вопрос:
Как устроено современное электрическое одеяло и наматрасник? А из чего сделана электрогрелка и электросапоги?

Вредно или полезно электрическое отопление кровати

Электричество в кровати: 12 - 24 вольта постоянного тока или 110-230 вольт переменного тока. Удар током и электромагнитное излучение.

Как устроено современное электрическое одеяло и покрывало на матрас

Аналогичное устройство и принцип работы - у электропростыни, электрической текстильной грелки и электросапог. С точки зрения науки - теплофизики, самое безумная схема электрокровати - это электрическое одеяло с подогревом: теплый воздух поднимается вверх, а часть тела внизу мёрзнет.

В США обычно используются электрические одеяла (укрываются электроподогревом), в Великобритании - подстилают электрический наматрасник. Электрические одеяла, как правило, блок управления, который регулирует количество производимого одеялом тепла.

Электричество в кровати: 12 - 24 вольта постоянного тока или 110-230 вольт переменного тока

Современные электрические одеяла имеют нагревательные элементы из высокоомного углеродного волокна. Современные электрические одеяла работают на 24 вольтах вместо 110/240 вольт.
Нет в продаже по причине распродажи старья?
- Самодельный безвредный обогрев низковольтным постоянным током, можно использовать даже 12 вольт.

Во многих странах до сих пор продают текстильные электронагревательные изделия с высоким напряжением. Не знаю, как продавцам это удаётся, вероятно, при помощи веры покупателей в святых продавцов. Попросите показать, как устроено это электроодеяло, если вас хоть раз в жизни било электрическим током. Вот так, желание спать под/над 110-230 вольтами не пропало?

Успокойтесь, продавцы не покажут устройство, конструкцию электрической грелки в 110-220-230 вольт, даже на красивой картинке. Нет, на самом деле напряжение в розетке выше!
"Бытовое переменное напряжение в 110/220/230 вольт - это 154/308/322 вольта на максимуме синусоиды напряжения, никак не безопасное напряжение. 110/220/230 вольт - это указывается действующее напряжение, среднее напряжение синусоидального тока."
Самое безопасное электрическое отопление .

А любой проводник, в котором протекает переменный ток, излучает электромагнитные волны.

Электромагнитное излучение электроодеяла (ЭМИ)

Встречаются цифры, связвнные с различными "электроодеялами", мол, много меньше: напряженность электрического поля - до 5000 вольт на метр, напряженность магнитного поля - до 80 ампер на метр.
Тем не менее, "При некоторых обстоятельствах, исходящие от этого одеяла электромагнитные поля способны вызвать нарушение работы стимулятора сердечного ритма. ... Это означает, что перед эксплуатацией этого изделия (электроодеяла - прим. NNN), проконсультируйтесь с изготовителем стимулятора сердечных ритмов и с врачом."
(www.gipertoniki.ru/shop/view_goods/606 - Гипертоники)

«Современные представления о биологическом действии ЭМИ от мобильных радиотелефонов (МРТ) не позволяют прогнозировать все неблагоприятные последствия, многие аспекты проблемы не освещены в современной литературе и требуют дополнительных исследований. В связи с этим, согласно рекомендациям ВОЗ, целесообразно придерживаться предупредительной политики, т. е. максимально уменьшить время использования сотовой связи.»
(из Википедии)

Что общего у электромагнитного излучения от электрического одеяла и мобильного телефона? То, что слабые источники электромагнитного излучения находятся непосредственно около организма, вплотную. А организм человека - это электропроводящая среда, в которой протекают электрохимические реакции и электрические процессы, которые называются жизнь .

Напряженность электромагнитного излучения ненаправленной антенны (сотового телефона-handy, электроматраса, электроодеяла) увеличивается в кубической пропорции при приближении к излучателю. Да-да, одеяло-проводящая "пластина" является идеальной сверхнизкочастотной антенной, подключенной к сети переменного тока.

отступление про электромагнитные поля проводников с переменным током
Если пара проводников скручены (в электронике называется витая пара ), или проводник помещен в заземлённый экран, то всё электромагнитное поле находится между этими проводниками (экран - это тоже проводник), и "не выходит" наружу. Но если переменный электрический ток течёт по одинокому широкому плоскому проводнику (или по нескольким рядом, но не в пакете, один над другим), то электромагнитное поле - всё наружу, в случае электроодеяла - человек купается в электрномагнитном поле сверхнизкой частоты (50, 60 герц).

