淺析電學(xué)在生活中的應(yīng)用

陳宇軒

摘 要：隨著時(shí)代和科技的不斷發(fā)展，“電”成為人們生活中必不可少的物質(zhì)。現(xiàn)代化社會的生產(chǎn)和生活都離不開電的使用。在電最初被發(fā)現(xiàn)和發(fā)明的時(shí)候，就注定了它偉大的歷史使命。電學(xué)逐漸發(fā)展成一門具有普遍意義的學(xué)科，電學(xué)的研究和發(fā)展也豐富了人類的物質(zhì)文明和精神文明，推動了科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。電學(xué)對于普通人的生活來說同樣具有重要的價(jià)值和意義，電學(xué)知識的普及能夠?yàn)槿藗兊纳顜ケ憷透咝?。加?qiáng)電學(xué)知識的開拓和應(yīng)用，對于社會進(jìn)步有積極作用。

關(guān)鍵詞：電學(xué)；生活；應(yīng)用

中圖分類號：G63 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1673-9132（2017）36-0183-02

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2017.36.114

“電”這種物質(zhì)自從發(fā)明出來以后到今天，對于科學(xué)領(lǐng)域的探索和人們的日常生活都產(chǎn)生了巨大的影響。人們要實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的進(jìn)步和生活條件的提升就必須重視電的研究和應(yīng)用。人們期望能夠通過電這種物質(zhì)來改善自己的生活環(huán)境，將電學(xué)的知識融入到普通生活中，通過電學(xué)的力量能夠幫助人類更好的生活。下面我將通過對電學(xué)發(fā)展的介紹以及電學(xué)在生活中的應(yīng)用來探究電學(xué)的魅力，讓人們意識到電學(xué)的重要性，努力拓寬電學(xué)在生活中應(yīng)用的領(lǐng)域。

一、電學(xué)的發(fā)展

電學(xué)從理論上來說，是分屬于物理學(xué)科的一種自然科學(xué)。主要的研究內(nèi)容就是電這種物質(zhì)的形成和應(yīng)用。電這種物質(zhì)對于古代中國來說就是“雷電”，時(shí)間到了十八世紀(jì)，西方的學(xué)者開始研究電形成和發(fā)展的規(guī)律，并作為單獨(dú)的學(xué)科而逐漸地發(fā)展起來。尤其是探索的初期，人們對于電的每一次深入了解都會促進(jìn)社會的重大改變以及科學(xué)界的革新。時(shí)至今日，人們已經(jīng)了解電這種物質(zhì)的存在和重要性，無論是衣食住行還是其他人類活動的領(lǐng)域，都離不開電的參與。正是在此基礎(chǔ)上，才慢慢形成了現(xiàn)在我們了解和接觸到的“電學(xué)”領(lǐng)域。電學(xué)也分出了幾個(gè)單獨(dú)的學(xué)科，比如電磁學(xué)、電工學(xué)等等。電學(xué)在物理學(xué)領(lǐng)域有著極高的地位和研究價(jià)值，是物理學(xué)領(lǐng)域不可回避的研究課題。

電學(xué)在生活中的應(yīng)用是比較廣泛的，比如家庭中經(jīng)常使用到的廚房電器就是電在生活中重要作用的體現(xiàn)。制作食物必不可少的一些器具都與電有或多或少的聯(lián)系，燒水的時(shí)候要用電熱水壺；燒飯的時(shí)候使用的電磁爐、微波爐、電炒鍋、電飯煲等等電器都是將電能轉(zhuǎn)化成熱能，來完成對食材的烹飪。電學(xué)在生活中的應(yīng)用比比皆是，下面我將從更為普遍性的領(lǐng)域進(jìn)行探討與分析。

二、電學(xué)在生活中的應(yīng)用分析

（一）高壓輸電線路中的應(yīng)用

為了能夠滿足更多家庭和單位的用電需求，電力部門就必須實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離輸電。遠(yuǎn)距離輸電為人們生活帶來的便利十分重要，但是遠(yuǎn)距離輸電的確是一個(gè)相對來說比較復(fù)雜的過程，而且其運(yùn)輸?shù)馁|(zhì)量也有比較嚴(yán)格的要求。它既要滿足使用和傳輸?shù)陌踩?，又要滿足可靠性，幫助電力企業(yè)控制成本等等因素。

