Как люди нашли электричество

Бенджамин Франклин получает все заслуги в открытии электричества, но все, что он сделал, это установил связь между молнией и электричеством. Шарль Франсуа Дюфе, Луиджи Гальвани, Алессандро Вольта, Майкл Фарадей, Томас Алва Эдисон и Никола Тесла внесли значительный вклад в развитие и коммерциализацию электричества.

Электричество повсюду вокруг нас: светильники, вентиляторы, компьютеры, мобильные телефоны и бесчисленное множество других устройств. В современном мире от этого практически невозможно убежать. Даже пытаясь убежать от электричества, вы найдете его по всей природе, от синапсов внутри человеческого тела до молнии во время грозы.

Но знаете ли вы, кто открыл электричество? Вообще-то, это довольно сложный вопрос. Большинство людей отдают должное только одному человеку (Бенджамину Франклину), что вроде как несправедливо.

Многие другие ученые использовали эксперименты Франклина для изучения электричества, и некоторые из них смогли изобрести различные формы электричества. Давайте копнем глубже и выясним, кто были эти ученые и каков их вклад.

Электричество 2600 лет назад

Примерно в 600 году до нашей эры греческий математик Фалес Милетский обнаружил, что трение меха о Янтарь вызывает притяжение между ними. Более поздние наблюдения доказали, что это притяжение было вызвано дисбалансом электрических зарядов, который называется статическим электричеством.

Археологи также обнаружили доказательства того, что древние люди могли экспериментировать с электричеством. В 1936 году они нашли глиняный горшок с железным прутом и медной пластиной. Он похож на электрохимический (гальванический) элемент.

Неясно, для чего использовался этот инструмент, но он пролил некоторый свет на тот факт, что древние люди, возможно, изучали ранние формы батарей задолго до того, как мы это знаем.

Томас Браун использовал слово «электричество» в 1646 году

В 1600 году английский физик Уильям Гилберт написал книгу под названием De Magnete, в которой он объяснил, как статическое электричество генерируется трением янтаря. Однако он не понимал, что электрический заряд универсален для всех материалов.

Поскольку Гилберт изучал статическое электричество с помощью янтаря, а янтарь по-гречески называют «Электрум», он решил назвать его действие электрической силой. Он также изобрел электроскоп (известный как «versorium» Гилберта) для обнаружения присутствия электрического заряда на теле.

Работа Гилберта дала начало английскому слову «electricity», которое впервые появилось во втором выпуске научного журнала Pseudodoxia Epidemica , написанного сэром Томасом Брауном в 1946 году.

Шарль Франсуа Дюфе открыл типы электрических зарядов

Дальнейшие исследования проводились многими учеными. Отто фон Герике, например, изобрел примитивную форму фрикционной электрической машины в 1663 году. Стивен Грей различал проводимость и изоляцию и открыл явление, называемое электростатической индукцией, в 1729 году.

Один из основных вкладов начала 17 века сделал французский химик Шарль Франсуа Дюфе. Он открыл два типа электричества: стекловидное и смолистое (которое в настоящее время известно как положительный и отрицательный заряд соответственно).

Он также обнаружил, что объекты с одинаковым зарядом притягиваются друг к другу, а объекты с противоположным зарядом отталкиваются. Он также прояснил некоторые популярные заблуждения того времени, например, что электрические свойства объекта зависят от его цвета.

Бенджамин Франклин доказал, что молния имеет электрическую природу

В середине XVIII века Бенджамин Франклин широко изучал и проводил многочисленные эксперименты, чтобы понять электричество. В 1748 году он построил электрическую батарею, поместив несколько стеклянных листов, зажатых между свинцовыми пластинами. Он также открыл принцип сохранения заряда.

В июне 1752 года Франклин провел знаменитый эксперимент, чтобы доказать, что молния — это электричество. Он прикрепил металлический ключ к нижней части смоченной веревки воздушного змея и запустил змея во время грозы. Он был осторожен, стоя на изоляторе, чтобы избежать удара током.

Как он и ожидал, змей собрал немного электрического заряда из грозовых облаков, который затем потек по веревке, сотрясая его. Этот эксперимент доказал, что молния действительно была электрической по своей природе.

Луиджи Гальвани открыл биоэлектромагнетизм в 1780-х годах

Итальянский физик и биолог был пионером биоэлектромагнетизма. В 1780 году он провел несколько экспериментов на лягушках и обнаружил, что электричество является средой, через которую нейроны передают сигналы мышцам.

Алессандро Вольта изобрел электрическую батарею в 1800 году

Другой итальянский физик по имени Алессандро Вольта обнаружил, что некоторые химические реакции могут производить постоянный электрический ток. Он построил электрическую батарею, для производства непрерывного потока электрического заряда. Она была сделана из чередующихся слоев меди и цинка.

Вольта также различал электрический потенциал (V) и заряд (Q), описывая, что они пропорциональны для данного объекта. Это то, что мы называем законом емкости Вольта. За эту работу единица измерения электрического потенциала SI (вольт) была названа в его честь.

Исследования, проведенные Вольтом, привлекли большое внимание и побудили других ученых провести аналогичные исследования, что в конечном итоге привело к развитию нового раздела физической химии, называемого электрохимией.

Немецкий физик Георг Симон Ом дополнительно изучил электрохимическую ячейку Вольта и обнаружил, что электрический ток прямо пропорционален напряжению (разности потенциалов), приложенному к проводнику. Эта связь называется законом Ома.

Ханс Кристиан Эрстед обнаружил, что электричество создает магнитные поля

В начале 19 века датский физик Ханс Кристиан Эрстед обнаружил прямую связь между электричеством и магнетизмом. В 1820 году он опубликовал свои открытия, описывая, как стрелка компаса может отклоняться под действием электрического тока.

Работы Эрстеда вдохновили французского физика Андре-Мари Ампера на разработку физико-математической теории, которая могла бы лучше объяснить связь между электричеством и магнетизмом. Он сформировал математическую формулу для представления магнитных сил между объектами, несущими ток. Для этой работы в его честь была названа единица измерения электрического тока (ампер).

В 1820-х годах Ампер изобрел многочисленные приборы, в том числе электромагнит (электромагнит, создающий управляемое магнитное поле) и электрический телеграф (система обмена текстовыми сообщениями «точка-точка»).

