Электричества год изобретения: история возникновения, век и год изобретения

Содержание

история возникновения, век и год изобретения

Электричество — это вид энергии, которую не требовалось изобретать, а только обнаружить и изучить. История отдает должное первооткрывателю Бенджамину Франклину, именно его эксперименты помогли установить связь между молнией и электричеством. Хотя на самом деле, правда об открытии электроэнергии намного сложнее, поскольку в ее истории не существует единого определяющего момента, дающего прямой ответ на вопрос, кто изобрёл электричество.

История

То, как люди стали производить, распределять и использовать электроэнергию и устройства, на которых протекают процессы генерации, является кульминацией почти 300 летней истории исследований и разработок электричества.

История открытия

Сегодня ученые считают, что человечество начало использовать электроэнергию намного раньше. Примерно в 600 году до н.э. древние греки обнаружили, что потирание меха на янтаре вызывает притяжение между ними. Это явление демонстрирует статическое электричество, которое полностью описали ученые в 17 веке в пояснениях, как появляется электричество.

Кроме того, исследователи и археологи в 1930-х годах обнаружили горшки с листами меди внутри, и объяснили их происхождение, как древние батареи, предназначенные для получения света в древнеримских местах. Подобные устройства также были найдены в археологических раскопках возле Багдада, а это означает, что древние персы также могли открыть конструкцию ранней формы батарей.

Кто изобрёл электричество

К 17 веку было сделано много открытий, связанных с электричеством, таких как изобретение раннего электростатического генератора, разграничение положительных и отрицательных зарядов и классификация материалов в качестве проводников или изоляторов.

Важно! В 1600 году английский врач Уильям Гилберт использовал латинское слово «electricus», чтобы описать силу, которую некоторые вещества создают, если их потереть друг с другом. Чуть позже другой английский ученый Томас Браун, написал несколько книг с использованием термина «электричество», чтобы описать свои исследования, основанные на работе Гилберта.

Кто изобрел электричество

Изобретение электричества в 19 веке стало возможным благодаря открытиям целой плеяды великих ученых. В 1752 году Бен Франклин провел свой эксперимент с воздушным змеем, ключом и штормом. Это просто доказало, что молния и крошечные электрические искры — это одно и то же.

Эксперимент Бена Франклина

Итальянский физик Алессандро Вольта обнаружил, что определенные химические реакции могут производить электричество, а в 1800 году он создал гальванический элемент, раннюю электрическую батарею, вырабатывающую постоянный электроток. Он также выполнил первую передачу тока на расстояние, связав положительно и отрицательно заряженные разъемы и создав между ними напряжение. Поэтому многие историки считают, что 1800 — это год изобретения электричества.

В 1831 году электричество стало возможно использовать в технике, когда Майкл Фарадей создал электродинамо, решившее на практике проблему генерирования постоянного электротока. Довольно простое изобретение с использованием магнита, перемещавшегося внутри катушки из медного провода, создавал небольшой ток, протекающий через провод. Оно помогло американцу Томасу Эдисону и британскому ученому Джозефу Свону, каждому в отдельности, примерно в одно время в 1878 году изобрести лампу накаливания. Сами лампочки для освещения были изобретены другими исследователями, но лампа накаливания была первым практичным устройством, дававшем свет в течение нескольких часов подряд.

Русский ученый и инженер А. Н. Лодыгин

В 1800-х и в начале 1900-х годов, сербско-американский инженер, изобретатель и мастер электротехники Никола Тесла стал одним из авторов зарождения коммерческого электричества. Он работал совместно с Эдисоном, сделал много революционных разработок в области электромагнетизма и хорошо известен своей работой с двигателями переменного тока и многофазной системой распределения энергии.

Обратите внимание! Русский ученый и инженер А. Н. Лодыгин изобрел и запатентовал в 1874 г. лампу освещения, где функцию нити накаливания выполнял угольный стержень, размещенный в вакуумной среде сосуда, изготовленного из стекла. Это были первые лампочки освещения в России. Только через 16 лет в 1890-х гг. он применил нить из тугоплавкого металла — вольфрама.

Однозначно нельзя заявить в каком году появился свет. Несмотря на то, что многие историки считают что лампочка была изобретена американцем Эдисоном, тем не менее первая лампа с платиновой нитью накаливания в вакуумном стеклянном сосуде была изобретена в 1840 изобретателем из Англии Де ла Рю.

Дополнительная информация. Российскому ученому П. Н. Яблочкову россияне были благодарны за возникновение электродуговой лампы и хотя ресурс ее работы не превышал 4 часов, осветительный прибор широко использовался на территории Зимнего дворца почти 5 лет.

Электродуговая лампа П.Н.Яблочкова

Кто является основоположниками науки об электричестве

Вот список некоторых известных ученых, сделавших свой вклад в развитии электроэнергии.

Французский физик Андре Мари Ампер

Основоположниками науки об электричестве являются:

  1. Французский физик Андре Мари Ампер, 1775-1836, работавший по электромагнетизму. Единица тока в системе СИ — ампер, названа в его честь.
  2. Французский физик Чарльз Августин из Кулона, 1736-1806, который был пионером в исследованиях трения и вязкости, распределения заряда на поверхностях и законов электрической и магнитной силы. Его именем названа единица заряда в системе СИ — кулон и закон Кулона.
  3. Итальянский физик Алессандро Вольта, 1745-1827, тот кто изобрел источник постоянного тока, награжден Нобелевской премией по физике 1921 года, в системе СИ единица напряжения — вольт, названа в его честь.
  4. Георг Симон Ом, 1789-1854, немецкий физик, первооткрыватель, оказавший влияние на развитие теории электричества, в частности закона Ома. В системе СИ единица сопротивления — ом, названа в его честь.
  5. Густав Роберт Кирхгоф, 1824-1887, немецкий физик, внесший вклад в фундаментальное понимание электрических цепей, известен своими двумя законами по теории цепей.
  6. Генрих Герц, 1857-1894, немецкий физик, демонстрирующий существование электромагнитных волн. В системе СИ единица частоты — Герц названа в его честь.
  7. Джеймс Клерк Максвелл,1831-1879, шотландский математик и физик, сформулировал систему уравнений об основных законах электричества и магнетизма, названную уравнениями Максвелла.
  8. Майкл Фарадей, 1791-1867, английский химик и физик, основоположник закона индукции. Один из лучших экспериментаторов в истории науки, его обычно считают отцом электротехники. Единица емкости в системе СИ — постоянная Фарадея, названа в его честь.
  9. Томас Эдисон, 1847-1931, американский изобретатель, имеющий более 1000 патентов, наиболее известен разработкой лампы накаливания.

Томас Эдисон

Теории и законы электричества

Общие законы, регулирующие электричество, немногочисленны и просты и применяются неограниченным количеством вариантов.

Закон Ома

Закон Ома — ток, проходящий через проводник между двумя точками, прямо пропорционален напряжению между ними.

I = V / R или V = IR или R = V / I

Где:

I — ток через провод в амперах;

V — напряжение, измеренное на проводнике в вольтах;

R — сопротивление провода в Ом.

В частности, он также гласит, что R в этом отношении постоянна, не зависит от тока.

Закон Ватта, подобно закону Ома, подтверждает связь между мощностью (ваттами), током и напряжением: P = VI или P = I 2 R.

Закон Кирхгофа (KCL) доказывает, что суммарный ток или заряд, поступающий в соединение или узел, в точности равен заряду, покидающему узел, поскольку ему некуда деться, кроме как уйти, поскольку внутри узла заряд не может быть поглощён. Другими словами, алгебраическая сумма всех токов, входящих и выходящих из узла, должна быть равна нулю.

Закон Фарадея гласит о том, что индуцированная электродвижущая сила в любой замкнутой цепи равна отрицательному значению временной скорости изменения магнитного потока, заключенного в ней.

Закон Ленца утверждает, что направление тока, индуцированного в проводе изменяющимся магнитным полем по фарадеевскому закону, создаст магнитное поле, противостоящее изменению, которое его вызвало. Проще говоря, размер эдс, индуцированной в цепи, пропорциональна скорости изменения потока.

Закон Гаусса гласит, что суммарный электрический поток с замкнутой поверхности равен вложенному заряду, деленному на диэлектрическую проницаемость.

Какое было первое электрическое изобретение

В 1731 году в «Философских трудах», издании «Королевского общества», появилась статья, сделавшая гигантский скачок вперед для молодой электротехники. Ее автор английский ученый Стивен Грей (1670-1736), проводя эксперименты по передаче электрического тока на расстояние, случайно обнаружил, что не все материалы обладают способностью передавать электричество одинаково.

Создание Лейденской банки

Далее произошло создание аккумулятора — «Лейденской банки», устройства для хранения статического электричества. Процесс был случайно обнаружен и исследован голландским физиком Питером Ван Мюссенбруком из Лейденского университета в 1746 году и независимо от него немецким изобретателем Эвальдом Георгом фон Клейстом в 1745 году. Примерно в этот же период русские учёные Г. В. Рихман и М. В. Ломоносов проводили работы по изучению атмосферного электричества.

