Электричество — величайшее изобретение человечества
Вадим Прибытков физик теоретик, постоянный автор Терры Инкогнита.
—-Основные свойства и законы электричества—установлены любителями.
Электричество является основой современной техники. Нет более важного открытия в истории человечества, чем электричество. Могут сказать, что космос и информатика также являются грандиозными научными достижениями. Но без электричества не было бы ни космоса, ни компьютеров.
Электричество—это поток движущихся заряженных частиц- электронов, а также все явления, связанные с перегруппировкой заряда в теле. Самое интересное в истории электричества это то, что основные свойства и законы его были установлены посторонними любителями. Но на этот решающий момент до сих пор как-то не обращалось внимания.
Уже в глубокой древности было известно, что янтарь, потертый о шерсть, приобретает способность притягивать легкие предметы. Однако это явление на протяжении тысячелетий не находило практического применения и дальнейшего развития.
Янтарь упорно терли, любовались им, делали из него различные украшения, и на этом дело ограничивалось.
В 1600 г. в Лондоне была опубликована книга английского врача В.Гильберта, в которой он впервые показал, что способностью янтаря притягивать после трения легкие предметы обладают и многие другие тела, в том числе стекло. Он заметил также, что влажность воздуха в значительной степени препятствует этому явлению.
—-Ошибочная концепция Гильберта.
Однако Гильберт и первым ошибочно установил различительную грань между электрическими и магнитными явлениями, хотя в действительности эти явления порождаются одними и теми же электрическими частицами и никакой грани между электрическими и магнитными явлениями не существует. Эта ошибочная концепция имела далеко идущие последствия и надолго запутала существо вопроса.
Гильберт обнаружил также, что магнит теряет магнитные свойства при нагревании и восстанавливает их при охлаждении. Он использовал насадку из мягкого железа для усиления действия постоянных магнитов, первым стал рассматривать Землю, как магнит. Уже из одного этого краткого перечисления видно, что врачом Гильбертом были сделаны важнейшие открытия.
Самое удивительное в этом анализе заключается в том, что до Гильберта, начиная от древних греков, которые установили свойства янтаря, и китайцев, которые пользовались компасом, не было никого, кто бы сделал такие выводы и так систематизировал наблюдения.
—-Вклад в науку О.Генрике.
Тогда события развивались необыкновенно медленно. Прошел 71 год, прежде чем немецким бургомистром О.Герике в 1671 г. был сделан следующий шаг. Вклад его в электричество был огромным.
Герике установил взаимное отталкивание двух наэлекризованных тел (Гильберт полагал, что существует лишь притяжение), передачу электричества от одного тела к другому с помощью проводника, электризацию посредством влияния при приближении к незаряженному телу наэлектризованного тела, и, самое главное,— первым построил основанную на трении электрическую машину. Т.е.
он создал все возможности для дальнейшего проникновения в сущность электрических явлений.
—-Не только физики внесли свой вклад в развитие электричества.
Прошло еще 60 лет, прежде чем французский ученый Ш.Дюфе в 1735-37 гг. и американский политик Б.Франклин в 1747-54 гг.
установили, что электрические заряды бывают двух родов. И, наконец, в 1785 г. французским артиллерийским офицером Ш.Кулоном был сформирован закон взаимодействия зарядов.
Надо указать также на работу итальянского врача Л.Гальвани. Огромное значение имели работы А.Вольта по созданию мощного источника постоянного тока в виде «вольтова столба».
Важный вклад в познание электричества произошел в 1820 г., когда датский профессор физики Х.Эрстед открыл воздействие проводника с током на магнитную стрелку. Практически одновременно было открыто и изучено А.Ампером взаимодействие между собой токов, имеющее чрезвычайно важное прикладное значение.
Большой вклад в изучение электричества был внесен также аристократом Г.Кавендишем, аббатом Д.Пристли, школьным учителем Г.Омом. На основании всех этих исследований подмастерье М.Фарадей открыл в 1831 г. электромагнитную индукцию, которая в действительности является одной из форм взаимодействия токов.
Почему в течение тысячелетий люди ничего не знали об электричестве? Почему в этом процессе участвовали самые различные слои населения? В связи с развитием капитализма был общий подъем экономики, ломались средневековые кастовые и сословные предрассудки и ограничения, поднимался общий культурный и образовательный уровень населения. Однако и тогда не обошлось без трудностей. Например, Фарадею, Ому и ряду других талантливых исследователей приходилось вести ожесточенные бои со своими теоретическими противниками и оппонентами. Но все же, в конечном итоге, их идеи и взгляды публиковались и находили признание.
Из всего этого можно сделать интересные выводы: научные открытия делаются не только академиками, но и любителями науки.
Если мы хотим, чтобы наша наука находилась на передовых позициях, то должны помнить и учитывать историю ее развития, бороться с кастовостью и монополизмом односторонних взглядов, создавать равные условия для всех талантливых исследователей, независимо от их научного статуса.
Поэтому пора открыть страницы наших научных журналов для школьных учителей, артиллерийских офицеров, аббатов, врачей, аристократов и подмастерьев, чтобы и они смогли принять активное участие в научном творчестве. Сейчас они лишены такой возможности.
Кто изобрел электричество первым в мире и когда оно появилось, в каком году
Электричество – обыденное и жизненно необходимое для большинства людей явление. И как любая привычная вещь, оно редко заметно. Мало кто задаётся вопросом откуда оно появляется, как работает, что с его помощью можно сделать. Однако, его исследованием занимались задолго до нашей эры и до сих пор некоторые загадки остаются без ответа.
Что понимают под электрическим током
Электричество – это комплекс явлений, связанный с существованием электрических зарядов. Под этим словом чаще всего подразумевается электрический ток и все процессы, которые он вызывает.
Электрический ток – это направленное движение частиц, несущих заряд, под воздействием электрического поля.
Кто придумал электричество — история
Частные проявления электричества изучались ещё задолго до нашей эры. Но соединить их в одну теорию, объясняющую вспышки молний в небе, притяжение предметов, способность вызывать пожары и онемение частей тела или даже смерть человека, оказалось непростой задачей.
Учёные издревле изучали три проявления электричества:
В Древнем Египте целители знали о странных способностях нильского сома и пытались с его помощью лечить головную боль и другие заболевания. Древнеримские врачи использовали в сходных целях электрического ската. Древние греки подробно изучали странные способности ската и знали, что оглушить человека существо могло без прямого контакта через трезубец и рыболовные сети.
Несколько раньше было обнаружено, что если потереть янтарь о кусок шерсти, то он начнёт притягивать шерстинки и небольшие предметы. Позже был открыт и другой материал со сходными свойствами – турмалин.
Примерно в 500-х годах до н.э. индийские и арабские учёные знали о веществах, способных притягивать железо и активно использовали эту способность в разных областях. Около 100-го года до н.э. китайские учёные изобрели магнитный компас.
В 1600 году Уильям Гилберт, придворный врач Елизаветы I и Якова I, обнаружил, что вся планета – это один огромный компас и ввел понятие «электричество» (с греческого «янтарность»). В его трудах эксперименты с натиранием янтаря о шерсть и способность компаса указывать на север начали объединяться в одну теорию. На картине ниже он демонстрирует магнит Елизавете I.
В 1633 год инженер Отто фон Герике изобретает электростатическую машину, которая может не только притягивать, но и отталкивать предметы, а в 1745 году Питер ван Мушенбрук сооружает первый в мире накопитель электрического заряда.
В 1800 году итальянец Алессандро Вольта изобретает первый источник тока – электрическую батарею, вырабатывающую постоянный ток. Также он смог передать электрический ток на расстояние. Поэтому именно этот год многие считают годом изобретения электричества.
В 1831 году Майк Фарадей открывает явление электромагнитной индукции и открывает направление для изобретения различных устройств на основе электрического тока.
На рубеже XIX-XX веков совершается огромное количество открытий и достижений, благодаря деятельности Николы Тесла. Среди прочего, он изобрёл высокочастотный генератор и трансформатор, электродвигатель, антенну для радиосигналов.
Наука, изучающая электричество
Электричество – природное явление. Оно частично изучается в биологии, химии и физике. Наиболее полно электрические заряды рассматриваются в рамках электродинамики – одного из разделов физики.
Теории и законы электричества
Законов, которым подчиняется электричество немного, но они полностью описывают явление:
- Закон сохранения энергии – фундаментальный закон, которому подчиняются и электрические явления;
- Закон Ома – основной закон электрического тока;
- Закон электромагнитной индукции – о электромагнитном и магнитном полях;
- Закон Ампера – о взаимодействии двух проводников с токами;
- Закон Джоуля-Ленца – о тепловом эффекте электричества;
- Закон Кулон – об электростатике;
- Правила правой и левой руки – определяющие направления силовых линий магнитного поля и силы Ампера, действующей на проводник в магнитном поле;
- Правило Ленца – определяющее направление индукционного тока;
- Законы Фарадея – об электролизе.