Майкл Фарадей сделал электричество практичным для использования в технологиях

Майкл Фарадей заложил основы концепции электромагнитного поля. Он обнаружил, что на световые лучи может влиять магнетизм. Он изобрел электромагнитные вращательные устройства, которые легли в основу технологии электродвигателей.

В 1831 году Фарадей разработал электрическую динамомашину-машину, которая могла непрерывно преобразовывать вращательную механическую энергию в электрическую, что сделало возможным производство электричества.

В 1832 году Фарадей провел серию экспериментов по исследованию поведения электричества. Он пришел к выводу, что категоризация различных «типов» электричества была иллюзорной. Вместо этого он предложил, что существует только один «тип» электричества, и изменение таких параметров, как ток и напряжение (количество и интенсивность), приведет к созданию различных групп явлений.

Джеймс Клерк Максвелл сформулировал теорию электромагнитного излучения

В 1873 году шотландский ученый Джеймс Клерк Максвелл начал разрабатывать уравнения, которые могли бы точно описать электромагнитное поле. Он предположил, что электрические и магнитные поля движутся как волны со скоростью света.

Генрих Рудольф Герц окончательно доказал эту теорию, и Гульельмо Маркони использовал эти волны для разработки радио.

Томас Эдисон коммерциализировал электричество

В 1879 году Томас Альва Эдисон изобрел практичную лампочку, которая прослужит долго, прежде чем перегореть. Его следующей задачей была разработка электрической системы, которая могла бы обеспечить людей реальным источником энергии для питания этих ламп.

В 1882 году он построил первую электростанцию в Лондоне, чтобы вырабатывать электроэнергию и переносить ее в дома людей. Несколько месяцев спустя он создал еще одну электростанцию в Нью-Йорке для обеспечения электрическим освещением нижней части острова Манхэттен. Около 85 потребителей получили достаточно энергии, чтобы зажечь 5000 ламп.

На заводе использовались возвратно-поступательные паровые двигатели для включения генераторов постоянного тока. Но так как это было распределение постоянного тока, зона обслуживания была ограничена падением напряжения в фидерах.

Никола Тесла изобрел переменный ток

Поворотный момент в электрической эре наступил через несколько лет, когда Никола Тесла приехал в Нью-Йорк, чтобы работать на Эдисона. Он покинул Edison Machine Works через шесть месяцев из-за невыплаченных бонусов, которые, по его мнению, он заработал.

Вскоре после ухода из компании Тесла обнаружил новый тип двигателя переменного тока и технологию передачи электроэнергии. Он объединился с Джорджем Вестингаузом, чтобы запатентовать систему переменного тока, чтобы обеспечить страну электроэнергией высочайшего качества.

Энергетическая система, изобретенная Теслой, быстро распространилась в США и Европе благодаря своим преимуществам в дальней высоковольтной передаче. Первая гидроэлектростанция Теслы в Ниагарском водопаде могла транспортировать электроэнергию более чем на 200 квадратных миль. В отличие от этого, эдисоновская электростанция постоянного тока могла транспортировать электричество только в пределах одной мили.

Сегодня переменный ток вырабатывается большинством электростанций и используется почти всеми системами распределения электроэнергии. Общее мировое валовое производство электроэнергии в 2019 году составило 27 644 ТВтч.

Генрих Рудольф Герц наблюдал фотоэлектрический эффект в 1887 году

Пока Тесла был занят изобретением и распределением переменного тока, Генрих Герц проводил серию экспериментов по пониманию электромагнитных волн. В 1887 году он наблюдал фотоэлектрический эффект, явление, при котором электроны испускаются, когда электромагнитное излучение (например, свет) попадает на материал.

В 1905 году Альберт Эйнштейн опубликовал «закон фотоэлектрических эффектов», выдвинув гипотезу о том, что световая энергия переносится дискретными квантованными пакетами. Это был решающий шаг в развитии квантовой механики. За эту работу Эйнштейн был удостоен Нобелевской премии по физике 1921 года.

Фотоэлектрический эффект используется в фотоэлементах, обычно встречающихся в солнечных батареях. Эти фотоэлементы вырабатывают напряжение и подают электрический ток, когда на них светит солнечный свет (или свет с определенной длиной волны).

К концу 2019 года во всем мире было установлено в общей сложности 629 гигаватт солнечной энергии. Это число будет увеличиваться в ближайшие годы, поскольку многие страны и территории переходят на возобновляемые источники энергии, чтобы уменьшить воздействие производства электроэнергии на окружающую среду.

И поэтому было бы неправильно отдать должное только одному человеку за то, что он открыл для себя электричество. В то время как идея электричества существовала тысячи лет, когда пришло время ее научного и коммерческого изучения, несколько великих умов работали над различными подмножествами этой проблемы.

Электричество – обыденное и жизненно необходимое для большинства людей явление. И как любая привычная вещь, оно редко заметно. Мало кто задаётся вопросом откуда оно появляется, как работает, что с его помощью можно сделать. Однако, его исследованием занимались задолго до нашей эры и до сих пор некоторые загадки остаются без ответа.

Что понимают под электрическим током

Электричество – это комплекс явлений, связанный с существованием электрических зарядов. Под этим словом чаще всего подразумевается электрический ток и все процессы, которые он вызывает.

Электрический ток – это направленное движение частиц, несущих заряд, под воздействием электрического поля.

Кто придумал электричество — история

Частные проявления электричества изучались ещё задолго до нашей эры. Но соединить их в одну теорию, объясняющую вспышки молний в небе, притяжение предметов, способность вызывать пожары и онемение частей тела или даже смерть человека, оказалось непростой задачей.

Учёные издревле изучали три проявления электричества:

• Рыбы, вырабатывающие электричество;
• Статическое электричество;
• Магнетизм.

В Древнем Египте целители знали о странных способностях нильского сома и пытались с его помощью лечить головную боль и другие заболевания. Древнеримские врачи использовали в сходных целях электрического ската. Древние греки подробно изучали странные способности ската и знали, что оглушить человека существо могло без прямого контакта через трезубец и рыболовные сети.

