Как было открыто электричество. Когда появилось электричество: история возникновения. История открытия электричества
ВВДЕНИЕ
Вместо термина "постоянный ток" лучше применять термин "постоянное напряжение". То же касается и термина "переменный ток", лучше применять термин "постоянное напряжение". Напряжение в сети, у батареи, как правило, первично, величина постоянная (за исключением аварийных режимов) , а величина тока зависит от нагрузки (в соответствии с законом Ома) : I = U/R, где I – сила тока (в амперах) , U - напряжение (в вольтах) , R - сопротивление (в омах). Все единицы в системе СИ, они применяются в технике, физике и т. д. Употребляются и кратные величины, например, киловольты (1000 х вольт).
Электрическим током называют упорядоченное (направленное) движение заряженных частиц. Электрический ток возникает при упорядоченном перемещении свободных электронов (в металлах) или ионов (в электролитах).
Основное отличие постоянного напряжения, что оно постоянно по величине и знаку, а постоянный ток "течет" в одну сторону, например, по металлическим проводам (носители тока электроны) от минусового зажима источника напряжения к плюсовому (в электролитах ток создают положительные и отрицательные ионы) .
Переменное напряжение и ток изменяются по закону синусоиды, от нуля увеличивается до положительного амплитудного значения (положительный максимум) , потом уменьшается до нуля и продолжает уменьшаться до отрицательного амплитудного значения (отрицательный максимум) , затем увеличивается, переходя через ноль вновь до положительного амплитудного значения.
Переменный ток меняет за период, как свою величину, так и направление движения тока.
Среднее значение силы тока за период равно нулю.
Действующее значение силы переменного тока - сила такого постоянного тока, при котором средняя мощность, выделяющаяся в проводнике в цепи переменного тока, равна мощности, выделяющейся в том же проводнике в цепи постоянного тока. Когда говорят о токах и напряжения в сети переменного тока, имеют ввиду, их действующие значения. Напряжение в сети 220 вольт это действующие напряжение сети.
ИСТОРИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА
Одно из самых великих открытий человечества - это электричество. Благодаря электричеству наша цивилизация смогла интенсивно развиваться и развивается до сих пор. Электричество является, пожалуй, самым экологическим видом энергии. И наверняка скоро оно станет основным видом энергии, после того как мы исчерпаем сырьевые ресурсы нашей планеты. Но кто же изобрел или обнаружил электричество? Давайте обо всем по порядку...
Обнаружение электричества уходит далеко в прошлую эру. Эго обнаружил греческий философ Фалес в VII веке до н. э. Он обнаружил, что если потереть об шерсть янтарь, то он может притягивать легкие предметы. Кстати электрон по-гречески означает "янтарь", а электричество - "янтарность". Эти термины впервые появились только в 1600 году, потому что наблюдения Фалеса так и остались наблюдениями.
1650 г. Магдебургский бургомистр Отто фон Герике построил электростатическую установку. Это металлический стержень, на котором закреплен шар из серы. С этим устройством получилось наблюдать свойства притягивания и отталкивания.
1745 г. В этом году собран первый электрический конденсатор, который получил название Лейденская банка. Автором этого изобретения является Питер ван Мушенбрук из Голландии.
1747 г. Появляется работа (очерк) американца Бенджамина Франклина "Эксперименты и наблюдения над электричеством". Это была, по сути, первая теория электричества, в которой Франклин обозначает электричество термином "нематериальная жидкость". В этой работе так же выдвигается теория о существовании положительных и отрицательных зарядов. Еще Б. Франклин изобрел громоотвод и с его помощью он смог наглядно доказать, что молния имеет электрическую природу.
1785 г. Этот год стал переломным, и позволил перевести исследование электричества в научную плоскость. Это открытие Закона Кулона.
В 1800 году происходит еще одно ключевое изобретение, которое позволило исследовать электричество более предметно, и поставить много полезных опытов. Это изобретение итальянцем Вольтом первого источника постоянного тока. Это был первый гальванический элемент, состоящий из серебряных (позже начали использовать медь вместо серебра) и цинковых кружков, а между ними помещалась бумага, смоченная в соленой воде.
