Мало хто думає, коли з'явилася електрика. А історія його досить цікава. Електрика робить життя комфортнішим. Завдяки йому, стало доступне телебачення, Інтернет та багато іншого. І сучасне життя без електрики вже неможливо уявити. Воно значно прискорило розвиток людства.
Історія електрики
Якщо почати розбиратися, коли з'явилася електрика, треба згадати грецького філософа Фалеса. Саме він перший звернув увагу на це явище у 700 р. до н. е. Фаллес виявив, що при терті бурштину об шерсть камінь починає притягувати до себе легкі предмети.
Якого року з'явилася електрика? Після грецького філософа довгий час цього явища ніхто не досліджував. І знань у цій галузі не додавалося до 1600 р. Цього року Вільям Гілберт запровадив термін «електрика», дослідивши магніти та їх властивості. З того часу це явище почали активно вивчати вчені.
Перші відкриття
Коли з'явилася електрика, застосована у технічних рішеннях? У 1663 р. була створена перша електромашина, яка дозволяла спостерігати ефекти відштовхування та тяжіння. У 1729 р. англійський вчений Стівен Грей провів перший досвід, коли електрика передавалося з відривом. Через чотири роки французький учений Ш. Дюфе виявив, що електрика має 2 типи заряду: смоляний та скляний. У 1745 р. виник перший електроконденсатор – Лейденська банку.
У 1747 р. Бенджаміном Франкліном було створено першу теорію, що пояснює це. А 1785 р. з'явився закон Кулона. Електрику довго вивчали Гальвані та Вольт.Було написано трактат про дію цього явища при м'язовому русі та винайдено гальванічний предмет. А російський учений У. Петров став відкривачем вольтової дуги.
Освітлення
Коли з'явилася електрика у будинках та квартирах? Для багатьох це явище пов'язане насамперед із висвітленням. Таким чином, слід розглядати, коли була винайдена перша лампочка. Це сталося 1809 р. Винахідником став англієць Деларю. Трохи пізніше з'явилися спіралеподібні лампочки, наповнені інертним газом. Вироблятися вони почали 1909 р.
Поява електрики у Росії
Через деякий час після введення терміну "електрика" це явище почали досліджувати у багатьох країнах. Початком змін вважатимуться поява освітлення. У якому році з'явилася електрика у Росії? Згідно з громадським резонансом, ця дата – 1879 рік. Саме тоді в Петербурзі вперше було проведено електрифікацію Ливарного мосту за допомогою ламп.
Але на рік раніше у Києві, в одному із залізничних цехів, було встановлено електричні ліхтарі. Тому дата появи електрики в Росії – дещо спірне питання. Але оскільки ця подія залишилася поза увагою, то офіційною датою вважатимуться саме освітлення Ливарного мосту.
Але є ще одна версія, коли з'явилася електрика у Росії. З юридичного погляду ця дата – тридцяте січня 1880 року. Цього дня у Російському технічному товаристві з'явився перший електротехнічний відділ. У його обов'язки ставилося курувати використання електрики в повсякденне життя. У 1881 р. Царське село стало першим європейським містом, яке було повністю висвітлено.
Ще одна знакова дата – п'ятнадцяте травня 1883 р. Цього дня вперше було проведено ілюмінацію Кремля.Подія була присвячена вступу на російський престол Олександра III. Для освітлення Кремля на Софійській набережній фахівцями-електриками було встановлено невелику електростанцію. Після цієї події освітлення спочатку з'явилося на головній вулиці Петербурга, а згодом у Зимовому палаці.
Влітку 1886 р. указом імператора було засновано «Товариство електроосвітлення». Воно займалося електрифікацією всього Петербурга та Москви. А 1888 р. почали будуватися перші електростанції у найбільших містах. Влітку 1892 р. у Росії було запущено дебютний електротрамвай. А 1895 р. з'явилася перша ГЕС. Вона була побудована в Петербурзі, на нар. Велика Охта.
А в Москві перша електростанція з'явилася 1897 р. Вона була побудована на Рауській набережній. Електростанція виробляла змінний трифазний струм. І це дозволяло передавати електрику на великі відстані без суттєвої втрати потужності. В інших містах Росії електростанції почали будуватися на зорі двадцятого століття, перед Першою світовою війною.
У житті сучасної людини величезну роль відіграє електрика. Досі багато хто не розуміє, як колись люди жили без електричного струму. У наших будинках є світло, вся побутова техніка, починаючи від телефону та закінчуючи комп'ютером, працює від електричної напруги. Хто винайшов електрику та в якому році це сталося, знають далеко не всі. А водночас це відкриття започаткувало новий період історії людства.
