История изучения электричества: История изучения и развития электричества

Фактически все, что нас с вами окружает, тем или иным образом связано с электричеством. Замечаем, что если где-то на подстанции выключили рубильник, то сразу меняется весь привычный мир. Электричество очень плотно внедрилось в нашу жизнь, а порою сама жизнь зависит от него. С электричеством существование человека гораздо комфортнее, легче и лучше.

Первоначальный опыт использования электрической энергии человечество имело ещё тысячелетия назад. При раскопках культурных слоев и вскрытии древних захоронений, обнаружены находки и рисунки, которые не многозначно говорят о применении электричества людьми. «Древние» — в нашем понимании народы, получали электрическую энергию гальваническим способом.

Для нашего исторического времени эпохальным периодом начала мощного развития изучения и использования электрического тока стал период 17-19 столетия.

Один из патриархов стоящих у подножия изучения явлений, связанных с электроэнергией, немецкий физик, философ, инженер Отто фон Герике, во второй половине 17-ого века первым наблюдал электролюминесценцию. Он изобрёл один из первых электростатических генераторов, производящих электричество трением — шар из серы, натираемый руками. Герике обнаружил свойство отталкивания однополярно заряженных предметов.

У всех на слуху привычные названия единиц измерения из области электротехники, такие как ом, ампер, вольт, фарад, ватт, герц и т.д. которые мы слышим при покупках различных девайсов и бытовой техники. Свои названия эти единицы, в подавляющем большинстве, получили от имен ученых сделавших открытие или сформулировавших законы и закономерности.

Так например: Выдающийся французский блестящий военный инженер и физик Шарль Огюстен дэ Кулон, член Парижской академии наук, один из основателей электростатики, внес в науку понятия: закономерности внешнего трения, закон кручения упругих нитей, основной закон электростатики (закон Кулона), закон взаимодействия магнитных полюсов. Название единицы электрического заряда «кулон» в физической терминологии, носит именно его имя.

Немецкий учёный Георг Симон Ом в 1826 году сформулировал закон описывающий зависимость таких величин как напряжение и сопротивление. Ом равен сопротивлению проводника, между концами которого возникает напряжение 1 вольт при силе постоянного тока 1 ампер. Единица сопротивления названа в честь этого ученого — Ом. Решением XI Генеральной конференции по мерам и весам в 1960 году, ом введен в международную систему единиц (СИ).

Величайшие умы, такие как – Михаил Ломоносов, Алессандро Вольта, Луиджи Гальвани, Ампер Андре-Мари и другие, все они вносили вклад в тогда еще малоизвестную науку — электротехнику.

Знаменитый французский физик, математик и естествоиспытатель, член Парижской Академии наук Андре-Мари Ампер, который занимался изучением связи электрических и магнитных явлений, ввел в физику само понятие «ток электрический» и «электродинамика». Именно он предложил теорию природы магнетизма. В честь этого ученого названа единица измерения силы тока – Ампер.

Граф Алессандро Джузеппе Антонио Анастасио Джероламо Умберто Вольта, итальянец по национальности, физик, химик, физиолог, является одним из основоположников учения об электричестве. В арсенале его многочисленных разработок, исследований, изобретений числятся: «закон ёмкостного сопротивления», первая аккумуляторная батарея (ученый считается отцом электромобиля), электростатическая машина (электрофор), вырабатывающая эл. заряд за счет трения. В честь Алессандро Вольта названа единица измерения электрического напряжения – вольт.

Майкл Фарадей пожалуй один из самых «результативных» ученых в вопросах количества и значимости открытий в области начинающей развиваться ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ, как науки. Физик, химик, экспериментатор (около 30 тысяч экспериментов), естествоиспытатель, член Лондонского королевского общества, почётный член Петербургской академии наук, занимаясь изучением электромагнитных полей, открыл электромагнитную индукцию, создал первый трансформатор, первую модель электродвигателя. В результате титанической научно-практической деятельности Фарадея в обиходе появились понятия: физическое поле, анод, катод, электролит, диэлектрик, ион и многие другие. Среди его открытий числится жидкий хлор, гексохлоран, нержавеющая сталь, количественные законы электролиза, открытие поляризации света и связь магнетизма с оптикой.

Наука никогда не стояла на месте, от теоретических и модельных разработок она прогрессировала, встраиваясь в реалии человеческой жизни, обрастая при этом новыми идеями и новыми открытиями.

Изобретения, члена Петербургской Академии наук, Бориса Семеновича Якоби, служат ярким примером перехода от теории к используемой в деятельности человека практике. Это создание первого электродвигателя, с непосредственным вращением вала. Якоби впервые осуществил движение бота при помощи электроэнергии. Он является изобретателем коллектора для выпрямления тока электрического, гальванопластики, стрелочного и электромагнитного пишущего телеграфных аппаратов, а также первого в мире буквопечатающего телеграфного аппарата.

Далее темпы эволюции электродвигателей шли гигантскими шагами. Благодаря гениальности, инженера, физика, Николы Теслы, им была разработана конструкция двухфазного электродвигателя и генератора. В непостижимо короткий промежуток времени, на основе разработок Теслы, Михаилом Осиповичем Доливо-Добровольским была создана электрическая трехфазная система.