В 1821 году, Ампер (французский физик) обнаружил, что магнетизм вокруг проводника появляется только при подаче на него электрического тока, а при статическом электричестве магнетизм отсутствует.
Также неоценимый вклад в исследование электричества внесли ученые Джоуль, Ленц, Ом и Гаусс. Гаусс в 1830 году уже описывает главную теорему теории электростатического поля.
Фарадей также изобрел первый электродвигатель. Это был проводник с электрическим током, который мог вращаться вокруг постоянного магнита.
В воскресенье 13 октября 2019 года сборная России по футболу в ходе прохождения отборочного турнира ЕВРО-2020 во второй раз встретится со сборной командой Кипра.Напомним, в домашней встрече Россия - Кипр, которая состоялась 11 июня 2019 года в Нижнем Новгороде (РФ), наша команда одержала победу с минимальным счетом - 1:0.
Ну а текущий матч пройдет на территории соперника - в Никосии, столице Республики Кипр . Площадка проведения - стадион GSP вместимостью около 23 тыс. человек.
Никосия является крупнейшим городом на острове, расположена в его центре, на берегу реки Педиос.
Во сколько начнется игра Кипр - Россия 13 октября 2019 г.:
Время начала матча по местному "кипрскому" времени - 19:00.Поскольку Кипр находится в том же часовом поясе, что и Москва (UTC +3), то начало встречи по московскому времени такое же - 19:00 .
Кипр - Россия - на каком канале смотреть прямую трансляцию:
В прямом эфире встречу покажет "Первый" канал . Начало включения из Никосии - 18:45 мск.Прогноз на игру Кипр - Россия 13.10.2019 г.:
Фаворитом предстоящей встречи является сборная России . Наша команда одержала победу в первом матче, пусть даже и с минимальным счетом, и явно превосходит в мастерстве киприотов. В данный момент в российской сборной подобрался сильный состав и "правильный" тренер, который может находить подход к своим игрокам.Несмотря на более низкий уровень, команда Кипра считается крепкой командой, способной при желании (и везении) создать российской сборной серьезные проблемы. Достаточно хорошую игру в этом отборе киприоты показали против сборной Шотландии, дважды обыграли Сан-Марино и провели ничейный домашний матч с Казахстаном.
Для нашей команды это не та игра, где всё стоит на кону. Поэтому есть риск, что наши футболисты будут чувствовать себя раскованно. Ну а поскольку киприоты очень сильно играют дома, команде Станислав Черчесова надо серьезно подойти к данной встрече, если наша сборная рассчитывает на победу.
Современный мир невозможен без электричества. Сейчас никто и не задумывается о технологии его производства, а в древние времена даже не знали такого слова. Но пытливые умы находились и тогда. В 700-м году до нашей эры наблюдательный греческий философ Фалес заметил, что янтарь начинал притягивать лёгкие предметы, когда происходило трение с шерстью. На этом знания приостановились.
Дальнейшее развитие знаний
- алмаз;
- аметист;
- стекло;
- опал;
- карборунд;
- сланцы;
- сапфир;
- янтарь.
С помощью аппарата учёный смог сделать несколько интересных открытий. Среди них: серьёзное влияние пламени на электрические свойства тел, которые были приобретены при трении. А ещё Гильберт высказал предположение, что гром и молния - явления электрической природы.
Само понятие «электричество» впервые прозвучало в XVI веке. В 1663 году бургомистром Магдебурга по имени Отто фон Герике была создана специальная машина для исследования. С её помощью можно было наблюдать эффект притяжения и отталкивания.
Первые опыты с электричеством
В 1729 году в Англии был проведён первый опыт передачи электричества на небольшое расстояние учёным Стивеном Греем. Но в процессе было определено, что не все тела могут передавать электричество. Через 4 года после первых серьёзных исследований учёный из Франции Шарль Дюфе выявил, что существует два типа заряда электричества : стеклянного и смоляного в зависимости от материала, используемого для трения.
В середине XVII века в Голландии Питер ван Мушенбрук создаёт конденсатор под названием «Лейденская банка». Немного времени спустя появляется теория Бенджамина Франклина и проводятся первые исследования, которые опытным путём подтверждают теорию. Проведённые исследования стали основой для создания громоотвода.
