar is, kan dit as verkwistend beskou word, aangesien die meeste elektriese opwekking reeds die produksie van hitte by 'n kragstasie benodig het. ^{[75] '} n Aantal lande, soos Denemarke, het wetgewing uitgereik wat die gebruik van resistiewe elektriese verwarming in nuwe geboue beperk of verbied. ^[76] Elektrisiteit is egter steeds 'n baie praktiese energiebron vir verwarming en verkoeling , ^[77] met lugversorging / hittepompe wat 'n groeiende sektor is vir die vraag na elektrisiteit vir verwarming en verkoeling, en die gevolge waarvan elektrisiteitsdienste toenemend verplig word om te akkommodeer. ^[78]

Elektrisiteit word binne telekommunikasie gebruik , en die elektriese telegraaf , wat in 1837 kommersieel deur Cooke en Wheatstone gedemonstreer is , was een van die vroegste toepassings. Met die bou van eers transkontinentale en daarna transatlantiese telegraafstelsels in die 1860's, het elektrisiteit binne enkele minute oor die hele wêreld kommunikasie moontlik gemaak. Optiese vesel- en satellietkommunikasie het 'n deel van die mark vir kommunikasiestelsels uitgemaak, maar daar kan verwag word dat elektrisiteit 'n noodsaaklike deel van die proses sal wees.

Die effekte van elektromagnetisme word die duidelikste gebruik in die elektriese motor , wat 'n skoon en effektiewe dryfkrag bied. 'N Stilstaande motor soos 'n lier is maklik van krag voorsien, maar 'n motor wat saam met die toepassing daarvan beweeg, soos 'n elektriese voertuig , is verplig om 'n kragbron soos 'n battery saam te neem, of om stroom vanaf 'n glykontak soos 'n pantograaf . Elektries aangedrewe voertuie word in die openbare vervoer gebruik, soos elektriese busse en treine, ^[79] en 'n toenemende aantal battery-aangedrewe elektriese motors in privaat besit.

Elektroniese toestelle maak gebruik van die transistor , miskien een van die belangrikste uitvindings van die twintigste eeu, ^[80] en 'n fundamentele bousteen van alle moderne stroombane. 'N Moderne geïntegreerde stroombaan kan 'n paar miljard miniatuur-transistors bevat in 'n gebied van slegs 'n paar sentimeter. ^[81]

Fisiologiese effekte

'N Spanning wat op 'n menslike liggaam aangewend word, veroorsaak 'n elektriese stroom deur die weefsels, en alhoewel die verhouding nie-lineêr is, hoe groter die spanning, hoe groter is die stroom. ^[82] Die drempelwaarde vir waarneming wissel met die toevoerfrekwensie en met die stroombaan, maar is ongeveer 0,1 mA tot 1 mA vir hooffrekwensie-elektrisiteit, alhoewel 'n stroom so laag as 'n mikroamp kan opgespoor word as 'n elektrovibrasie- effek onder sekere voorwaardes. ^[83] As die stroom voldoende hoog is, sal dit spiersametrekking, fibrillasie van die hart en weefselbrandings veroorsaak . ^[82] Die gebrek aan sigbare tekens dat 'n geleier geëlektrifiseerd is, maak elektrisiteit 'n besondere gevaar. Die pyn wat veroorsaak word deur 'n elektriese skok kan hewig wees, wat soms lei tot marteling . Dood veroorsaak is deur 'n elektriese skok staan bekend as elektriese skok . Elektrokusie is nog steeds die middel vir geregtelike uitvoering in sommige jurisdiksies, alhoewel die gebruik daarvan die afgelope tyd skaarser geword het. ^[84]

Elektriese verskynsels in die natuur

Die elektriese paling, Electrophorus electricus

Elektrisiteit is nie 'n menslike uitvindsel nie, en kan in verskillende vorme in die natuur waargeneem word, en 'n prominente manifestasie hiervan is weerlig . Baie interaksies wat op makroskopiese vlak bekend is, soos aanraking , wrywing of chemiese binding , is te wyte aan interaksies tussen elektriese velde op die atoomskaal. Daar word vermoed dat die aarde se magneetveld ontstaan ​​uit 'n natuurlike dinamo van sirkulerende strome in die planeet se kern. ^[85] Sekere kristalle, soos kwarts , of selfs suiker , genereer 'n potensiële verskil oor hul gesigte wanneer hulle aan eksterne druk onderwerp word. ^[86] Hierdie verskynsel staan ​​bekend as piëzo-elektrisiteit , van die Griekse piezein (πιέζειν), wat beteken om te pers, en is in 1880 deur Pierre en Jacques Curie ontdek . Die effek is wederkerig, en wanneer 'n piëzo-elektriese materiaal aan 'n elektriese veld onderwerp word, vind 'n klein verandering in fisiese afmetings plaas. ^[86]

§ Bio-elektrogenese in die mikrobiese lewe is 'n prominente verskynsel in gronde en sediment-ekologie as gevolg van anaërobiese asemhaling . Die mikrobiese brandstofsel boots hierdie alomteenwoordige natuurverskynsel na.

