ἤλεκτρον : electron) dobândește proprietățile de a atrage obiecte ușoare. Cu toate acestea, pentru o lungă perioadă de timp, cunoștințele despre electricitate nu au depășit această idee. În 1600, William Gilbert a inventat termenul electricitate(„chihlimbar”), iar în 1663, primarul Magdeburg Otto von Guericke a creat o mașină electrostatică sub forma unei bile de sulf montată pe o tijă de metal, care a făcut posibilă observarea nu numai efectul atracției, ci și efectul repulsie. În 1729, englezul Stephen Gray a efectuat experimente privind transmiterea electricității la distanță, descoperind că nu toate materialele transmit electricitate în mod egal. În 1733, francezul Charles Dufay a stabilit existența a două tipuri de electricitate sticlăȘi răşină, care au fost scoase la iveală prin frecarea sticlei pe mătase și a rășinii pe lână. În 1745, olandezul Pieter van Muschenbrouck creează primul condensator electric - borcanul Leyden. Aproximativ în aceiași ani, lucrările privind studiul electricității atmosferice au fost efectuate și de oamenii de știință ruși - G.V. Richman și M.V. Lomonosov.

Prima teorie a electricității a fost creată de americanul Benjamin Franklin, care vede electricitatea ca un „lichid imaterial”, un fluid („Experimente și observații cu electricitate”, 1747). El introduce și conceptul de sarcină pozitivă și negativă, inventează un paratrăsnet și cu ajutorul lui demonstrează natura electrică a fulgerului. Studiul energiei electrice intră în categorie știință exactă după descoperirea legii lui Coulomb în 1785.

Teorie

Producție și utilizare practică

Generare și transmisie

În mod obișnuit, pentru generarea acestuia se folosesc generatoare electromecanice, conduse fie de arderea combustibililor fosili, fie de utilizarea energiei din reacții nucleare, fie de forța curenților de aer sau de apă. Turbina modernă cu abur, inventată de Charles Parsons în 1884, generează în prezent aproximativ 80% din electricitatea mondială folosind o anumită formă de sursă de încălzire. Aceste dispozitive nu mai seamănă cu generatorul de discuri unipolar al lui Faraday, creat de el în 1831, dar încă se bazează pe principiul inducției electromagnetice, apariția curent electricîntr-o buclă închisă când fluxul magnetic care trece prin el se modifică. Spre sfârșitul secolului al XIX-lea a fost inventat transformatorul, care a făcut posibilă transmiterea mai eficientă a energiei electrice la tensiuni mai mari și curenți mai mici. La rândul său, eficiența transportului de energie a făcut posibilă generarea de energie electrică la centralele centralizate în beneficiul acestora din urmă și apoi redirecționarea acesteia pe distanțe destul de mari către consumatorii finali.

Obține electricitate de la energie kinetică vântul câștigă popularitate în multe țări din întreaga lume

Întrucât este dificil să stocați energie electrică în cantități care ar fi suficiente la scară națională, este necesar să se mențină un echilibru: generați exact atâta energie electrică cât este consumată de utilizatori. Pentru a face acest lucru, companiile energetice trebuie să prognozeze cu atenție sarcina și să coordoneze constant procesul de producție cu centralele lor electrice. Totodată, o anumită capacitate este păstrată în rezervă pentru ca în cazul anumitor probleme sau pierderi de energie, rețeaua electrică să fie protejată.

Aplicație

Lampa incandescentă

Utilizarea energiei electrice oferă destul de convenabil [ ] mod de transmitere a energiei și, ca atare, a fost adaptat pentru o gamă semnificativă și în continuă creștere de aplicații practice. Una dintre primele utilizări comune ale electricității a fost iluminatul; condițiile pentru aceasta au fost create după inventarea lămpii cu incandescență în anii 1870. Creatorul lămpii incandescente este inginerul electric rus A.N. Lodygin. Prima lampă cu incandescență a fost un vas închis fără aer cu o tijă de carbon. . Deși electrificarea a avut riscurile sale, înlocuirea focurilor deschise cu iluminatul electric a redus foarte mult numărul incendiilor în locuințe și locuri de muncă.

Pentru a produce energie electrică au fost create centrale electrice dotate cu generatoare electrice, iar baterii și baterii pentru stocarea acesteia.

Astăzi, electricitatea este folosită și pentru a produce materiale (electroliza), a le prelucra (sudura, găurire, tăiere) și a crea muzică (chitară electrică).