После этого была открыта новая наука, которую начинают изучать. А в 1791 году выпускается «Трактат о силе электричества при движении мышц» автором Гальвани. В 1800 году итальянский изобретатель Вольта стал тем, кто создал новый источник тока под названием Гальванический элемент. Этот аппарата представляет собой объект в виде столба из цинковых и серебряных колец, разделённых бумажками, смоченными в солёной воде. Через пару лет русский изобретатель Василий Петров открывает «Вольтову дугу».
Примерно в том же десятилетии физик Жан Антуан Нолле изобрёл первый электроскоп, зарегистрировавший более быстрое «стекание» электричества с тел острой формы и сформировал теорию о влиянии тока на живые организмы. Этот эффект стал основой изобретения медицинского электрокардиографа. С 1809 году началась новая эпоха в области электричества, когда англичанин Деларю изобрёл лампу накаливания . Уже через 100 лет появились современные лампочки с вольфрамовой спиралью и заполнением инертным газом. Их разработчиком стал Ирвинг Ленгмюр.
Сложные исследования и великие открытия
В начале XVIII века Майкл Фарадей написал трактат об электромагнитном поле.
Электромагнитное взаимодействие было обнаружено при проведении опытов датским учёным Эрстедом в 1820 году, а уже через год физик Ампер связывает электричество и магнетизм в своей теории. Эти исследования стали основой для появления современной науки - электротехники.
В 1826 году Георг Симон Ом на основании проведённых опытов смог сформулировать основной закон электрической цепи и ввёл новые термины электротехники:
- «проводимость»;
- «электродвижущая сила»;
- «падение напряжения в цепи».
Последователем Эрстеда стал Андре-Мари Ампер, который сформулировал правило определения направления тока на магнитную стрелку. Эта закономерность получила множество названий, одно из которых «правило правой руки». Именно он изобрёл усилитель электромагнитного поля - многовитковые катушки, состоящие из медного провода с установленными сердечниками из мягкого железа. На основании этой разработки в 1829 году был изобретён электромагнитный телеграф.
Новый виток исследований
Когда известный английский учёный в области физики Майкл Фарадей ознакомился с работой Х. Эрстеда, он провёл исследования в области взаимосвязи электромагнитных и электрических явлений и обнаружил, что магнит вращается вокруг проводника тока и, наоборот, проводник - вокруг магнита.
После этих опытов учёный ещё 10 лет пытался трансформировать магнетизм в электрический ток, а в результате открыл электромагнитную индукцию и основы теории электромагнитного поля , а также помог сформировать основу для появления новой отрасли науки - радиотехники. В 20 годы прошлого столетия, когда на территории СССР была начата организация масштабная электрификация, появился термин «лампочка Ильича».
Так как многие разработки проводились параллельно в разных странах, историки спорят о том, кто изобрёл электричество первым. В развитие науки об электричестве вложили свои силы и знания многие учёные-изобретатели: Ампер и Ленц, Джоуль и Ом. Благодаря таким усилиям современный человек не испытывает проблем с организацией подачи электричества в свои дома и другие помещения.
Среди жителей планеты найти таких, которые не имеют понятия об электричестве, трудно. Но вот тех, кто знает, когда и кто открыл электричество, из чего оно состоит, кто сделал важное и полезное для человечества открытие, мало. Потому стоит разобраться, что представляют собой электрические явления и кому мы обязаны их открытием.
Вконтакте
Когда и как было открыто
История открытия этого явления была очень длительной. Само слово придумал греческий ученый Фалес. Оно стало производным от понятия «электрон», которое переводится как «янтарь». Появился этот термин до нашей эры, благодаря Фалесу, заметившему свойство янтаря после того, как его потереть, притягивать легкие предметы.
Произошло это за семь столетий до н.э. Фалес проводил много опытов, изучая увиденное. Это были первые опыты с зарядами в мире. На этом его наблюдения и закончились. Далее он не смог продвинуться, но именно этот ученый считается основоположником теории электроэнергии , ее первооткрывателем, хотя как наука это явление не получило развития. Его наблюдения были надолго забыты, не вызвав интереса у ученых.
Первые опыты
В середине XVII столетия Отто Герике занялся научным исследованием наблюдений Фалеса. Немецкий ученый сконструировал первый прибор в форме вращающегося шара, который он зафиксировал на железном штифте.