Систематические малые облучения безразличны, вредны или полезны для организма - ежедневные дозы по 8-10 часов, 6-10 месяцев в году, и так несколько лет... Последствия облучения публичной наукой не разглашаются, если и есть такие исследования. Понятие электромагнитного загрязнения окружающей среды есть, а данных про электромагнитное излучение электродеяла - нет. Санитарный контроль занят "быстрыми трупами", а не долговременным здоровьем.

Нельзя исключить, что "некоторые выявленные данные" о повышенной утомляемости и некоторых отклонений в здоровье лиц, работающих сильных электромагнитных полях, не относятся и к лицам, постоянно спящим в слабом электромагнитном поле.

Электрическая простыня в 12 вольт постоянного тока практически ничего не излучает

Постоянный ток (не импульсный!) по определению не является источником электромагнитного излучения. Ни 12, ни 24 вольта не являются опасными для человека. Если во сне прогрызть и облизать 12/24-вольтовое электрическое одеяло, то будет ощущение "слабого дергания" током, и не более того. А аналогичная эксплуатация электроодеяла на 110/220/230 вольт (в котором на самом деле 154/308/322 вольта) - гарантировано убьет.

Две явных пользы от отопления кровати, под одеялом

Человек в покое выделяет тепловую мощность около 100 ватт. Почему под обычным одеялом и тепло.

Человек дышит кожей. Хрестоматийный пример, как в Италии покрасили мальчика "золотой краской", а тот умер. Такая вот история, кажется. То есть, укрываться до бесконечности вредно для здоровья.

Дополнительные 50-70 ватт от электричества в кровати позволяют уменьшить общую температуру в спальне, а это помогает решить великую проблему помещений в холодных местах - вопиющую низкую относительную влажность воздуха, от которой: сохнут слизистые носа и рта, лёгкие, что может дополнительным фактором заболеваемости.
Закон физики: чем ниже температура воздуха в отапливаемом помещении, тем выше относительная влажность.

Вторая польза электроодеял - экономия затрат на тепловую энергию для отопления, включая электричество на отопление.

Еще статьи об электрическом отоплении:

Безопасные электрообогреватели. Чем опасны бытовые электрообогреватели
О неприятностях от электрических печек.

Самое безопасное электрическое отопление
Посмотревши на ассортимент электрообогревателей в техносупермаркете и интернет-магазинах...

Ток – это движение электронов в определенном направлении. Оно нужно, чтобы в наших устройствах тоже двигались электроны. Откуда берется ток в розетке?

Электростанция преобразует кинетическую энергию электронов в электрическую. То есть, гидроэлектростанция использует проточную воду для вращения турбины. Пропеллер турбины вращает клубок меди между двух магнитов. Магниты заставляют электроны в меди двигаться, из-за этого начинают двигаться электроны в проводах, которые присоединены к клубку меди - получается ток.

Генератор - как насос для воды, а провод - как шланг. Генератор-насос качает электроны-воду через провода-шланги.

Переменный ток - это тот ток, который у нас в розетке. Он называется переменным, потому что направление движения электронов постоянно меняется. У переменного тока из розеток бывает разная частота и электрическое напряжение. Что это значит? В российских розетках частота 50 герц и напряжение 220 вольт. Получается, что за секунду поток электронов 50 раз меняет направление движения электронов и заряд с положительного на отрицательный. Смену направлений можно заметить в флуоресцентных лампах, когда их включаешь. Пока электроны разгоняются, она несколько раз мигает - это и есть смена направлений движения. А 220 вольт - это максимально возможный «напор», с которым движутся электроны в этой сети.

В переменном токе постоянно меняется заряд. Это значит, что напряжение составляет то 100%, то 0%, то снова 100%. Если бы напряжение было 100% постоянно, то понадобился бы провод огромного диаметра, а с меняющимся зарядом провода могут быть тоньше. Это удобно. По небольшому проводу электростанция может отправить миллионы вольт, потом трансформатор для отдельного дома забирает, например 10000 вольт, и в каждую розетку выдает по 220.

Постоянный ток - это ток, который у вас в телефонном аккумуляторе или батарейках. Он называется постоянным, потому что направление движения электронов не меняется. Зарядные устройства трансформируют переменный ток из сети в постоянный, и уже в таком виде он оказывается в аккумуляторах.

В бытовой сети 220 Волт частотой 50 Гц- это переменный ток. Для подключения бытовых приборов.
24 Волта постоянного тока, можно получить от камазовских аккумаляторов, или через понижающий трансформатор на выходе которого установлен выпрямитель (диодный мост) таким током можно производить зарядку аккумуляторов, питать радиоэлектронику. Подключать пприборы постоянного тока. А вот вскипитить чайник не получится.

