5 érdekesség az elektromosságról | villámlás, Edison, sodródás, szupravezetők, radioizotópok

1. A villámcsapások csak az érintettek 10%-át ölik meg
2. Edison nem ismerte az Ohm-törvényt
3. Az elektromosság vezetékben való sebessége még az 1 mm/s-t sem éri el
4. A szupravezetők kiszorítják a mágneses mezőt az anyagukból
5. Az LCD kijelzők félvezetői instabil radioaktív izotópok

A villámcsapások csak az érintettek 10%-át ölik meg

A villámok ősidők óta misztikus jelenségeknek számítanak. Ez volt az első elektromos jelenség, amellyel az emberek találkoztak. Néha előfordul, hogy egy ilyen villámcsapás embert is eltalál. A Betegségmegelőzési és Járványügyi Központ (CDC) szerint az érintettek közel 90%-a túléli a villámcsapást. Ez azonban egy lenyűgöző, de gyakran traumatikus élmény, hiszen akár 30 000 °C-os hőmérsékletről is szó lehet, és az áldozat gyakran egész életére nyomokat visel. A villám egyik különleges típusa az úgynevezett pozitív villám. Ez a jelenség a vihar elején vagy végén fordulhat elő, de akár 15 km-re is lecsaphat a felhőtől, látszólag derült égből. Akár egymilliárd volt feszültséget is létrehozhat, és egy másodperc alatt ugyanannyi energiát termelhet, mint egy hagyományos atomerőmű 10 perc alatt (300 TW). Korábban már foglalkoztunk a túlfeszültség-védelem témájával. Ha minden eshetőségre szeretnél felkészülni, mindenképp nézd meg túlfeszültség-védelmi kínálatunkat.

Edison nem ismerte az Ohm-törvényt

Thomas Alva Edison autodidakta volt. Nem rendelkezett formális oktatással, de veleszületett intelligenciája megvolt. Találmányait leggyakrabban próbálkozás és tévedés módszerével fejlesztette ki. Amikor egy kereskedelmileg használható izzó kifejlesztésén dolgozott, nem követte az elméleteket. Inkább több mint 1000 különböző anyagot próbált ki az izzószálhoz, míg meg nem találta a megfelelőt, a volfrámot. Amikor egy interjúban megkérdezték, hogyan alkalmazta az Ohm-törvényt az izzó fejlesztése során, azt válaszolta: „Ohm-törvény? Nincs időm elméletekre, nekem eredmények kellenek.” Abban az időben az Ohm-törvény (U (V) =R (Ω). I (A)) valóban forradalminak számított. Egy egyszerű képlet, amely megmagyarázta az elektromos áramkör működését – a kor kontextusában olyan hatással bírt, mint manapság az E=mc².

Az elektromosság vezetékben való sebessége még az 1 mm/s-t sem éri el

Ha összeállítunk egy 10 méter hosszú elektromos áramkört, milyen gyorsan jutnak el az elektronok az elemről az izzón át vissza az elem másik oldalára? A válasz meglepő: ez szó szerint egy teljes nap (pontosabban kb. 27 óra). Az elektromos áram ugyanis elektromos térként terjed. Ez olyan, mint a hullám a tó felszínén – a víz szinte nem mozdul, de az energia gyorsan halad. Ezt a mozgást sodródási sebességnek (drift) nevezik. Az elektronok áramlási sebessége azonban az elektronikában nem bír mélyebb jelentőséggel.

A szupravezetők kiszorítják a mágneses mezőt az anyagukból

A szupravezető bizonyos körülmények között szinte bármilyen anyag lehet. Fontos azonban, hogy az anyagban lévő elektronok ne mozogjanak véletlenszerűen, hanem rendezett síkba álljanak és „összekapcsolódjanak”. Ekkor alakulnak ki az úgynevezett Cooper-párok. Ez az állapot általában nagyon alacsony hőmérsékleten következik be. A legtöbb elem esetében ez az abszolút nulla fok közelében van. Néhány anyag azonban magasabb hőmérsékleten is lehet szupravezető. A szupravezetés azt jelenti, hogy a vezető ellenállása nulla. Az elektromosság nem veszik el, nem alakul hővé, és nagyon erős mágneses mezőt hoz létre. Ez a mező azonban nem marad a vezetőn belül. A Meissner-effektusnak köszönhetően a mágneses mező kiszorul az anyag belsejéből. Bár nem teljesen világos, hogyan keletkezik ez a jelenség, már gyakorlati haszna van a maglev technológiában. Lehetővé teszi a mágneses párnán való lebegést, amelyen néhány nagysebességű vonat közlekedik.

Az LCD kijelzők félvezetői instabil radioaktív izotópok

Az elektrotechnika világa számos különleges anyagot használ. A legfontosabbak közé tartoznak a félvezetők. Az IGZO technológiás LCD kijelzőknél azonban egy különleges anyagot használnak. Az indium-gallium-cink-oxid a legkiválóbb félvezető kijelzőkhöz, mivel tökéletesen átlátszó, és például az iPhone kijelzőiben is megtalálható. Az Indium⚛️ elem azonban 95%-ban instabil radioaktív izotóp ☢️. Ez az In-115 izotóp, amely béta-bomláson megy keresztül. A bomlás során többek között ón is keletkezik. De miért nem ver senki riadót? Azért, mert ez az izotóp rendelkezik a leghosszabb felezési idővel az ismert anyagok közül. Az In-115 felezési ideje 441 billió év, ami sokkal hosszabb, mint a világegyetem kora. A bomlás tehát olyan lassú, hogy nem jelent veszélyt ránk. Érdekes, hogy az indiumot sehol a Földön nem bányásszák közvetlenül. Olyan ritka, mint az ezüst, és mindig csak más ércek melléktermékeként fordul elő. Ezért kohászati hulladékból nyerik ki.