Первые опыты с электричеством
Первые опыты с электричеством носили, в основном, развлекательный характер. Их суть была в лёгких предметах, которые притягивались и отталкивались под действием плохо изученной силы. Другой занимательный опыт – передача электричества через цепочку людей, взявшихся за руки. Физиологическое действие электричества активно изучал Жан Нолле, заставивший пройти электрический заряд через 180 человек.
Из чего состоит электрический ток
Электрический ток – это направленное или упорядоченное движение заряженных частиц (электронов, ионов). Такие частицы называют носителями электрического заряда. Для того чтобы движение появилось, в веществе должны быть свободные заряженные частицы. Способность заряженных частиц перемещаться в веществе определяет проводимость этого вещества. По проводимости вещества различают на проводники, полупроводники, диэлектрики и изоляторы.
В металлах заряд перемещают электроны. Само вещество при этом никуда не утекает – ионы металла надёжно закреплены в узлах структуры и лишь слегка колеблются.
В жидкостях заряд переносят ионы: положительно заряженные катионы и отрицательно заряженные анионы. Частицы устремляются к электродам с противоположным зарядом, где становятся нейтральными и оседают.
В газах под действием сил с разными потенциалами образуется плазма. Заряд переносится свободными электронами и ионами обоих полюсов.
В полупроводниках, заряд перемещают электроны, перемещаясь от атома к атому и оставляя после себя разрывы, считающиеся положительно заряженными.
Откуда берется электрический ток
Электричество, поступающее по проводам в дома, вырабатывается электрическим генератором на различных электростанциях. На них генератор соединён с постоянно вращающейся турбиной.
В конструкции генератора есть ротор – катушка, которая располагается между полюсами магнита. При вращении турбиной этого ротора в магнитном поле по законам физики появляется или наводится электрический ток. Таким образом назначение генератора – преобразовывать кинетическую силу вращения в электричество.
Заставить турбину крутиться можно многими способами, используя разнообразные источники энергии. Они разделяются на три вида:
- Возобновляемые – энергия, получаемая из неисчерпаемых ресурсов: потоков воды, солнечного света, ветра, геотермальных источников и биотоплива;
- Невозобновляемые – энергия, получаемая из ресурсов, которые возникают очень медленно, несоизмеримо с темпами расходования: уголь, нефть, торф, природный газ;
- Ядерные – энергия, получаемая из процесса ядерного деления клеток.
Чаще всего электроэнергия возникает благодаря работе:
- Гидроэлектростанций (ГЭС) – строятся на реках и используют силу водного потока;
- Тепловых электростанций (ТЭС) – работают на тепловой энергии от сжигания топлива;
- Атомные электростанции (АЭС) – работают на тепловой энергии, получаемой от процесса ядерной реакции.
Преобразованная энергия по проводам поступает в трансформаторные подстанции и распределительные устройства и уже потом доходит до конечного потребителя.
Сейчас активно развиваются так называемые альтернативные виды энергии. К ним относят ветрогенераторы, солнечные батареи, использование геотермальных источников и любые другие способы получить электроэнергию через необычные явления. Альтернативная энергетика сильно уступает по производительности и окупаемости традиционным источникам, но в определённых ситуациях помогают сэкономить и снизить нагрузку на основные электросети.
Также есть миф о существовании БТГ — бестопливных генераторов. В интернете есть ролики демонстрирующие их работу и предлагается их продажа. Но о достоверности этой информации идут большие споры.
Виды электричества в природе
Самый простой пример электричества, возникающего естественным путём – это молнии. Частицы воды в облаках постоянно сталкиваются друг с другом, приобретая положительный или отрицательный заряд. Более лёгкие, положительно заряженные частицы оказываются в верхней части облака, а тяжёлые отрицательные перемещаются вниз. Когда два подобных облака оказываются на достаточно близком расстоянии, но на разной высоте, положительные заряды одного начинают взаимно притягиваться отрицательными частицами другого. В этот момент и возникает молния. Также это явление возникает между облаками и самой земной поверхностью.
Другое проявление электричества в природе – это специальные органы у рыб, скатов и угрей. С их помощью они могут создавать электрические заряды, чтобы обороняться от хищников или оглушать своих жертв. Их потенциал – от совсем слабых разрядов, незаметных для человека, до смертельно опасных. Некоторые рыбы создают вокруг себя слабое электрическое поле, помогающее искать добычу и ориентироваться в мутной воде. Любой физический объект так или иначе искажает его, что помогает воссоздавать окружающее пространство и «видеть» без глаз.
Также электричество проявляется и в работе нервной системы живых организмов. Нервный импульс передаёт информацию от одной клетки к другой, позволяя реагировать на внешние и внутренние раздражители, мыслить и управлять своими движениями.
возникновение тока, история открытия электрических изобретений, фамилии первооткрывателей
Открытие электричества полностью изменило жизнь человека. Это физическое явление постоянно участвует в повседневной жизни. Освещение дома и улицы, работа всевозможных приборов, наше быстрое передвижение — все это было бы невозможно без электроэнергии. Это стало доступно благодаря многочисленным исследованиям и опытам. Рассмотрим главные этапы истории электрической энергии.
Древнее время
Термин «электричество» происходит от древнегреческого слова «электрон», что в переводе означает «янтарь». Первое упоминание об этом явлении связано с античными временами. Древнегреческий математик и философ Фалес Милетский в VII веке до н. э. обнаружил, что если произвести трение янтаря о шерсть, то у камня появляется способность притягивать мелкие предметы.
Фактически это был опыт изучения возможности производства электроэнергии. В современном мире такой метод известен, как трибоэлектрический эффект, который дает возможность извлекать искры и притягивать предметы с легким весом. Несмотря на низкую эффективность такого метода, можно говорить о Фалесе, как о первооткрывателе электричества.
В древнее время было сделано еще несколько робких шагов на пути к открытию электричества:
- древнегреческий философ Аристотель в IV веке до н. э. изучал разновидности угрей, способных атаковать противника разрядом тока;
- древнеримский писатель Плиний в 70 году нашей эры исследовал электрические свойства смолы.
Все эти эксперименты вряд ли помогут нам разобраться в том, кто открыл электричество. Эти единичные опыты не получили развития. Следующие события в истории электричества состоялись много веков спустя.
Этапы создания теории
XVII-XVIII века ознаменовались созданием основ мировой науки. Начиная с XVII века происходит ряд открытий, которые в будущем позволят человеку полностью изменить свою жизнь.
Появление термина
Английский физик и придворный врач Уильям Гильберт в 1600 году издал книгу «О магните и магнитных телах», в которой он давал определение «электрический». Оно объясняло свойства многих твердых тел после натирания притягивать небольшие предметы. Рассматривая это событие надо понимать, что речь идет не об изобретении электричества, а лишь о научном определении.
Уильям Гильберт смог изобрести прибор, который назвал версор. Можно сказать, что он напоминал современный электроскоп, функцией которого является определение наличия электрического заряда. При помощи версора было установлено, что, кроме янтаря, способностью притягивать легкие предметы также обладают:
- стекло;
- алмаз;
- сапфир;
- аметист;
- опал;
- сланцы;
- карборунд.
Первая электростатическая машина
В 1663 году немецкий инженер, физик и философ Отто фон Герике изобрел аппарат, являвшийся прообразом электростатического генератора. Он представлял собой шар из серы, насаженный на металлический стержень, который вращался и натирался вручную. С помощью этого изобретения можно было увидеть в действии свойство предметов не только притягиваться, но и отталкиваться.
В марте 1672 года известный немецкий ученый Готфрид Вильгельм Лейбниц в письме к Герике упоминал, что при работе с его машиной он зафиксировал электрическую искру. Это стало первым свидетельством загадочного на тот момент явления. Герике создал прибор, послуживший прототипом всех будущих электрических открытий.
В 1729 году ученый из Великобритании Стивен Грей произвел опыты, которые позволили открыть возможность передачи электрического заряда на небольшие (до 800 футов) расстояния. А также он установил, что электричество не передается по земле. В дальнейшем это дало возможность классифицировать все вещества на изоляторы и проводники.
Два вида зарядов
Французский ученый и физик Шарль Франсуа Дюфе в 1733 году открыл два разнородных электрических заряда:
- «стеклянный», который теперь именуется положительным;
- «смоляной», называющийся отрицательным.
Затем он произвел исследования электрических взаимодействий, которыми было доказано, что разноименно наэлектризованные тела будут притягиваться один к одному, а одноименно — отталкиваться. В этих экспериментах французский изобретатель пользовался электрометром, который позволял измерять величину заряда.
Лейденская банка
В 1745 году физик из Голландии Питер ван Мушенбрук изобрел Лейденскую банку, которая стала первым электрическим конденсатором. Его создателем также является немецкий юрист и физик Эвальд Юрген фон Клейст. Оба ученых действовали параллельно и независимо друг от друга. Это открытие дает ученым полное право войти в список тех, кто создал электричество.
