Elektra apšviečia mūsų namus, įstaigas ir gatves, maitina įvairius mechanizmus ir transporto priemones. Ar galėtume šiandien išgyventi bent mėnesį be elektros? O kiek jūs žinote elektrą?
Daug žmonių per šimtmečius tyrė elektrą. Rašoma, kad graikų filosofas Talis Miletietis eksperimentuodamas su gintaru ir plunksnomis 600 m. atrado elektrą. Tačiau 2012 m. žurnale „Journal of Electrostatics“ paskelbtas tyrimas parodė, kad Miletietis niekada netvirtino atradęs, kad trinamas gintaras pritrauktų plunksnas. Jis minėjo statiškumą, norėdamas sustiprinti argumentą, kad net negyvi objektai gali turėti sielą. Anglų gydytojas Williamas Gilbertas eksperimentavo su magnetais ir 1600-aisiais pavartojo terminą „electricus“ elektros krūvių apibūdinimui. Anglas Thomas Brownas knygoje „Vulgarios klaidos“ 1682 m. sukūrė terminą „elektra“. 1800 m. italų išradėjas Alessandro Volta sugalvojo, kaip iš cinko, vario ir sūriame vandenyje mirkyto kartono gaminti elektros baterijas. 1831 m. anglas Michaelas Faradėjus atrado būdą generuoti elektros srovę sukant magnetą vielos ritėje. Toliau elektros taikymai didėjo eksponentiškai.
Tačiau kas yra elektra?
Elektra yra visur. Kiekvienas atomas susideda iš branduolio ir aplink jį skriejančių neigiamai įelektrintų elektronų. Kai kurie iš šių elektronų yra stipriai surišti su savo atomo branduoliu, o kiti yra labiau laisvi. Kai elektronai atitrūksta nuo atomo, jis virsta jonu. Laisvi elektronai ir jonai gali judėti. Tų judančių elektronų ir jonų sukelti reiškiniai ir yra elektra.
Žaibas yra elektra
Žaibas, sukeliamas audros debesų generuojamų elektros krūvių, yra graži elektros galios demonstracija. Vidutinis žaibas yra 3 – 5 kilometro ilgio. Žaibo energija įkaitina orą iki 30 000 laipsnių Celsijaus temperatūros, penkis kartus didesnės už Saulės paviršiaus temperatūrą. Žaibai vyksta kažkur Žemėje maždaug 44 kartus per sekundę.
Griaudžiant griaustiniui augalai kibirkščiuoja
Per elektros audras augalai reaguoja į audrų sukeltus elektrinius laukus, skleisdami elektros kibirkštis. Šios kibirkštys gali sukurti silpną mėlyną miglą, vadinamą korona. Jos įtakoja oro kokybę. 2022 m. tyrime, paskelbtame žurnale „Journal of Geophysical Research: Atmospheres“, mokslininkai nustatė, kad koronos gamina daug labai reaktyvių cheminių medžiagų, vadinamų radikalais. Radikalams trūksta elektronų ir jie gali pavogti juos iš netoliese esančių atomų, taip pakeisdami aplink juos esančius cheminius junginius. Jie gali pašalinti kai kuriuos kenksmingus junginius iš oro, bet ir sukurti oro teršalų.
Smegenys gali maitinti elektros lemputę
Nervų ląstelės bendrauja elektros impulsais, kuriuos sukelia nervinių ląstelių membranų pokyčiai, leidžiantys įelektrintoms molekulėms tekėti į ląstelę ir reaguoti į cheminius signalus. Kitaip tariant, smegenys gamina savo elektros energiją. Visų 86 milijardų smegenų neuronų generuojamos galios pakaktų elektros lemputei maitinti.
Elektra dūzgia
Elektra dūzgia, nes į mūsų namus ir darbo vietas teka kintamoji srovė. Tinklo dūzgimas, kurį girdite esant šalia elektros prietaiso, iš tikrųjų yra prietaiso viduje esančio elektromagneto vibracijos šalutinis poveikis. Kintamosios srovės ūžesys skiriasi priklausomai nuo to, koks yra srovės dažnis. Vienose šalyse srovės dažnis yra 60 hercų, kitose 50 hercų, t. y. jos kryptis pakinta 50 kartų per sekundę.
Elektros suvartojimas auga
Pasaulis sunaudoja daug elektros energijos. 2019 metais pasaulinis elektros suvartojimas siekė 22 848 teravatvalandes. Teravatas yra vienas trilijonas vatų. Tarptautinės energetikos agentūros duomenimis, pramonė sunaudojo apie 41 proc. viso šio kiekio, 27 proc. – skirti naudojimui gyvenamuosiuose namuose, o komercinėms ir viešosioms paslaugoms – apie 21 proc. Likusi dalis skirta transportui, įskaitant elektromobilius, ir kitiems tikslams. Elektros suvartojimas nuolat auga. 2019 m. naudojimas buvo 1,8 proc. didesnis nei 2018 m. Kinija yra didžiausia elektros vartotoja pasaulyje, po jos seka JAV ir Indija.