Когда появилось электричество на территории России

Практически электрическое освещение в России появилось в 1879 на Литейном мосте в Петербурге, а официально — в 1880, с созданием 1-го электротехнического отдела, занимавшегося внедрением электричества в экономику государства. В 1881 Царское село было освещено электрическими фонарями. Лампы накаливания в Кремле в 1881 г осветили вступления на трон Александра III.

Энергетика России 2018

Прообраз российской энергосистемы был создан в 1886 г с основанием промышленно-коммерческого общества. В его планы входила электрификация населенных пунктов: улиц, заводов, магазинов и жилых домов. Первая крупная электрическая станция начала свою работу в 1888 г. в Зимнем дворце и на протяжении 15 лет считалась самой мощной в Европе. К 1917 г. в столице уже было электрифицировано около 30% домов. Далее развитие энергетики в СССР шло по плану ГОЭЛРО принятого 22 декабря 1920 года. Этот день до сих пор отмечается в России и странах СНГ, как День энергетика. План во многом позаимствовал наработки российских специалистов 1916 года. Благодаря ему была увеличена выработка электроэнергии, а к 1932 г. она возросла с 2 до 13,5 млрд кВт.

В 1960 г. уровень выработки электроэнергии составил 197.0 млрд. кВт-часов, и далее он продолжал неуклонно расти. Ежегодно в стране вводились новые энергетические мощности: ГРЭС, ТЭЦ, КЭС, ГЭС и АЭС. Суммарная их мощность к концу 1980 составила 266.7 тыс. МВт, а выработка электрической энергии в СССР достигла рекордных 1293.9 млрд. кВт∙ч.

После развала СССР, Россия продолжала наращивать темп развития энергетики, по результатам 2018 года выработка электроэнергии в стране составила −1091 млрд. кВт∙ч, что позволило стране войти в четверку мировых лидеров после Китая, США и Индии.

Год открытия и изобретатель электричества, электричество в России

Задавать вопрос «кто придумал электричество?» не совсем корректно. Более правильно спрашивать, кто открыл электричество? Ответить однозначно невозможно. История электричества уходит своими корнями в глубину веков существования человеческой цивилизации.

Фалес Милетский

Фалес Милетский

Хронология основных открытий и изобретений

В современном мире каждый ребёнок в сознательном возрасте сталкивается в доме с электричеством. Первые упоминания о наблюдениях в природе этого физического явления относятся к IV веку д. н. э. Великий философ Аристотель изучал поведение угрей, которые поражали свои жертвы электрическими разрядами.

Легендарный учёный Фалес Милетский, живший в Древней Греции (V век д.н.э.), упоминал в своих трудах о таком явлении, как электричество. Он наблюдал за тем, как янтарь, натёртый комком шерсти, притягивал к себе различную мелочь. Историки признают время описания опытов периодом открытия электричества.

Важно! Термин «электричество» происходит от слова «электрон», что означает янтарь.

Далее в истории человечества происходит длительный временной промежуток, в котором не осталось сколь-нибудь существенных упоминаний об электричестве.

Лишь, начиная с 17 века, стартует череда открытий и изобретений, касающаяся электроэнергии. Об истории электричества сообщает Википедия достаточно подробно. Вот краткий перечень основных вех развития науки об электрической энергии:

  1. Англичанин Уильям Гилберт в начале XVII века, изучая магнитоэлектрические явления, ввёл впервые такое понятие, как электричество (янтарность).
  2. Через два года в 1663 году бургомистр Магдебурга Отто фон Генрике продемонстрировал электростатический прибор, состоящий из серного шара, насаженного на металлическую ось. На поверхности сферы в результате трения о ладони накапливался статический заряд тока, который своим магнитным полем притягивал или отталкивал мелкие предметы.

Электростатическая машина Отто фон Генрике

Электростатическая машина Отто фон Генрике

  1. Почти через 60 лет (1729 г.) английский физик Стивен Грей опытным путём определил способность проводить ток различных материалов.
  2. Четыре года спустя (1733 г.) французский физик Шарль Дюфе выдвинул сомнительную версию о существовании двух типов электричества, имеющих стеклянное и смоляное происхождение. Он пояснял это тем, что он получал электрический заряд на поверхности стеклянного стержня и комка смолы путём их трения о шёлк и шерсть, соответственно.
  3. В 1745 году была изобретена Лейденская банка – прообраз современного конденсатора. Автором изобретения был голландский исследователь Питер ван Мушенброк.

Лейденская банка

Лейденская банка

  1. В это же время выдающиеся русские учёные Рихман и Ломоносов в Санкт-Петербурге добиваются получения искусственного грозового разряда в лабораторных условиях. Во время проведения очередного эксперимента, получив электрический удар, погибает Рихман.
  2. 1785 г. ознаменовался регистрацией в Лондоне закона Кулона, носящего имя его автора. Учёный обосновал величину силы взаимодействия точечных зарядов в зависимости от длины промежутка между ними.
  3. Спустя несколько лет, в 1791 году, Гальвани выпускает в свет трактат, в котором доказывает протекание электрических процессов в мышцах животных.
  4. В этой же стране Вольта в 1800 г. демонстрирует гальванический элемент – источник постоянного тока. Прибор представлял вертикальное сооружение из серебряных и цинковых дисков, переложенных бумагой, вымоченной в соляном растворе.

Вольтов столб

Вольтов столб

  1. Через двадцать лет датский физик Эрстед обнаружил существование электромагнитного эффекта. Размыкая контакты электрической цепи, он заметил колебания стрелки рядом положенного компаса.
  2. Спустя год, великий французский учёный Ампер в 1821 г. обнаружил магнитное поле вокруг проводника переменного тока.
  3. 1831 г. – Фарадей создаёт первый в мире генератор тока. Двигая намагниченный сердечник внутри катушки из металлической проволоки, он зафиксировал проявление электрического заряда в её витках. Учёный был одним из тех физиков, кто первый создал электричество в лабораторных условиях. Им же была обоснована теория об электромагнитной индукции.

Обратите внимание! По мере накопления практики в результате многочисленных опытов стала возникать потребность теоретического обоснования явлений и появления науки, связанной с электричеством.

Этапы создания теории

Каждая ступень строительства электрической теории возводилась на основе личных открытий выдающихся учёных физиков. Их фамилии составляют список имён, кому принадлежит изобретение электричества. Теоретическая научная база электричества развивалась постепенно, по мере накопления экспериментального опыта.

Появление термина

Выше уже упоминалось то, что понятие «электричество» впервые было введено в употребление Уильямом Гилбертом в 1600 г. С этого момента отмечают дату, когда появилось электричество.

Первая электростатическая машина

Демонстрируемый прибор в 1663 г. бургомистром Магдебурга Отто фон Генрике считают первой электростатической машиной. Она представляла собой смоляной шар, насаженный на металлический стержень.

Лейденская банка

В 1745 году случилось знаменательное событие – голландский исследователь Питер ван Мушенброк создал электростатический конденсатор. Прибор был назван в честь города, где было сделано изобретение, – Лейденской банкой.

Два вида зарядов

Бенджамин Франклин ввёл понятие о полярности зарядов. С тех пор аксиомой является то, что любой электрический потенциал имеет отрицательный и положительный полюсы.

Бенджамин Франклин

В 1747 году американский научный исследователь Бенджамин Франклин создаёт собственную теорию об электричестве. Он представил природу электричества как нематериальную жидкость в виде неких флюидов.

От теории к точной науке

Теоретическая база, накопленная за несколько последних столетий, позволила в ХХ веке полученные знания переформатировать в точную науку. Основополагающие открытия и изобретения появились, благодаря тем учёным, кто открыл природу электрического тока. Точно установить, в каком году изобрели искусственное электричество, невозможно. Это произошло в основном в течение 18 и 19 веков.

Назвать того, кто первый изобрёл ток, довольно затруднительно. Скорее всего, это можно приписать целому ряду великих учёных, упомянутых выше. К этому приложили руку выдающиеся физики Америки, Англии, Франции, Италии, России и многих других стран Европы.

Несомненную бессмертную славу заслужили такие изобретатели и теоретики электротехники, как Эдисон и Тесла. Последний много приложил усилий по теоретическому обоснованию природы магнетизма, успешно реализовывал его на практике. Тесла является создателем беспроводного электричества.

Закон взаимодействия зарядов

Одной из фундаментальных скрижалей науки об электричестве является закон взаимодействия зарядов, известный как закон Кулона. Он гласит о том, что сила взаимодействия двух точечных зарядов находится в прямой пропорциональной зависимости от произведения количеств зарядов и обратно пропорциональна расстоянию в квадрате между этими точками.

Закон Кулона

Закон Кулона

Изобретение батареи

Документальным подтверждением изобретения электрической батареи считается предложенное устройство итальянским учёным Алессандро Вольта. Прибор назвали вольтовым столбом. Он представлял собой своеобразную этажерку, сложенную из медных и цинковых пластинок, переложенных кусками войлока, смоченного раствором серной кислоты.