11 октября 1745 года Клейст произвел опыт с «медицинской банкой» и обнаружил способность хранения большого количества электрических зарядов. Затем он проинформировал об открытии немецких ученых, после чего в Лейденском университете был проведен анализ этого изобретения. Затем Питер ван Мушенбрук опубликовал свой труд, благодаря которому стала известна Лейденская банка.
Бенджамин Франклин
В 1747 году американский политический деятель, изобретатель и писатель Бенджамин Франклин опубликовал свое сочинение «Опыты и наблюдения с электричеством». В ней он представил первую теорию электричества, в которой обозначил его как нематериальную жидкость или флюид.
В современном мире фамилия Франклин часто ассоциируется со стодолларовой купюрой, но не следует забывать о том, что он являлся одним из величайших изобретателей своего времени. В списке его многочисленных достижений присутствуют:
- Известное сегодня обозначение электрических состояний (-) и (+).
- Франклин доказал электрическую природу молнии.
- Он смог придумать и представить в 1752 году проект громоотвода.
- Ему принадлежит идея электрического двигателя. Воплощением этой идеи стала демонстрация колеса, вращающегося под действием электростатических сил.
Публикация своей теории и многочисленные изобретения дают Франклину полное право считаться одним из тех, кто придумал электричество.
От теории к точной науке
Проведенные исследования и опыты позволили изучению электричества перейти в категорию точной науки. Первым в череде научных достижений стало открытие закона Кулона.
Закон взаимодействия зарядов
Французский инженер и физик Шарль Огюстен де Кулон в 1785 году открыл закон, который отображал силу взаимодействия между статичными точечными зарядами. Кулон до этого изобрел крутильные весы. Появление закона состоялось благодаря опытам Кулона с этими весами. С их помощью он измерял силу взаимодействия заряженных металлических шариков.
Закон Кулона являлся первым фундаментальным законом, объясняющим электромагнитные явления, с которых началась наука об электромагнетизме. В честь Кулона в 1881 году была названа единица электрического заряда.
Изобретение батареи
В 1791 году итальянский врач, физиолог и физик Луиджи Гальвани написал «Трактат о силах электричества при мышечном движении». В нем он фиксировал наличие электрических импульсов в мышечных тканях животных. А также он обнаружил разность потенциалов при взаимодействии двух видов металла и электролита.
Открытие Луиджи Гальвани получило свое развитие в работе итальянского химика, физика и физиолога Алессандро Вольты. В 1800 году он изобретает «Вольтов столб» — источник непрерывного тока. Он представлял собой стопку серебряных и цинковых пластин, которые были разделены между собой смоченными в соленом растворе бумажными кусочками. «Вольтов столб» стал прототипом гальванических элементов, в которых химическая энергия преобразовывалась в электрическую.
В 1861 году в его честь было введено название «вольт» — единица измерения напряжения.
Гальвани и Вольта являются одними из основоположников учения об электрических явлениях. Изобретение батареи спровоцировало бурное развитие и последующий рост научных открытий. Конец XVIII века и начало XIX века можно характеризовать как время, когда изобрели электричество.
Появление понятия тока
В 1821 году французский математик, физик и естествоиспытатель Андре-Мари Ампер в собственном трактате установил связь магнитных и электрических явлений, которая отсутствует в статичности электричества. Тем самым он впервые ввел понятие «электрический ток».
Ампер сконструировал катушку с множественными витками из медных проводов, которую можно классифицировать как усилитель электромагнитного поля. Это изобретение послужило созданию в 30-х годах 19 века электромагнитного телеграфа.
Благодаря исследованиям Ампера стало возможным рождение электротехники. В 1881 в его честь единица силы тока была названа «ампером», а приборы, измеряющие силу — «амперметрами».
Закон электрической цепи
Физик из Германии Георг Симон Ом в 1826 году представил закон, который доказывал связь между сопротивлением, напряжением и силой тока в цепи. Благодаря Ому возникли новые термины:
- падение напряжения в сети;
- проводимость;
- электродвижущая сила.
Его именем в 1960 году названа единица электросопротивления, а Ом, несомненно, входит в список тех, кто изобрел электричество.
Электромагнитная индукция
Английский химик и физик Майкл Фарадей совершил в 1831 году открытие электромагнитной индукции, которая лежит в основе массового производства электроэнергии. На основе этого явления он создает первый электродвигатель. В 1834 году Фарадей открывает законы электролиза, которые привели его к выводу, что носителем электрических сил можно считать атомы. Исследования электролиза сыграли существенную роль в возникновении электронной теории.
Фарадей является создателем учения об электромагнитном поле. Он сумел предсказать наличие электромагнитных волн.
Общедоступное применение
Все эти открытия не стали бы легендарными без практического использования. Первым из возможных способов применения явился электрический свет, который стал доступен после изобретения в 70-х годах 19 века лампы накаливания. Ее создателем стал российский электротехник Александр Николаевич Лодыгин.
Первая лампа являлась замкнутым стеклянным сосудом, в котором находился угольный стержень. В 1872 году была подана заявка на изобретение, а в 1874 году Лодыгину выдали патент на изобретение лампы накаливания. Если пытаться ответить на вопрос, в каком году появилось электричество, то этот год можно считать одним из правильных ответов, поскольку появление лампочки стало очевидным признаком доступности.
Появление электроэнергии в России
Будет интересно выяснить, в каком году появилось электричество в России. Освещение впервые появилось в 1879 году в Санкт-Петербурге. Тогда фонари установили на Литейном мосту. Затем в 1883 году начала работу первая электростанция у Полицейского (Народного) моста.
В Москве освещение впервые появилось 1881 году. Первая городская электростанция заработала в Москве в 1888 году.
Днем основания энергетических систем России считается 4 июля 1886 года, когда Александр III подписал устав «Общества электрического освещения 1886 года». Оно было основано Карлом Фридрихом Сименсом, который являлся братом организатора всемирно известного концерна Siemens.
Невозможно точно сказать, когда появилось электричество в мире. Слишком много разбросанных во времени событий, которые являются одинаково важными. Поэтому вариантов ответа может быть много, и все они будут правильными.
Изобретение электричества: история, применение, получение
Одной из важнейших вех в истории планеты является изобретение электричества. Именно это открытие помогает и по сей день развиваться нашей цивилизации. Электричество – один из наиболее экологичных видов энергии. Кому принадлежит открытие этого явления? Каким образом электричество получают и применяют? Можно ли самостоятельно создать гальванический элемент?
История изобретения электричества кратко
Электричество было обнаружено еще в 7 веке до нашей эры древнегреческим философом Фалесом. Он выяснил, что натертый шерстью янтарь способен притягивать меньшие по массе предметы.
Однако масштабные эксперименты с электричеством начинаются в эпоху возрождения в Европе. В 1650 г. магдебургским бургомистром фон Герике была построена электростатическая установка. В 1729 г. Стивеном Греем был поставлен опыт по передаче электроэнергии на расстояние. В 1747 Бенджамин Франклин издал очерк, где была собраны все известные факты об электричестве и выдвинуты новые теории. В 1785-м был открыт закон Кулона.
1800 год стал переломным: итальянец Вольт изобретает первый источник постоянного тока. В 1820-м датским ученым Эрстедом было обнаружено электромагнитное взаимодействие предметов. Годом позднее Ампер выяснил, что магнитное поле создается электрическим током, но не статическими зарядами.
Такие великие исследователи, как Гаусс, Джоуль, Ленц, Ом внесли неоценимый вклад в изобретение электричества. Год 1830-й также стал важным, ведь Гауссом была разработана теория электростатического поля. Явление электромагнитной индукции и разработка двигателя, работающего на токе, принадлежит Майклу Фарадею.
В конце 19 века опыты с электричеством проводились многими учеными, в их числе Пьер Кюри, Лачинов, Герц, Томсон, Резерфорд. В начале 20 века появилась теория квантовой электродинамики.
Электричество в природе
Открытие и изобретение электричества произошло уже очень давно. Однако ранее считалось, что в природе его просто нет. Но американец Франклин выяснил, что такое явление, как молния, имеет чисто электрическую природу. Долгое время его точка зрения отвергалась научным сообществом.
Электричество имеет огромное значение в природе. Многие ученые полагают, что благодаря разрядам молний осуществился синтез аминокислот, в результате чего на Земле зародилась жизнь. Без нервных импульсов невозможно функционирование организма ни одного животного. Существуют разновидности морских организмов, которые применяют электричество как средство для обороны, нападения, ориентации в пространстве и поиска пищи.
Получение электричества
Изобретение электричества оказало влияние на научно-технический прогресс. Для получения электроэнергии создаются вот уже на протяжении многих десятилетий электростанции. Электричество создается с помощью генераторов энергии, а затем оно передается по ЛЭП. Принцип создания тока заключается в переводе механической энергии в электрическую. Электростанции подразделяются на следующие типы:
- атомные;
- ветровые;
- гидроэнергетические;
- приливно-отличные;
- солнечные;
- тепловые.
