淺談電學在生活中的應用

許諾成

【摘 要】隨著經濟的蓬勃發展，世界上各個國家開始對電的需求也是越來越高了，并且，電學的發展也是越來越快的。我們的物理學科中學到了關于很多的電學知識，比如，電路、電磁場、電熱、電導等等，這些知識在我們的生活中有著非常多的應用，本文主要闡述著我們生活中的電學現象以及原理，從高中生的角度出發，觀察生活，以便能夠更好的學習物理。

【關鍵詞】電學；知識；物理；生活；應用

電是指有負荷存在和電荷變化的現象。電是一種和重要的能源。不僅如此，電學跟我們的生活是緊密的息息相關的，我們在生活中不僅要利用好電學，而且在運用的過程中還要防止電學給我們人身安全造成的傷害。因為在學習物理的過程中我們也要好好學習電學，給我們的生活謀福利。

一、電學的發展

電學是物理學的分支學科之一。主要研究“電”的形成及其應用。“電”一詞在西方是從希臘文琥珀一詞轉意而來的，在中國則是從雷閃現象中引出來的。

自從18世紀中葉以來，對電的研究逐漸蓬勃開展。它的每項重大發現都引起廣泛的實用研究，從而促進科學技術的飛速發展。現今，無論人類生活、科學技術活動以及物質生產活動都已離不開電。隨著科學技術的發展，某些帶有專門知識的研究內容逐漸獨立，形成專門的學科，如電子學、電工學等。電學又可稱為電磁學，是物理學中頗具重要意義的基礎學科。

二、電學知識的相關內容

高中學到的課程中電學的內容主要包括靜電學、恒定電流和電磁學。靜電學主要與力學和運動學結合，涉及電場、電場力、庫侖定律、帶電粒子的運動軌跡、電勢、電勢能、電容等恒定電流的內容和初中的差不多，比如一些并聯，串聯等等相關的知識，就是多了閉合回路中的歐姆定律。即相關的做功方面的聯系。

電磁學比較多，比較難也很重要，主要有磁場，洛倫滋力，粒子在磁場、電磁混合場中的運動，法拉第電磁感應定律，交流電，電磁波等等。

三、電學知識的相關應用

（一）電路知識相關的應用

家居中的并聯串聯電路。例如各個燈頭與電源是并聯，每個燈頭的開關與燈頭是串聯，開關和燈頭串聯后又與電源形成并聯電路。電源插座與電源全是并聯電路。手電筒的電池是串聯（如圖1），節日彩燈（一串串小燈泡的那種）是串聯電路。

利用“光控開關”和“聲控開關”可以節約居民樓里樓道燈的用電。其中“光控開關”能在天黑時自動閉合，天亮時自動斷開；“聲控開關”能在有聲音時自動閉合，無聲音時自動斷開。這是生活中最簡單的聲控、光控電路。

生活中使用的電吹風機可以吹出冷風或熱風，使用時閉合“冷風”開關，吹出冷風（如圖2）。原理也是一樣的。生活中所有同一標稱電壓的用電器在使用的電路上都是并聯的。只有保險和開關是與用電器串聯在電路上的。而用電器件內部就會根據不同設計要求，存在許多的并傳聯電路。生活中還有著許多的開路與短路，如燈絲斷了；燈座、開關、拉線盒開路；熔絲熔斷或進戶線開路等。如接在燈座內兩個接線柱的火線和零線相碰；插座或插頭內兩根接線相碰，火線和零線直接連接而造成短路。短路會把熔絲熔斷而使整個照明電路斷電，嚴重者會燒毀線路引起火災。

短路時線路中的電流一般增加幾倍至幾十倍，急劇產生大量熱能，這些熱量可使導體的絕緣立即燒穿；假如熱能傳到四周的可燃物，可引起燃燒。發生短路的原因是設備的絕緣老化或受高溫、潮濕、腐蝕作用而失去絕緣能力，或者在電氣設備的安裝中絕緣受到機械損傷。此外，雷擊過電壓擊穿絕緣以及接線錯誤、碰殼等都可能造成短路故障。

（二）電磁知識相關的應用

繼電器低壓控制高壓的執行器，在洗衣機，空調里換向閥，汽車高壓共軌系統的噴油器。呼吸機里電磁閥，與此同時，電磁鐵能夠產生磁場，做羅盤，指南針，電磁鐵可以用來做電磁起重機，磁懸浮列車，電磁繼電器，揚聲器，電動機，發電機，話筒等等。

磁懸浮列車利用電磁體“同性相斥”的原理，讓磁鐵具有抗拒地心引力的能力，使車體完全脫離軌道，懸浮在距離軌道約1厘米處，騰空行駛，創造了近乎“零高度”空間飛行的奇跡。

磁鐵的用途很廣泛，利用電磁鐵，制成運送鋼鐵的起重機。通電后成為磁性強大的磁鐵，所以能吸住笨重的鋼鐵。放下鋼鐵時只要切斷電源即可。電磁選礦是通過電磁鐵通電產生磁性從而把有磁性的礦吸附。沒磁性的被阻擋到另一邊。從而進行選礦。

采用磁場感應電流（又稱為渦流）的加熱原理，電磁爐是通過電子線路板組成部分產生交變磁場、當用含鐵質鍋具底部放置爐面時，鍋具即切割交變磁力線而在鍋具底部金屬部分產生交變的電流（即渦流），渦流使鍋具鐵分子高速無規則運動，分子互相碰撞、摩擦而產生熱能（故：電磁爐煮食的熱源來自于鍋具底部而不是電磁爐本身發熱傳導給鍋具，所以熱效率要比所有炊具的效率均高出近1倍） 使器具本身自行高速發熱，用來加熱和烹飪食物，從而達到煮食的目的。

（三）靜電知識相關的應用

靜電是一種處于靜止狀態的電荷；靜電對于人類的生產和生活具有兩面性（有利有弊）；靜電應用在生活中也有著一定的應用，例如：靜電印花、靜電噴涂、靜電植絨、靜電除塵和港電分選技術等，已在工業生產和生活中得到廣泛應用。靜電也開始在淡化海水，噴灑農藥、人工降雨、低溫冷凍等許多方面大顯身手，甚至在字宙飛船上也安裝有靜電加料器等靜電裝置。

日常生活中我們往往會出現這樣的景象，秋季脫毛衣時產生的靜電有啪啪的響聲。

在生產紙張時，用烘衣機烘衣服時，衣服在干熱的空氣中摩擦造成衣服上帶有靜電，穿時還會有黏身不舒服的感覺。印刷紙張防止靜電引起的油墨印不上去等等因衣服間的摩擦產生靜電而放電，常聽到“霹啪”的聲音，在黑暗中并可看見微弱的火光之類的。這些都跟靜電有關。

然而我們日常生活中也要注意防靜電：出門前去洗個手，或者先把手放墻上抹一下去除靜電，還有盡量不穿化纖的衣服；為避免靜電擊打，可用小金屬器件（如鑰匙）、棉抹布等先碰觸大門、門把、水龍頭、椅背、床欄等消除靜電，再用手觸及。防止靜電帶來不利影響的具體措施，如；在運輸汽油的汽車尾部拖一根鐵鏈與大地相連，以防止靜電的積累發生放電現象產生而引起火災。

（四）其他方面的應用

充排氣扇（抽油煙機）利用電能轉化為機械能，利用空氣對流進行空氣變換。電飯煲、電炒鍋、電水壺的三腳插頭，插入三孔插座，防止用電器漏電和觸電事故的發生。微波爐加熱均勻，熱效率高，衛生無污染。加熱原理是利用電能轉化為電磁能，再將電磁能轉化為內能。分利用電飯鍋的余熱。煮飯時，當鍋內沸騰后，將鍵抬起即切斷電源，利用電熱盤的余熱，待幾分鐘后再按下鍵，飯熟后電飯鍋會自動斷開電源。

家用電器不要處在待機狀態，如果家用電器處在待機狀態，既耗電又傷機器。看電視時，將音量和亮度盡量調低，這樣可省電，而且眼睛也不容易疲勞。關機后由于遙控接收部分仍帶電，且指示燈亮，將消耗部分電能，所以關機后應拔下電源插頭。總之，在生活中只要我們細心觀察身邊的物理現象，開動腦筋，就會讓物理知識充分地為我們服務。電飯堡煮飯、電炒鍋煮菜、電水壺燒開水是利用電能轉化為內能， 都是利用熱傳遞煮飯、煮菜、燒開水的。

各種電氣設備一般都有一定的散熱或通風措施，若這些措施受到破壞，就可能造成設備過熱。直接利用電流產生的熱量工作的電燈和電爐等電器，若安裝場所或使用不當，也可能過熱。

結語

我們生活中無時無刻不在利用著電，我們在以前的社會中是沒有電的，自從愛迪生發明了電燈以后，我們的生活多了光明與方便，電學造福了我們的生活。因此，在學習電學的過程中，我們可以積極關注我們生活中的電學現象，幫助我們更好的學習電學知識。

【參考文獻】

[1]王嘉智.高中電學在電路發展中的應用分析[J].科技展望，2017（01）

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