Bitės kuria elektrą
Bičių spiečius gali šokiruoti ne tik dėl jų įgėlimų. 2022 m. spalio mėn. žurnale „iScience“ paskelbti tyrimai, kad bičių spiečius generuoja elektrinius laukus, panašius į tuos, kuriuos sukuria perkūnija. Bitės nuolat trinasi į augalų paviršius ir orą, jų sparneliai plaka šimtus kartų per sekundę. Dėl to jie generuoja statinę elektrą. Mokslininkai išmatavo elektros krūvį šalia bičių avilių, kai spiečius pakilo ir nustatė, kad bitės gali sukurti nuo 100 iki 1000 voltų į metrą elektrinį lauką, – aštuonis kartus didesnį nei audros debesyje.
Bakterijos iškvepia elektrą
Po vandenyno dugnu ir po žeme sausumoje geobakterijos iškvepia elektrą. Metabolinis aktyvumas generuoja elektronų perteklių. Žmonės ir kiti organizmai, gyvenantys aerobinį gyvenimo būdą, naudoja deguonį, kad jis prisijungtų prie šių papildomų elektronų ir pašalintų juos iš kūno. Tačiau anaerobiniai organizmai, kurie nenaudoja deguonies, kaip geobakterijos, 100 000 kartų plonesniais nei žmogaus plaukas vamzdeliais išstumia elektronus iš savęs į aplinką. 2021 m. mokslininkai nustatė, kad šie maži elektros laidai yra pagaminti iš baltymo, vadinamo citochromu. Geobakterijų kolonijos gali būti naudojamos net elektros prietaisams maitinti.
Deimantams reikia elektros
Deimantai gali būti geriausias merginos draugas, bet elektra yra geriausias deimantų draugas. 2021 m. mokslininkai pranešė, kad deimantams giliai Žemės mantijoje susiformuoti reikia šiek tiek elektros pagalbos. Žurnale „Science Advances“ paskelbtame tyrime paaiškėjo, kad anglis nevirsta blizgančiu deimantu be maždaug 1 volto elektros. Mantijoje išsilydžiusi uoliena gali kurti elektros krūvius. Mažytis elektrinis laukas, silpnesnis už buitinės baterijos, suteikia papildomų elektronų, kad padidėtų kristalizacijos procesas, kurio metu susidaro deimantai.
„Mokslininkai išmatavo elektros krūvį šalia bičių avilių, kai spiečius pakilo ir nustatė, kad bitės gali sukurti nuo 100 iki 1000 voltų į metrą elektrinį lauką, – aštuonis kartus didesnį nei audros debesyje.”
Tai kokio tada dydžio elektrinis laukas yra audros debesyje?
Ar elektrinis laukas audros debesyje nėra maždaug dešimtys tūkstančių voltų vienam metrui? Todėl teiginys, kad bičių spiečius gali sukurti elektrinį lauką, 8 kartus stipresnį mažai tikėtinas.
Apsirikau sakydamas, kad bitės gali sukurti elektrinį lauką didesnį nei audros debesyje. Atsiprašau.
Smegenys nesukuria pakankamai elektros energijos, kad galėtų tiesiogiai maitinti elektros lemputę. Elektrinis aktyvumas smegenyse matuojamas mikrovoltais, įprastai lemputei veikti reikia kelių voltų.
Tačiau elektrinį aktyvumą smegenyse galima išmatuoti ir naudoti prietaisams, pvz., elektros lemputei, valdyti naudojant techniką, vadinamą smegenų ir kompiuterio sąsajomis (BCI). Tai sistemos, kurios neuroninius signalus paverčia valdymo komandomis išoriniams įrenginiams, pvz., kompiuteriui ar roboto rankai.
Taip pat yra sukurti eksperimentiniai prietaisai, kurie paverčia mažyčius elektrinius signalus smegenyse į šiek tiek galingesnius signalus, kurie gali būti naudojami valdyti labai mažą prietaisą, pavyzdžiui, elektros lemputę. Šie eksperimentiniai įrenginiai vis dar kuriami ir nėra plačiai prieinami visuomenei.
Apskritai, smegenys nesukuria pakankamai energijos, kad uždegtų lemputę, tačiau naudojant technologijas galima panaudoti smegenų veiklą išoriniams įrenginiams valdyti.
Šio pono skleidžiamą informaciją reikia tikrinti.
Bravo! Puiku!