Применение электричества
Изобретение электричества по праву является величайшим открытием, ведь без него становится невозможной современная жизнь. Оно имеется почти в каждом доме и применяется для освещения, обмена информацией, приготовления пищи, обогрева, функционирования бытовых приборов. Также электроэнергия необходима для движения трамваем, троллейбусов, метро, электропоездов. Работа компьютера, сотового телефона тоже невозможна без электричества.
Любопытный опыт
Оказывается, гальванический элемент можно изготовить самостоятельно, и делается это достаточно просто. Такой способ получил известность в начале 20 века.
Для начала необходимо пополам разрезать достаточно острым ножом лимон посередине. Крайне нежелательно снимать или срывать перегородки между дольками. После этого нужно к каждой дольке подсоединить поочередно небольшой кусок проволоки, размером около 2 сантиметров. В ячейках должны чередоваться медная и цинковая проволоки. Затем следует концы торчащих проволок последовательно соединить металлической проволокой меньшего диаметра. Таким образом можно получить элемент питания. Как проверить, работает ли он? Для этого можно замерить напряжение вольтметром.
Одним из важнейших открытий в истории человечества стало изобретение электричества. Дата открытия точно неизвестна. Однако эксперименты начал проводить еще древнегреческий ученый Фалес. Активное изучение электричества началось в эпоху возрождения. Без него невозможна деятельность ни одного живого организма. Сегодня без этого изобретения мы практически не можем представить свою жизнь. Люди уже давно научились получать, передавать и использовать электроэнергию.
История развития электричества. Основы электричества
Добавить сайт в закладки
Электричество, совокупность явлений, обусловленных существованием, движением и взаимодействием электрически заряженных тел или частиц. Взаимодействие электрических зарядов осуществляется с помощью электромагнитного поля (в случае неподвижных электрических зарядов — электростатического поля).
Движущиеся заряды (электрический ток) наряду с электрическим возбуждают и магнитное поле, т. е. порождают электромагнитное поле, посредством которого осуществляется электромагнитное взаимодействие (учение о магнетизме является составной частью общего учения об электричестве). Электромагнитные явления описываются классической электродинамикой, в основе которой лежат Максвелла уравнения
Законы классической теории электричества охватывают огромную совокупность электромагнитных процессов. Среди 4 типов взаимодействий (электромагнитных, гравитационных, сильных и слабых), существующих в природе, электромагнитные занимают первое место по широте и разнообразию проявлений. Это связано с тем, что все тела построены из электрически заряженных частиц противоположных знаков, взаимодействия между которыми, с одной стороны, на много порядков интенсивнее гравитационных и слабых, а с другой — являются дальнодействующими в отличие от сильных взаимодействий. Строение атомных оболочек, сцепление атомов в молекулы (химические силы) и образование конденсированного вещества определяются электромагнитным взаимодействием.
Простейшие электрические и магнитные явления известны ещё с глубокой древности. Были найдены минералы, притягивающие кусочки железа, а также обнаружено, что янтарь (греч. электрон, elektron, отсюда термин электричество), потёртый о шерсть, притягивает лёгкие предметы (электризация трением). Однако лишь в 1600 У. Гильберт впервые установил различие между электрическими и магнитными явлениями. Он открыл существование магнитных полюсов и неотделимость их друг от друга, а также установил, что земной шар — гигантский магнит.
В XVII — 1-й половине XVIII вв. проводились многочисленные опыты с наэлектризованными телами, были построены первые электростатические машины, основанные на электризации трением, установлено существование электрических зарядов двух родов (Ш. Дюфе), обнаружена электропроводность металлов (английский учёный С. Грей). С изобретением первого конденсатора — лейденской банки (1745) — появилась возможность накапливать большие электрические заряды. В 1747-53 Франклин изложил первую последовательную теорию электрических явлений, окончательно установил электрическую природу молнии и изобрёл молниеотвод.
Во 2-й половине XVIII в. началось количественное изучение электрических и магнитных явлений. Появились первые измерительные приборы — электроскопы различных конструкций, электрометры. Г. Кавендиш (1773) и Ш.Кулон (1785) экспериментально установили закон взаимодействия неподвижных точечных электрических зарядов (работы Кавендиша были опубликованы лишь в 1879).
Этот основной закон электростатики (Кулона закон) впервые позволил создать метод измерения электрических зарядов по силам взаимодействия между ними. Кулон установил также закон взаимодействия между полюсами длинных магнитов и ввёл понятие о магнитных зарядах, сосредоточенных на концах магнитов.
Следующий этап в развитии науки об электричестве связан с открытием в конце XVIII в. Л.Гальвани «животного электричества» и работами А.Вольты , который изобрёл первый источник электрического тока — гальванический элемент (т. н. вольтов столб, 1800), создающий непрерывный (постоянный) ток в течение длительного времени. В 1802 В.В.Петров, построив гальванический элемент значительно большей мощности, открыл электрическую дугу, исследовал её свойства и указал на возможность применений её для освещения, а также для плавления и сварки металлов. Г. Дэви электролизом водных растворов щелочей получил (1807) неизвестные ранее металлы — натрий и калий. Дж,П.Джоуль установил (1841), что количество теплоты, выделяемой в проводнике электрическим током, пропорционально квадрату силы тока; этот закон был обоснован (1842) точными экспериментами Э.Х.Ленца (закон Джоуля — Ленца).
Г.Ом установил (1826) количественную зависимость электрического тока от напряжения в цепи. К.Ф.Гаусс сформулировал (1830) основную теорему электростатики.
Наиболее фундаментальное открытие было сделано Х.Эрстедом в 1820; он обнаружил действие электрического тока на магнитную стрелку — явление, свидетельствовавшее о связи между электричеством и магнетизмом. Вслед за этим в том же году А.М.Ампер установил закон взаимодействия электрических токов (Ампера закон). Он показал также, что свойства постоянных магнитов могут быть объяснены на основе предположения о том, что в молекулах намагниченных тел циркулируют постоянные электрические токи (молекулярные токи). Т. о., согласно Амперу, все магнитные явления сводятся к взаимодействиям токов, магнитных же зарядов не существует. Со времени открытий Эрстеда и Ампера учение о магнетизме сделалось составной частью учения об электричестве.
Со 2-й четверти XIX в. началось быстрое проникновение электричества в технику. В 20-х гг. появились первые электромагниты. Одним из первых применений электричества был телеграфный аппарат, в 30-40-х гг. построены электродвигатели и генераторы тока, а в 40-х гг.- электрические осветительные устройства и т. д. Практическое применение электричества в дальнейшем всё более возрастало, что в свою очередь оказало существенное, влияние на учение об электричестве.
В 30-40-х гг. XIX в. в развитие науки об электричестве внёс большой вклад М.Фарадей — творец общего учения об электромагнитных явлениях, в котором все электрические и магнитные явления рассматриваются с единой точки зрения. С помощью опытов он доказал, что действия электрических зарядов и токов не зависят от способа их получения [до Фарадея различали «обыкновенное» (полученное при электризации трением), атмосферное, «гальваническое», магнитное, термоэлектрическое, «животное» и другие виды Э.].
Опыт Араго («магнетизм вращения»).
В 1831 Фарадей открыл индукцию электромагнитную — возбуждение электрического тока в контуре, находящемся в переменном магнитном поле. Это явление (наблюдавшееся в 1832 также Дж. Генри) составляет фундамент электротехники. В 1833-34 Фарадей установил законы электролиза; эти его работы положили начало электрохимии. В дальнейшем он, пытаясь найти взаимосвязь электрических и магнитных явлений с оптическими, открыл поляризацию диэлектриков (1837), явления парамагнетизма и диамагнетизма (1845), магнитное вращение плоскости поляризации света (1845) и др.
Фарадей впервые ввёл представление об электрическом и магнитном полях. Он отрицал концепцию дальнодействия, сторонники которой считали, что тела непосредственно (через пустоту) на расстоянии действуют друг на друга.
Согласно идеям Фарадея, взаимодействие между зарядами и токами осуществляется посредством промежуточных агентов: заряды и токи создают в окружающем пространстве электрическое или (соответственно) магнитное поля, с помощью которых взаимодействие передаётся от точки к точке (концепция близкодействия). В основе его представлений об электрическом и магнитном полях лежало понятие силовых линий, которые он рассматривал как механические образования в гипотетической среде — эфире, подобные растянутым упругим нитям или шнурам.
Идеи Фарадея о реальности электромагнитного поля не сразу получили признание. Первая математическая формулировка законов
Когда появилось электричество: история возникновения
Мало кто задумывается, когда появилось электричество. А история его довольно интересна. Электричество делает жизнь комфортнее. Благодаря ему, стало доступно телевидение, Интернет и многое другое. И современную жизнь без электричества уже невозможно представить. Оно значительно ускорило развитие человечества.
