书城科普读物探究式科普丛书-光明的使者:电
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第4章 福撒人间——时尚便捷的应用(1)

在日常生活中,人类对于电的应用真可谓五花八门。在炎热的夏季为了散热,我们会用空调和电扇;为了使剩下的饭菜不至于坏掉,我们用电冰箱来保鲜;为了人和人之间在远距离下依然可以保持近距离的接触,电话和手机应运而生;我们人类为了更好地利用和改造自然,我们用电来获取更多的电源……电已经走入了每一个人的世界,它也在一点点地改变着这个世界……

第一节生活变得更美好——家庭用电

1.声画并茂的电视

1884年,德国科学家尼普科夫发明旋转盘扫描式的传播方式,为电视的发明奠定了坚实的基础。一直到1936年8月,美国广播公司在亚历山大宫建立电视台,同年11月2日正式播出电视节目,这是世界电视事业的开端。20世纪50年代,黑白电视在各国和地区广为发展。1954年,彩色电视广播在美国问世。

中国内地的电视事业创建于1958年,1973年5月1日播出彩色电视节目。中国台湾省在1962年建立电视台,1971年9月开播彩色电视新闻。电视除用于新闻传播媒介外,还广泛应用于工业、军事等领域。同时,电视也是通信的一种方式。

电视是运用电子技术同时传送声音、图像的传播技术。它兼容绘画、雕塑、建筑、音乐、诗歌、舞蹈、戏剧、电影等空间艺术和时间艺术之所长,通过电子编辑手段加工各种门类的艺术,具有灵活性和综合性,融新闻、艺术、技术于一体。

2.盒子里的奥秘——电视机

一般而言,电视机是广播电视系统的终端设备,是电视接收机的简称。它将天线接收到的高频电视信号还原为视频图像信号和低频伴音信号,分别传送给显示器件和扬声器,使图像重现,使声音重放。

由接收天线、高频调谐系统、图像中频公共通道、扫描系统、伴音通道、电源电路和彩色解码系统(黑白电视机没有)等部分组成。电视机按显示图像的颜色可以分为黑白电视机和彩色电视机两种;按电路器件分为电子管电视机、晶体管电视机和集成电路电视机;按信号处理方式分为模拟电视机和数字电视机;按显示器件分为显像管电视机和固体显示电视机等。电视机主要发展趋势为集成化、数字化和多功能化。

3.等离子电视机

科技发展日新月异,电视领域各种各样的电视也是层出不穷。

我们所知道的等离子电视,就是在新科技的发展中诞生的。等离子电视机的显示屏由两片内壁涂有荧光粉的薄玻璃板组成,玻璃板之间排列有上千个密封的气体室,气体室里充满氙气和氖气的混合气体。当电视机通电后,电压激发气体,使混合气体变成等离子体并发出肉眼看不见的紫外光,紫外光再照射到显示屏玻璃板上的荧光粉,就发出我们能看见的光了。荧光粉有三种,对应的每个点分别能发出红、绿、蓝三种颜色的光,混合在一起就形成了彩色的电视图像。

此外,等离子电视机又称“壁挂式电视机”,比普通电视机薄而轻,画面更清晰。现如今,等离子电视已经走进了越来越多的家庭。

4.液晶电视机

当今社会,数码、液晶的产品数不胜数。然而,你对液晶这种高科技了解多少,你听说过液晶电视吗,在这里我们将一一告诉你。

液晶又叫液状晶体,是一种介于固态和液态之间的物质,如果加热会呈现透明的液体状态,冷却则变成混浊的固体状态。液晶电视机又称LCD电视机,是指用液晶屏作为显示器的电视机。

它是利用液晶在电压作用下发光成像的原理制成的。一般组成电视屏幕的液晶有红、绿、蓝三种颜色,它们按照一定的顺序排列,在电压刺激下出现不同的颜色,通过三种颜色不同比例的搭配,便可以出现千变万化的色彩。液晶电视机与普通电视机相比,轻而薄,色彩丰富,而且辐射相当小。

5.空气的变凉器——电扇

每当夏天来临,电扇是我们最不可缺少的家用电器之一。电扇是由电动机带动风叶旋转来加速空气流动,或使室内外空气交换的一种空调器具。

你知道如此有用的家庭用品是在什么时候出现的吗?18世纪中叶,就已经出现了机械扇(离心式风扇)。一直到1889年,美国福特公司的伍德制造出世界上最早的电扇,并获得专利。随着社会不断进步与发展,到20世纪电扇品种增多,出现落地扇、吊扇等。现如今,电扇的造型不仅多变美观,而且还应用了新的电子技术,可实现阵风、睡眠风、启停电子定时控制,以及调温、调湿等控制。

