摸不得的电

摸不得的电

警告！电非常危险！

●不要触摸插座，不要用任何东西插入插座。

●插入或抽出插头之前，先关闭插座开关。

●不要触摸裸露的电线。

●不要打湿电器设备。

电是看不见的，但它无处不在：大自然，我们的家、学校以及工作场所。电已经存在了几十亿年了，但人们能发电、控制电以及使用电的时间只有200多年。

现在，我们可以用各种各样的方式发电，利用各种能源发电，例如煤、石油、天然气、风浪、潮汐、太阳光、地热、原子核反应，甚至还能用垃圾发电。

全世界数十亿人都离不开电，电让人们能够过上现代化的生活。想一想如果没有电就无法做的事情：加热、 照明、 通信、交通，还有娱乐，都离不开电的支持。没有电，我们的生活就会截然不同。你绝对不愿过没电的生活！

电从何处来？

电由电荷产生，电荷又源于原子。你和周围的一切事物都由原子组成。原子核（位于原子中心）带正电荷，围绕原子核飞来飞去的电子带负电荷。正负电荷通常彼此平衡。然而一个原子有可能获得或失去电子，于是整个原子便带上了电。这种电被称为静电，因为它仅位于一个地方。但是电子也有可能从一个原子跳跃到另一个原子那里，当许多电子以这种方式运动的时候，就会产生电流。

如果没有电

我们的日常生活中有很多东西都是有了电才能工作。如果我们从来没有发现电，或是我们突然不得不过上没电的日子，你认为我们的生活会变成什么样子呢？你会习惯没有灯的日子吗？如果你的电视、电脑和电话突然无法工作了，你会做什么？再想一想，社交网络也中断了呢！哦！我的天！

如果没有电，我们的环境有可能更寒冷、更幽暗、更枯燥，节奏会变缓，工作也会更辛苦。

想象一下一觉醒来没有电的日子！床头灯不亮，电子闹钟也不响！千万不要睡过头！你的手机也不能用了。

如果你的厨房里都是电器设施，你将吃不上热腾腾的早餐，更别说热吐司和热饮料了。闻一闻要冲泡麦片的牛奶！没有冰箱，牛奶很快就会变质。

没有了路灯，黑漆漆的早晨变得更为幽暗。而且你还得走路上学，因为小车、大巴和火车需要电才能开动。交通指示灯不亮了，你的自行车灯也不亮了。

屋里或花园里有工作需要做吗？没有电动工具，你将不得不依靠自己的肌肉力量和手动工具。

到了晚上，你将不得不点上一两支蜡烛来照明。忘记看电视、玩电脑游戏或是上网那些事吧。感谢老天，我们至少还能读书！

雷与闪电

千万别在家里做这个实验!

1752年，美国科学家本杰明·富兰克林观察雷雨天的雷电闪光，思考闪电是不是一种电流。他做了一次非常危险的实验，想揭示其中的真相。他把风筝升到雷电附近，风筝线的尾端系上一把铁钥匙，再用一条干丝带系住钥匙。他拉住干丝带，牢牢地拽住风筝。但把一只手移到距离钥匙非常近的地方时，他感到一颤。富兰克林通过实验证明了闪电的确是电：云团产生的电流会沿着浸透雨水的风筝线传到钥匙上。

富兰克林发现闪电可以安全地引向地面，不会破坏其所接触的任何建筑物。于是，他发明了电导体。现在，所有高层建筑都有一条由顶部接到地面的厚厚的金属带或金属棒。打雷时，电荷沿着它无害地进入大地。

早期储电

到了18世纪末，科学家和发明家已经证明电确实存在。但是，除非他们能够捕捉到电并把它储存起来，否则就无法研究它。一只死青蛙改变了这一切！意大利科学家路易吉·加尔瓦尼在解剖一只青蛙时，看到它四腿抽动，仿佛受到电击一般。另一位意大利人亚历山德罗·伏特，注意到那只青蛙是挂在铜钩子上的，而加尔瓦尼使用的是钢刀。于是他想弄明白是否使用不同金属都可以导致蛙腿抽搐。这一想法启发他造出了有史以来第一个电池。

18世纪80年代：加尔瓦尼认为电就像某种生命力一样，是由动物肌肉产生的，但他错了。伏特发现电是在动物体外以某种方式产生的，然后刺激动物肌肉，导致肌肉动起来。

警告！

千万不要重复本杰明·富兰克林的实验！

富兰克林活下来是非常幸运的，许多人在做这个实验时不幸身亡。大量电荷让雷雨云带上电，再通过风筝线提供的通道流向地面，恰好流经拉住风筝线的人！

18世纪40年代：莱顿瓶——一种储存电荷的装置，由埃瓦尔德·格奥尔格·冯·克莱斯特和彼得·范·穆森布罗克发明，它是一种里外都包裹着锡箔的玻璃瓶。金属棒与里面的锡箔由链子连接，流向金属棒的电荷可以给里面的锡箔充电。