Cronologia descoperirilor și invențiilor majore

Note

  1. Spiridonov O.P. „Constantele fizice universale”, M., „Iluminismul”, 1984, p. 52, BBK 22.3 S72
  2. Electricitate către Franklin
  3. Mașină electrostatică Guericke
  4. Primele experimente în transmiterea energiei electrice la distanță
  5. Istoria energiei electrice
  6. Descoperirea energiei electrice
  7. Aceasta nu este singura proprietate a corpurilor încărcate; de exemplu, corpurile încărcate, atunci când se mișcă, sunt și ele capabile să creeze un câmp magnetic și sunt, de asemenea, expuse acestuia din urmă (și în cazul mișcării lor).
  8. , Cu. 178.
  9. , Cu. 66.
  10. Bogdanov K. Yu. Fizician în vizită la un biolog. - M.: „Știință”, cap. ed. fizica si matematica lit., 1986, 144 p. (B-chka „Quantum”, Numărul 49) galerie de trageri. 135.000 de exemplare, BBK 22.3 + 28 Ch. 1. Electricitate sub tensiune.
  11. Dell, Ronald și Rand, David (2001), „Înțelegerea bateriilor”, Necunoscut(Societatea Regală de Chimie). - T. 86: 2–4, ISBN 0-85404-605-4
  12. McLaren, Peter G. (1984), Energie electrică elementară și mașini, Ellis Horwood, ss. 182–183, ISBN 0-85312-269-5
  13. Patterson, Walter C. (1999), Transformarea energiei electrice: generația viitoare a schimbării,Earthscan, pp. 44–48, ISBN 1-85383-341-X
  14. Institutul Electric Edison, Istoria industriei energiei electrice, . Preluat la 8 decembrie 2007.
  15. Institutul Electric Edison, Istoria S.U.A. Industria energiei electrice, 1882-1991, . Preluat la 8 decembrie 2007.
  16. Forumul de conducere pentru captarea carbonului,

Descoperirea electricității a durat mii de ani pentru că a fost destul de dificil de dezvoltat teoria corecta, explicând esența fenomenului. Fizicienii au combinat magnetismul și electricitatea pentru a încerca să descopere cum aceste forțe pot atrage obiecte, pot amorți părți ale corpului și chiar pot declanșa incendii. În acest articol veți afla când a fost inventată electricitatea și istoria electricității.

Au existat trei manifestări principale ale forțelor electrice care au condus oamenii de știință la inventarea electricității: peștele electric, electricitatea statică și magnetismul. Medicii egipteni antici știau despre descărcările electrice generate de somnul de la Nil. Au încercat chiar să folosească somnul sub formă de pudră ca medicament. Platon și Aristotel în anii 300 î.Hr a menționat razele electrice care uimesc oamenii cu electricitate. Succesorul ideilor lor, Theophrastus, știa că razele electrice puteau uimi o persoană fără măcar să-l atingă direct, prin plasele umede de cânepă ale pescarilor sau prin tridenții lor.

cei care l-au experimentat relatează că, dacă se spală pe țărm viu și îi turnați apă de sus, s-ar putea să simți o amorțeală curgându-ți pe braț și o senzație plictisitoare de la atingerea apei. Se pare că mâna ar fi fost infectată cu ceva.

Pliniu cel Bătrân merge mai departe în studiul său despre razele și notițele informație nouă asociat cu conductivitatea electricității de către diferite substanțe. Așadar, a observat că metalul și apa conduc electricitatea mai bine decât orice altceva. De asemenea, a atras atenția asupra o serie de proprietăți vindecătoare atunci când mănâncă raze. Medicii romani precum Scriconius Largus, Dioskourides și Galen au început să folosească razele pentru a trata durerile de cap cronice, guta și chiar hemoroizii. Galen credea că electricitatea razei era într-un fel legată de proprietățile magnetitului. Este de remarcat faptul că incașii știau și despre anghile electrice.

În jurul anului 1000 d.Hr., Ibn Sina a descoperit, de asemenea, că șocurile electrice de la razele ar putea vindeca durerile de cap cronice. În anii 1100, Ibn Rushd din Spania a scris despre razele și despre cum puteau amorți mâinile pescarilor fără să atingă măcar plasa. Ibn Rashd a ajuns la concluzia că această forță a avut un astfel de efect numai asupra unor obiecte, în timp ce altele puteau să-l treacă cu ușurință prin ele însele. Abd al-Latif, care lucrează în Egipt în jurul anului 1200 d.Hr., a raportat că somnul electric din Nil ar putea face același lucru ca și razele, dar mult mai puternic.

Alți oameni de știință au început să studieze electricitatea statică. Omul de știință grec Thales, în jurul anului 630 î.Hr., știa că dacă freci chihlimbar pe lână și apoi o atingi, poți obține o descărcare electrică.