На шляху появи електрики
Давньогрецький філософ Фалес, який жив у 7 столітті до нашої ери, з'ясував, що якщо потерти бурштин об шерсть, то до каменю почнуть притягуватись дрібні предмети. Лише через багато років, у 1600 році, англійський фізик Вільям Гілберт запровадив термін «електрика». З цього моменту вчені почали приділяти йому увагу та проводити дослідження у цій галузі. У 1729 р. Стівен Грей довів, що електрику можна передавати на відстані. Важливий крок було зроблено після того, як французький учений Шарль Дюфе відкрив, як він вважав, існування двох видів електрики: смоляної та скляної.
Першим, хто спробував пояснити, що таке електрика, був Бенджамін Франклін, портрет якого красується на стодоларовій купюрі. Він вважав, що це речовини у природі мали «особливу рідину». У 1785 було відкрито закон Кулону. 1791 року італійський учений Гальвані досліджував м'язові скорочення у тварин. Він з'ясував, проводячи досліди на жабі, що м'язи постійно збуджуються мозком і передають нервові імпульси.
Величезний крок на шляху до вивчення електрики було зроблено у 1800 році італійським фізиком Олесандром Вольта, Який придумав і винайшов гальванічний елемент – джерело постійного струму. 1831 року англієць Майкл Фарадей винайшов електричний генератор, який працював на основі електромагнітної індукції.
Величезний внесок у розвиток електрики зробив видатний учений і винахідник Нікола Тесла. Він створив прилади, які досі використовуються у побуті. Одна з найвідоміших його робіт – двигун змінного струму, на основі якого було створено генератор змінного струму. Також він проводив роботи у галузі магнітних полів. Вони дозволяли використовувати змінний струм у електродвигунах.
Ще одним ученим, який зробив внесок у розвиток електрики, був Георг Ом, який експериментальним шляхом вивів закон електричного ланцюга. Іншим видатним вченим був Андре-Марі Ампер.Він винайшов конструкцію підсилювача, яка була котушкою з витками.
Також важливу роль у винаході електрики відіграли:
- П'єр Кюрі.
- Ернест Резерфорд.
- Д. К. Максвелл.
- Генріх Рудольф Герц.
Перше застосування електроенергії
У 1870-х роках Російським вченим А. Н. Лодигіним була винайдена лампа розжарювання. Він, попередньо відкачавши з посуду повітря, змусив світитись вугільний стрижень. Трохи згодом він запропонував замінити вугільний стрижень на вольфрамовий. Проте запустити лампочку у масове виробництво зміг інший вчений – американець Томас Едісон. Спочатку як нитка в лампі він використовував обвуглену стружку, отриману з китайського бамбука. Його модель вийшла недорогою, якісною та могла прослужити відносно довгий час. Значно пізніше Едісон замінив нитку на вольфрамову.
Ніхто не знає, в якому році винайшли електрику, але, починаючи з XIX століття, вона активно увійшла в життя людини. Спочатку це просто освітлення, потім електричний струм почали застосовувати й інших сфер життя (транспорту, засобів передачі, побутової техніки).
Використання освітлення в Росії
Намагаючись з'ясувати, в якому році з'явилася електрика в Росії, вчені схиляються до думки, що це сталося у 1879 році. Саме тоді було висвітлено Ливарний міст у Петербурзі. 30 січня 1880 року було створено електротехнічний відділ у Російському технічному суспільстві. Це суспільство займалося розвитком електрики в Російській імперії. В 1883 відбулася знакова в історії електрики подія – було виконано висвітлення Кремля, коли до влади прийшов Олександр III.За його указом утворюється спеціальне суспільство, яке займається розробкою генерального плану з електрифікації Петербурга та Москви.
Змінний та постійний струм
Коли відкрили електрику, між Томасом Едісоном і Нікола Теслой розгорілася суперечка, який струм використовувати як основний, змінний чи постійний. Протистояння між вченими навіть було прозвано "Війною струмів". У цій боротьбі переміг змінний струм, оскільки він:
- легко передається великі відстані;
- не несе величезних втрат, передаючись з відривом.
Основні галузі споживання
У повсякденному житті постійний струм застосовується досить часто. Від нього працюють різні побутові прилади, генератори та зарядні пристрої. У промисловості його використовують в акумуляторах та двигунах. У деяких країнах вони мають лінії електропередач.