Несколько раньше было обнаружено, что если потереть янтарь о кусок шерсти, то он начнёт притягивать шерстинки и небольшие предметы. Позже был открыт и другой материал со сходными свойствами – турмалин.

Примерно в 500-х годах до н.э. индийские и арабские учёные знали о веществах, способных притягивать железо и активно использовали эту способность в разных областях. Около 100-го года до н.э. китайские учёные изобрели магнитный компас.

В 1600 году Уильям Гилберт, придворный врач Елизаветы I и Якова I, обнаружил, что вся планета – это один огромный компас и ввел понятие «электричество» (с греческого «янтарность»). В его трудах эксперименты с натиранием янтаря о шерсть и способность компаса указывать на север начали объединяться в одну теорию. На картине ниже он демонстрирует магнит Елизавете I.

В 1633 год инженер Отто фон Герике изобретает электростатическую машину, которая может не только притягивать, но и отталкивать предметы, а в 1745 году Питер ван Мушенбрук сооружает первый в мире накопитель электрического заряда.

В 1800 году итальянец Алессандро Вольта изобретает первый источник тока – электрическую батарею, вырабатывающую постоянный ток. Также он смог передать электрический ток на расстояние. Поэтому именно этот год многие считают годом изобретения электричества.

В 1831 году Майк Фарадей открывает явление электромагнитной индукции и открывает направление для изобретения различных устройств на основе электрического тока.

На рубеже XIX-XX веков совершается огромное количество открытий и достижений, благодаря деятельности Николы Тесла. Среди прочего, он изобрёл высокочастотный генератор и трансформатор, электродвигатель, антенну для радиосигналов.

Наука, изучающая электричество

Электричество – природное явление. Оно частично изучается в биологии, химии и физике. Наиболее полно электрические заряды рассматриваются в рамках электродинамики – одного из разделов физики.

Теории и законы электричества

Законов, которым подчиняется электричество немного, но они полностью описывают явление:

• Закон сохранения энергии – фундаментальный закон, которому подчиняются и электрические явления;
• Закон Ома – основной закон электрического тока;
• Закон электромагнитной индукции – о электромагнитном и магнитном полях;
• Закон Ампера – о взаимодействии двух проводников с токами;
• Закон Джоуля-Ленца – о тепловом эффекте электричества;
• Закон Кулон – об электростатике;
• Правила правой и левой руки – определяющие направления силовых линий магнитного поля и силы Ампера, действующей на проводник в магнитном поле;
• Правило Ленца – определяющее направление индукционного тока;
• Законы Фарадея – об электролизе.

Первые опыты с электричеством

Первые опыты с электричеством носили, в основном, развлекательный характер. Их суть была в лёгких предметах, которые притягивались и отталкивались под действием плохо изученной силы. Другой занимательный опыт – передача электричества через цепочку людей, взявшихся за руки. Физиологическое действие электричества активно изучал Жан Нолле, заставивший пройти электрический заряд через 180 человек.

Из чего состоит электрический ток

Электрический ток – это направленное или упорядоченное движение заряженных частиц (электронов,  ионов). Такие частицы называют носителями электрического заряда. Для того чтобы движение появилось, в веществе должны быть свободные заряженные частицы. Способность заряженных частиц перемещаться в веществе определяет проводимость этого вещества. По проводимости вещества различают на проводники, полупроводники, диэлектрики и изоляторы.

В металлах заряд перемещают электроны. Само вещество при этом никуда не утекает – ионы металла надёжно закреплены в узлах структуры и лишь слегка колеблются.

В жидкостях заряд переносят ионы: положительно заряженные катионы и отрицательно заряженные анионы. Частицы устремляются к электродам с противоположным зарядом, где становятся нейтральными и оседают.

В газах под действием сил с разными потенциалами образуется плазма. Заряд переносится свободными электронами и ионами обоих полюсов.

В полупроводниках, заряд перемещают электроны, перемещаясь от атома к атому и оставляя после себя разрывы, считающиеся положительно заряженными.

Откуда берется электрический ток

Электричество, поступающее по проводам в дома, вырабатывается электрическим генератором на различных электростанциях. На них генератор соединён с постоянно вращающейся турбиной.

В конструкции генератора есть ротор – катушка, которая располагается между полюсами магнита. При вращении турбиной этого ротора в магнитном поле по законам физики появляется или наводится электрический ток. Таким образом назначение генератора – преобразовывать кинетическую силу вращения в электричество.

Заставить турбину крутиться можно многими способами, используя разнообразные источники энергии. Они разделяются на три вида:

• Возобновляемые – энергия, получаемая из неисчерпаемых ресурсов: потоков воды, солнечного света, ветра, геотермальных источников и биотоплива;
• Невозобновляемые – энергия, получаемая из ресурсов, которые возникают очень медленно, несоизмеримо с темпами расходования: уголь, нефть, торф, природный газ;
• Ядерные – энергия, получаемая из процесса ядерного деления клеток.

Чаще всего электроэнергия возникает благодаря работе:

• Гидроэлектростанций (ГЭС) – строятся на реках и используют силу водного потока;
• Тепловых электростанций (ТЭС) – работают на тепловой энергии от сжигания топлива;
• Атомные электростанции (АЭС) – работают на тепловой энергии, получаемой от процесса ядерной реакции.

Преобразованная энергия по проводам поступает в трансформаторные подстанции и распределительные устройства и уже потом доходит до конечного потребителя.

Сейчас активно развиваются так называемые альтернативные виды энергии. К ним относят ветрогенераторы, солнечные батареи, использование геотермальных источников и любые другие способы получить электроэнергию через необычные явления. Альтернативная энергетика сильно уступает по производительности и окупаемости традиционным источникам, но в определённых ситуациях помогают сэкономить и снизить нагрузку на основные электросети.

Также есть миф о существовании БТГ — бестопливных генераторов. В интернете есть ролики демонстрирующие их работу и предлагается их продажа. Но о достоверности этой информации идут большие споры.