Cuvântul „electricitate” în sine provine probabil din limba feniciană dintr-un cuvânt care înseamnă „lumină luminoasă” sau „ Rază de soare", pe care grecii o foloseau pentru a desemna chihlimbarul (greaca veche ἤλεκτρον: electron). Teofrastul a cunoscut o altă piatră specială în anii 300 î.Hr. - turmalina, care atrage obiectele mici precum bucăți de cenușă sau blană atunci când este încălzită. În anii 100 d.Hr. La Roma, Seneca a făcut mai multe remarci despre fulger și despre fenomenul focului Sfântului Elmo. William Gilbert a aflat în 1600 că sticla poate deveni încărcată static, la fel ca chihlimbarul. Pe măsură ce Europa a devenit colonizată, a devenit mai bogată și educația s-a dezvoltat. În 1660, Otto von Guericke a creat o mașină rotativă pentru a produce electricitate statică.

Focul Sf. Elm

Prima mașină electrică a lui Otto Guericke. Minge mare făcut din sulf înghețat se rotește, iar omul de știință își apasă mâna sau lâna pe el pentru a o electriza.

În a treia direcție de studiere a electricității, oamenii de știință au lucrat cu magneți și magnetit. Thales știa că magneziul poate magnetiza tije de fier. Chirurgul indian Sushruta în jurul anului 500 î.Hr. a folosit magnetita pentru a îndepărta chirurgical fragmentele de fier. În jurul anului 450 î.Hr Empedocle, care lucra în Sicilia, credea că poate particulele invizibile trăgeau cumva fierul spre magnet, ca un râu. El a comparat-o cu modul în care particulele invizibile de lumină intră în ochii noștri, astfel încât să putem vedea. Filosoful Epicur a urmat ideea lui Empedocles. Între timp, în China, nici oamenii de știință nu au stat inactiv. În anii 300 d.Hr. au lucrat și cu magneți folosind acul de cusut nou inventat. Au dezvoltat o modalitate de a face magneți artificiali și în jurul anului 100 î.Hr. Ei .

Magnetit

În anul 1088 d.Hr. Shen Guo din China a scris despre busola magnetică și capacitatea sa de a găsi nordul. Prin anii 1100 nave chineze au fost echipate cu busole. În jurul anului 1100 d.Hr Astronomii islamici au adoptat, de asemenea, tehnologia de a face busole chinezești, deși acest lucru era deja normal în Europa până în acel moment, când au fost menționate de Alexander Nechem în 1190. În 1269, la scurt timp după crearea Universității din Napoli, când Europa a devenit și mai avansată, Peter Peregrinus din sudul Italiei a scris primul studiu european al magneților. William Gilbert și-a dat seama în 1600 că busola funcționează deoarece Pământul însuși este un magnet.

În jurul anului 1700, aceste trei domenii de cercetare au început să se unească pe măsură ce oamenii de știință și-au văzut interconexiunile.

În 1729, Stephen Gray arată că electricitatea poate fi transferată între lucruri prin conectarea lor. În 1734, Charles Francois Dufay și-a dat seama că electricitatea poate atrage și respinge. În 1745, în orașul Leiden, omul de știință Pieter van Musschenbroek și studentul său Kuneus au creat un borcan care ar putea stoca electricitatea și o putea descărca imediat, devenind astfel primul condensator din lume. Benjamin Franklin își începe propriile experimente cu bateriile (cum le numește el), care sunt capabile să stocheze electricitate, descarcându-le treptat. Și-a început și experimentele cu anghile electrice și alte lucruri. În 1819, Hans Christian Oersted și-a dat seama că curentul electric poate influența acul busolei. Invenția electromagnetului în 1826 începe epoca tehnologiilor electrice precum telegraful sau motorul electric, care ne pot economisi mult timp și ne pot inventa alte mașini. Ce putem spune despre inventarea tranzistorilor sau.

Oamenii de știință de la Universitatea din Washington au demonstrat că, odată cu apariția electricității, oamenii au început să doarmă mult mai puțin, din moment ce nevoia de a merge la culcare la apusul soarelui a dispărut. site-ul și Rostec vor vorbi despre modul în care oamenii de știință au reușit să facă față sarcinilor electrice.
Prima experiență

Pâna la începutul XVII secole, cunoștințele despre electricitate s-au limitat la gândurile filosofilor antici, care au observat la un moment dat că chihlimbarul frecat cu lână are proprietatea de a atrage obiecte mici. Chihlimbarul în greacă, apropo, este exact ceea ce sună – „electron”. În consecință, numele „electricitate” în sine provine de la chihlimbar.

Dispozitiv pentru generarea de electricitate statică de Otto von Guericke

Otto von Guericke a fost probabil primul care a observat electroluminiscența în 1663.

Este efectul de frecare ( ca şi în cazul lânii şi chihlimbarului) a fost folosit de Otto von Guericke pentru a crea unul dintre primele generatoare electrice din lume. A frecat cu mâinile o minge de sulf, iar noaptea și-a văzut mingea emitând lumină și trosnind. El a fost probabil unul dintre primii care au observat electroluminiscența încă din 1663.