История электричества
Если начать разбираться, когда появилось электричество, то нужно вспомнить греческого философа Фалеса. Именно он первый обратил внимание на это явление в 700 г. до н. э. Фаллес обнаружил, что при трении янтаря о шерсть камень начинает притягивать к себе легкие предметы.
В каком году появилось электричество? После греческого философа долгое время это явление никто не исследовал. И знаний в этой области не прибавлялось до 1600 г. В этом году Уильям Гилберт ввел термин «электричество», исследовав магниты и их свойства. С того времени это явление начали интенсивно изучать ученые.
Первые открытия
Когда появилось электричество, примененное в технических решениях? В 1663 г. была создана первая электромашина, которая позволяла наблюдать эффекты отталкивания и притяжения. В 1729 г. английский ученый Стивен Грей провел первый опыт, когда электричество передавалось на расстоянии. Спустя четыре года французский ученый Ш. Дюфе обнаружил, что электричество имеет 2 типа заряда: смоляной и стеклянный. В 1745 г. появился первый электроконденсатор – Лейденская банка.
В 1747 г. Бенджамином Франклином была создана первая теория, объясняющая это явление. А в 1785 г. появился закон Кулона. Электричество долго изучали Гальвани и Вольт. Был написан трактат о действии этого явления при мышечном движении и изобретен гальванический предмет. А русский ученый В. Петров стал открывателем вольтовой дуги.
Освещение
Когда появилось электричество в домах и квартирах? Для многих это явление связано в первую очередь с освещением. Таким образом, следует рассматривать, когда была изобретена первая лампочка. Это произошло в 1809 г. Изобретателем стал англичанин Деларю. Чуть позже появились спиралевидные лампочки, которые были наполнены инертным газом. Производиться они начали в 1909 г.
Появление электричества в России
Через некоторое время после введения термина «электричество» это явление начали исследовать во многих странах. Началом перемен можно считать появление освещения. В каком году появилось электричество в России? Согласно общественному резонансу, эта дата – 1879 год. Именно тогда в Петербурге впервые была проведена электрификация Литейного моста с помощью ламп.
Но на год раньше в Киеве, в одном из железнодорожных цехов, были установлены электрические фонари. Поэтому дата появления электричества в России — несколько спорный вопрос. Но так как это событие осталось без внимания, то официальной датой можно считать именно освещение Литейного моста.
Но есть еще одна версия, когда появилось электричество в России. С юридической точки зрения эта дата – тридцатое января 1880 года. В этот день в Русском техническом обществе появился первый электротехнический отдел. В его обязанности вменялось курировать внедрение электричества в повседневную жизнь. В 1881 г. Царское село стало первым европейским городом, который был полностью освещен.
Еще одна знаковая дата – пятнадцатое мая 1883 г. В этот день впервые была проведена иллюминация Кремля. Событие было приурочено к вступлению на российский трон Александра III. Для освещения Кремля на Софийской набережной специалистами-электриками была установлена небольшая электростанция. После этого события освещение сначала появилось на главной улице Петербурга, а потом в Зимнем дворце.
Летом 1886 г. указом императора было учреждено «Общество электроосвещения». Оно занималось электрификацией всего Петербурга и Москвы. А в 1888 г. начали строиться первые электростанции в крупнейших городах. Летом 1892 г. в России был запущен дебютный электротрамвай. А в 1895 г. появилась первая ГЭС. Она была построена в Петербурге, на р. Большая Охта.
А в Москве первая электростанция появилась в 1897 г. Она была построена на Раушской набережной. Электростанция вырабатывала переменный трехфазный ток. И это позволяло передавать электричество на большие расстояния без существенной потери мощности. В других городах России электростанции начали строиться на заре двадцатого века, перед Первой мировой войной.
когда появилось электричество в мире и России
Современному человеку трудно представить жизнь без электричества. Оно прочно вошло в нашу жизнь, и мы мало задумываемся над тем, когда оно появилось. А ведь именно благодаря электричеству стали более интенсивно развиваться все направления науки и техники. Кто изобрел электричество, когда оно впервые появилось в мире?
История возникновения
Еще до нашей эры философ из Греции Фаллес заметил, что после трения янтаря о шерсть к камню притягиваются мелкие предметы. Затем исследованием таких явлений долгое время никто не занимался. Только в 17 веке исследовав магниты, их свойства английский ученый Уильям Гильберг ввел новый термин «электричество». Ученые стали больше проявлять интереса к нему и заниматься исследованиями в этой области.
Гильбергу удалось изобрести прообраз самого первого электроскопа, он назывался версор. С помощью этого прибора он установил, что кроме, янтаря и другие камни могут к себе притягивать мелкие предметы. В число камней входят:
алмаз;- аметист;
- стекло;
- сапфир;
- сланцы;
- опал;
- карборунд.
Благодаря созданному прибору ученый смог провести несколько опытов и сделать выводы. Он понял, что пламя имеет свойство серьезно влиять на электрические свойства тел после трения. Ученый заявил, что гром и молния — явления электрической природы.
Великие открытия
Первые опыты по передаче электричества на малые расстояния были проведены в 1729 году. Ученые сделали вывод, что не все тела могут передавать электричество. Через несколько лет после ряда испытаний француз Шарль Дюфе заявил, что есть два типа электрического заряда — стеклянного и смоляного. Они зависят от материала, который используется для трения.
Затем учеными с разных стран были созданы конденсатор и гальванический элемент, первый электроскоп, медицинский электрокардиограф. Первая лампочка накаливания появилась в 1809 году, которую создал англичанин Деларю. Спустя 100 лет, Ирнвинг Ленгмюр разработал лампочку с вольфрамовой спиралью, заполненной инертным газом.
В 19 веке было много очень важных открытий, благодаря которым появилось электричество в мире Большую лепту в области открытий внесли известные всему миру ученые:
Ампер;- Джоуль;
- Фарадей;
- Гери;
- Ом;
- Вольт.
Они изучали свойства электричества и многие из них названы в их честь. В конце 19 века ученые-физики делают открытия о существовании электрических волн. Им удается создать лампу накаливания и передавать электрическую энергию на большие расстояния. С этого момента электричество медленно, но уверенно начинает распространяться по всей планете.
Когда появилось электричество в России?
Если говорить об электрификации на территории Российской империи, то в этом вопросе нет конкретной даты. Всем известно, что в 1879 году в Санкт-Петербурге сделали освещение по всему Литейному мосту. Он освещался с помощью ламп. Однако, в Киеве были установлены электрические фонари в одном из железнодорожных цехов на год раньше. Это событие не привлекло к себе внимание, поэтому официальной датой появления электрического освещения в Российской империи считается 1879 год.
Первый электротехнический отдел появился в России 30 января 1880 года в Русском техническом обществе. Отдел был обязан курировать внедрение электричества в повседневную жизнь государства. Уже в 1881 году Царское Село было полностью освещенным населенным пунктом и стало первым современным и европейским городом.
15 мая 1883 года считается также знаковой датой для страны. Это связано с проведением иллюминации Кремля. В это время вступал на престол император Александр III, а иллюминация была приурочена к такому важному событию. Почти сразу после этого исторического события освещение было проведено сначала на главной улице и затем в Зимний дворец Санкт-Петербурга.
По указу императора в 1886 году было учреждено «Общество электроосвещения». В его обязанности входило освещение двух главных городов — Москва и Санкт-Петербург. Уже через два года началось строительство электростанций по всем крупнейшим городам. Первый электротрамвай в России был запущен в 1892 году. В Петербурге через 4 года пустили в эксплуатацию первую ГЭС. Она была построена на реке Большая Охта.
Важным событием было появление первой электростанции в Москве в 1897 году. Ее построили на Раушской набережной с возможностью вырабатывать переменный трехфазный ток. Она сделала доступной передачу электричества на большие расстояния и использовать его без потери мощности. Строительство электростанций в других российских городах стало развиваться только перед Первой мировой войной.
Интересные факты истории появления электричества в России
Если внимательно изучать некоторые факты электрификации Российского государства можно узнать много любопытной информации.
Первую лампочку накаливания с угольным стержнем изобрел в 1874 году А.Н.Лодыгин. Устройство было запатентовано крупнейшими странами Европы. Через время ее усовершенствовал Т. Эдиссон и лампочку стали использовать по всей планете.
Русский электротехник П.Н. Яблочков в 1876 году закончил разработку электрической свечи. Она стала проще, дешевле и удобней чем лампочка Лодыгина в эксплуатации.
В составе Русского технического общества был создан Особый Электротехнический отдел. В него входили П.Н. Яблочков, А.Н.Лодыгин, В.Н.Чиколев и другие активные физики и электротехники. Главная задача отдела было — содействие развитию электротехники в России.