Змінний струм здатний змінюватися за напрямом та величиною протягом певного проміжку часу. Він застосовується частіше за постійне. У наших будинках його джерелом є розетки, до них підключають різні побутові прилади під різною напругою. Змінний струм часто застосовується в промисловості та при освітленні вулиць.
Електрострум у житті та природі
Зараз електрика в наші будинки надходить завдяки електричним станціям. Там встановлені спеціальні генератори, які працюють від джерела енергії. В основному ця теплова енергія, яка виходить при нагріванні води. Для нагрівання води використовують нафту, газ, ядерне паливо чи вугілля. Пара, що утворюється при нагріванні води, приводить у дію величезні лопаті турбін, які, своєю чергою, запускають генератор. Як живлення генератора можна використовувати енергію води, що падає з висоти (з водоспадів або гребель).Рідше використовується сила вітру чи енергія сонця.
Потім генератор за допомогою магніту створює потік електричних зарядів, що проходять мідними проводами. Для того, щоб передавати струм на великі відстані, необхідно підвищити напругу. Для цієї ролі використовується трансформатор, який підвищує та знижує напругу. Потім електрика з великою потужністю передається кабелями до місця його застосування. Але перед потраплянням до будинку необхідно знизити напругу за допомогою іншого трансформатора. Тепер він готовий до використання.
Коли заводять розмову про електрику у природі, Першими на думку спадають блискавки, але це далеко не єдине його джерело. Навіть наші з вами тіла мають електричний заряд, він існує у тканинах людини та передає нервові імпульси по всьому організму. Але не тільки людина містить електричний струм. Багато жителів підводного світу також здатні виділяти електрику, наприклад, схил містить у собі заряд потужністю 500 Ватт, а вугор може створити напругу до 0,5 кіловольт.
Електрика – це вид енергії, яку не потрібно винаходити, а тільки виявити і вивчити. Історія віддає належне першовідкривачеві Бенджаміну Франкліну, саме його експерименти допомогли встановити зв'язок між блискавкою та електрикою. Хоча насправді, правда про відкриття електроенергії набагато складніше, оскільки в її історії не існує єдиного визначального моменту, який дає пряму відповідь на питання, хто винайшов електрику.
Історія
Те, як люди стали виробляти, розподіляти та використовувати електроенергію та пристрої, на яких протікають процеси генерації, є кульмінацією майже 300 річної історії досліджень та розробок електрики.
Сьогодні вчені вважають, що людство почало використовувати електроенергію набагато раніше. Приблизно 600 року до н.е. Стародавні греки виявили, що потирання хутра на бурштині викликає тяжіння між ними. Це явище демонструє статичну електрику, яку повністю описали вчені у 17 столітті у поясненнях, як з'являється електрика.
Крім того, дослідники та археологи в 1930-х роках виявили горщики з листами міді всередині, і пояснили їхнє походження, як древні батареї, призначені для отримання світла в давньоримських місцях. Подібні пристрої були знайдені в археологічних розкопках біля Багдада, а це означає, що древні перси також могли відкрити конструкцію ранньої форми батарей.
Хто винайшов електрику
До 17 століття було зроблено багато відкриттів, пов'язаних з електрикою, таких як винахід раннього електростатичного генератора, розмежування позитивних та негативних зарядів та класифікація матеріалів як провідники або ізолятори.
Важливо! У 1600 році англійський лікар Вільям Гілберт використав латинське слово "electricus", щоб описати силу, яку деякі речовини створюють, якщо їх потерти одна з одною. Трохи пізніше інший англійський вчений Томас Браун написав кілька книг з використанням терміну «електрика», щоб описати свої дослідження, засновані на роботі Гілберта.
Хто винайшов електрику
Винахід електрики в 19 столітті став можливим завдяки відкриттям цілої плеяди великих вчених. В 1752 Бен Франклін провів свій експеримент з повітряним змієм, ключем і штормом. Це просто довело, що блискавка та крихітні електричні іскри – це те саме.
Експеримент Бена Франкліна
Італійський фізик Алессандро Вольта виявив, що певні хімічні реакції можуть виробляти електрику, а в 1800 він створив гальванічний елемент, ранню електричну батарею, що виробляє постійний електрострум. Він також виконав першу передачу струму на відстань, зв'язавши позитивно та негативно заряджені роз'єми та створивши між ними напругу. Тому багато істориків вважають, що 1800 – це рік винаходу електрики.