Omul de știință și joker Stephen Gray

Stephen Gray, un astronom amator britanic care s-a străduit să-și facă față toată viața, a observat odată că un dop introdus într-un tub de sticlă atrăgea bucăți mici de hârtie dacă tubul era frecat. Apoi, în loc de dop, savantul curios a introdus o bucată lungă de lemn și a observat același efect. După aceasta, Stephen Gray a înlocuit așchiile de lemn cu frânghie de cânepă. Ca rezultat al experimentelor sale, Gray a reușit să transmită o sarcină electrică pe o distanță de opt sute de picioare. În esență, omul de știință a reușit să descopere fenomenul de transmitere a energiei electrice la distanță și să le ofere oamenilor o idee despre ceea ce poate conduce curentul și ce nu.

Stephen Gray a reușit să descopere transmiterea energiei electrice la distanță



Stephen Gray a devenit primul beneficiar al medaliei Copley, cel mai înalt premiu al Societății Regale a Marii Britanii.

Unele surse susțin că Stephen Gray a făcut o afacere amuzantă din descoperirea sa. Acesta ar fi luat băieți de la orfelinatul Charterhouse și i-a atârnat cu snururi izolatoare. După aceea el" l-a electrizat cu atingerea sticlei frecate și i-a izbit scântei din nas».

Borcan de Leyden

Pieter van Muschenbrouck, studentul lui Newton, avea invenție în sânge, deoarece tatăl său era implicat în crearea instrumentelor științifice specializate.


Datorită borcanului Leyden, a fost posibilă producerea artificială a unei scântei electrice pentru prima dată.

Devenit profesor de filozofie la Universitatea Leiden, Muschenbroek și-a direcționat energiile spre studierea unui nou fenomen la acea vreme - electricitatea. A lui activitate științifică a dat rezultate: în 1745, el și elevul său au construit un dispozitiv de stocare a încărcăturii, așa-numitul borcan Leyden. Raportul acestui eveniment pare foarte comic: „ Borcanul a fost creat de fizicianul olandez Muschenbroek, iar cetățeanul din Leiden Kuhneus a fost primul care a experimentat șocul de la descărcarea unui borcan.».

Cineva Bose și-a exprimat dorința de a fi ucis de electricitate


Crearea borcanului Leyden a dus experimentarea cu electricitatea la un nou nivel. Un anume Bose și-a exprimat chiar dorința de a fi ucis de electricitate dacă despre acest lucru s-a scris în publicațiile Academiei de Științe din Paris. Apropo, Muschenbroek a fost cel care a comparat primul efectul unei descărcări cu o lovitură de raie și a fost primul care a folosit termenul „pește electric”.

Panaceu electric

După inventarea borcanului Leyden, experimentele cu electricitatea au câștigat o popularitate fără precedent. Din anumite motive, oamenii au început să creadă că descărcările electrice au proprietăți vindecătoare. În urma acestei concepții greșite, Mary Shelley a scris romanul „Frankenstein sau Prometeuul modern”, în care decedatul a putut fi reînviat cu ajutorul unei descărcări electrice puternice.


Coperta cărții „Frankenstein sau Prometeuul modern”, 1831

Abbe Nolle a venit cu un joc neobișnuit folosind electricitate. La Versailles, demonstrând regelui Ludovic minunile electricității, omul de știință i-a aliniat în 1746 pe călugări într-un lanț de 270 de metri, conectându-i între ei cu bucăți de sârmă de fier. Când totul a fost gata, Nolle a pornit curentul și chiar în acea secundă călugării au țipat și au sărit împreună. Aproape o sută de ani mai târziu, Maxwell avea să calculeze că electricitatea se deplasează cu viteza luminii.

Volt și celulă galvanică

Aceste denumiri binecunoscute provin de fapt de la numele a doi oameni de știință - Alexandro Volta și Luigi Galvani.



Laboratorul în care Galvani și-a condus experimentele

Denumirea „volt” provine de la numele omului de știință - Alexandro Volta

Prima a scufundat plăci de zinc și cupru în acid, obținând astfel un curent electric continuu, iar a doua a fost prima care a studiat fenomenele electrice în timpul contracției musculare. Ulterior, aceste descoperiri au jucat un rol vital în dezvoltarea științei electricității. Descoperirile lui Volta și Galvani se vor baza pe lucrările lui Ampere, Joule, Ohm și Faraday.

Dar fatidic

Michael Faraday, un ucenic legator într-o librărie din Londra, a văzut o carte despre electricitate și chimie. Cititul l-a fascinat atât de mult încât chiar și atunci el însuși a încercat să efectueze experimente simple cu electricitatea. Tatăl, încurajând setea de cunoaștere a fiului său, i-a cumpărat chiar un borcan Leyden, care i-a permis tânărului Faraday să efectueze experimente mai serioase.