Вверху и внизу столба создавался электрический потенциал, разряд которого можно было почувствовать, приложив к столбу ладони рук. В результате взаимодействия атомов металлов, возбуждённых электролитом, внутри батареи накапливалась электроэнергия.

Изобретатель гальванического электричества, Алессандро Вольта, положил начало появлению того, что сегодня называют батарейками.

Появление понятие тока

Выражение «ток» возникло одновременно с появлением электричества в лаборатории физика Уильяма Гилберта  в 1600 году. Ток характеризует направленность электрической энергии. Он может быть как переменным, так и постоянным.

Закон электрической цепи

Бесценный вклад в развитие теории электричества внёс в XIX веке немецкий физик Кирхгофа. Он был автором терминов таких, как ветвь, узел, контур. Законы Кирхгофа стали основой построения всех электрических цепей радиоэлектронных и радиотехнических приборов и устройств.

Первый закон гласит: «Сумма электрических зарядов, идущих в узел в течение определённого времени, равна сумме зарядов, уходящих из него за это же время».

Второе положение Кирхгофа можно выразить так: «При прохождении токов через все ветви контура падает потенциал. При их возвращении в исходный узел потенциал полностью восстанавливается и достигает своей первоначальной величины. То есть утечка энергии в пределах замкнутого электрического контура равняется нулю».

Электромагнитная индукция

Явление возникновения электрического тока в замкнутом контуре проводника при прохождении через него переменного магнитного поля описал в 1831 году Фарадей. Теория электромагнитной индукции позволила открывать последующие законы электротехники и изобретать различные модели генераторов как постоянного, так и переменного тока. Эти устройства демонстрируют, как появляется и проистекает электричество в результате действия электромагнитной индукции.

Использование электрического освещения в России

Ещё со школьной скамьи люди помнят историю появления электрических лампочек в России. Первый опыт в создании этих приборов был проведён русским учёным Яблочковым. Их устройство было основано на возникновении искры между двумя каолиновыми электродами.

В 1874 г. Яблочков впервые представил прибор освещения с использованием электрической дуги. Этот год можно считать отправной точкой, когда впервые появилось световое электричество в России. Впоследствии свечи Яблочкова использовались как дуговые прожектора на паровозах.

До появления ламп накаливания Эдисона угольные свечи Яблочкова ещё долго использовались как единственный источник электрического освещения в России.

Производство и практическое использование

Со времён появления первого электричества до массового производства электричества и его практического применения должно было произойти много открытий, и внедрено изобретений в сферу генерирования и передачи электрической энергии.

Генерирование и передача электроэнергии

Со временем стали придумывать различные способы генерирования электричества. С появлением мобильных, а впоследствии гигантских электростанций, возникла проблема передачи электричества на большие расстояния.

Позволить решить этот вопрос помогла научно-техническая революция. В результате были построены огромные сети электропередач, охватывающие страны и целые континенты.

Применение

Практически невозможно назвать сферу деятельности человечества, где бы ни было задействовано электричество. Оно является основным источником энергии во многих жизнеобеспечивающих сферах деятельности человека.

Современный виток исследований

Грандиозный рывок в развитии электротехники совершил легендарный учёный, физик и изобретатель Никола Тесла на рубеже XIX, XX веков. Многие изобретения Теслы ещё ждут нового витка исследований в области электротехники для того, чтобы они были внедрены в жизнь.

Сейчас ведутся исследовательские работы по получению новых сверхпроводимых материалов, созданию совершенных компонентов электрических цепей с высоким КПД.

Дополнительная информация. Открытие графена и получение из него новых токопроводящих материалов предрекают грандиозные перемены в сфере использования электричества.

Наука не стоит на месте. С каждым годом человечество становится свидетелем появления более совершенных источников электроэнергии, вместе с этим и создания приборов, машин и различных агрегатов, потребляющих экологически чистую энергию в виде электрического тока.

Видео

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.

История открытия электричества

История открытия электричества

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.

История открытия электричества

История открытия электричества

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.

История открытия электричества

История открытия электричества

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.

История открытия электричества

История открытия электричества

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.

История открытия электричества

История открытия электричества

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 перенося

Электричество — Википедия

Электри́чество — физическое явление, обусловленное существованием, взаимодействием и движением электрических зарядов. Термин введён английским естествоиспытателем Уильямом Гилбертом в его сочинении «О магните, магнитных телах и о большом магните — Земле» (1600 год), в котором объясняется действие магнитного компаса и описываются некоторые опыты с наэлектризованными телами. Он установил, что свойством наэлектризовываться обладают и другие вещества[1].

История

Одним из первых, чьё внимание привлекло электричество, был греческий философ Фалес Милетский, который в VII веке до н. э. обнаружил, что потёртый о шерсть янтарь (др.-греч. ἤλεκτρον: электрон) приобретает свойства притягивать лёгкие предметы[2]. Однако, долгое время знание об электричестве не шло дальше этого представления. В 1600 году Уильям Гилберт ввёл в обращение сам термин электричество («янтарность»), а в 1663 году магдебургский бургомистр Отто фон Герике создал электростатическую машину в виде насаженного на металлический стержень серного шара, которая позволила наблюдать не только эффект притягивания, но и эффект отталкивания[3]. В 1729 году англичанин Стивен Грей провёл опыты по передаче электричества на расстояние, обнаружив, что не все материалы одинаково передают электричество[4]. В 1733 году француз Шарль Дюфе установил существование двух типов электричества стеклянного и смоляного, которые выявлялись при трении стекла о шёлк и смолы о шерсть[5]. В 1745 г. голландец Питер ван Мушенбрук создаёт первый электрический конденсатор — Лейденскую банку. Примерно в эти же годы работы по изучению атмосферного электричества вели и русские учёные — Г. В. Рихман и М. В. Ломоносов.

Первую теорию электричества создаёт американец Бенджамин Франклин, который рассматривает электричество как «нематериальную жидкость», флюид («Опыты и наблюдения с электричеством», 1747 год). Он также вводит понятие положительного и отрицательного заряда, изобретает молниеотвод и с его помощью доказывает электрическую природу молний[6]. Изучение электричества переходит в категорию точной науки после открытия в 1785 году закона Кулона.

Далее, в 1791 году, итальянец Гальвани публикует «Трактат о силах электричества при мышечном движении», в котором описывает наличие электрического тока в мышцах животных. Другой итальянец Вольта в 1800 году изобретает первый источник постоянного тока — гальванический элемент, представляющий собой столб из цинковых и серебряных кружочков, разделённых смоченной в подсоленной воде бумагой[1]. В 1802 году Василий Петров обнаружил вольтову дугу.

В 1820 году датский физик Эрстед на опыте обнаружил электромагнитное взаимодействие. Замыкая и размыкая цепь с током, он увидел колебания стрелки компаса, расположенной вблизи проводника. Французский физик Ампер в 1821 году установил, что связь электричества и магнетизма наблюдается только в случае электрического тока и отсутствует в случае статического электричества. Работы Джоуля, Ленца, Ома расширяют понимание электричества. Гаусс формулирует основную теорему теории электростатического поля (1830).

Опираясь на исследования Эрстеда и Ампера, Фарадей открывает явление электромагнитной индукции в 1831 году и создаёт на его основе первый в мире генератор электроэнергии, вдвигая в катушку намагниченный сердечник и фиксируя возникновение тока в витках катушки. Фарадей открывает электромагнитную индукцию (1831) и законы электролиза (1834), вводит понятие электрического и магнитного полей. Анализ явления электролиза привёл Фарадея к мысли, что носителем электрических сил являются не какие-либо электрические жидкости, а атомы — частицы материи. «Атомы материи каким-то образом одарены электрическими силами», — утверждает он. Фарадеевские исследования электролиза сыграли принципиальную роль в становлении электронной теории. Фарадей создал и первый в мире электродвигатель — проволочка с током, вращающаяся вокруг магнита. Венцом исследований электромагнетизма явилась разработка английским физиком Д. К. Максвеллом теории электромагнитных явлений. Он вывел уравнения, связывающие воедино электрические и магнитные характеристики поля в 1873 году.

В 1880 году Пьер Кюри открывает пьезоэлектричество. В том же году Д. А. Лачинов показал условия передачи электроэнергии на большие расстояния. Герц экспериментально регистрирует электромагнитные волны (1888 год).

В 1897 году Джозеф Томсон открывает материальный носитель электричества — электрон, место которого в структуре атома указал впоследствии Эрнест Резерфорд.

В XX веке была создана теория Квантовой электродинамики. В 1967 году был сделан очередной шаг на пути изучения электричества. С. Вайнберг, А. Салам и Ш. Глэшоу создали объединённую теорию электрослабых взаимодействий.