24 В, постоянного тока - это стандарт напряжения, применяется в автомобильной промышленности и некоторой аппаратуре...
Ранее всего такой стандарт был равен 6-и вольтам - отсюда и напряжение накала, электронных ламп - 6.3 вольта (изначально - постоянного тока) ...Затем перешли на 12 вольт, ибо вес стартара и проводов стали сильно большими, по этой же причине, на большегрузных автомобилях стали применять стандарт в 24 вольта, ибо непомерный ток стартера вызывал неизбежный рост веса и сечение провода! .Напряжение бортовой сети авиации- это те-же 24 вольта, пересчитанные на реальные 28 вольт генератора, а не аккумулятора...(на самом деле, в автомобиле не 24 вольта, а тоже 28 - если заведён двигатель) ...
Переменное напряжение - это отдельная тема - сдесь есть огромные преимущества, в плане передачи энергии, на расстояние - трансформаторы очень просты по конструкции, так же как и элекродвигатели, в остальном постоянный ток не уступает переменному...(Кстати - 220вольт, в розетке - это условное значение. т. н. ДЕЙСТВУЮЩЕЕ - ЭКВИВАЛЕНТ ПОСТОЯННОМУ НАПРЯЖЕНИЮ, В ПЛАНЕ НАГРЕВА ОБЫЧНОЙ СПИРАЛИ, НА САМОМ ДЕЛЕ В РОЗЕТКЕ - 311 ВОЛЬТ, СИНОСОИДЫ 50 ГЦ)

Это напряжение. Конечно, это не то же самое, что 220 вольт!
Например, от 24 вольт можно запустить стартер межконтинентального автобуса мощностью в 20 лошадиных сил. А от 220 вольт может гореть неоновая лампочка подсветки в выключателе, мощностью в 1 ватт. Как ты думаешь - что лучше?

Видишь ли, напряжение - это еще не мощность. Еще нужна сила тока, а она зависит не только от напряжения, но и от сопротивления. То есть, от прибора, который ты запитаешь. Приборы эти ты можешь приобрести в автомагазине - большинство больших машин типа дальнобойных грузовиков и автобусов, используют в бортовой сети 24 вольта, соответственно для них можно купить разнообразные лампочки, вентиляторы и т. п. Или можешь сам спроектировать устройство для такого напряжения питания, это нетрудно совершенно. А мощность может получиться какая угодно, смотря как спроектируешь. Ты можешь и от 24 вольт получить мощность достаточную, чтобы на ней разъезжать по городу с мешком картошки. А можешь и от 220 вольт использовать мощность, достаточную только чтобы убить муху.

Алессандро Вольта (1745-1827) – итальянский учёный-физик, один из авторов учения об электричестве, известный физиолог и химик. Открытое им «контактное электричество» создало глубокую предпосылку для изучения природы тока и поиска направлений его практического использования.

Алессандро Вольта (Alessandro Giuseppe Antonio Anastasio Gerolamo Umberto Volta)

Алессандро Вольта появился на свет 18 февраля 1745 года в итальянском городишке Комо, расположенном рядом с Миланом. Его родители Филиппо и Маддалена были представителями среднего класса, поэтому могли создать ребенку хорошие условия жизни. В раннем детстве воспитанием мальчика занималась кормилица, уделявшая мало внимания развитию ребенка. Будущий ученый начал разговаривать только в четыре года, с трудом произнося звуки. Тогда все свидетельствовало об определенной умственной отсталости ребенка, произнесшего первым слово «Нет».

Только к семи годам мальчик приобрел полноценную речь, но вскоре потерял отца. На воспитание Алессандро взял родной дядя, который дал возможность получить племяннику хорошее образование в школе ордена иезуитов. Он с усердием изучал историю, латынь, математику, жадно впитывая все знания. Практически сразу выявилась страсть Вольты к физическим явлениям. Ради этого он устроил переписку с известным в то время автором и демонстратором физических опытов аббатом Жаном-Антуаном Нолле.

В 1758 году земляне в очередной раз наблюдали приближение к планете кометы Галлея. Пытливый ум Вольта сразу проявил огромный интерес к этому явлению, и юноша принялся изучать научное наследие Исаака Ньютона. Также он интересовался работами и по мотивам одной из них соорудил в своем городе громоотвод, оглашавший окрестности звоном колокольчиков во время грозы.