Faraday experimentează în laboratorul său

Faraday a jucat probabil rolul principal în dezvoltarea teoriei electricității

După cum sa dovedit, darul tatălui său care a murit în curând a avut o influență imensă asupra tânărului - douăzeci de ani mai târziu, Faraday avea să descopere fenomenul inducției electromagnetice, să asambla primul generator de electricitate și un motor electric din lume, să deducă legile electrolizei și joacă poate rolul principal în dezvoltarea teoriei electricității.

Lumea modernă este imposibilă fără electricitate. În zilele noastre, nimeni nici măcar nu se gândește la tehnologia producției sale, iar în cele mai vechi timpuri nici măcar nu știau un astfel de cuvânt. Dar chiar și atunci existau minți curios. În anul 700 î.Hr., filozoful grec observator Thales a observat că chihlimbarul a început să atragă obiecte ușoare atunci când a avut loc frecarea cu lâna. În acest moment, cunoașterea s-a oprit.

Dezvoltarea în continuare a cunoștințelor

Abia după multe secole această ramură a cunoașterii a primit o dezvoltare ulterioară. Fizicianul englez și doctor cu jumătate de normă la curtea regală, William Gilbert, care a absolvit cele mai bune universități Oxford și Cambridge, au devenit fondatorii științei electricității. El a inventat primul prototip al electroscopului numit versor și cu ajutorul lui am aflat că nu doar chihlimbarul, ci și alte pietre au proprietățile de a atrage obiecte mici (paie). Printre mineralele „electrice”:

  • diamant;
  • ametist;
  • sticlă;
  • opal;
  • carborundum;
  • ardezie;
  • safir;
  • chihlimbar.

Folosind dispozitivul, omul de știință a reușit să facă mai multe descoperiri interesante. Printre acestea: influența gravă a flăcării asupra proprietăților electrice ale corpurilor care au fost dobândite prin frecare. Gilbert a mai sugerat că tunetele și fulgerele sunt fenomene de natură electrică.

Însuși conceptul de „electricitate” a fost auzit pentru prima dată în secolul al XVI-lea. În 1663, burgmasterul din Magdeburg pe nume Otto von Guericke a creat o mașină specială de cercetare. Cu ajutorul lui, s-ar putea observa efectul de atracție și repulsie.

Primele experimente cu electricitatea

În 1729, primul experiment de transmitere a energiei electrice pe distanțe scurte a fost efectuat în Anglia de către omul de știință Stephen Gray. Dar în acest proces s-a stabilit că nu toate corpurile pot transmite electricitate. La 4 ani de la primele cercetări serioase, omul de știință francez Charles Dufay a descoperit asta Există două tipuri de sarcină electrică: sticla si rasina in functie de materialul folosit pentru frecare.

La mijlocul secolului al XVII-lea, în Olanda, Pieter van Musschenbroek creează un condensator numit „borcanul Leyden”. La scurt timp mai târziu, a apărut teoria lui Benjamin Franklin și au fost efectuate primele studii care au confirmat experimental teoria. Cercetările efectuate au devenit baza pentru realizarea unui paratrăsnet.

După aceasta, a fost descoperită o nouă știință, care este studiată. Și în 1791, a fost publicat de Galvani „Un tratat despre forța electricității în mișcarea mușchilor”. În 1800, inventatorul italian Volta a devenit cel care a creat o nouă sursă curentă numită celulă galvanică. Acest aparat este un obiect sub forma unei coloane de inele de zinc și argint, separate de bucăți de hârtie înmuiate în apă sărată. Câțiva ani mai târziu, inventatorul rus Vasily Petrov descoperă „Arcul Voltei”.

Aproximativ în același deceniu, fizicianul Jean Antoine Nollet a inventat primul electroscop, care a înregistrat „scurgerea” mai rapidă a electricității din corpuri cu forme ascuțite și a format o teorie despre efectul curentului asupra organismelor vii. Acest efect a devenit baza pentru inventarea electrocardiografului medical. A început în 1809 nouă erăîn domeniul electricității, când englezul Delarue a inventat lampa cu incandescență. Deja peste 100 de ani au apărut becuri moderne cu spirală de wolframși umplerea cu gaz inert. Dezvoltatorul lor a fost Irving Langmuir.

Cercetări complexe și mari descoperiri

La începutul secolului al XVIII-lea, Michael Faraday a scris un tratat despre câmpul electromagnetic.

Interacțiunea electromagnetică a fost descoperită în timpul experimentelor de către omul de știință danez Oersted în 1820, iar un an mai târziu, fizicianul Ampere a conectat electricitatea și magnetismul în teoria sa. Aceste studii au devenit baza apariției stiinta moderna- Inginerie Electrică.

În 1826, Georg Simon Ohm, pe baza experimentelor sale, a reușit să formuleze legea fundamentală circuit electricși a introdus noi termeni de inginerie electrică:

  • „conductivitate”;
  • "forta electromotoare";
  • „cădere de tensiune în circuit”.