Sommige organismes, soos haaie , is in staat om veranderinge in elektriese velde op te spoor en daarop te reageer, 'n vermoë bekend as elektroresepsie , ^[87] terwyl ander, wat elektrogene genoem word , in staat is om self spanning te genereer om as 'n roof- of verdedigingswapen te dien. ^[3] Die orde Gymnotiformes , waarvan die bekendste voorbeeld die elektriese paling is , bespeur of verdoof hul prooi via hoë spanning wat gegenereer word uit gemodifiseerde spierselle genaamd elektrocyte . ^{[3] [4]} Alle diere dra inligting oor hul selmembrane oor met spanningsimpulse, genaamd aksiepotensiale , waarvan die funksies kommunikasie deur die senuweestelsel tussen neurone en spiere insluit . ^{[88] '} n Elektriese skok stimuleer hierdie stelsel en laat spiere saamtrek. ^[89] Aksiepotensiale is ook verantwoordelik vir die koördinering van aktiwiteite in sekere aanlegte. ^[88]

In 1850 het William Gladstone die wetenskaplike Michael Faraday gevra waarom elektrisiteit waardevol is. Faraday antwoord: 'Eendag mag u dit belas.' ^[90]

In die 19de en vroeë 20ste eeu was elektrisiteit nie deel van die alledaagse lewe van baie mense nie, selfs nie in die geïndustrialiseerde Westerse wêreld nie . Die destydse populêre kultuur het dit gevolglik dikwels uitgebeeld as 'n misterieuse, kwasi-magiese krag wat die lewendes kan doodmaak, die dooies kan laat herleef of die natuurwette anders kan buig. ^[91] Hierdie houding begin met die 1771 eksperimente van Luigi Galvani waarin die bene van dooie paddas is getoon dat pyl op aansoek van diere elektrisiteit . Kort ná Galvani se werk is daar in die mediese literatuur 'n herlewing 'of herlewing van skynbaar dood of verdrinkte persone genoem. Mary Shelley het hierdie resultate bekend gemaak toe sy Frankenstein (1819) geskryf het, hoewel sy nie die metode van herlewing van die monster noem nie. Die herlewing van monsters met elektrisiteit het later 'n voorraadtema in horrorfilms geword.

Namate die vertroudheid van die publiek as die lewensaar van die Tweede Nywerheidsrevolusie met elektrisiteit toegeneem het, is die wielers daarvan dikwels in 'n positiewe lig gewerp, ^[92] soos die werkers wat die vinger aan die einde van hul handskoene vinger maak terwyl hulle die drade "in Rudyard Kipling se gedig Sons of Martha uit 1907 . ^[92] Elektriese aangedrewe voertuie van elke soort was groot in avontuurverhale soos dié van Jules Verne en die Tom Swift- boeke. ^[92] Die meesters van elektrisiteit, hetsy fiktief of werklik - wetenskaplikes soos Thomas Edison , Charles Steinmetz of Nikola Tesla ingesluit - is algemeen beskou as towenaaragtige magte. ^[92]

Aangesien elektrisiteit in die latere helfte van die 20ste eeu ophou om 'n nuutjie te word en 'n noodsaaklikheid van die alledaagse word, het dit veral deur die populêre kultuur aandag gegee as dit ophou vloei, ^{[92] '} n gebeurtenis wat gewoonlik 'n ramp aandui. ^[92] Die mense wat hou dit vloei, soos die naamlose held van Jimmy Webb se liedjie " Wichita lyn werker " (1968), ^[92] is nog dikwels gooi as heldhaftige, assistent-agtige figure. ^[92]

• Ampère se kringwet verbind die rigting van 'n elektriese stroom en die gepaardgaande magnetiese strome.
• Elektriese potensiële energie , die potensiële energie van 'n ladingstelsel
• Elektrisiteitsmark , die verkoop van elektriese energie
• Etimologie van elektrisiteit , die oorsprong van die woord elektrisiteit en die verskillende gebruike daarvan
• Hidrouliese analogie , 'n analogie tussen die vloei van water en elektriese stroom

• Nahvi, Mahmood; Joseph, Edminister (1965), Electric Circuits , McGraw-Hill, ISBN 9780071422413
• Hammond, Percy (1981), "Elektromagnetisme vir ingenieurs" , Nature , Pergamon, 168 (4262): 4–5 , Bibcode : 1951Natur.168 .... 4G , doi : 10.1038 / 168004b0 , ISBN 0-08-022104-1, S2CID  27576009
• Morely, A .; Hughes, E. (1994), Principles of Electricity (5de uitg.), Longman, ISBN 0-582-22874-3
• Naidu, MS; Kamataru, V. (1982), High Voltage Engineering , Tata McGraw-Hill, ISBN 0-07-451786-4
• Nilsson, James; Riedel, Susan (2007), Electric Circuits , Prentice Hall, ISBN 978-0-13-198925-2
• Patterson, Walter C. (1999), Transforming Electricity: The Coming Generation of Change , Earthscan, ISBN 1-85383-341-X
• Benjamin, P. (1898). 'N Geskiedenis van elektrisiteit (die intellektuele styging in elektrisiteit) vanaf die oudheid tot die dae van Benjamin Franklin . New York: J. Wiley & Sons.

• Basiese konsepte van elektrisiteit hoofstuk uit Lessons In Electric Circuits Vol 1 DC boek en reekse .
• "Honderd jaar elektrisiteit", Mei 1931, gewilde meganika
• Geïllustreerde siening van hoe 'n Amerikaanse huis se elektriese stelsel werk
• Elektrisiteit regoor die wêreld
• Misverstellings oor elektrisiteit
• Elektrisiteit en magnetisme
• Die begrip van elektrisiteit en elektronika binne ongeveer tien minute
• Wêreldbank-verslag oor subsidies vir water, elektrisiteit en nut