Теория

Электрический заряд — это свойство тел (количественно характеризуемое физической величиной того же названия), проявляющееся, прежде всего, в способности создавать вокруг себя электрическое поле и посредством него оказывать воздействие на другие заряженные (то есть обладающие электрическим зарядом) тела[7]. Электрические заряды разделяют на положительные и отрицательные (выбор, какой именно заряд назвать положительным, а какой отрицательным, считается в науке чисто условным, однако этот выбор уже исторически сделан и теперь — хоть и условно — за каждым из зарядов закреплён вполне определённый знак). Тела, заряженные зарядом одного знака, отталкиваются, а противоположно заряженные — притягиваются. При движении заряженных тел (как макроскопических тел, так и микроскопических заряженных частиц, переносящих электрический ток в проводниках) возникает магнитное поле и, таким образом, имеют место явления, позволяющие установить родство электричества и магнетизма (электромагнетизм) (Эрстед, Фарадей, Максвелл). В структуре материи электрический заряд как свойство тел восходит к заряженным элементарным частицам, например, электрон имеет отрицательный заряд, а протон и позитрон — положительный.

Наиболее общая фундаментальная наука, изучающая электрические заряды, их взаимодействие и поля, ими порождаемые и действующие на них (то есть практически полностью покрывающая тему электричества, за исключением таких деталей, как электрические свойства конкретных веществ, как то электропроводность (и т. п.) — это электродинамика. Квантовые свойства электромагнитных полей, заряженных частиц (и т. п.) изучаются наиболее глубоко квантовой электродинамикой, хотя часть из них может быть объяснена более простыми квантовыми теориями.

Электричество в природе

Ярким проявлением электричества в природе служат молнии, электрическая природа которых была установлена в XVIII веке. Молнии издавна вызывали лесные пожары. По одной из версий, именно молнии привели к первоначальному синтезу аминокислот и появлению жизни на земле (Эксперимент Миллера — Юри и Теория Опарина — Холдейна).
Атмосфера Земли представляет собой гигантский конденсатор, нижняя обкладка которого (земная поверхность) заряжена отрицательно, а верхняя обкладка (верхние слои атмосферы до высоты 50 км) положительно. Разность потенциалов между поверхностью Земли и верхними слоями атмосферы составляет 400 кВ, вблизи поверхности Земли существует постоянное электрическое поле напряжённостью 100 В/м. Отрицательный заряд земной поверхности поддерживается молниями Весьма сомнительное утверждение[источник не указан 214 дней][8].

Для процессов в нервной системе человека и животных решающее значение имеет зависимость пропускной способности клеточной мембраны для ионов натрия от потенциала внутриклеточной среды. После повышения напряжения на клеточной мембране натриевый канал открывается на время порядка 0,1 — 1,0 мс., что приводит к скачкообразному росту напряжения, затем разность потенциалов на мембране снова возвращается к своему первоначальному значению. Описанный процесс кратко называется нервным импульсом. В нервной системе животных и человека информацию от одной клетки к другой передают нервные импульсы возбуждения длительностью около 1 мс. Нервное волокно представляет собой цилиндр, наполненный электролитом. Сигнал возбуждения передаётся без уменьшения амплитуды вследствие эффекта кратковременного увеличения проницаемости мембраны для ионов натрия[9].

Многие рыбы используют электричество для защиты и поиска добычи под водой. Южноамериканский электрический угорь способен генерировать электрические разряды напряжением до 500 вольт. Мощность разрядов электрического ската может достигать 0,5 кВт. Акулы, миноги, некоторые сомообразные используют электричество для поиска добычи. Электрический орган рыб работает с частотой несколько сотен герц и создаёт напряжение в несколько вольт. Электрическое поле улавливается электрорецепторами. Находящиеся в воде предметы искажают электрическое поле. По этим искажениям рыбы легко ориентируются в мутной воде[10].

Производство и практическое использование

Генерирование и передача

Ранние эксперименты эпохи античности, такие, как опыты Фалеса с янтарными палочками, были фактически первыми попытками изучения вопросов, связанных с производством электрической энергии. Этот метод в настоящее время известен как трибоэлектрический эффект, и хотя с его помощью можно притягивать лёгкие предметы и порождать искры, в сущности он чрезвычайно малоэффективен[11]. Функциональный источник электричества появился только в 1800 году, когда было изобретено первое устройство для его получения — вольтов столб. Он и его современный вариант, электрическая батарея, являются химическими источниками электрического тока: в основе их работы лежит взаимодействие веществ в электролите. Батарея даёт возможность получить электричество в случае необходимости, является многофункциональным и широко распространённым источником питания, который хорошо подходит для применения в различных условиях и ситуациях, однако её запас энергии конечен, и после истощения последнего батарея нуждается в замене или перезарядке. Для удовлетворения более существенных потребностей в большем её объёме электрическая энергия должна непрерывно генерироваться и передаваться по линиям электропередач.

Обычно для её порождения применяются электромеханические генераторы, приводимые в действие либо за счёт сжигания ископаемого топлива, либо с использованием энергии от ядерных реакций, либо посредством силы воздушных или водных течений. Современная паровая турбина, изобретённая Ч. Парсонсом в 1884 году, в настоящее время генерирует примерно 80 % всего электричества в мире, используя те или иные источники нагрева. Эти устройства более не напоминают униполярный дисковый генератор Фарадея, созданный им в 1831 году, однако в их основе по-прежнему лежит открытый им принцип электромагнитной индукции — возникновения электрического тока в замкнутом контуре при изменении магнитного потока, проходящего через него[12]. Ближе к концу XIX века был изобретён трансформатор, что позволило более эффективно передавать электроэнергию при более высоком напряжении и меньшей силе тока. В свою очередь, эффективность передачи энергии обусловливала возможность генерировать электричество на централизованных электростанциях с выгодой для последних и затем перенаправлять его на довольно протяжённые дистанции к конечным потребителям[13][14].

Получение электричества из кинетической энергии ветра набирает популярность во многих странах мира

Поскольку электроэнергию затруднительно хранить в таких количествах, которые были бы достаточны в масштабах государства, необходимо соблюдать баланс: генерировать ровно столько электричества, сколько потребляется пользователями. Для этого энергетическим компаниям необходимо тщательно прогнозировать нагрузку и постоянно координировать производственный процесс со своими электростанциями. Некоторое количество мощностей при этом держится в резерве, чтобы в случае возникновения тех или иных проблем или потерь энергии подстраховывать электросети.

По мере того, как идёт модернизация и развивается экономика того или иного государства, спрос на электричество быстро возрастает. В частности, для Соединенных Штатов этот показатель составил 12 % роста в год на протяжении первой трети XX века[15], а в настоящее время аналогичный прогресс наблюдается у таких интенсивно развивающихся экономик, как Китай и Индия[16][17]. Исторически рост потребности в электричестве опережает аналогичные показатели для других видов энергоносителей[18]. Следует также заметить, что беспокойство по поводу влияния производств электроэнергии на окружающую среду привело к сосредоточению внимания на генерировании электричества посредством возобновляемых источников — в особенности за счёт энергии ветра и воды[19].

Применение

Лампа накаливания

Использование электричества обеспечивает довольно удобный[источник не указан 1101 день] способ передачи энергии, и в силу этого оно было адаптировано для существенного и по сей день растущего спектра практических приложений[20]. Одним из первых общедоступных способов применения электричества было освещение; условия для этого оказались созданы после изобретения лампы накаливания в 1870-х годах. Создателем лампы накаливания является русский электротехник А.Н. Лодыгин[21]. Первая лампа накаливания представляла собой замкнутый сосуд без воздуха с угольным стержнем.[22]. Хотя с электрификацией были сопряжены свои риски, замена открытого огня на электрическое освещение в значительной степени сократила количество возгораний в быту и на производстве[23].

В целом, начиная с XIX века, электричество плотно входит в жизнь современной цивилизации. Электричество используют не только для освещения[24], но и для передачи информации (телеграф, телефон, радио, телевидение), а также для приведения механизмов в движение (электродвигатель), что активно используется на транспорте[25] (трамвай, метро, троллейбус, электричка) и в бытовой технике (утюг, кухонный комбайн, стиральная машина, посудомоечная машина).

В целях получения электричества созданы оснащённые электрогенераторами электростанции, а для его хранения — аккумуляторы и электрические батареи.

Сегодня также электричество используют для получения материалов (электролиз), для их обработки (сварка, сверление, резка) и создания музыки (электрогитара).

Закон Джоуля-Ленца о тепловом действии электрического тока обусловливает возможности для электрического отопления помещений. Хотя такой способ довольно универсален и обеспечивает определённую степень управляемости, его можно рассматривать как излишне ресурсозатратный — в силу того, что генерирование используемого в нём электричества уже потребовало производства тепла на электростанции[26]. В некоторых странах, например — в Дании, были даже приняты законодательные нормы, ограничивающие или полностью запрещающие использование электрических средств отопления в новых домах[27]. В то же время электричество — это практичный источник энергии для охлаждения, и одной из активно растущих областей спроса на электричество является кондиционирование воздуха[28][29].