История электроэнергетики
Здесь
некоторая информация по книге Электрическая история
пользователя Том Генри . Эта книга была написана в знак признательности
более 15 миллионов мужчин и женщин, работающих в электротехнической промышленности
чтобы свет горел каждую секунду, каждую минуту, 24 часа в сутки,
каждый день.
Эдисон изобрел свет лампочка, Marconi радио, Bell телефон, Морзе телеграф? Ответы № .Они не изобрели колесо. Они сыграли важную роль в его улучшении, а в некоторых случаях получение патента.
История электротехники восходит к временам Рождества Христова и подводит нас к компьютерный век. На этом пути вы обнаружите, что потребовалось несколько люди по пути заставляют лампочку светиться.
Путешествие на этой книге не закончится, мы постоянно открываем новые изобретения, которые когда-нибудь даже перенесут нас к звездам.
|
Бенджамин Франклин (1706-1790) Его Эксперимент с воздушным змеем показал, что молния — это электричество.Он был первым использовать термины положительный и отрицательный заряд. |
Франклин был одним из семнадцати детей. Он бросил школу в возрасте десяти лет, чтобы стать принтер. Его жизнь — это классическая история о человеке, добившемся собственного успеха. богатство и слава благодаря решимости и интеллекту.
Джеймс Ватт (1736-1819) родился в Шотландии. Хотя он проводил никаких электрических экспериментов, его нельзя упускать из виду. Он был производитель инструментов по торговле и основал ремонтную мастерскую в Глазго в 1757 году.Ватт думал, что паровая машина заменит животную силу, где количество замененных лошадей казалось очевидным способом измерения плата за исполнение. Интересно, что Ватт измерил скорость работы лошади, тянущей мусор в старую шахту, и нашли ее составило около 22000 фут-фунтов в минуту. Добавил маржу 50%. достигая 33000 фут-фунтов.
Уильям Томсон , Лорд Кельвин (1824-1907) был наиболее известен своим изобретением. новой шкалы температур, основанной на концепции абсолютного нуля температура -273C (-460F).До конца своей жизни Томсон яростно выступал против идеи, что энергия, излучаемая радиоактивность пришла изнутри атома. Один из величайших научных открытия 19 века, Томсон умер, выступая против одного из самых жизненно важные нововведения в истории науки.
Томас Зеебек (1770-1831) немец физик был первооткрывателем «эффекта Зеебека».
He скручивали два провода из разных металлов и нагревали спай, где два провода встретились.Он произвел небольшой ток. Текущий результат перетекания тепла от горячего спая к холодному. Это называется термоэлектричеством. Термо — это греческое слово, означающее тепло.
Михаил Фарадей (1791-1867) англичанин, сделал один из наиболее значимые открытия в истории электричества: Электромагнитная индукция. Его новаторская работа касалась того, как электрические токи работают. Многие изобретения явились результатом его экспериментов, но они придут на пятьдесят или сто лет позже.
отказов никогда не обескураживал Фарадея. Он бы сказал; «неудачи так же важны, как успехи ». Он чувствовал, что неудачи тоже учат. Фарад, единица измерения емкости названа в честь Майкла Фарадея.
Джеймс Максвелл (1831-1879) a
Шотландский математик перевел теории Фарадея на математический язык.
выражения. Максвелл был одним из лучших математиков в истории.
Максвелл — электромагнитная единица магнитного потока, названная в его
честь.
Сегодня он считается второстепенным только после Исаака Ньютона и
Альберт Эйнштейн в мире науки.
Томас Альва Эдисон (1847-1931) был один из самых известных изобретателей всех времен с 1093 патентами. Самоучка, Эдисон интересовался химией и электроники. За всю свою жизнь Эдисон получил всего три месяцев обучения в школе, и был исключен из школы как умственно отсталым, хотя на самом деле детский приступ скарлатины оставил его частично глухой.
Никола Тесла родился 10 июля 1856 года в семье сербов и умер в одиночестве и разорении. Мужчина в Нью-Йорке 7 января 1943 года.Он представлял себе мир без столбы и линии электропередач. Его называют величайшим изобретательным гением все время. Система Теслы победила, сделав возможным первое крупномасштабное освоение Ниагарского водопада с помощью первой гидроэлектростанции завод в США в 1886 году.
октябрь 1893 года Джордж Вестингауз (1846-1914 ) был заключил контракт на строительство первых генераторов на Ниагарском водопаде. Он использовал свои деньги для скупки патентов в области электрического поля. Один из Изобретением, которое он купил, был трансформатор от Уильяма Стэнли.Вестингауз изобрел пневматическую тормозную систему для остановки поездов, первую из только в этой области он получит более ста патентов. Он вскоре основал компанию Westinghouse Air Brake Company в 1869 году.
Александр Грэм Белл (1847-1922) родился в Шотландии, вырос в семье, которая интересовалась и занимается наукой о звуке. Отец и дед Белла оба учил глухих речи. Единица уровня звука в его честь. Уровни звука измеряются в десятых долях бела или децибелах. сокращение для децибел — дБ.
Генрих Герц (1857-1894) немец физик заложил основу для создания вакуумной лампы. Он заложил фундамент будущего развития радио, телефона, телеграфа, и даже телевидение. Он был одним из первых, кто продемонстрировал существование электрических волн. Герц был убежден, что электромагнитные волны в космосе.
Отто Хан (1879-1968) , а Немецкий химик и физик сделал важное открытие, которое привело к первый ядерный реактор.Он открыл процесс ядерного деления какие ядра атомов тяжелых элементов могут распадаться на более мелкие ядра, в процессе высвобождает большое количество энергии. Хан был награжден Нобелевская премия по химии в 1944 году.
Альберт Эйнштейн (1879-1955). Эйнштейна формула доказала, что один грамм массы можно превратить в проливной количество энергии. Для этого активность атомов должна происходить в ядро. E = энергия, M = масса и C = скорость света, которая равна 186 000 миль в секунду.Когда вы возведете в квадрат 186 000, вы увидите, что требуется лишь небольшое количество массы, чтобы произвести огромное количество энергии.
Узнать больше в электрическом Книга по истории Тома Генри.
,История электричества | История электричества Хронология
Электричество — неотъемлемая часть современной жизни, настолько важная, что большинство из нас не могут представить себе жизнь без нее. Но — что удивительно — это было повседневным аспектом нашей жизни чуть более века.
Еще в 1752 году, когда Бенджамин Франклин продемонстрировал электрическую энергию молнии в своем знаменитом эксперименте с воздушным змеем, люди не могли даже представить себе, сколько удобств и роскоши принесет электричество в 20 и 21 веках.
Электричество в первые дни
Первые документы в истории электричества датируются 500 годом до нашей эры. когда Фалес Милетский открыл статическое электричество, натерев мех о янтарь. Но только две тысячи лет спустя, в 1600-х годах, английский врач и физик Уильям Гилберт опубликовал первые теории об электричестве в своей книге De Magnete . Следующий крупный текст об электричестве « Эксперименты и заметки о механическом происхождении или производстве электричества» был опубликован в 1675 году английским химиком и физиком Робертом Уильямом Бойлем.
Тем не менее, в следующем столетии развитие электричества пошло на ступеньку выше, и ситуация начала накаляться. В начале 1700-х годов, за десятилетия до воздушного змея Франклина, английский ученый Фрэнсис Хоксби создал стеклянный шар, который светился при трении, экспериментируя с электрическим притяжением и отталкиванием. Свечение было достаточно ярким, чтобы его можно было прочитать, и это открытие в конечном итоге привело к появлению неонового освещения несколько столетий спустя.
Перенесемся в сентябрь 1882 года, когда дом в Аплтоне, штат Висконсин, стал первым американским домом, работающим от гидроэлектроэнергии.Станция, питавшая дом, использовала систему постоянного тока (DC), разработанную Томасом Эдисоном. В течение следующих нескольких лет дискуссия «между постоянным и переменным током (AC)» привлекла внимание, поскольку Томас Эдисон и Джордж Вестингауз (сторонник переменного тока) боролись за контракты.
Война токов
Задолго до того, как электричество в домах стало обычным явлением, стандартной формой электричества в Соединенных Штатах была система постоянного тока, которую Эдисон разработал через General Electric.Никола Тесла, ученик Эдисона, считал, что переменный ток был лучшим вариантом, потому что с использованием трансформаторов мощность можно было намного проще и эффективнее преобразовывать в более высокие или более низкие напряжения. (Этот веб-сайт предоставляет объяснение различий между переменным и постоянным током.) Эдисон утверждал — посредством того, что некоторые называют «кампанией дезинформации», — что переменный ток гораздо опаснее. Эта битва достигла своего пика в 1893 году на Всемирной выставке в Чикаго, когда General Electric проиграла заявку на поставку электроэнергии на ярмарку Джорджу Вестингаузу, который использовал систему переменного тока Tesla.
В конце концов, поскольку его было дешевле распределять и можно было подавать электроэнергию на большие территории, переменный ток стал новым стандартом для электричества в США.