После его смерти исследования продолжили другие ученые:
- немецкие физики Бозе и Винклер;
- англичанин Хоксби.
Они усовершенствовали прибор, изобретенный Генрике, и открыли некоторые другие свойства явления. Первые опыты, проводимые с помощью этого аппарата, послужили толчком для новых изобретений.
История открытия
Дальнейшее развитие теория электричества получила несколько столетий спустя. Создал теорию У. Гильберт, который заинтересовался подобными явлениями.
В начале 18века было доказано, что получаемое при трении разных материалов электричество бывает разное. А в 1729 г. голландец Мушенбрук обнаружил, что если стеклянную банку залепить с обеих сторон листиками станиоля, там будут накапливаться электроэнергия.
Это явление получило название лейденской банки .
Важно! УченыйБ. Франклин первым предположил, что существуют положительные и отрицательные заряды.
Он смог пояснить процесс лейденской банки, доказав, что обкладку банки можно «заставить» электризоваться разными по знаку зарядами. Франклин занимался изучением атмосферных электрических явлений. Почти одновременно с ним подобные исследования вели русский физик Г. Рихман и ученый М.В. Ломоносов. Тогда же был изобретен громоотвод , действие которого пояснялось возникновением разности напряжений.
А. Вольт (1800 год) создал гальваническую батарею, составив ее из круглых серебряных пластин, между которыми он расположил размоченные соленой водой бумажные кусочки. Химическая реакция внутри батареи вырабатывала электрический заряд.
Начало 1831 г. ознаменовалось тем, что Фарадей создал электрический генератор, действие которого основано было на открытом этим ученым .
Немало электрических приборов создал известный ученый Никола Тесла в XX тысячелетии. Основные события в развитии электричества можно изложить в таком хронологическом порядке:
- 1791 г. - ученый Л. Гальвани открыл зарядов по проводникам, т.е. электрический ток;
- 1800 г. – представлен генератор тока А. Вольтом;
- 1802 г. - Петров открыл электродугу;
- 1827 г. - Дж. Генри сконструировал изоляцию проводов;
- 1832 г. - член академии Петербурга Шиллинг показал электрический телеграф;
- 1834 г. - академик Якоби создал электродвигатель;
- 1836 год - С. Морзе запатентовал телеграф;
- 1847 г. - Сименс предложил резиновый материал для изоляции проводов;
- 1850 год - Якоби изобрел буквопечатающий телеграф;
- 1866 г. - Сименс предложил динамо-машину;
- 1872 г. - А.Н. Лодыгин создал лампу накаливания, где использовал угольную нить;
- 1876 г - изобретен телефон;
- 1879 год - Эдисон разработал систему электроосвещения, используемую до сих пор;
- 1890 год - стал стартовым относительно широкого применения электроприборов в быту;
- 1892 г. - появились первые бытовые приборы, используемые хозяйками на кухне;
Перечень открытий можно продолжить. Но все они были уже основаны на предыдущих.
Первые опыты с электричеством
Впервые опыты с зарядами были проведены в 1729 г. англичанином С. Греем. Во время этих опытов ученый установил: не все предметы передают электрический заряд . С середины 1833 г. серьёзными исследованиями этой области науки занялся француз Ш. Дюфе. Повторив опыты Фалеса и Гильберта, он подтвердил существование двух видов заряда.
Важно! С конца 18 столетия началась новая эра достижений науки. Россиянин В. Петров открыл «Вольтову дугу». Жан А. Нолле сконструировал первый электроскоп, который послужил впоследствии прообразом электрокардиографа. А 1809 год ознаменовался важным открытием: английский ученый Деларю изобрел первую лампочку накаливания, давшую толчок в промышленном применении открытых законов физики.
Явления в природе, связанные с электричеством
Природа богата явлениями электрической природы. Примерами таких явлений, которые связаны с электричеством, служат северное сияние, молния и др.
Северное сияние
Верхние слои воздушной оболочки часто накапливают мелкие частички, прилетающие из космоса. Их столкновение с атмосферой и пылью вызывает свечение на небе, которое сопровождают сполохи. Такое явление наблюдают жители полярных районов. Назвали это явление полярным сиянием
. Северное свечение длится порой несколько суток, переливаясь разными цветами.