По данным Всемирного банка, на сегодняшний день (2015) более миллиарда человек в мире живут без использования электричества в быту. Около 3 млрд человек используют для приготовления пищи и отопления керосин, дрова, древесный уголь и навоз.[30].

Хронология основных открытий и изобретений

Примечания

  1. 1 2 Спиридонов О. П. «Универсальные физические постоянные», М., «Просвещение», 1984, с. 52, ББК 22.3 С72
  2. ↑ Электричество до Франклина
  3. ↑ Электростатическая машина Герике
  4. ↑ Первые опыты по передаче электричества на расстояние
  5. ↑ История электричества
  6. ↑ Открытие электричества
  7. ↑ Это не единственное свойство заряженных тел; например, заряженные тела при движении способны создавать ещё и магнитное поле, а также подвергаются воздействию последнего (также в случае своего движения).
  8. ↑ Электричество и магнетизм, 2004, с. 178.
  9. ↑ Электричество в живых организмах, 1988, с. 66.
  10. ↑ Богданов К. Ю. Физик в гостях у биолога. — М.: «Наука», Гл. ред. физ.-мат. лит., 1986, 144 с. (Б-чка «Квант», Вып. 49) тир. 135000 экз., ББК 22.3 + 28 Гл. 1. Живое электричество.

  11. Dell, Ronald & Rand, David (2001), «Understanding Batteries», Unknown (Royal Society of Chemistry) . — Т. 86: 2–4, ISBN 0-85404-605-4 

  12. McLaren, Peter G. (1984), Elementary Electric Power and Machines, Ellis Horwood, сс. 182–183, ISBN 0-85312-269-5 

  13. Patterson, Walter C. (1999), Transforming Electricity: The Coming Generation of Change, Earthscan, сс. 44–48, ISBN 1-85383-341-X 

  14. Edison Electric Institute, History of the Electric Power Industry, <http://www.eei.org/industry_issues/industry_overview_and_statistics/history>. Проверено 8 декабря 2007. 

  15. Edison Electric Institute, History of the U.S. Electric Power Industry, 1882-1991, <http://www.eia.doe.gov/cneaf/electricity/chg_stru_update/appa.html>. Проверено 8 декабря 2007. 

  16. Carbon Sequestration Leadership Forum, An Energy Summary of India, <http://www.cslforum.org/india.htm>. Проверено 8 декабря 2007. 

  17. IndexMundi, China Electricity — consumption, <http://www.indexmundi.com/china/electricity_consumption.html>. Проверено 8 декабря 2007. 

  18. National Research Council (1986), Electricity in Economic Growth, National Academies Press, с. 16, ISBN 0-309-03677-1 

  19. National Research Council (1986), Electricity in Economic Growth, National Academies Press, с. 89, ISBN 0-309-03677-1 

  20. Wald, Matthew (21 March 1990), «Growing Use of Electricity Raises Questions on Supply», New York Times, <http://query.nytimes.com/gst/fullpage.html?res=9C0CE6DD1F3AF932A15750C0A966958260>. Проверено 9 декабря 2007. 
  21. ↑ Один из первых коммерчески успешных вариантов электрической лампы накаливания был разработан Т. Эдисоном.
  22. ↑ Большая советская энциклопедия

  23. d’Alroy Jones, Peter, The Consumer Society: A History of American Capitalism, Penguin Books, с. 211 
  24. ↑ Жителям Подмосковья электричество не светит
  25. ↑ Из-за отключения электричества в Санкт-Петербурге встал электротранспорт

  26. ReVelle, Charles and Penelope (1992), The Global Environment: Securing a Sustainable Future, Jones & Bartlett, с. 298, ISBN 0-86720-321-8 

  27. Danish Ministry of Environment and Energy, F.2 The Heat Supply Act, <http://glwww.mst.dk/udgiv/Publications/1997/87-7810-983-3/html/annexf.htm>. Проверено 9 декабря 2007. 

  28. Brown, Charles E. (2002), Power resources, Springer, ISBN 3-540-42634-5 

  29. Hojjati, B. & Battles, S., The Growth in Electricity Demand in U.S. Households, 1981-2001: Implications for Carbon Emissions, <http://www.eia.doe.gov/emeu/efficiency/2005_USAEE.pdf>. Проверено 9 декабря 2007. 
  30. ↑ Более миллиарда людей в мире живут без электричества — ИА «Финмаркет»

Литература

  • Калашников С. Г. Электричество. — М., Наука, 1985. — 576 с.
  • Эйхенвальд А. А. Электричество. — М., Государственное технико-теоретическое издательство, 1933
  • Беркинблит М.Б., Глаголева Е.Г. Электричество в живых организмах. — М.: Наука, 1988. — 288 с.
  • Фейнман Р. Фейнмановские лекции по физике. Т. 5. Электричество и магнетизм. — М.: Едиториал УРСС, 2004. — 304 с.

Ссылки

История развития электричества


Ученые Вашингтонского университета доказали, что с появлением электричества люди стали спать гораздо меньше, поскольку исчезла необходимость ложиться с заходом солнца. Diletant.media и «Ростех» расскажут о том, как учёные смогли совладать с электрическими зарядами.




Первый опыт


Вплоть до начала XVII века знания об электричестве ограничивались размышлениями античных философов, которые в своё время заметили, что потертый об шерсть янтарь имеет свойство притягивать маленькие предметы. Янтарь по-гречески, кстати, именно так и звучит — «электрон». Само название «электричество», соответственно, и произошло от янтаря.


Изображение 1.jpg


Устройство для получения статического электричества Отто фон Герике




Отто фон Герике, вероятно, первый наблюдал электролюминесценцию в 1663 г.



Именно эффект трения (как в случае с шерстью и янтарем) использовал Отто фон Герике для создания одного из первых в мире электрических генераторов. Он натирал руками шар из серы, а ночью видел, как его шар излучает свет и потрескивает. Он, вероятно, одним из первых наблюдал электролюминесценцию уже в 1663 году.

Учёный и шутник Стивен Грей


Стивен Грей — британский астроном-любитель, всю жизнь едва сводивший концы с концами — как-то раз заметил, что пробка, заткнувшая стеклянную трубку, притягивает мелкие кусочки бумаги, если трубку натереть. Затем вместо пробки любопытный учёный вставил длинную щепку и заметил такой же эффект. После этого Стивен Грей заменил щепку на пеньковую верёвку. В результате своих опытов Грей смог передать электрический заряд на расстояние восьмисот футов. По сути, учёный смог открыть явление передачи электричества на расстоянии и дать людям представление о том, что может проводить ток, а что нет.




Стивен Грей смог открыть передачу электричества на расстоянии




Изображение 2.jpg


Стивен Грей стал первым лауреатом Медали Копли, высшей награды Королевского общества Великобритании




Некоторые источники утверждают, что на своём открытии Стивен Грей сделал забавный бизнес. Он якобы брал мальчишек из приюта Чартерхаус и подвешивал их на шнурках из изолирующего материала. После этого он «электрифицировал его прикосновением натертого стекла и высекал искры из его носа».



Лейденская банка


У Питера ван Мушенбрука, ученика Ньютона, изобретательство, можно сказать, было в крови, так как его отец занимался созданием специализированных научных приборов.


Изображение 3.jpg


Благодаря Лейденской банке удалось впервые искусственным путём получить электрическую искру



Став преподавателем философии Лейденского университета, Мушенбрук направил свои силы на изучение нового на тот момент явления — электричества. Его научная деятельность дала результаты: в 1745 году он вместе со своим учеником соорудил устройство для накопления заряда, так называемую Лейденскую банку. Отчет об этом событии выглядит очень комично: «Банку устроил голландский физик Мушенбрук, впервые испытал удар от разряда банки лейденский гражданин Кюнеус».




Некто Бозе высказал желание быть убитым электричеством




Создание Лейденской банки продвинуло эксперименты с электричеством на новый уровень. Некто Бозе даже высказал желание быть убитым электричеством, если об этом напишут в изданиях Парижской академии наук. Кстати, именно Мушенбрук впервые сравнил действие разряда с ударом ската, первым употребив термин «электрическая рыба».

Электрическая панацея


После изобретения Лейденской банки опыты с электричеством приобрели небывалую популярность. Почему-то люди стали считать, что электрические разряды обладают врачебными свойствами. На волне этого заблуждения Мэри Шелли написала роман «Франкенштейн, или Современный Прометей», в котором умершего смогли оживить с помощью сильного разряда тока.


Изображение 4.jpg


Обложка книги «Франкенштейн, или Современный Прометей», 1831 год




Аббе Нолле придумал, используя электричество, необычную забаву. В Версале, демонстрируя королю Людовику чудеса электричества, учёный в 1746 году выстроил монахов в 270-метровую цепь, соединив друг с другом кусками железной проволоки. Когда всё было готово, Нолле подал электричество, и монахи в ту же секунду вскрикнули и вместе подпрыгнули. Ещё практически через сто лет Максвелл подсчитает, что электричество распространяется со скоростью света.