Adeptul lui Oersted a fost Andre-Marie Ampère, care a formulat o regulă pentru determinarea direcției curentului pe un ac magnetic. Acest model a primit multe nume, dintre care unul este „regula mâinii drepte”. Exact a inventat amplificatorul câmp electromagnetic - bobine multi-spire formate din sarma de cupru cu miezuri de fier moale instalate. Pe baza acestei dezvoltări, telegraful electromagnetic a fost inventat în 1829.

O nouă rundă de cercetări

Când celebrul om de știință englez din domeniul fizicii Michael Faraday s-a familiarizat cu opera lui H. Oersted, a efectuat cercetări în domeniul relației dintre fenomenele electromagnetice și electrice și a descoperit că un magnet se rotește în jurul unui conductor de curent și, invers, un conductor se rotește în jurul unui magnet.

După aceste experimente, omul de știință a încercat încă 10 ani să transforme magnetismul în curent electric și, ca rezultat a descoperit inducția electromagnetică și bazele teoriei câmpului electromagnetic, și, de asemenea, a contribuit la formarea bazei apariției unei noi ramuri a științei - ingineria radio. În anii 20 ai secolului trecut, când a început electrificarea pe scară largă pe teritoriul URSS, a apărut termenul „becul lui Ilici”.

Deoarece multe dezvoltări au fost realizate în paralel în tari diferite, argumentează istoricii despre cine a inventat primul electricitatea. Mulți oameni de știință și inventatori și-au contribuit cu puterea și cunoștințele la dezvoltarea științei electricității: Ampere și Lenz, Joule și Ohm. Datorită unor asemenea eforturi omul modern nu are probleme în organizarea aprovizionării cu energie electrică a locuințelor și a altor spații.

Printre locuitorii planetei este greu de găsit pe cei care habar n-au despre electricitate. Dar cei care știu când și cine a descoperit electricitatea, în ce constă ea și care au făcut o descoperire importantă și utilă pentru omenire sunt puțini. Prin urmare, merită să înțelegem ce sunt fenomenele electrice și cui datorăm descoperirea lor.

In contact cu

Când și cum a fost deschis

Istoria descoperirii acestui fenomen a fost foarte lungă. Cuvântul în sine a fost inventat de omul de știință grec Thales. A devenit un derivat al conceptului „electron”, care este tradus ca „chihlimbar”. Acest termen a apărut înaintea erei noastre, datorită lui Thales, care a observat proprietatea chihlimbarului, după ce l-a frecat, de a atrage obiecte ușoare.

Acest lucru s-a întâmplat în șapte secole î.Hr. Thales a efectuat multe experimente, studiind ceea ce a văzut. Acestea au fost primele experimente cu încărcături din lume. Aici s-au încheiat observațiile lui. El nu a putut avansa mai departe, dar acest om de știință este considerat fondatorul teoriei electricității, descoperitorul său, deși acest fenomen nu a fost dezvoltat ca știință. Observațiile sale au fost uitate multă vreme, fără a trezi interesul oamenilor de știință.

Primele experimente

La mijlocul secolului al XVII-lea a început Otto Guericke cercetare științifică observațiile lui Thales. Un om de știință german a proiectat primul dispozitiv sub forma unei bile rotative, pe care a fixat-o pe un știft de fier.

După moartea sa, alți oameni de știință și-au continuat cercetările:

  • fizicienii germani Bose și Winkler;
  • englezul Hawkesby.

Ei au îmbunătățit dispozitivul inventat de Henrik și au descoperit câteva alte proprietăți ale fenomenului. Primele experimente efectuate cu ajutorul acestui aparat au servit drept imbold pentru noi invenții.

Istoria descoperirii

Dezvoltare în continuare Teoria electricității a fost dezvoltată câteva secole mai târziu. Teoria a fost creată de W. Hilbert, care a devenit interesat de astfel de fenomene.

La începutul secolului al XVIII-lea, s-a dovedit că electricitatea produsă prin frecarea diferitelor materiale variază. Și în 1729, olandezul Muschenbroek a descoperit că dacă un borcan de sticlă este sigilat pe ambele părți cu frunze de staniol, acolo se va acumula electricitate.

Acest fenomen se numește Borcan de Leyden.

Important! om de știință B. Franklin a fost primul care a sugerat că există sarcini pozitive și negative.

El a putut explica procesul borcanului Leyden, demonstrând că căptușeala borcanului poate fi „forțată” să devină electrificată de sarcini de diferite semne. Franklin a studiat fenomenele electrice atmosferice. Aproape simultan cu el, cercetări similare au fost efectuate de către fizicianul rus G. Richman și omul de știință M.V. Lomonosov. Apoi a fost paratrăsnetul inventat, al cărui efect a fost explicat prin apariția unei diferențe de tensiune.

A. Volt (1800) a creat o baterie galvanică, alcătuind-o din plăci rotunde de argint, între care a așezat bucăți de hârtie înmuiate în apă sărată. Reactie chimica a fost generată o sarcină electrică în interiorul bateriei.