После окончания учебы Алессандро остался преподавать физику в гимназии Комо. Однако роль скромного учителя не соответствовала уровню таланта Вольты и через несколько лет он становится профессором физики одного из старейших университетов в Павии (город на севере Италии в регионе Ломбардия). После переезда сюда Вольта много путешествовал по Европе, побывав со своими лекциями во многих столицах. В этой должности ученый проработает 36 лет, а в 1815 году он возглавил философский факультет университета в Падуе.

Первые открытия

Ещё в годы учительства Вольта всецело предавался науке и активно занимался изучением атмосферного электричества, проводя серию опытов по электромагнетизму и электрофизиологии. Первым заметным изобретением итальянца стал конденсаторный электроскоп, оснащенный расходящимися соломинками. Такой прибор был гораздо чувствительнее своих предшественников с подвешенными на нитке шариками.

В 1775 году Алессандро изобрел электрофор (электрическую индукционную машину), способную вырабатывать разряды статического электричества. В основе работы прибора лежало явление электризации с помощью индукции. Он состоит из двух металлических дисков, один из которых покрыт смолой. В процессе его натирания происходит заряд отрицательным электричеством. При поднесении к нему другого диска последний заряжается, однако если отвести несвязанный ток в землю предмет получит положительный заряд. С помощью многократного повторения этого цикла можно существенно увеличивать заряд. Автор утверждал, что его прибор не теряет эффективности даже через трое суток после зарядки.

Во время одной из лодочных прогулок по озеру, Вольта сумел убедиться, что находящийся на дне газ хорошо горит. Это позволило ему сконструировать газовую горелку и выдвинуть предположение о возможности строительства линии проводной сигнальной электропередачи. В 1776 году ученому удалось создать электро-газовый пистолет («пистолет Вольта»), действие которого основано на взрыве метана от электрической искры.

Вольтов столб

К своему самому известному открытию ученый пришел занимаясь изучением опытов своего соотечественника Луиджи Гальвани, которому удалось обнаружить эффект сокращения мышечных волокон препарированной лягушки в процессе взаимодействия ее вскрытого нерва с двумя разнородными металлическими пластинками. Автор открытия объяснил явление существованием «животного» электричества, однако Вольта предложил другую интерпретацию. По его мнению, подопытная лягушка выступала своеобразным электрометром, а источником тока был контакт разнородных металлов. Сокращение мышц было вызвано вторичным эффектом от действия электролита – жидкости, находящейся в тканях лягушки.

Чтобы доказать правильность выводов Вольта провел эксперимент на самом себе. Для этого он приложил к кончику языка оловянную пластинку и параллельно к щеке серебряную монету. Предметы были соединены небольшой проволочкой. В результате ученый почувствовал языком кисловатый привкус. В дальнейшем он усложнил свой опыт. На этот раз Алессандро положил себе на глаз кончик оловянного листочка, а во рту разместил серебряную монету. Предметы соприкасались друг с другом с помощью металлических острий. Всякий раз при контакте он чувствовал глазом свечение, подобное эффекту молнии.

В 1799 году Александро Вольта окончательно пришел к выводу, что «животного электричества» не существует, а лягушка реагировала на электрический ток возникающий при контакте разнородных металлов.

Этот вывод Алессандро использовал при разработке собственной теории «контактного электричества». Сначала он доказал, что при взаимодействии двух металлических пластин одна приобретает большее напряжение. В ходе дальнейшей серии экспериментов Вольта убедился, что для получения серьезного электричества одного контакта разнородных металлов мало. Оказывается, для появления тока необходима замкнутая цепь, элементами которой выступают проводники двух классов – металлы (первый) и жидкости (второй).

В 1800 году ученый сконструировал Вольтов столб – простейший вариант источника постоянного тока. В его основе лежали 20 пар металлических кружочков, выполненные из двух видов материала, которые были разделены бумажными или тканевыми прослойками, смоченными щелочным раствором или соленой водой. Присутствие жидких проводников автор объяснял наличием особого эффекта, согласно которому в ходе взаимодействия двух различных металлов появляется некая «электродвижущая» сила. Под ее воздействием электричество противоположных знаков сосредотачивается на разных металлах. Однако Вольта не смог понять, что ток возникает как результат химических процессов между жидкостями и металлами, поэтому представил иное объяснение.

Если сложить вертикальный ряд пар различных металлов (например, цинка и серебра без прокладок), то заряженная током одного знака цинковая пластина будет взаимодействовать с двумя серебряными, которые заряжены электричеством противоположного знака. В результате вектор их совместного действия будет обнуляться. Для обеспечения суммирования их действий необходимо создать контакт цинковой пластины только с одной серебряной, что можно достичь с помощью проводников второго класса. Они эффективно дифференцируют пары металлов и не создают помех для движения тока.