Вольт и гальванический элемент


Эти хорошо знакомые нам обозначения на самом деле произошли от фамилий двух учёных — Александро Вольта и Луиджи Гальвани.


Изображение 5.jpeg


Лаборатория, в которой Гальвани проводил свои опыты




Обозначение «вольт» произошло от фамилии ученого — Александро Вольта



Первый опустил пластины из цинка и меди в кислоту, тем самым получив непрерывный электрический ток, а второй первым исследовал электрические явления при мышечном сокращении. В дальнейшем эти открытия сыграли важнейшую роль в становлении науки об электричестве. На открытия Вольта и Гальвани будут опираться работы Ампера, Джоуля, Ома и Фарадея.

Судьбоносный подарок


Майкл Фарадей, ученик переплетчика в лондонском книжном магазине, заприметил книжку по электричеству и химии. Чтение настолько увлекло его, что уже тогда он сам пытался проводить простейшие опыты с электричеством. Отец, поощряя тягу сына к знаниям, даже купил тому Лейденскую банку, что позволило молодому Фарадею проводить более серьёзные опыты.


Изображение 6.jpg


Фарадей за опытами в своей лаборатории




Фарадей сыграл едва ли не главную роль в становлении теории электричества






Как выяснилось, подарок скончавшегося вскоре отца оказал огромное влияние на юношу — через двадцать лет Фарадей откроет явление электромагнитной индукции, соберёт первый в мире генератор электроэнергии и электродвигатель, выведет законы электролиза и сыграет едва ли не главную роль в становлении теории электричества.

в каком году появилось и кто изобрел, история открытия постоянного и переменного тока

Изобретение электричестваВ жизни современного человека огромную роль играет электричество. До сих пор многие не понимают, как когда-то люди жили без электрического тока. В наших домах есть свет, вся бытовая техника, начиная от телефона и заканчивая компьютером, работает от электрического напряжения. Кто изобрёл электричество и в каком году это произошло, знают далеко не все. А вместе с тем это открытие положило начало новому периоду в истории человечества.

На пути к появлению электричества

Древнегреческий философ Фалес, живший в 7 веке до нашей эры, выяснил, что если потереть янтарь о шерсть, то к камню начнут притягиваться мелкие предметы. Лишь спустя много лет, в 1600 году, английский физик Уильям Гилберт ввел термин «электричество». С этого момента ученые стали уделять ему внимание и проводить исследования в этой области. В 1729 Стивен Грей доказал, что электричество можно передавать на расстоянии. Важный шаг был сделан после того, как французский ученый Шарль Дюфэ открыл, как он считал, существование двух видов электричества: смоляного и стеклянного.

Первым, кто попробовал объяснить, что такое электричество, был Бенджамин Франклин, портрет которого нынче красуется на стодолларовой купюре. Он считал, что все вещества в природе имели «особую жидкость». В 1785 был открыт закон Кулона. В 1791 году итальянский ученый Гальвани исследовал мышечные сокращения у животных. Он выяснил, проводя опыты на лягушке, что мышцы постоянно возбуждаются мозгом и передают нервные импульсы.

Появление электричестваОгромный шаг на пути к изучению электричества был сделан в 1800 году итальянским физиком Алессандром Вольта, который придумал и изобрел гальванический элемент — источник постоянного тока. В 1831 году англичанин Майкл Фарадей изобрел электрический генератор, который работал на основе электромагнитной индукции.

Огромный вклад в развитие электричества внес выдающийся ученый и изобретатель Никола Тесла. Он создал приборы, которые до сих пор используются в быте. Одна из самых известных его работ — двигатель переменного тока, на основе которого был создан генератор переменного тока. Также он проводил работы в области магнитных полей. Они позволяли использовать переменный ток в электродвигателях.

Еще одним ученым внесшим вклад в развитие электричества, был Георг Ом, который экспериментальным путем вывел закон электрической цепи. Другим выдающимся ученым был Андре-Мари Ампер. Он изобрел конструкцию усилителя, которая представляла собой катушку с витками.

Также важную роль в изобретении электричества сыграли:

  • Пьер Кюри.
  • Эрнест Резерфорд.
  • Д. К. Максвелл.
  • Генрих Рудольф Герц.

Первое применение электроэнергии

Когда начали применять электроэнергиюВ 1870-х годах русским ученым А. Н. Лодыгиным была изобретена лампа накаливания. Он, предварительно откачав из сосуда воздух, заставил светиться угольный стержень. Чуть позже он предложил заменить угольный стержень на вольфрамовый. Однако запустить лампочку в массовое производство смог другой ученый — американец Томас Эдисон. Поначалу в качестве нити в лампе он использовал обугленную стружку, полученную из китайского бамбука. Его модель получилась недорогой, качественной и могла прослужить относительно долгое время. Значительно позже Эдисон заменил нить на вольфрамовую.

Никто не знает, в каком году изобрели электричество, но начиная с XIX века оно активно вошло в жизнь человека. Поначалу это было просто освещение, затем электрический ток начали применять и для других сфер жизни (транспорта, средств передачи информации, бытовой техники).

Использование освещения в России

Пытаясь выяснить, в каком году появилось электричество в России, учёные склоняются к мнению, что это случилось в 1879 году. Именно тогда был освещен Литейный мост в Петербурге. 30 января 1880 года был создан электротехнический отдел в Русском техническом обществе. Это общество и занималось развитием электричества в Российской империи. В 1883 году произошло знаковое в истории электричества событие — было выполнено освещение Кремля, когда к власти пришел Александр III. По его указу образовывается специальное общество, которое занимается разработкой генерального плана по электрификации Петербурга и Москвы.

Переменный и постоянный ток

Когда открыли электричество, между Томасом Эдисоном и Никола Теслой разгорелся спор, какой ток использовать в качестве основного, переменный или постоянный. Противостояние между учёными даже было прозвано «Войной токов». В этой борьбе победил переменный ток, так как он:

  • легко передается на большие расстояния;
  • не несет огромных потерь, передаваясь на расстоянии.

Основные области потребления

Где потребляется электричествоВ повседневной жизни постоянный ток применяется довольно часто. От него работают различные бытовые приборы, генераторы и зарядные устройства. В промышленности его используют в аккумуляторах и двигателях. В некоторых странах им оснащаются линии электропередач.

Переменный ток способен меняться по направлению и величине в течение определенного промежутка времени. Он применяется чаще постоянного. В наших домах его источником служат розетки, к ним подключают различные бытовые приборы под разным напряжением. Переменный ток часто применяется в промышленности и при освещении улиц.

Электроток в жизни и природе

Сейчас электричество в наши дома поступает благодаря электрическим станциям. На них установлены специальные генераторы, которые работают от источника энергии. В основном эта энергия тепловая, которая получается при нагревании воды. Для нагревания воды используют нефть, газ, ядерное топливо или уголь. Пар, образовывающийся при нагревании воды, приводит в действие огромные лопасти турбин, которые, в свою очередь, запускают генератор. В качестве питания генератора можно использовать энергию воды, падающую с высоты (с водопадов или плотин). Реже используется сила ветра или энергия солнца.

Откуда возникает ЭлектротокЗатем генератор при помощи магнита создает поток электрических зарядов, проходящих по медным проводам. Для того чтобы передавать ток на большие расстояния, необходимо повысить напряжение. Для этой роли используется трансформатор, который повышает и понижает напряжение. Потом электричество с большой мощностью передается по кабелям к месту его применения. Но перед попаданием в дом необходимо понизить напряжение с помощью другого трансформатора. Теперь оно готово к использованию.

Когда заводят разговор об электричестве в природе, первыми на ум приходят молнии, но это далеко не единственный его источник. Даже наши с вами тела имеют электрический заряд, он существует в тканях человека и передает нервные импульсы по всему организму. Но не только человек содержит в себе электрический ток. Многие обитатели подводного мира также способны выделять электричество, например, скат содержит в себе заряд мощностью 500 Ватт, а угорь может создать напряжение до 0,5 киловольт.

когда появилось электричество в мире и России

Когда появились первые лампочкиСовременному 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:

  • Кто изобрел электричество в Россииалмаз;
  • 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:

  • Как появилось электричествоАмпер;
  • 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

Откуда появилось электричествоЕсли 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.

Кто изобрел электричество? | История изобретения электроэнергии

В наши дни люди во всем мире не могут думать о своей жизни без электричества. Электричество — один из основных ресурсов для повседневной работы. Электричество — это энергия, производимая природой, но людям потребовалось много лет, чтобы понять, как электричество можно использовать для достижения цели. Он определяется как поток заряженных частиц, называемых электронами, через проводящую среду.Несмотря на то, что все в мире используют электричество, никто не может ответить на вопрос «, кто изобрел электричество » одним словом. Изобретение электричества было большой историей, и в ней принимало участие множество ученых. Охватывая основные аспекты его изобретения, в следующем разделе рассказывается о изобретателях электричества .