Виды электричества в природе

Самый простой пример электричества, возникающего естественным путём – это молнии. Частицы воды в облаках постоянно сталкиваются друг с другом, приобретая положительный или отрицательный заряд. Более лёгкие, положительно заряженные частицы оказываются в верхней части облака, а тяжёлые отрицательные перемещаются вниз. Когда два подобных облака оказываются на достаточно близком расстоянии, но на разной высоте, положительные заряды одного начинают взаимно притягиваться отрицательными частицами другого. В этот момент и возникает молния. Также это явление возникает между облаками и самой земной поверхностью.

Другое проявление электричества в природе – это специальные органы у рыб, скатов и угрей. С их помощью они могут создавать электрические заряды, чтобы обороняться от хищников или оглушать своих жертв. Их потенциал – от совсем слабых разрядов, незаметных для человека, до смертельно опасных. Некоторые рыбы создают вокруг себя слабое электрическое поле, помогающее искать добычу и ориентироваться в мутной воде. Любой физический объект так или иначе искажает его, что помогает воссоздавать окружающее пространство и «видеть» без глаз.

Также электричество проявляется и в работе нервной системы живых организмов. Нервный импульс передаёт информацию от одной клетки к другой, позволяя реагировать на внешние и внутренние раздражители, мыслить и управлять своими движениями.

Электричество повсюду: в светильниках и вентиляторах, компьютерах и мобильных телефонах, в бесчисленном множестве других устройств. Современный мир без него представить невозможно, да и природу тоже, ведь оно есть и в разряде молнии, и между нервными клетками человека. Изучением этого явления занимаются несколько тысячелетий.

Что такое электричество и откуда оно берется

О чем думают, когда слышат слово «электричество» или «электрический»? На ум приходят розетки, линии электропередач, трансформаторы или сварочные аппараты, молния, батарейки и зарядные устройства. Безусловно, электричества в современной цивилизации очень много. Кроме того, оно есть в природе. Но что мы о нем знаем?

Электричеством называют процесс движения заряженных частиц под воздействием электромагнитного поля:

• в одном направлении (постоянный ток);
• с периодическими сменами направления (переменный ток).

Термин имеет греческое происхождение, а «электрон» означает ‘янтарь’. Первым его использовал древнегреческий философ Фалес.

Когда вставляем вилку в розетку, включаем электрочайник или нажимаем выключатель, между источником и приемником электричества замыкается электрическая цепь, благодаря чему электрический заряд получает путь для движения, например, по спирали чайника. Описать процесс можно так:

• Источник электричества — розетка.
• Электрическим током называем электрический заряд, который двигается через проводник (например, спираль чайника).
• Проводник соединяет розетку с потребителем двумя проводами: по одному из них заряд движется к потребителю, а по второму — к розетке.
• В случае переменного тока провода по 50 раз в секунду меняются ролями.

Источник энергии для движения зарядов (то есть, источник электричества) в городах — это электростанции. На них происходит выработка электричества с помощью мощных генераторов, ротор которых приводит во вращение ядерная установка или силовая установка (например, гидротурбина).

Трансформаторы электростанций подают сверхвысокое переменное напряжение величиной 110, 220 или 500 киловольт на высоковольтные линии электропередач (ЛЭП). Достигнув понижающих подстанций, оно снижается до уровня бытовой сети — 220 вольт. Это напряжение в наших розетках, которое используем каждый день, не задумываясь о длине того пути, которое оно проходит.

Можно ли накопить электричество для бытовых целей? Да, и мы этим тоже пользуемся. В этом помогает преобразование в химическую энергию, а именно в аккумуляторы. Химические реакции между электродами (веществами и растворами, которые проводят ток) создают ток при замкнутой на потребителя внешней цепи. Чем больше площадь электродов, тем больше тока можно получить.

Используя разный материал электродов и количество соединенных в аккумуляторе ячеек, можно генерировать разное напряжение. Например, в литий-ионном аккумуляторе стандартное напряжение для одной ячейки составляет 3,7 вольта. Работает он так:

• Ионы лития с положительными зарядами во время разряда движутся в электролите от анода (положительного электрода) из меди и графита к катоду (отрицательному электроду) из алюминия.
• Во время заряда происходит обратное движение, и образуются соединения графита с литием, то есть накопление энергии в виде химического соединения.

Такой аккумулятор полноценно работает на протяжении около 1000 циклов заряда-разряда.

В современном мире все привыкли к тому, что электричество всегда есть в доме. Тысячи людей ежедневно трудятся для того, чтобы его источники работали бесперебойно.

История изобретения электричества

Было бы неправильно сказать, что кто-то один открыл электричество. Сама идея существовала тысячи лет, а затем началась эра научных и коммерческих исследований. Многие великие умы трудились над вопросом природы электричества.

Фалес Милетский

Около 600 года до н. э. греческий математик Фалес обнаружил, что во время трения меха о янтарь между ними возникает притяжение. Оказалось, что его вызывает дисбаланс электрических зарядов, так называемое статическое электричество.

Уильям Гилберт

Английский физик в 1600 году написал книгу «De Magnete». В ней ученый объяснил опыты, которые проводил Фалес Милетский. Явление статического электричества, которое античный исследователь производил с помощью янтаря (на греческом ‘электрум’), Гилберт назвал электрической силой.

Так появилось английское слово electricity. Кроме того, ученый изобрел электроскоп, который обнаруживал присутствие электрических зарядов на теле.

Шарль Франсуа Дюфе

В начале XVII века французский ученый открыл два типа электричества. Он назвал их стекловидным и смолистым (в современной терминологии — положительный и отрицательный заряды). Он обнаружил, что объекты с одинаковыми зарядами притягиваются, а с противоположными — отталкиваются.

Бенджамин Франклин

В середине XVIII века Бенджамин Франклин проводил многочисленные эксперименты, изучая природу электричества. В 1748 году ему удалось построить электрическую батарею из стеклянных листов, сжатых пластинами из свинца. Ученый открыл принцип сохранения заряда. Летом 1752 года Франклин провел знаменитый эксперимент, который доказал, что молния — это электричество.

Луиджи Гальвани

Этому итальянскому физику и биологу принадлежит первенство в открытии явления биоэлектромагнетизма. В 1780 году он проводил эксперименты на лягушках и выяснил, что электричество — та среда, с помощью которой нейроны передают сигналы мышцам.