Вольтов Столб — гальванический элемент (химический источник постоянного тока). По сути дела — это первая в мире аккумуляторная батарея

О своем открытии в 1800 году Вольта сообщил Лондонскому королевскому обществу. С этого времени источники постоянного тока, изобретенные Вольтой, стали известны всему физическому сообществу.

Несмотря на определенную научную ограниченность выводов Алессандро вплотную приблизился к созданию гальванического элемента, который связан с трансформацией химической энергии в электрическую. В дальнейшем ученые многократно проводили эксперименты с вольтовым столбом, которые привели к открытию химических, световых, тепловых, магнитных действий электричества. Одним из наиболее заметных вариантов конструкции вольтова столба можно признать гальваническую батарею В. Петрова.

В качестве эксперимента, можно создать Волтов столб своими руками из подручных средств.

Вольтов столб своими руками. Между медными монетами находится кусочки салфетки смоченные уксусом (электролитом) и кусочки алюминиевой фольги

Другие изобретения

Иногда Вольту считают создателем прототипа современной свечи зажигания, без которой невозможно представить автомобиль. Он сумел изготовить простую конструкцию, состоящую из металлического стержня, который находился внутри глиняного изолятора. Также он создал собственную электрическую батарею, названную им «короной сосудов». Она состоит из последовательно соединенных медных и цинковых пластин, которые находятся внутри сосудов с кислотой. Тогда это был солидный источник тока, которого сегодня хватило бы на приведение в действие маломощного электрического звонка.

Вольта создал специальный прибор, предназначенный для изучения свойств горящих газов, который получил название эвдиометр. Он представлял собой сосуд, наполненный водой, который в перевернутом виде опускается в специальную чашу с жидкостью. После долгой паузы в 1817 году Вольту публикует теорию града и периодичности гроз.

Семейная жизнь

Супругой итальянского ученого стала графиня Тереза Перегрини, родившая ему троих сыновей.В 1819 году, находящийся в годах ученый, покидает общественную жизнь и удаляется к себе в имение. Алессандро Вольта скончался 5 марта 1827 года в собственном имении Камнаго и был захоронен на его территории. Впоследствии оно получило новое название Камнаго-Вольта.

После смерти судьба сыграла с ученым злую шутку. Во время выставки, посвященной вековому юбилею создания «Вольтова столба» случился большой пожар, практически полностью уничтоживший его личные вещи и приборы, а причиной возгорания была названа неисправность электрических проводов.

• Находясь в библиотеке Академии, Наполеон Бонапарт прочитал на лавровом венке надпись: «Великому Вольтеру» и удалил из нее две последние буквы, оставив вариант «Великому Вольте».
• Наполеон был хорошо расположен к великому итальянцу и однажды уподобил, изобретенный им «Вольтов столб» самой жизни. Французский император назвал прибор позвоночником, почки положительным полюсом, а желудок отрицательным. Впоследствии по приказу Бонапарта в честь Вольты выпустят медаль, наделят его титулом графа и в 1812 году назначат президентом коллегии выборщиков.

Вольта демонстрирует Наполеону свои изобретения — Вольтов столб и гелиевую пушку

• По инициативе Вольты в науке были утверждены понятия электродвижущая сила, ёмкость, цепь и разность напряжений. Его собственное имя носит единица измерения электрического напряжения (с 1881 года).
• В 1794 году Алессандро организовал опыт под мрачным названием «Квартет мертвых». В нем участвовали четверо человек с мокрыми руками. Один из них правой рукой соприкасался с цинковой пластинкой, а левой прикасался к языку второго. Он, в свою очередь, касался глаза третьего, державшего препарированную лягушку за лапки. Последний прикасался к туловищу лягушки правой рукой, а в левой держал серебряную пластинку, которая соприкасалась с цинковой. В ходе последнего касания первый человек резко вздрагивал, второй ощущал во рту кислый вкус, третий чувствовал свечение, четвертый переживал неприятные симптомы, а мертвая лягушка будто оживала, трепеща своим телом. Это зрелище потрясало до глубины души всех очевидцев.
• Именем Вольта названа научная награда за заслуги ученых в области электричества.
• Вольта скончался в один день и час с известным французским математиком Пьером-Симоном Лапласом.
• Портрет учёного был изображен на итальянской денежной купюре.

Портрет Алессандро Вольты на купюре в 10000 лир. Купюра вышла в обращение в 1984 году

• В итальянском городе Комо есть музей Алессандро Вальта — его открыли в 1927 году к столетию со дня смерти ученого.