Începutul anului 1831 a fost marcat de faptul că Faraday a creat un generator electric, a cărui acțiune s-a bazat pe descoperirea acestui om de știință. .

Multe dispozitive electrice au fost create de celebrul om de știință Nikola Tesla în mileniul 20. Principalele evenimente din dezvoltarea energiei electrice pot fi rezumate în următoarea ordine cronologică:

  • 1791 - omul de știință L. Galvani a descoperit sarcini de-a lungul conductoarelor, adică. electricitate;
  • 1800 – a fost introdus un generator de curent de către A. Volt;
  • 1802 - Petrov a descoperit arcul electric;
  • 1827 - J. Henry a proiectat izolația de sârmă;
  • 1832 - membru al Academiei din Sankt Petersburg Schilling a arătat un telegraf electric;
  • 1834 - academicianul Jacobi a creat un motor electric;
  • 1836 - S. Morse a patentat telegraful;
  • 1847 - Siemens a propus un material cauciucat pentru izolarea firelor;
  • 1850 - Jacobi a inventat telegraful cu imprimare directă;
  • 1866 - Siemens a propus dinamul;
  • 1872 - A.N. Lodygin a creat o lampă incandescentă folosind un filament de carbon;
  • 1876 ​​- a fost inventat telefonul;
  • 1879 - Edison a dezvoltat un sistem de iluminat electric folosit și astăzi;
  • 1890 a marcat începutul utilizării relativ răspândite a aparatelor electrice în viața de zi cu zi;
  • 1892 - apar primele aparate electrocasnice folosite de gospodine în bucătărie;

Lista descoperirilor poate fi continuată. Dar toate erau deja bazate pe cele anterioare.

Primele experimente cu electricitatea

Primele experimente cu încărcături au fost efectuate în 1729 de către englezul S. Gray. În timpul acestor experimente, omul de știință a stabilit: nu toate obiectele transmit sarcină electrică. De la mijlocul anului 1833, francezul C. Dufay a început cercetări serioase în acest domeniu al științei. Repetând experimentele lui Thales și Gilbert, el a confirmat existența a două tipuri de încărcături.

Important! La sfârșitul secolului al XVIII-lea a început nouă eră realizările științei. Rusul V. Petrov a descoperit „Arcul Voltei”. Jean A. Nollet a proiectat primul electroscop, care mai târziu a servit drept prototip al electrocardiografului. Iar anul 1809 a fost marcat de o descoperire importantă: omul de știință englez Delarue a inventat primul bec cu incandescență, care a dat impuls utilizării industriale. legi deschise fizică.

Fenomene din natură asociate cu electricitatea

Natura este bogată în fenomene electrice. Exemple de astfel de fenomene care sunt asociate cu electricitatea sunt aurora boreală, fulgerele etc.

Auroră boreală

Straturile superioare ale carcasei de aer acumulează adesea particule mici care sosesc din spațiu. Ciocnirea lor cu atmosfera și praful provoacă o strălucire pe cer, care este însoțită de fulgere. Acest fenomen este observat de locuitorii regiunilor polare. Acest fenomen a fost numit aurora. Strălucirea nordică durează uneori câteva zile, strălucind în diferite culori.

Fulger

Mișcându-se cu curenții atmosferici, norii cumuluși provoacă frecare între picături și cristale de gheață. Ca urmare a frecării, sarcinile se acumulează în nori. Acest lucru duce la formarea de scântei uriașe între nori și sol. Acesta este un fulger. Ele sunt însoțite de bubuituri de tunet.

Acumulare sarcini electriceîn aer provoacă uneori formarea bile mici strălucitoare sau scântei mari. Aceste bile și scântei se numesc fulgere cu bile. Se mișcă cu aerul, explodând la contactul cu obiecte individuale. Un astfel de fulger provoacă adesea arsuri și moartea ființelor vii și a oamenilor, precum și focul obiectelor. Oamenii de știință nu pot explica încă cu exactitate motivele apariției fulgerului.

Focul Sf. Elm

Acesta este numele unui fenomen familiar navigatorilor care navighează pe bărci cu pânze încă din cele mai vechi timpuri. S-au bucurat când au văzut strălucirea catargelor pe vreme rea. Marinarii credeau că luminile mărturisesc patronajul Sfântului Elm.

Strălucirea poate fi observată într-o furtună pe turle înalte. Luminile arată ca lumânări și pensule într-o nuanță de albastru sau violet deschis. Lungimea acestor lumini ajunge uneori la un metru. Strălucirea însoțește uneori șuieratul sau un fluier moale.