ИСТОРИЯ ОТКРЫТИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

Who Invented Electricity История электричества — это больше открытие, чем изобретение.Молния и молния наблюдались и упоминались людьми с давних времен. Тем не менее, пригодная для использования форма электричества, которую мир использует в последние годы, является продуктом большого количества экспериментов с электричеством, начатых еще в 600 г. до н.э. Фалес Милетский был первым ученым, признавшим существование электроэнергии в природе. Фалес первым нашел семена статического электричества, предложив теорию о том, что трение шерсти заставит несколько предметов притягиваться друг к другу.Фалес был первым, кто произвел электрические искры, натирая янтарь. Слово «электричество» появилось в 1600, году учёным Уильямом Гилбертом . В 1660 году Отто фон Герик e изобрел электростатический генератор, который генерирует статическое электричество. Изобретения, сделанные Герике, позволили получить ряд свойств электричества, основными из которых являются: Электричество может проходить через вакуум, в контексте электричества материалы делятся на изоляторы и проводники.Другой ученый Роберт Бойль экспериментально наблюдал электрические силы притяжения и отталкивания, передаваемые через вакуум, в 1675 году.

17-е годы века — важнейшая эпоха в истории изобретения электричества. В год 1729, Стивена Грея предложили новое измерение инициативе электричества, открыв проводимость электричества 1733 году Шарль Франсуа дю Фэй обнаружил, что формы электричества могут быть смолистыми (-) или стекловидными (+), позже ученый Бенджамин Франклин и Эбенезер Киннерсли назвал формы электричества как отрицательный или положительный. Открытие электромагнитной индукции прояснило, как работают электрические токи. В области электромагнетизма роль Майкла Фарадея была очень значительной; он обнаружил, что прохождение магнита внутри проволочной катушки может производить электричество.Майкл Фарадей изобрел первый электродвигатель, позже построил генератор и трансформатор. В период с 1745 по 1747 год, Питер ван Мушенбрук впервые обнаружил лейденскую банку, которая могла одновременно хранить статическое электричество и разряд. Ученый Уильям Ватсон продемонстрировал, как лейденскую банку можно разрядить по цепи. Бенджамин Франклин, 15 июня 1752 года обнаружил, что молния была электрической; это было доказано проведением эксперимента по запуску воздушного змея во время молнии.Генри Кавендиш в 1747, перечислил различные материалы, проводящие электричество. Электропроводность — это способность вещества удерживать электричество . Volta показал, что химические реакции могут быть использованы для получения катодов и анодов . Изменения электрических потенциалов между катодом и анодом могут направить поток тока между ними. Изобретение электрической лампочки Томасом Эдисоном , стало важной вехой в использовании электричества.

В 20 веках окончательный вариант электричества был представлен людям во всем мире. В период с 20 по годы произошло открытие системы распределения энергии и телеграфа. Изобретения, сделанные различными учеными и изобретателями электричества, такими как Томас Эдисон , Никола Тесла , Джордж Вестингауз и Сэмюэл Морс , изменили мир своими изобретениями, такими как двигатели и электрические лампочки.В этот период между Эдисоном и Вестингаузом возник небольшой спор: Эдисон предложил использовать постоянный ток (DC), тогда как Вестингауз выбрал переменный ток (AC). В текущие годы используются как переменный, так и постоянный ток.

Следовательно, ссылаясь на приведенную выше историю электричества, нельзя судить о «, кто изобрел электричество и как оно было открыто », и из вышеупомянутого контекста очевидно, что вклад всех ученых привел к изобретению электричества ,

,

Вот 9 самых важных электрических изобретений за всю историю

Открытие и использование электричества было одним из самых важных событий в истории человечества. Электрификация и взрыв электроприборов до неузнаваемости изменили жизнь во многих странах.

СВЯЗАННЫЕ С: 7 ИСКРОВЫХ ЧУДОВ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ, КОТОРЫЕ СДЕЛАЛИ НАШУ ТЕКУЩУЮ ЖИЗНЬ ВОЗМОЖНОЙ

Какие последние изобретения в электронике?

По данным таких сайтов, как Astrodyne TDI, вот некоторые из последних инноваций в области электротехники:

  • Высокоэффективные фотоэлектрические элементы
  • Экологически чистая энергия Преобразователь электроэнергии
  • Виртуальная реальность
  • Технология отслеживания взгляда
  • Беспроводные носимые устройства

Кто изобрел электричество и в каком году?

Электричество, будучи природным явлением, было открыто, а не изобретено в результате работы многих великих умов на протяжении всей истории.Ранние работы над электрическими рыбками проводились в Древней Греции и Риме такими философами, как Плиний Старший.

Но только в 1600-х и 1700-х годах это было научно изучено. Первым, кто придумал термин «электричество», был британский ученый Уильям Гилберт, который изучал влияние электричества и магнетизма на янтарь.

Фактически, само слово «электричество» происходит от нового латинского слова Гилберта electricus , означающего «янтарь» или «подобный янтарь».Но некоторые из наиболее важных работ были выполнены Бенджамином Франклином в 18 веке.

Дальнейшая работа Вольта, Фарадея, Ома и многих других великих ученых способствовала нашему пониманию этого явления и позволила нам обуздать и использовать его сегодня.

Кто открыл постоянный ток?

Постоянный ток, или сокращенно DC, был впервые искусственно произведен Алессандро Вольта в начале 1800-х годов. Но потребуются дальнейшие исследования таких авторов, как Андре-Мари Ампер и Ипполит Пикси, чтобы постулировать, что электрический ток движется в одном направлении между полюсами.

Позже он будет использоваться и генерироваться на электростанциях в конце 1870-х годов при значительном вкладе и разработках Томаса Эдисона.

Кто вообще изобрел лампочку?

Основной принцип, лежащий в основе лампы накаливания, можно проследить до работы сэра Хамфри Дэви более двухсот лет назад. Он обнаружил, что, пропуская электрический ток через тонкий провод, он нагревается и испускает свет.

Но он отметил, что для практического применения необходимо найти дешевые материалы, которые могут служить долго. Уоррен де ла Рю разработал одну из первых практичных лампочек в 1830-х годах, но его выбор платины для нити накала не был коммерчески выгоден.

Позже, в 1878 году, другому британскому химику Джозефу Суону удалось создать и публично продемонстрировать электрическую лампочку на основе углеродных нитей. Но его нити относительно быстро сгорели и поэтому не были коммерчески выгодными.

electrical inventions light bulb Углеродные лампы накаливания Swan. Источник: Ulfbastel / Wikimedia Commons

Но в 1879 году Томас Эдисон методом проб и ошибок нашел сочетание тонкой углеродной нити накала с лучшими пылесосами, которые оказались правильными. Это сделало его первым человеком, решившим как научные, так и коммерческие проблемы, связанные с дизайном лампочек.

Какие из изобретений в области электротехники можно назвать наиболее важными?

Вот 9 самых важных и интересных изобретений в области электротехники всех времен.Этот список явно не составлен в определенном порядке и далеко не исчерпывающий.

1. Скромная лампочка была революционной

electrical inventions lightbulb Источник: Джо Голдберг / Flickr

Изобретение лампочки было одним из самых значительных достижений в истории человечества. Практически в мгновение ока он позволил обществам во всем мире увеличить продолжительность рабочего дня и практически «прогнать ночь».

До своего развития искусственный свет обеспечивался за счет сжигания различных веществ, включая свечи, газовые фонари и масляные лампы.Они были очень неэффективны и требовали более высокого уровня обслуживания по сравнению с лампочками.

Его разработка также помогла открыть век электроники и сделала улицы во всем мире более безопасными в ночное время.

2. Интернет навсегда изменил мир

electrical inventions internet Источник: History Computer

Интернет, несомненно, является одним из самых важных электрических изобретений всех времен. Он изменил мир и то, как мы живем, до неузнаваемости до своего развития.

То, как мы работаем, получаем доступ к информации, совершаем покупки и общаемся, полностью изменилось благодаря сети. Но это не «новое» изобретение, как таковой .

Истоки Интернета восходят к 1960-м годам. В последующие десятилетия были достигнуты медленные, но важные успехи, кульминацией которых стала новаторская работа Тима Бернерса-Ли в конце 1980-х годов.

Сегодня она стала практически всеобъемлющей, создавая новые отрасли и позволяя людям подключаться и работать в любой точке мира с подключением к Интернету.Это могло быть самым важным изобретением в распространении данных со времен печатного станка Гутенберга.

3. Переменный ток изменил все

Переменный ток, или переменный ток, был еще одним из самых важных электрических изобретений всех времен. Открытый Никола Тесла, переменный ток оказался революционным в том, как мы производим и используем электричество.

Переменный ток оказался безопаснее и эффективнее (на больших расстояниях), чем постоянный ток.Переменный ток сделал возможным массовую электрификацию многих стран по всему миру и может рассматриваться как важнейшая предпосылка для других изобретений, упомянутых в этом списке.