1800年：亚历山德罗·伏打制成第一个电池。他把一堆铜片和锌片次第相连，每对薄片中间衬上用卤水（盐水）或酸浸湿的垫片，制成了电池。

今天：谢天谢地，你不必使用类似伏打那种用一堆湿漉漉的金属薄片制成的电池了。现在的电池可以产生更多电流了， 而且化学物质都安全地密封在电池内部。

让电工作

19世纪初，人们已经可以发电和储存电。这时，发明家们开始寻求使用电的新途径。下一步的发明与一个丹麦人、两个法国人和一个英国人有关。他们的工作带来了电机，包括电动机和发电机，这将改变整个世界。

一如往常， 第一项发现纯属偶然！1819年，丹麦科学家汉斯·克里斯汀·奥斯特在哥本哈根大学给学生做验证试验时，获得了出乎意料的惊人发现。这一发现改变了科学家对电和磁的思考方式，引发了一系列重要的发现和发明。

1819年：汉斯·克里斯汀·奥斯特在用电路加热金属丝时，发现临近的罗盘指针动了起来。每次接通或切断电流时，磁针都会跳动。由此奥斯特发现了电和磁二者之间存在联系。

19世纪20年代：法国科学家安德烈-马里·安培得知了奥斯特的发现，他开始研究电和磁，最终发现让二者联系起来的自然规律——安培定律。随即，他创造了一个新的科学分支：电磁学。

1821年：迈克尔·法拉第发明了电动机。他把一根导线浸在一杯汞（一种液态金属， 俗称“水银”）中，让电流流过导线，使其绕着杯中的一个磁体转动。转动不太剧烈，但是仍说明电流可以引起运动。

1832年：伊波利特·皮克西是法国的仪表制造商，他发明了第一台实用的发电机。这种发电机靠转动手柄带动靠近两组导线线圈的磁体旋转。磁体转动时产生电流，并流过导线线圈。

电须输送：电必须从发电站输送到所有需要用电的地方。电流沿着名叫输电线路的电缆输送出去。电压升至数十万伏，沿着输电线路送出，接着降至安全电压后进入家家户户。变压器负责将电压升高和降低。

使用绿色能源

如果为了减少二氧化碳的排放量，不想使用由矿物燃料发的电时，那么你有两个选择：你可以使用“绿色产品”，即干净的自然能源发的电，或者核电站发的自然能源包括风、 海浪、潮汐、阳光、地甚至植物。所有这些能源都被称为“可再为自然界在源源不断地更新它们。核电站反应堆里的原子核裂变产生热能，然后电。

风力发电机是现代风车，但它们不是而是用于发电。一片一片的风力涡轮机被称为风电场，建造在多风的野外。

潮汐一日两次冲刷陆地，携带大量能源。潮汐能发电机通过一排闸门操纵潮汐的涨和落。当水冲刷过那些门时，门里的涡轮就会旋转。

地热发电站从地底深处发掘自然热量。发电站用水泵把水打进4,000多米深的地底，当水流回地表时就会变得相当热，足以产生蒸汽，使发电机发电。

核电站是利用原子发生核裂变来发电。当大质量的铀原子裂变时，它们以热能的形式释放能量，这些热能再用来制造蒸汽。

水力发电厂通过瀑布或水流发电。在一条河上建造一座大坝，造出一个湖或水库。水在流过大坝的时候会使驱动发电机的涡轮旋转。

太阳能电池板是由能直接将光转化成电的材料制造的。一种使用阳光中的热量制造水蒸气的特殊装置。

波浪能发电机看起来就像漂浮的巨蛇。当波浪起伏时，发电机各部分相连接的地方就会弯曲，这种弯曲运动产生的能量就转化为电能。

拯救地球！

很多发电方式都存在缺陷。矿物燃料会污染空气，而且它们总有一天会耗尽，再也没有煤、石油或是天然气！风力涡轮机仅在有风的时候才能工作——无风，就无电！太阳能发电站只能在阳光明媚的时候正常运转。而核电站会产生危险的放射性废弃物， 核事故会释放出致命的放射物。太可怕了！

你可以帮助减少发电引起的负面影响。任何时候都尽可能地节约能源，这样就能少用电，从而也就能少发电。

世界地球日为每年的4月22日，是全球性的环境保护日，旨在让人们参与保护环境的活动。这个活动1970年在美国开始，现在全世界大约有200个国家会举办这个活动。

选自安徽科学技术出版社《摸不得的电》

[英]伊恩·格雷厄姆 [英]罗里·沃克 高 伟 李芝颖

文 图 译