Учебник | Электричество

Электричество — совокупность явлений, обусловленных 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 (Wiki).

Электричество - одно из необходимых условий нашей жизни. Большую часть электрических проявлений мы с Вами не в состоянии увидеть, а те которые происходят в явном виде, это малая их доля.

Молния, статическое напряжение в виде небольшой искры между предметами и человеком, удар электрического ската, притягивание и отталкивание мелких намагниченных частичек друг к другу и подобное, всё это люди замечали, наблюдали, боялись, поклонялись в разные времена. Электрические явления всегда вызывали особый интерес у людей в различных цивилизациях. Они были замечены в древнем Китае, Индии и древней Греции за несколько столетий до начала нашей эры.

В древнем Египте были найдены чаши, что являлись простейшими гальваническими элементами и при добавлении в них обычного лимонного сока, способны были выдавать небольшое напряжение. Или же взять известный египетский светильник, который до сих пор изображён на стенах великих пирамид. Он при своей работе мог светиться в течение многих лет.

Около 600 года до н.э., как гласят сохранившиеся предания, древнегреческому философу Фалесу Милетскому было известно свойство янтаря, натертого об шерсть, притягивать легкие предметы. Кстати словом “ электрон” древние греки называли янтарь. От него же пошло и слово “электричество”. Но греки всего лишь наблюдали явления электричества, но не могли объяснить.

Использование золочения и серебрения в Месопотамии по средствам гальваники, запитанных от простейших батарей. Естественно, особым дизайном они не выделялись, если сравнивать с нынешними электрическими технологиями, но всё же выполняли свою функциональную задачу.

Так что стремление покорить данный вид энергии и подчинить его себе для определённых нужд, были в истории неоднократно.

В 1650 году (по другим данным 1663-1670) немецкий ученый и по совместительству бургомистр Магдебурга Отто фон Герике создает первую “электрическую машину”. Она представляла собой шар, отлитый из серы, при вращении и натирании которой, притягивались и отталкивались легкие тела. Впоследствии его машину усовершенствовали немецкие и французские ученые.

В 1729 году англичанин Стивен Грей провел опыты по передаче электричества на расстояние, обнаружив, что не все материалы одинаково передают электричество. Именно он, по сути, впервые ввел понятие проводников и непроводников электричества.

В 1733 году француз Шарль Дюфе установил существование двух типов электричества стеклянного и смоляного, которые выявлялись при трении стекла о шелк и смолы о шерсть.

В 1745 году голландский физик и математик Лейденского университета Питер ван Мушенбрук обнаружил, что стеклянная банка, оклеенная оловянной фольгой, способна накапливать электричество. Мушенбрук назвал ее лейденская банка. Это, по сути, был первый электрический конденсатор.

В 1747 году член Парижской Академии наук физик Жан Антуан Нолле изобрел электроскоп – первый прибор для оценки электрического потенциала. Также он сформулировал теорию действия электричества на живые организмы и выявил свойство электричества “стекать” быстрее с более острых тел.

В 1747-1753 гг. американский ученый и государственный деятель Бенджамин Франклин провел ряд исследований и сопутствующих им открытий. Ввел используемое до сих пор понятие двух заряженных состояний: «+» и «-». Объяснил действие лейденской банки, установив определяющую роль диэлектрика между проводящими обкладками. Установил электрическую природу молнии. Предложил идею молниеотвода, установив, что металлические острия соединенные с землей снимают электрические заряды с заряженных тел. Выдвинул идею электрического двигателя. Впервые применил для зажигания пороха электрическую искру.

В 1785-1789 гг. французский физик Шарль Огюстен Кулон публикует ряд работ о взаимодействии электрических зарядов и магнитных полюсов. Проводит доказательство расположения электрических зарядов на поверхности проводника. Вводит понятия магнитного момента и поляризации зарядов.

В 1791 году итальянским врачом и анатомом Луиджи Гальвани было обнаружено возникновения электричества при соприкосновении двух разнородных металлов с живым организмом. Обнаруженный им эффект лежит в основе современных электрокардиографов. Гальвани публикует «Трактат о силах электричества при мышечном движении», в котором описывает наличие электрического тока в мышцах животных.

В 1795 году другой итальянский ученый Алессандро Вольта, исследуя обнаруженный предшественником эффект, доказал, что электрический ток возникает между парой разнородных металлов разделенных специальной проводящей жидкостью. В 1800 году Вольта изобретает первый источник постоянного тока — гальванический элемент, представляющий собой столб из цинковых и серебряных кружочков, разделенных смоченной в подсоленной воде бумагой.

История электричества в период с 1600 по 1800 год, можно назвать исследовательским и подготовительным этапом. За это время различными учёными неосознанно подготавливалась почва для дальнейших и более значимых открытий и изобретений. Для более серьёзного технологического прорыва в электричестве требовалось появление на свет электрогенератора.

В 1801 году русский ученый Василий Владимирович Петров установил возможность практического использования электрического тока для нагрева проводников, наблюдал явление электрической дуги в вакууме и различных газах. Выдвинул идею использования тока для освещения и плавки металлов.