美国、中国和日本是世界上电扇的主要生产国。

一般来说,电扇按空气流向分为轴流式、离心式和横流式三种类型。其中轴流式电扇生产量较大,品种有台扇、落地扇、台地扇、壁扇、顶扇、吊扇、转页式电扇、排气扇、换气扇等。轴流式电扇主要由电动机、网罩、风叶、摇头机构、底座、调速机构等部分组成。

离心式电扇是空气由平行于转动轴的方向进入,由垂直于轴的方向输出。横流式电扇是空气由垂直于轴的方向进入,并从垂直于轴的另一方向发射出去。

6.头发整形的好帮手——电吹风

说到电吹风大家并不陌生。电吹风主要是用于头发吹干和整型的一种电器,也叫干发器、吹风机。电吹风按电动机类型可以分为单相交流感应式、交直流两用串激式和永磁直流式三种;按送风方式分为轴流式和离心式两种。电吹风由外壳、电动机、风叶和电热元件组成。电吹风的工作原理是电动机和风叶直接相连,通电后电动机带动风叶转动,从进风口吸入的空气经电热元件,由开关控制,变成从出风口送出的热风。

7.厨房“主妇”——电饭锅

电饭锅是我们家中最常用的电热烹饪食物的厨房电器。其工作温度大多在100℃左右,可进行蒸、煮、炖、煨、焖等。

20世纪50年代,电饭锅开始普及。80年代中期,装有微处理器的电子电饭锅开始投放市场,它能对烹饪的火力、温度、时间、升温模式进行程序控制,实现最佳烹饪效果。电饭锅按锅体结构分成组合式和整体式;按锅内压力分为低压式、中压式和高压式3个类型;按加热方式还可以分为直接加热式和间接加热式。

电饭锅一般由三部分组成,锅体、电热元件、控温和定时装置。

锅体有内、外两层或内、中、外三层。内锅体是用铝合金、搪瓷或不锈钢制作,其内表面涂聚四氟乙烯以防食物粘锅;外锅体-般用薄钢板制作,表面有五颜六色的喷漆,这样不仅起到安全防护的作用,还具有一定的保温作用。

电热元件一般是金属管式,在铝质发热板内,热量经发热板均匀地加热内锅体底部。控温和定时装置,一般由限温器和恒温器两部分组成。

前者保证锅温不超过一定的温度,后者可以保证锅内食物煮熟后稳定在60℃~80℃之间。做饭的时候,将盛好食物的内锅放至发热板上,这时候它的底部与感温软磁铁贴合。按下开关后,永久磁铁上升,磁铁上方的软磁铁被永磁铁磁化并将其吸持在高点位置,同时带动内部杠杆动作,将电路上下触点接通。电热元件通电发热,锅内食物被加热升温。当内锅底温度达103±2℃(软磁铁的居里温度)时,软磁铁失去磁性,永磁铁在重力及内部弹簧共同作用下从高点位置落下,并带动杠杆机构,使电路上、下触点脱离,电路断开,电热元件不再发热,达到限温目的。

8.电烤箱

电烤箱是利用电热元件发出的辐射热烤制食物的厨房电器。按电热元件分为普通型和远红外型;按功能分为自净型(能自动将箱内汤汁污垢变为可拭去的轻灰)和非自净型。电烤箱由以下五部分组成:箱体、箱门、电热元件、控温元件、定时装置。

对于大多数的电烤箱来说,其箱体大多是用薄钢板制成的。一般有双层,其间为空气夹层或充填绝热材料。

箱门上装有耐高温玻璃,可以更方便地观察到食物的烤制情况。

电热元件是常用外表涂敷远红外辐射材料的金属管式。一般电烤箱有上下两只电热元件,有的还在箱侧加装一两只。

控温元件主要采用双金属片式进行控温。20世纪80年代以后,电子式控温元件已逐步推广并广泛应用于人们的生活之中。

定时装置一般有常用发条式和电动式。常用发条式定时范围在1小时以内,电动式则比较好用,相对于前者可达数小时。有的电烤箱中还设一食物托盘,由微电机驱动,低速旋转,使食物烤制更为均匀。在20世纪80年代初出现电脑电烤箱,采用温度传感器、重量传感器、湿度传感器和微处理机,可以根据预先输入的烤制程序,自动选取最佳烤制模式,使烤制过程最优化和自动化。

9.美味佳肴不过期——电冰箱

我们常常把吃剩下的饭菜放入电冰箱,以防坏掉。不仅如此,在烈日炎炎的夏季,我们用电冰箱来冰冻食品。可以这样说,电冰箱带给我们的益处和便捷实在太多了。可是在古代,人们却享受不到这么好的“待遇”,往往在天气炎热的时候,只能喝几口凉水来降温。后来,人们为防止食物变质就把食物放入冰块中进行冰镇。