我國標(biāo)準(zhǔn)常用的電壓是220V，但是在遠(yuǎn)距離輸電的時(shí)候，需要更高電壓的輸電，也就是說要超過220V。之所以會超過常用標(biāo)準(zhǔn)的電壓，是因?yàn)檫h(yuǎn)距離的輸電需要鋪設(shè)大量的，較長的導(dǎo)線才能實(shí)現(xiàn)，但是導(dǎo)線是存在電阻的。在中學(xué)時(shí)期的物理課上我們都能了解到，如果電阻比較小，在不影響電力傳輸?shù)那闆r下可以忽略掉不計(jì)，但是遠(yuǎn)距離輸電需要較長的導(dǎo)線，我們不能忽略導(dǎo)線對于電力輸出的影響。電量在通過導(dǎo)線進(jìn)行傳輸?shù)倪^程中，會產(chǎn)生一定的熱量，進(jìn)而消耗掉傳輸?shù)碾娔?。所以遠(yuǎn)距離輸電的過程中，電壓一定要比常用標(biāo)準(zhǔn)電壓要高。理論上來說，距離越遠(yuǎn)，鋪設(shè)的導(dǎo)線越長，其電阻就越大。根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt來看，電阻越大，產(chǎn)生的熱量也就更高。遠(yuǎn)距離輸電的過程中，導(dǎo)線會產(chǎn)生較大的熱量，有的直接發(fā)揮掉，那么這些電量就會白白浪費(fèi)。

除此之外，導(dǎo)線在發(fā)熱的過程中，還容易損壞導(dǎo)線的絕緣性，降低了輸電過程的安全性，容易造成電路起火的問題，威脅著人們的人身和財(cái)產(chǎn)安全。所以在遠(yuǎn)距離輸電的過程中，既要減少因?yàn)檩^長的導(dǎo)線帶來電量的損失，又要對導(dǎo)線進(jìn)行充分的保護(hù)，以此來實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的電力傳輸。根據(jù)焦耳定律可以知道，減少輸電的時(shí)間可以減少電量的流失，但是現(xiàn)代社會人們每時(shí)每刻都在用電，所以我們只能從其他方面減少熱量和電力的流失。

我認(rèn)為，導(dǎo)線的長度要根據(jù)具體的用電需求來設(shè)定，所以不能作為固定變量來進(jìn)行調(diào)節(jié)，但是用于導(dǎo)電的電線材質(zhì)以及它的橫截面是可以掌控的。從實(shí)踐角度來看，如果僅僅只是增加橫截面積，效果不理想，容易導(dǎo)致電線本身的損耗加重。我通過資料調(diào)查發(fā)現(xiàn)了一種方法，就是合理選擇導(dǎo)線的材料能夠減少電阻對于遠(yuǎn)距離輸電的影響。目前我國用于遠(yuǎn)距離輸電的材質(zhì)一般是銅和鋁，業(yè)界一直致力于尋找更好的材料來達(dá)到更好的傳輸效果。

（二）避雷針與尖端放電應(yīng)用

首先來了解一下尖端放電的含義。所謂的尖端放電指的是靜電荷在導(dǎo)體表面的分布不是均勻的，尤其是在導(dǎo)體的尖端部分會聚集更多的靜電荷。所以導(dǎo)體尖端的電場相對來說比較強(qiáng)烈，空氣中有正電荷與負(fù)電荷，當(dāng)這些電荷接受不同方向的電場發(fā)出的作用力，就會產(chǎn)生電離現(xiàn)象?？諝猱?dāng)中的電荷會釋放出正電子與負(fù)電子，造成了尖端放電的現(xiàn)象。那么尖端放電對于日常生活有何種影響呢？尖端放電在輸電過程中容易造成電路起火的現(xiàn)象，非常危險(xiǎn)。

鑒于尖端放電原理，人們發(fā)明了避雷針用來防止雷雨天氣的雷擊失火現(xiàn)象的發(fā)生。避雷針的外形是像針一樣的尖銳形狀，本身屬于金屬物質(zhì)。在雷電天氣的時(shí)候，人們會把避雷針安置在屋頂或者樓房的頂端，避雷針的下方與地面的金屬物體相連。電閃雷鳴的天氣中，帶電的云層與避雷針相接觸時(shí)，云層和地面金屬的電荷正負(fù)相抵，就不會造成建筑物被雷擊打的風(fēng)險(xiǎn)，有效保護(hù)了人們的生命安全與財(cái)產(chǎn)安全。

三、結(jié)語

綜上所述，電在生活中隨處可見，電學(xué)的應(yīng)用對于生活的滲透具有普遍意義。要想充分將電學(xué)應(yīng)用到生活領(lǐng)域，就必須掌握足夠的電學(xué)知識，掌握電學(xué)方面的科學(xué)規(guī)律才能利用電學(xué)解決生活中的難題。人們在享受“電”給人們帶來的便捷的同時(shí)，必須明確“電”的存在具有兩面性，它既能為人們帶來生活的變革，也具有一定的危險(xiǎn)性。我們要深刻了解生活用電的常識和風(fēng)險(xiǎn)性因素，從而規(guī)避用電危險(xiǎn)。目前電學(xué)對于人類社會的改變?nèi)匀粵]有停下腳步，探索電學(xué)的奧秘，才能更好地改善人類的生活條件，促進(jìn)文明的進(jìn)步與發(fā)展。

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