В 1820 году датский физик Ханс Христиан Эрстэд установил связь между электричеством и магнетизмом, что заложило основы формирования современной электротехники. В этом же году французский физик Андре Мари Ампер сформулировал правило определения направления действия электрического тока на магнитное поле. Он впервые объединил электричество и магнетизм и сформулировал законы взаимодействия электрических и магнитных полей.

В 1827 году немецкий ученый Георг Симон Ом открыл свой закон (закон Ома) – один из фундаментальных законов электричества, устанавливающий зависимость между силой тока и напряжением.

В 1831 году английский физик Майкл Фарадей открыл явление электромагнитной индукции, что приводит к формированию новой отрасли промышленности – электротехники. 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 1847 году немецкий физик Густав Роберт Кирхгоф сформулировал законы для токов и напряжений в электрических цепях.

Конец XIX- начало XX веков был полон открытий связанных с электричеством. Одно открытие порождало целую цепь открытий в течении нескольких десятилетий. Электричество из предмета исследования начало превращаться в предмет потребления. Началось его широкое внедрение в различные области производства. Были изобретены и созданы электрические двигатели, генераторы, телефон, телеграф, радио. Начинается внедрение электричества в медицину.

В 1878 году улицы Парижа осветили дуговые лампы Павла Николаевича Яблочкова. Появляются первые электростанции. Не так давно кажущееся чем-то невероятным и фантастическим, электричество становиться привычным и незаменимым помощником человечества.

Одним из первых общедоступных способов применения электричества было освещение; условия для этого оказались созданы после изобретения лампы накаливания в 1870-х годах. Предложения, связанные с изготовлением электрической лампы накаливания, впервые были сделаны выдающимся русским электротехником Александром Николаевичем Лодыгиным (1847 — 1923). Американский учёный и изобретатель Томас Эдисон внёс в конструкцию лампы много важных усовершенствований. Он добился значительно лучшего удаления воздуха из лампы, благодаря чему накалённая нить светилась, не перегорая в течение многих недель.

В 1880 году Пьер Кюри открывает пьезоэлектричество (эффект продуцирования веществом(кристаллом) электрической силы при изменении формы). В том же году Д. А. Лачинов показал условия передачи электроэнергии на большие расстояния. Герц экспериментально регистрирует электромагнитные волны (1888 год).

Электричество в Российской Империи

В 1879 году в Петербурге был освещен электрическими лампами Литейный мост. История с электрификацией этого моста имеет несколько курьезный оттенок. Дело в том, что он был построен после того, как частные компании выкупили монополию у властей города на освещение улиц и мостов через Неву масляными и газовыми фонарями. Как следствие, оказался единственным местом, где на тот исторический момент можно было применить электрическое освещение.

Справедливости ради стоит упомянуть о том, что годом ранее в Киеве для освещения одного из цехов железнодорожных мастерских были задействованы несколько электрических фонарей, однако это событие осталось без внимания широкой публики. Многие придерживаются мнения, что с юридической точки зрения эра электричества началась 30 января 1880 года, когда в Русском техническом обществе был создан электротехнический отдел. Именно этой вновь созданной структуре и вменялось в обязанности курировать вопросы, связанные с развитием и внедрением электричества в жизнь державы.

К знаковым датам в истории возникновения электричества в России можно отнести и 15 мая 1883 года, когда по случаю вступления на престол Александра ІІІ была выполнена иллюминация Кремля, для чего даже построили на Софийской набережной специальную электростанцию. В этом же году электрифицируется главная улица Петербурга, а через несколько месяцев и Зимний дворец.

В июле 1886 года по Указу императора создается «Общество электрического освещения», которое разрабатывает генеральный план электрификации Москвы и Петербурга.

С 1888 года начинается целенаправленная работа по строительству первых электростанций.

Первым европейским городом, полностью освещенным электрическими фонарями, стало в 1881 году Царское село.

В июле 1892 года был запущен первый в империи электрический трамвай. Это произошло в Киеве. В 1895 году построена первая в России ГЭС на реке Большая Охта в Петербурге. Уже в 1897 году была пущена первая электростанция на Раушской набережной в Москве, которая вырабатывала трехфазный переменный ток, что позволяло передавать его без потери мощности на достаточно большие расстояния.

С начала 20 века электростанции стали строиться и в других городах Российской империи (Курск, Ярославль, Чита, Владивосток). По состоянию на 1913 год электростанции страны суммарно вырабатывали около 2 млн МВт/ч в год электроэнергии.

ХХ век начинается…

За промежуток времени с 1800 по 1900 годов, было придумано множество изобретений, которые можно назвать первыми прототипами нынешних электроустройств. Это и свинцовый аккумулятор, электрозвонок, буквопечатный электромагнитный телеграф, электрогенераторы и электродвигатели различных типов, простейшие электрические лампы, радиопередача Попова, первый электротранспорт и многое другое.

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

С 1900 года началась масштабное внедрение электричества в социальное общество — это первые электрофицированные производства с электрооборудованием, начало строительства мощных электростанций и усовершенствование непосредственной электропередачи на большие расстояния, внедрение и широкое распространение городского электротранспорта. В итоге это всё способствовало лавинообразному процессу и фундаменту всему тому, что мы сейчас имеем.

В начало

Учебник | Электричество

ВКонтакте

Facebook