但是你知道电冰箱为什么能制冷吗?电冰箱通电后,电动机带动压缩机工作,将蒸发器内的气体制冷剂吸过来,使它变成高温高压气体。然后制冷剂进入冷凝器,并在冷凝器内放出热量,之后变成液体;高压制冷剂液体经毛细管截流降压后,进入蒸发器内吸热又变成气体,然后再回到压缩机,完成一个制冷循环。

事实上,电冰箱的制冷原理和空调器的原理基本相同,同样是制冷剂不断地吸热、放热,反复循环,电冰箱冷藏室内温度就会降低到0℃~8℃,冷冻室的温度能降到0℃~-18℃,从而达到制冷效果。

电冰箱可以制造成立式、卧式等多种形状。家用电冰箱一般是立式的,商店里供展销食品和水产品用的冷柜一般是卧式的。此外,储藏食物的大型冷冻库和专门运送食物的冷冻运货车实际上是一种更大的电冰箱。

10.声音的“魔盒”——录音机

对于我们来说,录音机并不陌生。它是用来录制声音的一种电子产品。磁带式的录音机,也许是大家见过的传统的录音机,它主要由机内话筒、磁带、录放磁头、放大电路、扬声器、传动机构等部分组成。在录音的时候,声音会使话筒中产生随声音而变化的感应电流,经过放大电路放大后,进入录音磁头的线圈中,在磁头的缝隙处产生变化的磁场,磁带紧贴着磁头缝隙移动,磁带上的磁粉层就会被磁场磁化,这样一来磁带就会将声音的磁信号记录下来,磁带上就有了我们录下的声音。

而磁带放音则与录音相反。放音时,磁带紧贴着放音磁头的缝隙通过,磁带上变化的磁场使磁头线圈中产生感应电流,电流经放大后,送到扬声器,扬声器就把音频电流还原成声音。

随着科技的发展,现在我们常见的数码录音机是把声音信号转变成数字的形式,并直接保存在一个芯片上。这样不仅便于保存,还携带便捷。

11.灰尘无处遁形——吸尘器

在家庭中,吸尘器是必不可少的家庭用品,主要用来清除房间、窗帘、地毯、橱柜等物品上的灰尘。家用吸尘器主要由电动机带动的风机、除尘袋、过滤装置、附件及外壳组成。

吸尘器工作时,风机叶轮在电动机的带动下高速旋转,将吸尘器内的空气排出,使它的内部气压小于外面的气压,便可以吸取周围的尘埃、污物。吸尘器的最大优点是操作方法简便,在清扫的过程中不会扬起灰尘,既快捷又干净。

12.掌握时间的电子表

你知道电子表吗?从其实质来说,电子表就是一个电子钟表。

它是以电池为能源,以石英振荡器为时间基准,以集成电路为核心,通过指针或数字显示时间的计时装置。

电子表出现在20世纪50年代,它以石英振荡器取代了传统钟表中的螺旋弹簧发条。振荡器的振荡速度稳定性高,并且不会受外界环境温度、湿度和其他振动的影响,所以走时精度大大高于机械钟表,每天的误差只有0.2秒。

在现实生活中,电子表的种类非常多,不仅可以挂在墙上、摆在桌上、戴在手上,还可以装在钢笔、书包、头饰、手机等物品上。不仅如此,电子表的发展也很快,功能也由单纯的报时发展为同时显示日历、测量体温、存贮电话号码、进行数学运算等多种功能。

最方便的是,电子表不需要专门的维护,更不需要天天上发条,只要在电池耗尽的时候更换新的电池即可。

13.带给我们适宜温度的空调器

在我国的北方地区,冬天天气寒冷的时候用暖气取暖,而在夏天空调可就派上了大用场。在南方地区,空调一年四季都在发挥着重要的作用。空调器的全名叫空气调节器,简称空调器,也叫空调。

现如今,我们越来越离不开空调了。然而,对于空调又知道多少呢?空调是由制冷系统、风路循环系统和电器等部分组成,通过对空气的处理使室内温度、湿度、气流速度和洁净度达到一定要求。

利用空调器制冷时,压缩机将蒸发器内的气体制冷剂吸进来,制冷剂在压缩机内被压缩成高温、高压蒸气。这些蒸气进入冷凝器里散热降温,变成低温高压液体,再通过毛细管进入蒸发器。在蒸发器内,制冷剂沸腾蒸发,同时吸收蒸发器周围的热量,使蒸发器周围的空气变冷。冷空气被室内空调上所安装的风扇吹入室内,这样一来房间的温度自然降低了。

其实空调器的制热过程也很简单,正好与制冷过程相反,就是冷凝器与蒸发器的功能互换。使用空调器时,还需要遥控器,它是用来开关空调器和调节空调器制冷、制热温度的。