Вам це буде цікаво Застосування електричного трансформатора, його поняття та види
У 1831 році електрику стало можливо використовувати в техніці, коли Майкл Фарадей створив електродинамо, що вирішило практично проблему генерування постійного електроструму. Досить простий винахід з використанням магніту, що переміщався всередині котушки з мідного дроту, створював невеликий струм, що протікає через провід. Воно допомогло американцеві Томасу Едісону і британському вченому Джозефу Свону, кожному окремо, приблизно одночасно в 1878 винайти лампу розжарювання. Самі лампочки для освітлення були винайдені іншими дослідниками, але лампа розжарювання була першим практичним пристроєм, який давав світло протягом кількох годин поспіль.
Російський вчений та інженер А. Н. Лодигін
У 1800-х і на початку 1900-х років сербсько-американський інженер, винахідник і майстер електротехніки Нікола Тесла став одним із авторів зародження комерційної електрики. Він працював спільно з Едісоном, зробив багато революційних розробок у галузі електромагнетизму і добре відомий своєю роботою з двигунами змінного струму та багатофазною системою розподілу енергії.
Зверніть увагу! Російський учений та інженер А. Н. Лодигін винайшов та запатентував у 1874 р.лампу освітлення, де функцію нитки розжарювання виконував вугільний стрижень, розміщений у вакуумному середовищі посудини, виготовленої зі скла. Це були перші лампочки освітлення у Росії. Лише через 16 років у 1890-х pp. він застосував нитку з тугоплавкого металу – вольфраму.
Однозначно не можна заявити, в якому році з'явилося світло. Незважаючи на те, що багато істориків вважають, що лампочка була винайдена американцем Едісоном, проте перша лампа з платиновою ниткою розжарювання у вакуумній скляній посудині була винайдена в 1840 р. винахідником з Англії Де ла Рю.
Додаткова інформація. Російському вченому П. Н. Яблочкову росіяни були вдячні за виникнення електродугової лампи і хоча ресурс її роботи не перевищував 4 години, освітлювальний прилад широко використовувався на території Зимового палацу майже 5 років.
Хто є основоположниками науки про електрику
Ось список деяких відомих вчених, які зробили свій внесок у розвиток електроенергії.
Французький фізик Андре Марі Ампер
Основоположниками науки про електрику є:
- Французький фізик Андре Марі Ампер, 1775-1836, який працював з електромагнетизму. Одиниця струму в системі СІ – ампер, названа на його честь.
- Французький фізик Чарльз Августин з Кулона, 1736-1806, який був піонером у дослідженнях тертя та в'язкості, розподілу заряду на поверхнях та законів електричної та магнітної сили. Його ім'ям названо одиницю заряду в системі СІ — кулон і закон Кулона.
- Італійський фізик Алессандро Вольта, 1745-1827, який винайшов джерело постійного струму, нагороджений Нобелівською премією з фізики 1921 року, в системі СІ одиниця напруги — вольт, названа на його честь.
- Георг Симон Ом, 1789-1854, німецький фізик, першовідкривач, що вплинув на розвиток теорії електрики, зокрема закону Ома. У системі СІ одиниця опору – ом, названа на його честь.
- Густав Роберт Кірхгоф, 1824-1887, німецький фізик, який зробив внесок у фундаментальне розуміння електричних ланцюгів, відомий своїми двома законами з теорії ланцюгів.
- Генріх Герц, 1857-1894, німецький фізик, який демонструє існування електромагнітних хвиль. У системі СІ одиниця частоти – Герц названа на його честь.
- Джеймс Клерк Максвелл, 1831-1879, шотландський математик і фізик, сформулював систему рівнянь про основні закони електрики та магнетизму, названу рівняннями Максвелла.
- Майкл Фарадей, 1791-1867, англійський хімік та фізик, основоположник закону індукції. Один із найкращих експериментаторів в історії науки, його зазвичай вважають батьком електротехніки. Одиниця ємності у системі СІ — стала Фарадея, названа на його честь.
- Томас Едісон, 1847-1931, американський винахідник, що має понад 1000 патентів, найбільш відомий розробкою лампи розжарювання.
Вам це буде цікаво Як користуватися цифровим мультиметром: рекомендації щодо налаштування
Теорії та закони електрики
Загальні закони, що регулюють електрику, нечисленні та прості та застосовуються необмеженою кількістю варіантів.
Закон Ома – струм, що проходить через провідник між двома точками, прямо пропорційний напрузі між ними.