Алессандро Вольта

Этот итальянский физик выяснил, что некоторые химические реакции — источники постоянного электрического тока. Он построил электрическую батарею из меди и цинка для производства непрерывного потока электрических зарядов.

Вольта ввел понятия электрического потенциала (V) и заряда (Q), выразил закон емкости, позже названный его именем. За эту работу единицу измерения электрического потенциала назвали в его честь.

Ханс Кристиан Эрстед и Андре-Мари Ампер

В начале XIX века датский физик Ханс Кристиан Эрстед обнаружил прямую связь между электричеством и магнетизмом. Он описал, как стрелка компаса отклоняется под воздействием электрического тока.

Вдохновленный этой работой французский физик Андре-Мари Ампер составил формулу для описания магнитных сил, которые возникают между объектами, несущими ток. В его честь назвали единицу измерения электрического тока.

Майкл Фарадей

Этот ученый:

• заложил основу концепции электромагнитного поля;
• , что магнетизм влияет на световые лучи;
• изобрел электромагнитные вращательные устройства.

В 1831 году Фарадей сконструировал электрическую динамомашину, в которой вращательная механическая энергия непрерывно превращалась в электрическую. Это позволило производить электричество.

Томас Эдисон

В 1879 году ученый изобрел практичную лампочку. Далее он занялся разработкой системы, которая обеспечивала бы людей источником энергии для питания таких ламп. В 1882-м в Лондоне построена первая электростанция, которая вырабатывала электричество и поставляла его в дома людей.

Через несколько месяцев появилась первая электростанция в Нью-Йорке, которая поставляла электричество для освещения нижней части острова Манхэттен (85 потребителей смогли зажечь 5000 ламп). Это был постоянный ток.

Никола Тесла

Тесла известен разработкой нового типа двигателя переменного тока и технологии передачи электроэнергии. Он запатентовал систему с переменным током, чтобы обеспечивать людей электроэнергией высочайшего качества. Энергетические системы Теслы распространилась в США и Европе, так как обеспечивали дальнюю высоковольтную передачу.

Генрих Рудольф Герц и Альберт Эйнштейн

Генрих Герц занимался экспериментами по изучению электромагнитных волн. В 1887 году он описал фотоэлектрический эффект, когда электроны испускаются (отрываются от атома) при попадании на материал электромагнитного излучения (например, света).

В 1905 году Альберт Эйнштейн опубликовал закон фотоэлектрических эффектов и выдвинул гипотезу о квантах световой энергии. Так началось развитие квантовой механики и создание солнечных батарей.

Так как электричество необходимо человечеству, исследования в этой сфере продолжаются и сейчас. Без электрического тока мы не представляем быт, а ученые находятся в поисках его новых источников.

Оригинал статьи: https://www.nur.kz/family/school/1912747-chto-takoe-elektrichestvo-i-kto-ego-izobrel/

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.

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

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.

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.

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.

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.

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.

Электричество прочно вошло в нашу жизнь, и теперь в случае кратковременного отсутствия электроснабжения наступает “конец света” не только в переносном, но и в прямом смысле. Привыкнув к благам цивилизации, которые стали возможны благодаря применению электрической энергии, современным людям трудно понять, как жили наши предки.

При мысли об этом в голове возникает картина темной пещеры, внутри которой горит костер. Древний человек, одетый в шкуру, задумчиво смотрит на огонь и подбрасывает в него сухие ветки. Рядом сидят дети, внимательно следят за его действиями и слушают рассказы об огненном цветке.

Многие читатели наверняка удивятся, если узнают, что электричество было известно еще в далекой древности. Причем точно ответить на вопрос, кто изобрел электричество, невозможно.

Наши предки уже знали о возможностях некоторых видов рыб испускать электрические разряды, которые обездвиживали жертву. А чего стоит находка “багдадской батарейки” — предположительно первого химического источника тока, работавшего более 2,5 тысячи лет назад? Вперед, читатель, попробуем разобраться в запутанной истории применения электричества.

История открытия

Атмосферное электричество существовало задолго до появления человека. Оно вызывало пожары и представляло непосредственную опасность для древних людей. Увидев приближение грозы, наши предки принимали ее за гнев грозных богов и благоразумно старались не выходить из укрытий.

Неизвестная сила привлекала, поэтому зная об опасности электричества, люди все же старались применять его для своих целей. До нашего времени, к большому сожалению, дошло мало данных. Поэтому ответ на вопрос, кто первым придумал использовать электричество, похоже, навсегда останется скрытым во тьме истории.

Наблюдения в древности

Наши предки знали о необычных свойствах некоторых видов рыб. В древнеегипетских текстах, которые датируются 2750 годом до нашей эры, встречается упоминание о рыбах, способных создавать электрические разряды, — “громовержцах Нила”.

На барельефе, созданном древним художником примерно в 2300 году до нашей эры, представлена сцена ловли рыбы. Среди изображений рыб на нижней части барельефа можно увидеть электрического сома.

Древнеримский ученый Плиний Старший описывал необычные возможности электрических сомов и скатов. Он упоминал о способности разрядов, создаваемых этими животными, перемещаться по проводящим ток объектам.

Арабские, древнеримские и древнегреческие врачи использовали способности электрических рыб при устранении подагры и головной боли. Способ лечения заключался в том, что больной прикасался к ним и получал мощный электрический разряд.

Известный древнеримский ученый Гален, живший во 2 веке нашей эры, настолько успешно применял этот метод для терапии, что император Марк Аврелий сделал его своим врачом.

Заслуживают внимания барельефы древнеегипетского храма богини Хатхор, построенного более 4,5 тысячи лет назад. Изображенные на стенах предметы похожи на газоразрядные электрические лампы и дают основания предполагать, что они использовались для освещения храма.

Большинство египтологов придерживаются противоположной точки зрения. Они опровергают это открытие и утверждают, что для изготовления таких ламп помимо мощного источника тока требовались вакуумные насосы, проводники тока, изоляторы и развитое стеклодувное производство.

Фалес, философ и математик из древнегреческого города Милета, в 600 г. до нашей эры опытным путем установил, что янтарь при натирании мехом животных притягивает к себе разные легкие предметы. Из-за малого количества исследований и низкого уровня развития науки того времени суть явления полностью не была изучена.