Marinarii au încercat să rupă o parte din catarg împreună cu focul. Dar acest lucru nu a avut niciodată succes, din moment ce focul „curge” pe catarg și îl ridică. Flacăra este rece, nu se aprinde, nu vă arde mâinile. Și poate arde câteva minute, uneori aproximativ o oră. Oamenii de știință moderni au stabilit că aceste lumini sunt de natură electrică.

Când a apărut electricitatea în Rusia?

Datele la care a început epoca utilizării energiei electrice în Rusia sunt date diferit. Totul depinde de criteriul după care este instalat.

Mulți raportează acest eveniment la 1879. La Sankt Petersburg au fost apoi instalate lumini electrice pe Podul Liteiny. Dar există oameni care consideră că data apariției electricității în Rusia este începutul anului 1880 - data creării departamentului de electricitate în Societatea Tehnică Rusă.

O dată semnificativă poate fi considerată și mai 1883, momentul în care muncitorii au iluminat curtea Kremlinului pentru ceremonia de încoronare a lui Alexandru al III-lea. În acest scop, pe terasamentul Sofiyskaya a fost instalată o centrală electrică. Și puțin mai târziu, strada principală din Sankt Petersburg și Zimny ​​​​au fost electrificate.

Trei ani mai târziu în Imperiul Rus a creat Societatea de Iluminat Electric, care a început să dezvolte un plan pentru instalarea lămpilor pe străzile Moscovei și Sankt Petersburg. Și după câțiva ani, construcția și echiparea centralelor electrice începe în tot imperiul.

În ce constă electricitatea?

Tot ceea ce ne înconjoară, inclusiv oamenii, este format din atomi. Un atom este format dintr-un nucleu încărcat pozitiv. În jurul acestui nucleu se rotesc particule încărcate negativ numite electroni. Aceste particule neutralizează sarcina pozitivă a nucleului. Prin urmare, atomul are o sarcină neutră. Se generează energie electrică mișcarea dirijată a electronilor de la un atom la altul. Această acțiune poate fi realizată folosind un generator, frecare sau o reacție chimică.

Atenţie! Procesul se bazează pe proprietatea de atragere a particulelor cu sarcini diferite și de respingere a unor sarcini similare. Rezultatul este un curent care poate fi transmis prin conductori (de obicei metale). Materialele care nu sunt capabile să transmită curent se numesc izolatori. Izolatorii buni sunt obiectele din lemn, plastic și ebonită.

Cât de diferită este generată electricitatea

Electricitatea poate fi de diferite naturi: . În plus, există și electricitate statică. Se formează atunci când echilibrul sarcinilor din interiorul atomilor este perturbat, așa cum am menționat mai devreme.

În viața de zi cu zi, o persoană trebuie să se ocupe constant de asta, deoarece hainele de natură sintetică se găsesc în fiecare casă. Și în timpul frecării acumulează o sarcină. Unele articole de îmbrăcăminte dau acest efect atunci când se dezbracă sau se îmbracă.

Acest lucru este indicat de scântei și sunete trositoare. Surse de electricitate statică se găsesc în fiecare apartament. Acestea sunt aparate electrice de uz casnic și computere care electrizează praful minuscul care se depune pe podea, suprafețele de mobilier și îmbrăcăminte. Are un efect negativ asupra sănătății oamenilor.

Important! Pentru a genera electricitate, se creează un câmp magnetic. Atrage electronii, determinându-i să se deplaseze de-a lungul conductorului. Acest proces de mișcare a particulelor se numește curent electric. Într-un câmp magnetic staționar, un curent constant trece prin conductor.

Știința electrodinamicii

Teoria electricității conține legi care acoperă un număr mare de fenomene electromagnetice și legile interacțiunilor.

Acest lucru se datorează faptului că în Toate corpurile sunt formate din particule încărcate. Interacțiunea dintre ele este mult mai puternică decât cele gravitaționale. Și în prezent această știință este cea mai utilă pentru omenire.

Omul de știință Gilbert este recunoscut drept fondatorul științei. Până în 1600, această știință a fost la nivelul cunoștințelor lui Thales. Gilbert a încercat să construiască o teorie a electricității.

Înaintea lui, proprietățile de atracție observate de omul de știință grec erau luate în considerare numai fapt amuzant. Gilbert și-a efectuat observațiile folosind un electroscop. Cercetările sale şi baza stiintifica a devenit o etapă fundamentală în știință. Și numele în sine a început să fie folosit în 1650.

Știința modernă a fenomenelor și legilor electrice numită electrodinamică. Acum este greu să-ți imaginezi viața fără electricitate. Cu ajutorul curentului electric, au fost create multe dispozitive care ajută la transmiterea informațiilor pe distanțe mari, chiar și în... Progresul tehnologic a făcut posibilă punerea lui în slujba întregii omeniri, dezvăluind tot mai mult secretele acestui fenomen natural. Dar totuși, această zonă a științei conține încă o mulțime de necunoscute.

De unde a venit electricitatea?

Cine a inventat electricitatea