I = V / R або V = IR або R = V / I
I – Струм через провід в амперах;
V – напруга, виміряна на провіднику у вольтах;
R – опір дроту в Ом.
Зокрема, він також говорить, що R у цьому відношенні постійна, не залежить від струму.
Закон Ватта, подібно до закону Ома, підтверджує зв'язок між потужністю (ватами), струмом і напругою: P = VI або P = I 2 R.
Закон Кірхгофа (KCL) доводить, що сумарний струм або заряд, що надходить у з'єднання або вузол, точно дорівнює заряду, що залишає вузол, оскільки йому нікуди подітися, крім як піти, оскільки всередині вузла заряд не може бути поглинений. Іншими словами, алгебраїчна сума всіх струмів, що входять і виходять з вузла, повинна дорівнювати нулю.
Закон Фарадея говорить про те, що індукована електрорушійна сила в будь-якому замкнутому ланцюзі дорівнює негативному значенню тимчасової швидкості зміни магнітного потоку, укладеного в ній.
Закон Ленца стверджує, що напрям струму, індукованого у дроті магнітним полем, що змінюється, за фарадіївським законом, створить магнітне поле, що протистоїть зміні, яке його викликало. Простіше кажучи, розмір ЕДС, індукованої в ланцюзі, пропорційна швидкості зміни потоку.
Закон Гауса говорить, що сумарний електричний потік із замкнутої поверхні дорівнює вкладеному заряду, поділеному на діелектричну проникність.
Який був перший електричний винахід
У 1731 році у «Філософських працях», виданні «Королівського товариства», з'явилася стаття, яка зробила гігантський стрибок уперед для молодої електротехніки. Її автор англійський вчений Стівен Грей (1670-1736), проводячи експерименти з передачі електричного струму на відстань, випадково виявив, що не всі матеріали мають здатність передавати електрику однаково.
Створення Лейденської банки
Далі відбулося створення акумулятора – "Лейденської банки", пристрої для зберігання статичної електрики.Процес був випадково виявлений і досліджений голландським фізиком Пітером Ван Мюссенбруком з Лейденського університету у 1746 році та незалежно від нього німецьким винахідником Евальдом Георгом фон Клейстом у 1745 році. Приблизно у цей період російські вчені Р. У. Рихман і М. У. Ломоносов проводили роботи з вивчення атмосферного електрики.
Вам це буде цікаво Що називається фазою та нулем у домашній електромережі
Коли з'явилася електрика біля Росії
Фактично електричне висвітлення у Росії виникло 1879 на Ливарному мості у Петербурзі, а офіційно — 1880, зі створенням 1-го електротехнічного відділу, котрий займався використанням електрики економіки держави. У 1881 році Царське село було освітлено електричними ліхтарями. Лампи розжарювання у Кремлі у 1881 р. висвітлили вступ на трон Олександра III.
Енергетика Росії 2018
Прообраз російської енергосистеми було створено 1886 р. із заснуванням промислово-комерційного суспільства. У його плани входила електрифікація населених пунктів: вулиць, заводів, магазинів та житлових будинків. Перша велика електрична станція розпочала свою роботу у 1888 р. у Зимовому палаці і протягом 15 років вважалася найпотужнішою в Європі. До 1917 р. у столиці вже було електрифіковано близько 30% будинків. Далі розвиток енергетики СРСР йшло за планом ГОЕЛРО прийнятого 22 грудня 1920 року. Цей день досі відзначається у Росії та країнах СНД, як День енергетика. План багато в чому запозичив напрацювання російських фахівців 1916 року. Завдяки йому було збільшено виробництво електроенергії, а до 1932 р. вона зросла з 2 до 13,5 млрд кВт.
У 1960 р. рівень вироблення електроенергії становив 197.0 млрд.кВт-годин, і далі він продовжував неухильно зростати. Щорічно в країні запроваджувалися нові енергетичні потужності: ГРЕС, ТЕЦ, КЕС, ГЕС та АЕС. Сумарна їх потужність до кінця 1980 становила 266.7 тис. МВт, а вироблення електричної енергії в СРСР досягло рекордних 1293.9 млрд. кВт∙г.
Після розвалу СРСР Росія продовжувала нарощувати темп розвитку енергетики, за результатами 2018 року вироблення електроенергії в країні становило −1091 млрд. кВт∙год, що дозволило країні увійти до четвірки світових лідерів після Китаю, США та Індії.
Чи допомогла стаття? Оцініть