Необычная особенность янтаря объяснялась воздействием божественных сил. Кстати, корень слова «электричество» связан с греческим названием янтаря — электрон.

Немецкий археолог Вильгельм Кениг в 1936 г. в окрестностях Багдада, столицы современного государства Ирака, обнаружил артефакт возрастом более 2 тысяч лет. Это остатки глиняного сосуда, длина которого составляла 13 см. Верхняя часть сосуда была покрыта битумом. Внутри находился стальной стержень, вставленный в медный цилиндр.

Ученый предположил, что этот сосуд является химическим источником электрического тока при заполнении раствором кислоты или щелочи. Догадку Кенига опытным путем подтвердили многие ученые. Так, в 1947 г. американским ученым-физиком была изготовлена копия сосуда. В качестве электролита он использовал сульфат меди. Напряжение, создаваемое батареей, составило 2 В.

Конечно, у теории возможности создания древними людьми источников тока нашлись критики. Они утверждают, что оборудование, которое могло бы работать от электрического тока, не найдено. Устройство батареи, при котором вся верхняя часть покрывалась слоем битума, не предполагает его использования в качестве источника тока, а наоборот, схоже с сосудами для хранения свитков.

Шарль Франсуа Дюфе и типы зарядов

В конце XVI века ученые начали интересоваться античными трудами. Английский придворный врач Елизаветы I и по совместительству ученый-физик Уильям Гилберт ввел в широкое обращение термин “электричество” в 1600 г.

Этим термином ученый описывал силу, создаваемую разными веществами при трении друг о друга. Он также является автором научного трактата. В нем Гилберт предложил рассматривать Землю как большой магнит, полюсы которого совпадают с географическими.

Гилберт был первым ученым, который разделил понятия магнетизма и статического электричества. Он является создателем простейшего прибора, названного “версориум”. Устройство предназначалось для определения присутствия электрического поля.

С его помощью ученый доказал, что при натирании возможность притягивать к себе предметы небольшого веса свойственна не только янтарю, но и другим материалам. Также он впервые описал изолирующие и экранирующие свойства разных материалов.

В 1663 г. бургомистр немецкого города Магдебурга Отто фон Герике продолжил исследования Уильяма Гилберта и построил электростатическую машину. С ее помощью изучались эффекты притягивания и отталкивания разных тел.

Машина состояла из шара, внутри которого был закреплен стальной стержень. Шар изготавливали, заливая расплавленную серу в стеклянный сосуд. После того как сера застывала, сосуд разбивали.

Шар устанавливался на специальном креплении. Вращение шара производилось при помощи специальной рукоятки. Прислонив к нему сухую руку, можно было наблюдать, как легкие тела под воздействием статического электричества притягиваются или отталкиваются. Также ученый доказал, что статические заряды могут передаваться на небольшие расстояния по льняной нити.

Опыты фон Герике по передаче электричества на расстояние продолжил английский ученый Стивен Грей. Он наблюдал за тем, как пробка, которая закрывает стеклянную трубку, начинает притягивать легкие предметы, если трубку потереть.

Присоединив к пробке шелковую нить, ученый смог добиться того, что максимальное расстояние, на которое смог быть передан заряд электричества, составило 800 футов.

Причем было установлено, что на расстояние оказывает влияние не толщина веревки, а материал, из которого она изготовлена. Также ученый определил, что электрические заряды могут передаваться путем электростатической индукции без прикосновения стеклянной трубки к веревке. Грей установил, что вещества делятся на проводники электричества и диэлектрики.

Французский ученый Шарль Дюфе, изучив опыты предшественников, в 1733 г. выявил, что в природе существует два вида электрических зарядов, или, как он их называл, “смоляное и стеклянное электричество”. Причем электричество разного рода может притягиваться, а одного вида отталкивает себе подобное.

Следующим этапом в изучении электричества стало изобретение конденсатора, устройства для накапливания электрических зарядов, в 1745 г. в голландском городе Лейдене.

История его открытия сообщает о двух ученых, которые обнаружили этот эффект независимо друг от друга. Первым, кто открыл эффект накопления электрических зарядов, стал Эвальд фон Клейст.

Открытие было сделано случайно, когда он заряжал от электрической машины стальной гвоздь. Решив, что гвоздь достаточно заряжен, ученый стал доставать его из банки, которую держал другой рукой. Прикоснувшись к гвоздю, он получил заметный удар электрическим током.

В результате была открыта возможность накопления электричества. Немного позже его опыт повторил профессор Питер фон Мушенбрук. Он использовал налитую в стеклянный сосуд воду и погружал в нее медную проволоку. Когда ученый попытался прикоснуться к заряженному медному проводнику, он получил сильный электрический удар.

Впоследствии фон Мушенбрук доложил об открытии научному сообществу. Полученное устройство стало называться “лейденская банка”.

Примерно в это же время в России изучением атмосферного электричества занимались такие великие ученые, как Михаил Ломоносов и Георг Рихман. Для исследования явления ими был сконструирован громоотвод. С его помощью ученые заряжали “лейденскую банку”. Также они изобрели прибор для измерения электричества — “электрический указатель”.

К сожалению, в 1753 г. во время одного из экспериментов с атмосферным электричеством Георг Рихман трагически погиб из-за удара молнии.

Бенджамин Франклин и воздушный змей

Продолжая исследовать природу того, как появляется электричество, американский ученый и известный политический деятель Бенджамин Франклин ввел определение положительного и отрицательного зарядов.

В Филадельфии в 1752 г. он проводил опыты по изучению электрических явлений в атмосфере. Суть заключалась в запуске воздушного змея в грозовое облако. Он состоял из стальной рамки, обтянутой шелковой тканью. Змей был привязан к шелковой ленте.

На конце ленты находился металлический ключ. Зная о смертельной опасности, возникающей при ударе молнии, Франклин не стал ждать момента удара. Вместо этого он запустил змея в облако и обнаружил, что тот может собрать электрические заряды.

Также он смог описать принцип действия громоотвода и для повышения его эффективности предложил делать верхнюю часть заостренной. При помощи громоотвода ученому удалось доказать, что молния имеет электрическую природу.