Молния
Перемещаясь с атмосферными потоками, кучевые облака вызывают трение капель и ледяных кристаллов. В результате трения в облаках накапливаются заряды. Это приводит к образованию между облаками и землей гигантских искр. Это и есть молнии. Они сопровождаются раскатами грома.
Накопление электрических зарядов в воздухе иногда вызывает образование небольших светящихся шариков или крупных искр. Эти шары и искры названы шаровым молниями. Они перемещаются с воздухом, взрываясь от контакта с отдельными предметами. Такие молнии нередко вызывают ожоги и гибель живых существ и людей, возгорание предметов. Точно объяснить причины появления молний ученые пока не могут.
Огни святого Эльма
Так называют явление, знакомое плававшим на парусниках морякам с древности. Они радовались, когда видели свечение мачт в непогоду. Моряки считали, что огни свидетельствуют о покровительстве святого Эльма.
Свечение можно наблюдать в грозу на высоких шпилях. Огоньки выглядят как свечи и кисти голубого или светло-фиолетового оттенка. Длина этих огней иногда достигает метра. Сияние порой сопровождает шипение или негромкий свист.
Моряки пытались отломить часть мачты вместе с огнем. Но это никогда не удавалось, поскольку огонь «перетекал» на мачту и поднимался по ней вверх. Пламя это холодное, от него не происходит возгорания, оно не обжигает руки. И гореть может несколько минут, иногда около часа. Современные ученые установили, что эти огни имеют электрическую природу.
Когда появилось электричество в России
Даты, когда в России началась эра использования электроэнергии, называют разные. Все зависит от критерия, по которому ее устанавливают.
Многие соотносят это событие с 1879 годом. В Петербурге тогда были установлены электрические фонари на Литейном мосту . Но есть люди, которые считают датой появления в России электричества начало 1880 года – дату создания электрического отдела в Российском техническом обществе.
Знаковой датой также можно полагать май 1883 г., время, когда рабочие выполнили иллюминацию кремлевского двора к церемонии коронования Александра ІІІ. Для этого на Софийскую набережную установили электростанцию. А чуть позже электрифицировали главную улицу в Петербурге и Зимний.
Через три года в Российской империи создали «Общество электроосвещения», которое занялось разработкой плана установки фонарей на улицах Москвы и Санкт-Петербурга. А еще через пару лет начинается всюду по империи строительство и оснащение электростанций.
Из чего состоит электроэнергия
Все, что окружает нас, в том числе и люди, состоит из атомов. Атом же состоит из положительно заряженного ядра. Вокруг этого ядра вращаются отрицательно заряженные частицы, которые называются электронами. Эти частицы нейтрализуют положительный заряд ядра. Потому атом имеет нейтральный заряд. Образуется электричество направленным перемещением электронов из одного атома на другой. Такое действие можно осуществить с помощью генератора, трения или химической реакции.
Внимание! Процесс основан на свойстве притяжения частиц, имеющих разные заряды, и отталкивания одинаковых зарядов. В результате возникает ток, который может передаваться через проводники (чаще всего металлы). Материалы, которые не способны передавать ток, называются изоляторами. Хорошие изоляторы – это дерево, пластмассовые и эбонитовые предметы.
Как образуется разное электричество
Электроэнергия бывает разной природы: . Кроме того, есть еще статическое электричество. Оно образуется при нарушении равновесия зарядов внутри атомов, как уже было сказано ранее.
В быту человеку постоянно приходится сталкиваться с ним, поскольку одежда синтетической природы есть в каждом доме. А она во время трения накапливает заряд. Некоторые предметы одежды при раздевании или одевании дают такой эффект.
Об этом сигнализируют искры и треск. Источники статического электричества находятся в каждой квартире. Это бытовые электроприборы и компьютеры, электризующие мельчайшую пыль, которая оседает на полу, поверхностях мебели и одежде. Она оказывает отрицательное действие на здоровье людей.
Важно! Для получения электроэнергии создают магнитное поле. Оно притягивает электроны, заставляя их двигаться по проводнику. Этот процесс перемещения частиц называется электрическим током. При стационарном магнитном поле ток течет по проводнику постоянный.
