Những cách tồn tại khác nhau của điện trong tự nhiên

Điện có từ đâu?

Điện là một trong số ít lực mà loài người làm chủ được, từ sản xuất đến sử dụng. Từ nơi sản xuất điện, dòng điện theo dây truyền tải, dây dẫn vào trong mỗi nhà, cung cấp năng lượng cho các thiết bị, đồ dùng trong nhà chạy bằng điện, từ điện thoại di động đến bếp điện, tủ lạnh.

Gần như các hình thức cung cấp năng lượng đều liên quan đến việc sử dụng turbine. Dưới tác động của các trạng thái năng lượng, làm quay trục turbine. Khi trục turbine kết nối với máy phát điện sẽ chuyển các trạng thái năng lượng thành điện.

Các nguồn điện hiện nay chủ yếu đến từ: Nhiệt điện khí tự nhiên; nhiệt điện than; nhiệt điện dầu; thủy điện; điện hạt nhân; điện gió; điện mặt trời; điện sinh khối; điện địa nhiệt.

Đó là các nguồn điện do con người sử dụng kỹ thuật để sản xuất ra. Trong tự nhiên, điện còn tồn tại ở các trạng thái khác nữa.

Điện trong thiên nhiên

Một số trạng thái về điện trong tự nhiên vừa đáng sợ, vừa ngoạn mục. Bạn hãy xem một số ví dụ đa dạng về điện trong tự nhiên sau đây.

Sét

Ví dụ rõ ràng nhất về điện trong tự nhiên là sét. Sét là hiện tượng phóng điện cực mạnh trong tự nhiên, xảy ra rất nhanh trong cơn dông. Trong cơn dông, mây hình thành khi hơi ẩm tăng lên trong khí quyển. Những đám mây thường chứa đựng hàng triệu hạt nước li ti. Các hạt nước này chuyển động va đập vào nhau, tạo ra các điện tích hình thành bên trong đám mây.

Sau một thời gian, toàn bộ đám mây mang đầy điện tích. Sét bắt đầu từ trong các đám mây do sự khác biệt về điện tích của các đám mây. Phần trên cùng của các đám mây sẽ có nhiệt độ lạnh hơn và mang điện tích dương. Phần dưới cùng của các đám mây sẽ có nhiệt độ ấm hơn và mang điện tích âm. Những khác biệt về nhiệt độ và điện tích tạo ra, sau cùng cũng ảnh hưởng đến bề mặt Trái đất.

Khi điều này xảy ra, các điện tích trái dấu có xu hướng hút lẫn nhau. Điện tích âm ở phần dưới cùng của đám mây sẽ tìm bất cứ vật thể gì trên mặt đất, chẳng hạn như núi đồi, cây cối, công trình xây dựng, con người,… mang điện tích dương để kết nối. Điều này tạo ra sự phóng điện qua không khí. “Ầm”, sét đánh! Một tia sét điển hình ước khoảng 300 triệu volt và khoảng 30.000 amps.

Động vật

Một số loài động vật nổi tiếng về khả năng sử dụng điện từ cơ thể mình để tự bảo vệ trước kẻ săn mồi hoặc làm tê liệt con mồi khi đi tìm thức ăn. Điển hình nhất là cá chình điện và cá đuối điện.

● Cá chình điện (Electric eels). Cá chình điện còn gọi là lươn điện mặc dù chúng không phải là lươn. Chúng sống ở các ao, suối thuộc lưu vực sông Amazon và Orinoco ở Nam Mỹ. Cá chình điện sử dụng các tế bào phát điện nằm ở ba cơ quan cảm giác dọc theo chiều dài cơ thể, để làm sốc điện con mồi hay chống lại kẻ săn mồi. Cá chình điện có thể tạo ra dòng điện lên tới 500 - 600 volt, gây cú sốc điện rất mạnh.

● Cá đuối điện (Electric ray). Loài cá đuối này có thể thấy ở California vùng biển Thái Bình Dương. Những con cá này sử dụng xung điện, có khả năng tạo ra cú sốc điện để hạ gục kẻ săn mồi và bắt con mồi. Chúng có thể cung cấp tới 400 xung điện mỗi giây, làm tê liệt hay choáng váng con mồi.

Cơ thể người

Cơ thể người, giống như cơ thể của bất kỳ loài động vật nào khác, sử dụng các hạt tích điện và tín hiệu điện để liên lạc giữa các bộ phận khác nhau. Khi bạn nhìn, ngửi và chạm, các tín hiệu điện sẽ truyền qua các dây thần kinh dưới dạng tín hiệu điện thần kinh và đi vào não. Sau đó, bộ não sử dụng chính những hạt điện đó để xử lý thông tin, giống như máy tính xách tay của bạn sử dụng điện để thực hiện các phép tính.

Khi não xử lý thông tin xong, nó sẽ gửi tín hiệu mới đến cơ thể và cơ thể sẽ phản ứng. Tất cả những tín hiệu này là những trường hợp điện tích âm di chuyển khắp cơ thể và đưa ra các mệnh lệnh như “ngửi”, “đi”, “chạy”,… Đây là cách chúng ta có thể thích nghi những thay đổi của môi trường.

Tĩnh điện

Tĩnh điện là thứ mà bạn khá quen thuộc. Tĩnh điện là hiện tượng mất cân bằng điện tích trên bề mặt của một vật. Nguyên nhân chính gây ra hiện tượng tĩnh điện là khi hai vật rắn cọ xát vào nhau, một vật mất electron sẽ mang điện tích dương, một vật nhận electron sẽ mang điện tích âm. Electron có thể di chuyển từ vật này sang vật kia tạo ra mất cân bằng điện tích.

Đó là lý do vì sao khi bạn vô tình chạm tay vào nắm cửa bằng kim loại, cú giật hơi tê tê mà bạn cảm thấy, đôi khi là kết quả của sự chuyển động nhanh chóng của các electron này. Việc bạn bị “giật điện” theo cách này khi chạm vào một vật nào đó là vì bạn “tạo ra” tĩnh điện. Tĩnh điện đa số xảy ra trong thời tiết giá lạnh, hanh khô vì không khí lúc này thường thiếu độ ẩm cần thiết cho sự duy trì cân bằng điện tích.

Trái đất

Bề mặt Trái đất không phải là nơi duy nhất bạn có thể nhìn thấy hiện tượng tĩnh điện. Chúng cũng xảy ra bên dưới bề mặt Trái đất. Khi các lớp magma bên trong quay quanh lõi Trái đất, chúng cọ xát vào lõi và hình thành tĩnh điện. Tĩnh điện này sau đó tạo thành từ trường (điện) khổng lồ, giống như từ trường bảo vệ Trái đất khỏi gió và bão mặt trời.