Луиджи Гальвани и Алессандро Вольта — открытия в Италии на рубеже 18-19 веков

Итальянский ученый Луиджи Гальвани в 1771 г. во время проведения опытов по изучению сокращения мышц обнаружил возможность препарированных лапок лягушки сокращаться под действием электричества. Это случайное открытие положило начало новому направлению науки — электрофизиологии.

В опубликованном им в 1791 г. трактате ученый описал наличие в мышцах животных электрического тока. Само явление получило название в его честь — гальванизм. Гальвани предположил, что мышцы животных являются подобием лейденской банки и могут накапливать электрические заряды, которые передаются по нервам.

Последователь Луиджи Гальвани, его племянник, профессор анатомии Джованни Альдини приобрел известность тем, что сделал из открытия своего дяди жуткое зрелище. Вместо препарированной лягушки для своих опытов он использовал трупы казненных преступников. Зрители могли видеть, как тело двигается, открывает глаза и корчит гримасы. После такого шоу некоторые длительно страдали расстройством психики.

В 1785 г. французский ученый Шарль Кулон сформулировал закон, который описывал силу взаимодействия между электрическими зарядами, зависящую от расстояния между ними. Работа по изучению электрических явлений стала точной наукой.

Опыты с электричеством Луиджи Гальвани вдохновили его соотечественника, ученого Алессандро Вольта, на проведение экспериментов с “животным электричеством”. Вольта пришел к выводу, что такие явления имеют отношение к замкнутой электрической цепи, состоящей из двух разных видов металлов и жидкости.

В 1800 г. он изобретает химический источник тока — “Вольтов столб”. Устройство представляло собой диски из разных металлов, между которыми помещались бумажные диски, пропитанные щелочными растворами.

Проводя опыты с лягушачьими лапками, ученый пришел к выводу, что величина их сокращений будет зависеть от вида металлов. При прикосновении к ним проводниками из металлов одного типа эффект не наблюдается. Благодаря этому исследованию он пришел к пониманию разницы потенциалов.

Продолжая опыты с электричеством, Вольта пришел к открытию того, что нервы имеют большую возбудимость по сравнению с мышцами. Также ученый определил, что органы зрения и вкуса человека чувствительны к воздействию электрического тока.

Используя открытие Вольта, российский ученый Василий Петров в 1802 г. собрал большую батарею, состоявшую из 2100 пар медных и цинковых дисков, между которыми находились диски из картона, пропитанные нашатырным раствором.

Диски были уложены в деревянные ящики и подключены последовательно. Общая длина батареи составила около 12 метров. Создание такого мощного источника тока позволило открыть электрическую дугу.

На практике была доказана возможность применения дуги для разных целей:

• Плавки и сварки металлов.
• Восстановления металлов из руды.
• Освещения.

Петрову принадлежит применение термина “сопротивление”. Он описывал им характеристики вещества, препятствующие движению электрического тока. Проведение опытов по прохождению электрического тока через оксиды металлов и другие вещества позволило описать процессы электролиза.

Магнитное поле — труды Эрстеда, Ампера и Фарадея

В 1820 г. датский ученый-физик Ханс Эрстед смог впервые экспериментально доказать, что электрические и магнитные явления имеют связь. При демонстрации нагрева проволоки током, получаемым при подключении к вольтову столбу, было замечено, что стрелка компаса отклонилась.

Впоследствии ученый смог опытным путем доказать появление магнитных свойств у платины, золота, серебра, латуни, свинца, железа при пропускании электрического тока. Эрстед применял разные материалы для экранирования, но стрелка продолжала отклоняться. Причем она не отклонилась, когда ученый установил проволоку, по которой проходил ток в вертикальное положение.

Опираясь на открытия Эрстеда, французский ученый Андре Мари Ампер в 1821 г. вывел правило, описывающее действие магнитного поля. Впоследствии его назовут теоремой Ампера. Ученый смог объединить электричество и магнетизм в одну теорию электромагнетизма. Им было установлено, что связь магнитного поля и электричества не наблюдается при статическом электричестве.

В 1822 г. ученый открыл наличие магнитного эффекта у соленоида при протекании по нему электрического тока. Ампер предложил использовать для усиления магнитного поля стальной сердечник, помещаемый внутрь соленоида.

Открыть взаимосвязь между сопротивлением электрической цепи, силой тока и напряжением удалось в 1826 г. немецкому физику Георгу Ому. Это оказало огромное влияние на развитие науки и известно в наше время как закон Ома.

В 1830 г. немецкий ученый Карл Гаусс сформулировал основную теорему теории электростатического поля.

Английский ученый-физик Майкл Фарадей стал основоположником учения об электромагнитном поле. В 1831 г. им была открыта электромагнитная индукция — появление электрического тока в замкнутом проводнике при изменении магнитного потока, который через него проходит.

На основе своего открытия ученый создал первый электрогенератор и электродвигатель. Ему принадлежит мысль, что электрические силы переносятся атомами материи.

Одним из основоположников электротехники по праву считают российского физика Эмилия Ленца. В 1834 г. он открыл закон индукции, определяющий направление индукционного тока, — “Правило Ленца”. Также ученым был сформулирован закон, определяющий количество тепла, выделяемое проводником при протекании по нему тока, и принцип обратимости электрических машин.

Вклад Максвелла

После открытия электромагнитной индукции в ученом мире появилось два разных взгляда на происхождение электрических и магнитных явлений.

Большая часть ученых поддерживала концепцию дальнодействия, которая считала электромагнитные силы подобием сил гравитационного притяжения. Майкл Фарадей придерживался идеи силовых линий, соединяющих положительные и отрицательные заряды.

Решить задачу построения математической теории, объединяющей концепции силовых линий и дальнодействия, удалось британскому ученому-физику Джеймсу Максвеллу. Он вывел уравнения, определяющие взаимодействие зарядов и токов, в 1873 г.

Согласно полученным уравнениям выяснилось, что изменяющееся со временем электрическое поле приводит к появлению магнитного поля. Последнее, в свою очередь, приводит к появлению электрического поля. В результате такого взаимодействия в пространстве происходит распространение электромагнитных волн со скоростью света.

Распространение и становление электротехники в конце 19 – начале 20 века

Становлению электротехники предшествовали исторические открытия в области электродинамики и электромагнитной индукции. Постепенно был сформирован весь арсенал способов расчета электрических цепей постоянного тока.