Наука электродинамика
Теория электричества содержит законы, охватывающие огромное количество электромагнитных явлений и законов взаимодействий.
Это связано с тем, что все тела состоят из заряженных частиц . Взаимодействие между ними намного сильнее гравитационных. И в настоящее время эта наука является наиболее полезной для человечества.
Основателем науки признан ученый Гильберт. До 1600 г. наука эта была на уровне знаний Фалеса. Гильберт попытался построить теорию электричества.
До него замеченные греческим ученым свойства притяжения считались только забавным фактом. Гильберт свои наблюдения проводил, используя электроскоп. Его исследования и научные основания стали основополагающим этапом в науке. А само название стало применяться с 1650 г.
Современная наука об электрических явлениях и законах называется электродинамикой . Сейчас трудно себе представить жизнь без электроэнергии. С помощью электрического тока созданы многие приборы, помогающие передавать информацию на огромные расстояния, даже в . Технический прогресс позволил поставить его на службу всему человечеству, все больше открывая тайны этого природного явления. Но все же в этой области науки еще содержится много неизведанного.
Откуда появилось электричество
Кто изобрел электричество
Инструкция
Электрические свойства янтаря открыли еще в Древнем Китае и в Индии, а в старых Греческих преданиях описываются опыты философа Фалеса Милетского с янтарем, который он натирал шерстяной тканью. После этой процедуры камень приобретал свойства притягивать к себе легкие предметы: пушинки, кусочки бумаги и т.д. «Электрон» переводится с греческого языка как «янтарь», в последующем он дал свое имя всем процессам электризации.
До начала XVII века о свойствах янтаря никто не вспоминал и проблемами электризации никто плотно не занимался. Только в 1600 году англичанин, практикующий врач У. Гильберт опубликовал труд, посвященный магнитам и свойствам магнетизма, там же он дал описания свойств предметов, встречающиеся в природе, и условно поделил их на те, которые электризуются и те, которые не поддаются электризации.
В середине XVII века немецкий ученый О. Герике создал машину, с помощью которой продемонстрировал свойства электризации. С течением времени эта машина улучшалась англичанином Хоксби, немецкими учеными Бозе и Винклером. Опыты с этими машинами помогли совершить ряд открытий и физику из Франции дю Феи и ученым из Англии Грею и Уилеру.
Английские физики в 1729 году установили, что одни тела обладают способностью пропускать электричество через себя, а другие такой проводимости не имеют. В этом же году математик и философ Мушенбрек из города Лейдена доказал, что стеклянная банка, оклеенная металлической фольгой, обладает способностью накапливать заряды электричества. Дальнейшие работы по испытанию лейденской банки позволили ученому В. Франклину доказать наличие в природе зарядов с положительной и отрицательной направленностью.
Русские ученые М.В. Ломоносов, Г. Рихман, Эпинус, Крафт также работали над проблемами электрических зарядов, но в основном они изучали свойства статического электричества. Пока само понятие электрического тока, как непрерывное течение заряженных частиц, еще не существовало.
Стремительное развитие событий
Далее открытия ученых-естествоиспытателей следовали одно за другим. После создания Питером ван Мушенбургом первого электрического конденсатора в 1745 году американец Франклин создает «флюидную» теорию об электричестве. Он конструирует первый молниеотвод и изучает природу электрических молний.
Точной наукой материалы об исследованиях электричества стали в 1875 году после формулирования Закона Кулона. Итальянец Гальвани находит электричество в мышечной ткани животных и в 1791 году пишет трактат об этом явлении. Его соотечественник Вольт изобретает первый гальванический элемент - прообраз современной батарейки, в 1800 году.
Датский ученый-физик Эрстед открывает в 1820 году электромагнитное взаимодействие. Работы Ампера, Ленца, Джоуля и Ома вносят существенный вклад в физику и расширяют понятие об электричестве.
Прорывом в изобретении современного электричества являются исследования Майкла Фарадея. После 1834 года он описывает электрические и магнитные поля и создает первый электрогенератор, а за ним и электродвигатель.
История исследования электричества - хороший пример того, что открытия такого масштаба всегда происходят на протяжении столетий. Одно поколение ученых сменяется другим много раз прежде, чем привычные сегодня вещи становятся такими, какие они есть.
Видео по теме