Развитие электропроводки и электрических компонентов
На заре электрификации домов электричество часто передавалось с места на место по неизолированным медным проводам с минимальной хлопковой изоляцией. Розетки, ручки выключателей и блоки предохранителей были деревянными. Не было никаких регуляторов напряжения, и свет был тусклым и ярким в ответ на потребность в электрической сети.Примерно с 1890 по 1910 год для электромонтажа использовалась проводка с ручкой и трубкой. В этой ранней установке горячие и нейтральные провода прокладывались отдельно и были изолированы прорезиненной тканью, которая со временем разрушалась. С 1920-х по 1940-е годы гибкий бронированный кабель, который предлагал некоторую защиту от повреждения провода, стал обычным явлением. В 1940-х годах электрики начали использовать металлические трубы, в которых несколько изолированных проводов были заключены в жесткие металлические трубы.
В те годы вероятность опасности была намного выше, чем сегодня, потому что провода не были заземлены.Если один из «горячих» проводов был поврежден или из-за какой-либо другой аварии электрический ток выходил из проводки, это часто приводило к пожару или серьезному поражению электрическим током.
После 1965 года заземленные провода, которые направляют паразитный электрический ток обратно в землю, создавали более безопасную среду для домовладельцев. (Если ваш дом был построен до 1965 года, прерыватели замыкания на землю [GFCI] — отличный вариант модернизации. Проконсультируйтесь с лицензированным электриком для получения дополнительной информации.) В большинстве современных домов также есть автоматические выключатели, которые немедленно отключают питание, если обнаруживают перегрузку, обеспечение дополнительных гарантий.
Электроэнергия в современную эпоху
Вплоть до -го и века большинство американцев продолжали освещать свои дома газовыми лампами. В 1925 году только половина американских домов имела электричество. Во многом благодаря Закону об электрификации сельских районов 1936 года Рузвельта, к 1945 году 85 процентов американских домов были обеспечены электричеством, причем к 1960 году электричество было обеспечено практически во всех домах.
Изначально электричество использовалось в основном для освещения. Но по мере того, как с 1950-х годов такие приборы, как пылесосы, холодильники и стиральные машины, становились все более популярными, спрос на электроэнергию рос не по дням, а по часам.При наличии множества современных бытовых и электронных устройств крайне важно иметь проводку и компоненты, способные выдержать большую нагрузку, необходимую для обеспечения нашей современной жизни.
По мере того, как мы вступаем в 21 век -го -го, электричество продолжает развиваться, но инновации — по крайней мере, когда дело доходит до наших источников энергии — происходят медленнее. Уголь, нефть и природный газ были нашими основными источниками производства электроэнергии с начала 20 -го -го века, и переменный ток все еще господствует.
Но есть изменения.
Электроэнергетика будущего
По данным Центра климатических и энергетических решений, возобновляемые источники энергии являются самым быстрорастущим источником электроэнергии в Соединенных Штатах, их рост с 2000 по 2016 год составил 67 процентов. Предприниматели, заботящиеся об окружающей среде, стремятся перейти от ископаемых видов топлива к возобновляемым источникам электроэнергии — что включает в себя не только ветер и солнце, но и новый акцент на гидроэнергетику. По мере совершенствования технологий в течение следующих нескольких десятилетий вероятен переход к возобновляемым источникам энергии в качестве наших основных производителей электроэнергии.И по мере того, как наша техника — и наши дома — становятся «умнее», спрос на электричество и новые инновации будет продолжать расти.
Кроме того, возвращается постоянный ток: светодиоды и компьютеры используют постоянный ток, и инженеры узнали, что постоянный ток может быть более эффективным, чем переменный, при передаче миллионов вольт по большим регионам. Новые трансформаторы постоянного тока способны преобразовывать низкое напряжение в очень высокое так же, как традиционные трансформаторы переменного тока. Увеличение использования электромобилей, работающих на постоянном токе, также повысит спрос на постоянный ток.Международное энергетическое агентство прогнозирует, что количество электромобилей на дорогах по всему миру увеличится с 3 миллионов в 2017 году до 125 миллионов к 2030 году. Наконец, использование энергии постоянного тока позволяет легко интегрировать энергию ветра и солнца в электрическую сеть.
История электричества увлекательна! Кто знает, что нас ждет в будущем? Независимо от того, куда нас приведут последние энергетические революции и изобретения, одно можно сказать наверняка: нам всегда будут нужны профессиональные, лицензированные электрики, подобные тем, что в Mr.Electric®. От модернизации электрических панелей и электропроводки до установки сложных электронных устройств и приборов — мы обеспечим безопасность электричества в вашем доме! Назначьте встречу онлайн с вашим местным мистером Электрик или позвоните нам напрямую по телефону (844) 866-1367.
—
Если изучение истории электричества — и ученых, стоящих за эволюцией — вдохновило вас оставить свой след в мире, ознакомьтесь с этими советами для успеха от другого бренда услуг для дома по соседству, Glass Doctor ® .
,История электричества — вольт, ток, переменный и постоянный ток
Начиная с Бена Франклина
Многие люди думают, что Бенджамин Франклин открыл электричество в своих знаменитых экспериментах по запуску воздушных змеев в 1752 году, но электричество было открыто не сразу. Сначала электричество ассоциировалось со светом. Людям нужен был дешевый и безопасный способ осветить свои дома, а ученые думали, что электричество может помочь.
Бен Франклин
Батарея
Научиться производить и использовать электричество было непросто.Долгое время не было надежного источника электричества для экспериментов. Наконец, в 1800 году итальянский ученый Алессандро Вольта сделал великое открытие. Он замочил бумагу в соленой воде, поместил цинк и медь на противоположные стороны бумаги и наблюдал, как химическая реакция производит электрический ток. Вольта создал первую электрическую ячейку.
Соединив многие из этих элементов вместе, Вольта смог «протянуть ток» и создать батарею. Именно в честь Вольты мы измеряем мощность батареи в вольт .Наконец, появился безопасный и надежный источник электричества, что облегчило ученым изучение электричества.
Алессандро Вольта
Начало тока
Английский ученый, Майкл Фарадей , был первым, кто понял, что электрический ток можно получить, пропуская магнит через медную проволоку. Это было потрясающее открытие. Почти все электричество мы используем сегодня сделано с магнитами и катушками медной проволоки в гигантских электростанции.
И электрогенератор, и электродвигатель основаны на этом принцип. Генератор преобразует энергию движения в электричество. Двигатель преобразует электрическую энергию в энергию движения.
Мистер Эдисон и его свет
В 1879 году Томас Эдисон сосредоточился на изобретении практичная лампочка, та, которая будет длиться долго раньше выгорающий. Проблема была найти прочный материал для нить, маленькая проволока внутри колбы, которая проводит электричество.Наконец, Эдисон использовал обычная хлопковая нить, которая был пропитан углеродом. Эта нить не горела все — стало ламп накаливания ; то есть светился.
Томас Эдисон
Следующей задачей была разработка электрической системы, которая могла бы предоставить людям практический источник энергии для питания этих новых фары. Эдисон хотел сделать электричество практичным и недорого. Он спроектировал и построил первую электростанцию, которая мог производить электричество и доставлять его в дома людей.
Электростанция Эдисона на Перл-Стрит запустила свой генератор на 4 сентября 1882 года в Нью-Йорке. Около 85 клиентов в нижнем Манхэттен получил достаточно энергии, чтобы зажечь 5000 ламп. Его Однако потребители много платили за электроэнергию. В сегодняшних долларах электричество стоило 5 долларов за киловатт-час! Сегодня затраты на электроэнергию около 12 центов за киловатт-час для бытовых потребителей, и около 7 центов за киловатт-час для промышленности.
переменного или постоянного тока?
Поворотный момент электрического века наступил несколько лет спустя с появлением разработка энергосистем переменного тока (переменного тока) .С участием переменного тока, электростанции могли много транспортировать электричество дальше, чем раньше. В 1895 году Джордж Вестингауз открыл первый крупная электростанция на Ниагарском водопаде, использующая переменный ток. Пока Завод Эдисона DC (постоянный ток) мог транспортировать только электроэнергию. в пределах одной квадратной мили от его электростанции на Перл-стрит, Ниагара Завод Falls смог транспортировать электричество на расстояние более 200 миль!
У электричества было нелегкое начало.Многие люди были
в восторге от всех новых изобретений, но некоторые боялись
электричества и опасаются приносить его в свои дома. Многие социальные
критики того времени рассматривали электричество как конец более простого и менее беспокойного пути
жизни. Поэты отмечали, что электрическое освещение менее романтично, чем
газовые фары. Возможно, они были правы, но новая электрическая эра могла
не быть тусклым.
В 1920 году только два процента энергии в США использовалось для производства электричество. Сегодня около 41 процента всей энергии используется для производства электричество.По мере роста использования технологий эта цифра будет увеличиваться. подниматься.