Ограниченные возможности тепловых двигателей уже не соответствовали растущим потребностям промышленности. Выход из такого кризиса был найден благодаря использованию электрических машин. Их применение позволило за несколько десятилетий совершить революцию в промышленном производстве.

Период с 1821 по 1834 гг. являлся начальным в разработке электродвигателей. Он был тесно связан с разработкой Фарадеем устройств, демонстрирующих возможности преобразования электрической энергии в механическую.

Вторым этапом считается период с 1834 по 1860 гг. В это время появляются электродвигатели с явнополюсным якорем. Созданный в 1834 г. русским изобретателем Борисом Якоби прибор был первым в мире электродвигателем, в котором рабочий вал вращался. Прежние конструкции предполагали только получение колебательного или возвратно-поступательного движения якоря.

Конструкция этого двигателя постоянного тока предполагала наличие двух групп электромагнитов. Подвижные электромагниты (3) были установлены на роторе (2), неподвижные – на статоре (1). Изменение полярности достигалось за счет коммутатора (4). Вал (5) вращался со скоростью 40 об/мин. Мощность первого двигателя составила 15 Вт. Питание осуществлялось постоянным током от гальванической батареи (6).

Третьим этапом развития электродвигателей считается период с 1860 по 1887 гг. В это время разрабатываются конструкции двигателей с кольцевым неявнополюсным якорем и постоянным вращающим моментом.

В 1888 г. ученый и изобретатель сербского происхождения Никола Тесла получает патент на практическое применение системы двухфазного переменного тока и двухфазного электродвигателя.

Российский ученый Михаил Доливо-Добровольский, усовершенствовав двухфазную систему тока, в 1889 г. получает патент на асинхронный двигатель, работающий от трехфазной системы передачи переменного тока.

Отличительная особенность этой системы – необходимость всего трех проводов для передачи электричества. В 1889 г. ученым был изобретен и запатентован трехфазный трансформатор.

Трехфазная система позволила решить проблему передачи электричества на большие расстояния с наименьшими потерями. В 1891 г. во время проведения международной выставки ученый построил линию электропередачи на 170 км. Это было рекордное расстояние для того времени.

Первые электроприборы

В 1872 году русский ученый Александр Лодыгин подает заявку на патент лампы накаливания с угольным стержнем и получает его в 1874 г.

Такими лампами было впервые осуществлено электрическое освещение Литейного моста в Санкт-Петербурге в 1879 г.

Из-за высокой стоимости и небольшого количества света вместо ламп накаливания стали применяться свечи Яблочкова. Патент на свое изобретение русский ученый Павел Яблочков получил в 1876 г. в Париже.

Вместо нити накаливания источником света в ней выступала электрическая дуга, которая горела между двумя угольными стержнями. Стержни были разделены изолирующей перегородкой, а на верхней части закреплялась тонкая проволока.

При включении поволока перегорала и зажигалась дуга. Свеча давала ровный и яркий свет в течение 1,5 часа. Для поддержания горения дуги не требовалось применения механических регуляторов.

Позднее Яблочков усовершенствовал конструкцию свечи и смог избавиться от ее главного недостатка — невозможности повторного включения. Для этого он стал добавлять в изолирующий материал соли разных металлов, благодаря чему также смог менять оттенок дуги.

Благодаря простой конструкции свеча Яблочкова имела меньшую стоимость и была более удобной в эксплуатации, чем лампа накаливания. Осветительные приборы со свечами Яблочкова установили сначала в Париже, затем в Лондоне, а впоследствии и в других городах мира.

к содержанию ↑

Когда появилось в домах и где

Идея перехода с газового и керосинового на электрическое освещение овладела массами в конце 19 века. В это время американцам первым удалось осуществить ее.

В 1879 г. Эдисон продемонстрировал систему освещения при помощи электричества, которая включала лампу накаливания с цоколем, имеющим винтовую резьбу, патрон, штепсельные розетку и вилку, выключатель, предохранители и электросчетчик. В 1906 г. Эдисон начал производство ламп накаливания с вольфрамовой нитью.

В 1882 г. в Нью-Йорке была открыта электростанция “Перл Стрит”, на которой электричество вырабатывалось при помощи шести паровых динамо-машин. Электроэнергия использовалась для освещения целого района Нью-Йорка площадью 2,5 км2.

Уже в конце 19 века в продаже появляются первые электрические бытовые приборы: чайник, кофеварка, электродрель, электроплита, бытовой холодильник, вентилятор и т. п.

к содержанию ↑

Развитие электричества в России и ГОЭЛРО

Распространению электрической энергии в России способствовало создание Особого отдела Русского технического общества. В его состав вошли ученые Яблочков, Лодыгин и Чиколев.

Стараниями общества было организовано электрическое освещение улиц Москвы и Санкт-Петербурга. В Петербурге дуговыми лампами освещали Большой театр и Михайловский Манеж. В Москве обеспечили электрическое освещение площади перед Храмом Христа Спасителя.

По причине высокой стоимости и отсутствия рядом электростанций электрическое освещение в основном применялось в производственных зданиях, магазинах и общественных местах. В жилых домах оно считалось редкостью.

Несмотря на то что в стране отсутствовала государственная поддержка, до 1914 г. темпы роста применения электрической энергии были очень высокими. К сожалению, после начала Первой Мировой войны темпы электрификации значительно снизились, а после Революции и Гражданской войны электроэнергетика пришла в полнейший упадок.

В 1920 г. создается комиссия ГОЭРЛО, целью которой являлась разработка плана по электрификации страны. Под председательством Кржижановского к работе привлекли больше 200 человек.

План был перевыполнен к 1931 г. Количество выработанной электроэнергии в 7 раз превысило объемы дореволюционной выработки. Число введенных в работу электростанций составило 40 штук.

к содержанию ↑

Заключение

Выше указаны только наиболее важные этапы развития применения электрической энергии. Всю историю использования электричества уместить в рамках одной статьи невозможно.

Предыдущая

ЭлектрикаУстройство и основные характеристики автоматических выключателей

Следующая

ЭлектрикаКак правильно сделать электрику в ванной комнате