Благодаря этому стали реальностью такие вещи, как электродвигатели и трансформаторы. Сегодня AC используется миллионами людей во всем мире ежедневно.

4. MP3-плееры изменили то, как мы все слушаем музыку

electrical inventions mp3 MPMan. Источник: Michele M. F./Wikimedia Commons

MP3-плееры навсегда изменили способ, которым миллионы людей будут слушать музыку и другой звук.Их развитие практически в одночасье означало конец старым формам медиа, таким как кассеты и компакт-диски.

Отслеживая свое развитие до конца 1970-х годов, MP3-плееры станут коммерчески жизнеспособными в конце 1990-х. Один из первых прототипов технологии MP3 был разработан южнокорейской компанией Saehan Information Systems.

Их 1997 «MPMan» был флэш-плеером, вмещавшим от шести до 12 песен. Другие компании вскоре осознали этот потенциал, когда Apple выпустила свой революционный iPod в 2001 году.

5. Транзисторы жизненно важны для современной жизни

Транзисторы — еще одно из самых важных изобретений в области электричества всех времен. Некоторые утверждают, что они могут быть одним из самых важных открытий в инженерии в целом.

Транзисторы — это в основном электронные переключатели, которые позволяют включать и выключать ток по запросу. Сегодня они являются важнейшим компонентом многих современных электронных устройств.

«Транзисторы изменили лицо технологий по всей планете — без них у нас не было бы компьютеров, смартфонов и только очень простых средств связи (и это лишь некоторые из них).У нас определенно не было бы систем распределения энергии! »- Rubberbox.com.

6. Системы глобального позиционирования были революционными

Начиная с 1960-х годов как сверхсекретный военный проект, GPS изменил систему координат.

К 1995 году система стала полностью работоспособной благодаря в первую очередь трем людям, стоящим за проектом: Роджеру Л. Истону, Ивану А. Геттинсону и Брэдфорду Паркинсону.

Сегодня GPS является общей чертой современные автомобильные приборные панели и смартфоны.Настолько, что многие люди по всему миру давно отказались от своих надежных бумажных карт прошлых лет.

7. Цифровые камеры — еще одно важное изобретение

electrical inventions camera Источник: Уэйд Брукс / Flickr

В концепции «беспленочных камер» нет ничего нового, поскольку первые разработки были сделаны в 1960-х годах. Но к 1975 году Стивен Сассон из Eastman Kodak разработал одну из первых электронных «цифровых» камер.

Первоначально предназначенные для научных, а затем и военных целей, цифровые фотоаппараты стали обычным явлением среди потребителей только в середине-конце 90-х годов.

Сегодня большинство новых камер являются цифровыми, и почти каждый смартфон имеет хотя бы одну в стандартной комплектации.

8. Электромобили были новаторскими

electrical inventions EVs Ранние электромобили, около 1912 года. Источник: City of Toronto Archives / Wikimedia Commons

Электромобили, как вы, возможно, удивитесь, на самом деле, имеют довольно долгую историю. Некоторые из самых ранних моделей были разработаны в конце 1880-х годов, но вскоре они были предвосхищены развитием альтернативных двигателей внутреннего сгорания.

Интерес к ним ненадолго возродился в 1970-х и 1980-х, но последнее десятилетие или около того стало эпохой de facto для электромобилей. Достижения в области аккумуляторных технологий и систем управления энергопотреблением делают электромобили еще более эффективными и привлекательными для массового рынка.

9. Электродвигатели навсегда изменили многие отрасли промышленности

Электродвигатели, неразрывно связанные с предыдущей записью, являются еще одним из самых важных электронных изобретений всех времен.Преобразуя электрическую энергию в механическую, электродвигатели навсегда изменили облик многих отраслей промышленности.

Электродвигатель оказался настолько эффективным, что практически в одиночку заменил паровые двигатели на заводах и в других крупных отраслях промышленности.

.

Лучшие электрические изобретения за последние 20 лет

В то время, когда гаджеты и устройства стали нормой, легко принимать электрические изобретения как должное. Тем не менее, мыслители-новаторы за последние несколько десятилетий изобрели невероятные изобретения, которые требуют признания. В рамках празднования Месяца изобретателя мы представляем вам пять лучших изобретений в области электротехники за последние 20 лет.

Интернет

Невозможно обсуждать главные изобретения современной эпохи, не заглянув в Интернет.Эта всемирная сеть устройств с беспроводным подключением стала основой жизни большинства американцев.

История Интернета восходит к 1960-м годам, когда началась работа над коммутацией пакетов. Медленное, но неуклонное развитие на протяжении десятилетий привело к тому, что в 1989 году Тим Бернерс-Ли изобрел всемирную паутину. С появлением электронной почты, обмена мгновенными сообщениями и VoIP Интернет уступил место блогам, социальным сетям и сайтам интернет-магазинов, без которых мы не могли бы жить сегодня.

MP3-плееры

Кредит на изобретение портативных медиаплееров принадлежит Кейну Крамеру, британскому ученому, который еще в 1979 году разработал один из первых цифровых аудиоплееров.Однако прототип так и не поступил в коммерческое производство, и мир оставался без MP3-плееров до 1997 года, когда южнокорейская компания Saehan Information Systems выпустила свой MPMan. Флеш-плееры вмещают от шести до 12 песен.

Первый Apple iPod не входил в ассортимент до 2001 года, но емкость жесткого диска 5 ГБ, по общему признанию, была огромным улучшением. Выпуск iPod ознаменовал начало конца портативных проигрывателей компакт-дисков.

Цифровые фотоаппараты

Хотя история «беспленочных фотоаппаратов» восходит к 1961 году, технология, лежащая в основе ученого Юджина Ф.Фотосенсор для мозаики Лалли еще не догнал концепцию. К 1975 году Стивен Сассон из Eastman Kodak построил первую электронную камеру для научных, а затем и военных целей. Только в середине-конце 90-х годов цифровые фотоаппараты стали обычным явлением среди потребителей.

Сегодня большинство новых фотоаппаратов являются цифровыми, и почти каждый смартфон на рынке имеет встроенную цифровую камеру, которая заново изобретает то, как потребители видят и запечатлевают окружающий мир.

GPS

На основе засекреченных инженерных исследований 1960-х годов Министерство обороны США начало свой проект Глобальной системы позиционирования в 1973 году.В 1995 году система стала полностью функциональной благодаря главным образом трем людям, стоящим за проектом: Роджеру Л. Истону, Ивану А. Геттингу и Брэдфорду Паркинсону.

Сегодня легко принять GPS как должное, учитывая его интеграцию в смартфоны и новые автомобильные приборные панели, но до этого удивительного электрического изобретения путешественникам приходилось полагаться на бумажные карты и спрашивать, как им передвигаться.

Электромобили

При таком большом количестве различных компонентов — от аккумуляторных батарей до электричества и автомобилей — невозможно приписать изобретение электромобиля одному человеку.Вы можете удивиться, узнав, что первые модели были произведены еще в 1880-х годах, когда электричество было новым. Электромобили сошли со сцены только после того, как появились разработки в области двигателей внутреннего сгорания. Кратковременный интерес к электромобилям возродился в 1970-х и 80-х годах во время энергетического кризиса.

Однако только в 2008 году производство электромобилей достигло стадии массового маркетинга из-за опасений по поводу роста цен на нефть и выбросов от автомобилей с бензиновым двигателем.Благодаря достижениям в области аккумуляторов и управления энергопотреблением современные электромобили стали лучше, чем когда-либо. Они уже имеют большое значение с точки зрения качества воздуха и независимости от иностранной нефти.

Спасибо вам, лучшие изобретатели последних 20 лет, за то, что вы принесли эти электрические изобретения в нашу жизнь! Если вам когда-нибудь понадобится помощь в использовании этих изобретений в домашних условиях, Mr. Electric® находится на расстоянии одного телефонного звонка.

Для дальнейшего чтения:

Устройства, требующие выделенных цепей, часть 1

Устройства, требующие выделенных цепей, часть 2

Устройства, которым требуются выделенные цепи, часть 3

Как определить поддельные электрические изделия

,

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 угля, 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 г. Используя свое изобретение индукционного кольца, Майкл Фарадей доказал, что электричество может быть вызвано (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 Дэвенпорт изобрел электродвигатель, изобретение, которое сегодня используется в большинстве электроприборов.

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. Максвелл создал новую эру физики, объединив магнетизм, электричество и свет. Четыре закона электродинамики Максвелла («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. Джозеф Свон и англичанин изобрели 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 на электрическое освещение и начал эксперименты по разработке практичной долговечной лампочки.

1879 г. После многих 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 Э. В. против Сименса

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 фонарей. 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 лампами.

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 Tesla, 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 вырабатывалось 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 батарей 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 Запуск электростанции в долине Коннектикута (CONVEX), впервые установившей взаимосвязь между коммунальными предприятиями.

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 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.

Похожие сообщения:

,

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *