Условно говоря, электричество — это взаимодействие и движение электрических зарядов, а точнее, совокупность явлений, обусловленных этим. Это одно из самых простых научных объяснений, но на нашем сайте мы умеем объяснить все даже детям.
Несмотря на то, что электрические эффекты люди подметили еще давно (до нашей эры), хоть какое-либо развитие эта сфера получила в 1600 году. Сегодня же электричество практически обязательный аспект существования человека. Материальным носителем электричества выступает электрон, а само электричество является частью квантовых теорий электрослабых взаимодействий, одной из сторон электромагнитного взаимодействия.
Науку волнуют такие вопросы, связанные с электричеством: хранение электричества и эффективная и экологически чистая его выработка, беспроводная передача электроэнергии на максимально возможные расстояния без потери эффективности, место электричества в общей картине фундаментальных сил природы и многое другое.
Электричество – это совокупность явлений, в основе которых лежат существование, движение и взаимодействие электрических зарядов. Исследование электричества привело к возникновению множества идей, теорий и изобретений, без которых представить современную жизнь попросту невозможно. Однако между электричеством, используемым, скажем, для освещения городов и статическим электричеством, с которым мы можем столкнуться в самые неожиданные моменты повседневной жизни, есть разница. Так, если заряженные электрические частицы, как правило, ведут себя хаотично, уравновешивая друг друга, а их общий заряд в пространстве близок к нулю, то в случае статического электричества эти заряды скапливаются в одном месте, например, на поверхности шерсти или воздушного шарика. Рассказываем что это за явление природы и как его понимание помогает избежать неприятных ситуаций.
Самые большие солнечные электростанции в мире располагаются в Индии и Китае. До недавнего времени верхнюю строчку рейтинга занимала индийская электростанция Бхадла (Bhadla Solar Park), которая занимает площадь в 57 квадратных километров. В идеальных условиях производит 2245 мегаватт электроэнергии, чего хватает для обеспечения электроэнергией города с населением около двух миллионов человек. В июне 2024 года индийская станция лишилась своего статуса самой крупной в мире — первое место теперь занимает китайская солнечная электростанция Midong. Она находится в пустыне и состоит из миллионов солнечных панелей, которые в каждое мгновение превращают солнечный свет в электричество.
Китай является безусловным чемпионом мира в области строительства плотин и гидроэлектростанций. Мало того, что их много, так еще среди них есть самая мощная конструкция в плане вырабатываемой электроэнергии. Речь идет о гидроэлектростанции «Три ущелья», расположенной на самой длинной в Евразии реке Янцзы. В 2014 году эта конструкция смогла выработать такое количество энергии, что ее хватило для обеспечения энергией нескольких миллионов домов. В периоды обильных дождей, гидроэлектростанция способна выработать еще больше электричества. Недавно стало известно, что скоро в Китае появится еще более мощная гидроэлектростанция, способная побить все предыдущие рекорды. Будущая плотина сможет обеспечить энергией огромное количество людей и сократить выбросы парниковых газов, которые плохо влияют на природу, провоцируя глобальное потепление. Но строительство все равно подвергается сильной критике.
Ученые впервые в истории человечества собираются пробурить отверстие на склоне вулкана. Чтобы понять, что это предельно сложная и опасная задача, не нужно быть экспертом по вулканологии — в процессе работы техника будет взаимодействовать с очень высокими температурами, и может произойти все, что угодно. Однако, этот риск вполне оправдан, потому что в случае успеха научное сообщество узнает много чего интересного о свойствах вулканической магмы, а также сможет раскрыть причины возникновения извержений. О своих планах компания, которая взяла на себя эту сложнейшую миссию, рассказывает уже не первый год. Несколько лет назад начало работ было запланировано на 2024 год, но недавно дата была перенесена на еще на пару лет.
В настоящее время сразу две компании, Arkenlight и NDB, работают над технологией, позволяющей производить алмазы из ядерных отходов и впоследствии их использовать для создания батарей. Впервые об этих технологиях стало известно еще в 2016 году, когда ученые из Бристольского университета заявили, что создали прототип батареи, превратив ядерные отходы в алмаз. Теоретически она могла бы решить сразу две проблемы — утилизации ядерного топлива и создания более совершенных батарей, чем все, что имеются в настоящее время. На практике же за последние семь лет батареи из ядерных отходов так и не появились. В результате возникает вопрос — насколько данная технология вообще перспективна?
Каждый год от загрязненного воздуха в Европе умирает по 500 000 человек — такой тревожной новостью в 2017 году поделились европейские эксперты. Вполне логично предполагать, что в мире количество смертей по этой же причине еще больше. На чистоту воздуха негативно влияют преимущественно автомобили, а также тепловые электростанции. Поэтому человечество пытается пересесть на экологически чистый транспорт с электрическими двигателями и перейти на «зеленую» энергию — для выработки электричества часто используются солнечные панели и ветрогенераторы. Недавно в Китае заработала самая большая ветряная турбина в мире высотой 152 метра и лопастями массой 54 тонн. Считается, что она может обеспечивать энергией тысячи людей и выдерживать даже самые мощные ураганы.
Ученые Массачусетского университета в Амхерсте разработали технологию, которая позволяет добывать электричество из воздуха в прямом смысле этого слова. Разумеется, никакого нарушения закона сохранения энергии в этой технологии нет. В воздухе на самом деле содержится большое количество энергии, поэтому задача состоит лишь в том, чтобы извлечь ее и направить в провода или, к примеру, аккумуляторы. Свое новое открытие, которое именно эту функцию и выполняет, ученые назвали “общим эффектом Air-gen”. Прибор, построенный на этом принципе, уже успешно генерирует электричество и показывает большие перспективы.
Электрические автомобили Tesla классные — они у всех на слуху, красиво выглядят, оснащены огромным дисплеем и даже системой автоматического вождения (но весьма опасной). Неплохо выглядят и другие электромобили вроде Wuling Hong Guang Mini EV, который стоит смешные по современным меркам 4 000 долларов. Но у всех них есть огромный минус в виде маленького запаса хода — без подзарядки редко какой электромобиль может преодолеть более 500 километров пути. А ведь станции для зарядки в основном имеются только в относительно больших городах. Недавно автопроизводитель Stellantis и компания ElectReon попытались решить эту проблему весьма необычным способом — они проложили в Италии дорогу, которая обеспечивает автомобили электричеством прямо во время езды. Как такое возможно?
Япония — это уникальное государство, которое находится в Тихом океане и состоит из четырех островов: Хонсю, Хоккайдо, Сикоку и Кюсю. По данным за 2020 год, на этих и нескольких более мелких островов живет около 125,8 миллионов человек. Каждому из них требуется электроэнергия и, если учесть что в стране очень развита техника, ее нужно очень много! Тепловые и другие виды электростанций сильно вредят природе, поэтому японцы уже много лет ищут альтернативные виды энергии. Ранее они уже пытались добывать электричество за счет солнца и ветра, но такие методы не дали ожидаемых результатов. Недавно была разработана очередная перспективная технология — на дно океана хотят погрузить турбину, которая вырабатывает энергию за счет мощных океанических течений. Звучит круто, но есть один нюанс…
Ученые постоянно находятся в поиске альтернативных источников электричества, которые не наносят вреда окружающей среде. Недавно инженеры из Кембриджского университета в Великобритании собрали небольшую конструкцию, которая способна питать небольшие компьютеры необходимым объемом электричества, которое вырабатывается… цианобактериями. Устройство похоже на пальчиковую батарейку формата АА и может поддерживать работу электронного устройства на протяжении более 6 месяцев. Эта информация не взята из воздуха — батарейка из бактерий действительно существует и прошла испытание длительностью в полгода. Да, игровой компьютер к такому источнику питания не подключить (пока что), но ученые уже нашли ему отличное применение. Об этом мы сейчас и поговорим.