Ссылки и ресурсы
- Потребность — http://www.need.org
История Электричества — Хронология |
1752 Привязав ключ к веревке воздушного змея во время шторма, Бен Франклин доказал, что статическое электричество и молния — одно и то же. Его правильное понимание природы электричества открыло путь в будущее.
1800 Первая электрическая батарея, изобретенная Алессандро Вольта. «Вольт» назван в его честь.
1808 Хэмфри Дэви изобрел первую эффективную «дуговую лампу». Дуговая лампа представляла собой кусок углерода, который светился при подключении к батарее проводами.
1820 г. Отдельные эксперименты Ганса Христиана Эрстеда, А. Ампер и Д.Ф.Г. Араго подтвердил связь между электричеством и магнетизмом.
1821 Майкл Фарадей изобрел первый электродвигатель.
1826 Георг Ом определил взаимосвязь между мощностью, напряжением, током и сопротивлением в «Законе Ома».
1831 Майкл Фарадей, используя свое изобретение индукционного кольца, доказал, что электричество может быть индуцировано (произведено) изменениями в электромагнитном поле.Эксперименты Фарадея о том, как работает электрический ток, привели к пониманию электрических трансформаторов и двигателей.
Джозеф Генри отдельно открыл принцип электромагнитной индукции, но не опубликовал свою работу. Он также описал электродвигатель.
1832 г. Используя принципы Фарадея, Ипполит Пиксий построил первую «динамо-машину», электрический генератор, способный вырабатывать энергию для промышленности. Динамо Пикси использовало кривошип, чтобы вращать магнит вокруг куска железа, обмотанного проволокой.Поскольку в этом устройстве использовалась катушка с проволокой, она производила всплески электрического тока, за которыми следовало отсутствие тока.
1835 Джозеф Генри изобрел электрическое реле, используемое для передачи электрического тока на большие расстояния.
1837 Томас Давенпорт изобрел электродвигатель, изобретение, которое сегодня используется в большинстве электрических приборов.
1839 Сэр Уильям Роберт Гроув разработал первый топливный элемент — устройство, вырабатывающее электрическую энергию путем объединения водорода и кислорода.
1841 Джеймс Прескотт Джоуль показал, что энергия сохраняется в электрических цепях, включая протекание тока, термический нагрев и химические превращения.В его честь была названа единица тепловой энергии Джоуль.
1844 Сэмюэл Морзе изобрел электрический телеграф, машину, которая могла отправлять сообщения на большие расстояния по проводам.
1860-е годы Опубликована математическая теория электромагнитных полей. Дж.К. Максвелл создал новую эру физики, объединив магнетизм, электричество и свет. Четыре закона Максвелла электродинамики («уравнения Максвелла») в конечном итоге привели к появлению электроэнергии, радио и телевидения.
1876 г. Чарльз Браш изобрел динамо-машину (или генератор) с «открытой катушкой», которая могла производить исследуемый электрический ток.
1878 г. Англичанин Джозеф Свон изобрел первую лампу накаливания (также называемую «электрической лампой»). Его лампочка быстро перегорела.
Чарльз Браш разработал дуговую лампу, которая могла работать от генератора.
Томас Эдисон основал Edison Electric Light Co. (США) в Нью-Йорке. Он приобрел ряд патентов, связанных с электрическим освещением, и начал эксперименты по разработке практичной долговечной лампочки.
1879 г. После множества экспериментов Томас Эдисон изобрел лампочку накаливания, которая могла работать около 40 часов, не перегорая.К 1880 году его лампы можно было использовать до 1200 часов.
1879 Электрические фонари (дуговые лампы Brush) были впервые использованы для уличного освещения в Кливленде, штат Огайо.
California Electric Light Company, Inc. в Сан-Франсиксо была первой электроэнергетической компанией, которая продавала электроэнергию потребителям. Компания использовала два небольших генератора Brush для питания 21 дуговых ламп Brush.
1881 Электрический трамвай был изобретен E.W. v. Siemens
1882 Томас Эдисон открыл электростанцию на Перл-стрит в Нью-Йорке.Станция Перл-Стрит была одной из первых в мире центральных электростанций и могла питать 5 000 ламп. Станция на Перл-Стрит была системой постоянного тока (DC), в отличие от энергосистем, которые мы используем сегодня, которые используют переменный ток (AC).
Открытие первой гидроэлектростанции в Висконсине.
Эдвард Джонсон впервые зажег елку электрическими лампочками.
1883 Никола Тесла изобрел «катушку Тесла», трансформатор, который меняет напряжение с низкого на высокое напряжение, облегчая транспортировку на большие расстояния.Трансформатор был важной частью системы переменного тока Теслы, которая до сих пор используется для выработки электроэнергии.
1884 Никола Тесла изобрел электрический генератор переменного тока, электрический генератор, вырабатывающий переменный ток (AC). До этого времени электричество производилось с использованием постоянного тока (DC) от батарей. Электрические системы переменного тока лучше подходят для передачи электроэнергии на большие расстояния.
Паровой турбогенератор, способный вырабатывать огромное количество электроэнергии, был изобретен сэром Чарльзом Алджерноном Парсонсом.
1886 Уильям Стэнли разработал трансформатор с индукционной катушкой и электрическую систему переменного тока.
1888 Никола Тесла продемонстрировал первую «многофазную» электрическую систему переменного тока. Его система переменного тока, включая все необходимое для производства и использования электроэнергии: генератор, трансформаторы, систему передачи, двигатель (используемый в бытовой технике) и освещение. Джордж Вестингауз, глава Westinghouse Electric Company, купил патентные права на систему переменного тока.
Первое использование большой ветряной мельницы для выработки электроэнергии было построено изобретателем Чарльзом Брашем. Он использовал ветряную мельницу для зарядки аккумуляторов в подвале своего дома в Кливленде, штат Огайо.
1893 Компания Westinghouse Electric использовала систему переменного тока для освещения Всемирной выставки в Чикаго.
Была открыта линия электропередачи переменного тока длиной 22 мили, по которой электричество было отправлено из Folsom Powerhouse в Калифорнии в Сакраменто.
1896 г. Открыта линия электропередачи переменного тока, передающая энергию в 20 милях от Ниагрского водопада до Буффало, штат Нью-Йорк.
1897 Электрон открыт Джозефом Джоном Томсоном.
1900 ЛЭП высокого напряжения 60 кВ.
1901 Первая линия электропередачи между США и Канадой у Ниагрского водопада.
1902 5-мегаваттная турбина для станции Фиск-стрит (Чикаго).
1903 Первая успешная газовая турбина (Франция).
Первая в мире турбинная станция (Чикаго).
Shawinigan Water & Power устанавливает самый большой в мире генератор (5000 Вт) и самую большую в мире линию самого высокого напряжения — 136 км и 50 кВ (до Монреаля).
1908 Электропылесос — Дж. Спанглер.
Электрическая стиральная машина — А. Фишер.
1909 г. Первая гидроаккумулирующая станция (Швейцария).
1911 Электрический кондиционер — W. Carrier.
1913 Т. Мюррей создал первое устройство для борьбы с загрязнением воздуха, «улавливатель золы».
Электрический холодильник — А. Госс.
1920 Федеральная энергетическая комиссия (FPC).
1921 Лейксайд Электростанция в Висконсине становится первой в мире электростанцией, которая сжигает только пылевидный уголь.
1922 Начало работы энергетической биржи в долине Коннектикута (CONVEX), которая впервые объединила коммунальные предприятия.
1923 Открыты фотоэлементы.
1928 Начало строительства плотины Боулдер.
Федеральная торговая комиссия приступила к расследованию деятельности холдинговых компаний.
1933 Создано Управление долины Теннесси (TVA).
Закон 1935 года о холдинговых компаниях общественного пользования.
Федеральный закон об энергетике.
Комиссия по ценным бумагам и биржам.
Энергетическая администрация Бонневиля.
Первый ночной бейсбольный матч в высшей лиге (Редс против Филлис) состоялся в Огайо 24 мая.
1936 г. Максимальная температура пара достигает 900 градусов по Фаренгейту против 600 градусов по Фаренгейту в начале 1920-х годов.
Плотина Боулдер (Гувера) завершена. Линия электропередачи на 287 киловольт протянулась на 266 миль до плотины Боулдер (Гувера).
Закон об электрификации сельских районов.
1947 г. Ученые из Bell Telephone Laboratiories изобрели транзистор.
1953 Первая линия передачи 345 киловольт.
Первая атомная электростанция, заказанная в Англии.
1954 Первая в мире атомная электростанция (Россия) начала вырабатывать электроэнергию.
Первая линия постоянного тока высокого напряжения (HVDC) (20 мегаватт / 1900 киловольт, 96 км).
Закон об атомной энергии 1954 года разрешает частную собственность на ядерные реакторы.
1957 Shippingport Reactor в Пенсильвании была первой атомной электростанцией, которая обеспечила электроэнергией потребителей в США.