Доливо-Добровольский создал трехфазный трансформатор, трехфазный асинхронный двигатель, доказал на практике преимущества передачи трехфазного тока на расстояния. Можно сказать, что благодаря ему, асинхронный двигатель стал основным и востребованным в производственной сфере, во всем мире, принципиально не изменившись до сих пор.

На протяжении всего срока своего существования, человечество копило знания и опыт в области теоретического и практического использования электричества. Когда-то проводимые простые эксперименты со статическим электричеством, постепенно переросли в целую науку, включающую в себя многочисленные развивающиеся отрасли. Название этой науки – ЭЛЕКТРОТЕХНИКА.

Электротехника развивается, внедряясь во все научные сферы, и уже давно стала неотъемлемой частью нашей жизни. Этот прогресс несет в себе новые открытия и новые возможности для человеческой расы.

История электричества

Электричество является основой нашей современной жизни, но его история насчитывает сотни и даже тысячи лет.

Возможно, вы знаете об истории электричества больше, чем думаете, но у нас есть полное изложение, которое наверняка принесет вам сюрпризы и интересные лакомые кусочки на следующем званом обеде.

Итак, присоединяйтесь к нам, и мы совершим путешествие во времени, чтобы узнать больше об истории электричества и людях, чьи открытия и исследования помогли сделать так, чтобы наш свет включался простым щелчком выключателя.

Когда начинается история электричества?

источник

Нет лучшего места для начала истории электричества, чем начало, и для этого нам нужно вернуться более чем на 2600 лет назад, в около 600 г. до н.э.

В том же году греческий философ Фалес Милетский стал первым, кто наблюдал явление статического электричества. Он сделал это, натерев кусок янтаря кошачьей шерстью и шелком, и заметил, что после этого янтарь мог притягивать пыль, пепел, перья и другие легкие предметы.

Хотя Фалес из Милета не знал об этом в то время, он наблюдал статическое электричество, и это наблюдение положило начало истории электричества.

Кто изобрел термин «электричество»?

Фалес из Милета не использовал термин «электричество» для описания статического электричества, которое он наблюдал. На самом деле слово «электричество» не было придумано еще 2200 лет.

В 1600 году английский врач и ученый по имени Уильям Гилберт продолжил эксперименты со статическим электричеством с использованием янтаря, следуя по стопам Фалеса Милетского. Что-то вроде отца-основателя как электричества, так и магнетизма, Гилберт опубликовал книгу о магнетизме в 1600 году под названием 9.0013 De Magnete , и в этой книге он ввел термин электричество для описания статической силы, которую он наблюдал при трении янтаря о другие материалы.

Интересно, что слово электричество происходит от латинского и греческого слов, обозначающих янтарь (электрум и электрон соответственно). Кто знал, что слово, описывающее силу, питающую современность, происходит от слова, обозначающего окаменевшую древесную смолу?

Когда был изобретен первый электростатический генератор?

В 1706 году английский ученый Фрэнсис Хоксби изобрел первый в мире электростатический генератор. Это устройство могло производить искры, тренируя его при вращении, и было одним из первых шагов к созданию электрического света.

Более поздние версии электростатических генераторов могли генерировать электрические заряды высокого напряжения, которые затем можно было хранить для будущего использования. Работа Фрэнсиса Хоксби продвинула историю электричества на шаг вперед к использованию этой силы, чтобы использовать ее, когда это необходимо.

Что такое лейденская банка и почему она важна?

Концепция лейденской банки уже не так широко известна, но она сыграла важную роль в истории электричества. Лейденская банка была устройством, используемым для хранения статического электричества, и была изобретена независимо друг от друга двумя учеными: немецким изобретателем Эвальдом Георгом фон Клейстом в 1745 году и голландским физиком Питером ван Мусшенбруком в 1746 году. 

Лейденские банки были созданы на основе работы, проделанной Хоксби над электростатическим генератором, и со временем они будут усовершенствованы для создания конденсаторов, которые используются во множестве современных электрических устройств.

Почему знаменитый воздушный змей Бенджамина Франклина был так важен?

Теперь мы подошли к той части истории электричества, с которой большинство людей уже знакомы. В 1752 году отец-основатель Америки Бенджамин Франклин провел знаменитый эксперимент с электричеством, привязав ключ к воздушному змею и запустив его во время грозы.

Вокруг этого знаменитого воздушного змея выросло множество мифов, и некоторые историки оспаривают идею о том, что в воздушного змея когда-либо ударяла молния, утверждая, что такой удар мог ранить или даже убить Бенджамина Франклина.

Этот знаменитый эксперимент с воздушным змеем сыграл важную роль в истории электричества по нескольким причинам. Во-первых, это доказало, что молния была формой электричества — факт, который мы можем принять как должное сейчас, но который был неизвестен в то время.

Во-вторых, знаменитый эксперимент Бенджамина Франклина с воздушным змеем также дал другим ученым, интересующимся идеей электричества, потенциальный источник генерации электричества для экспериментов: саму молнию.

Наконец, этот эксперимент взбудоражил общественное воображение электрическим током и помог привлечь больше внимания к интригующей, но все еще совершенно новой науке об электричестве.

Почему Алессандро Вольта важен для электричества?

источник

В конце 18-го и начале 19-го веков итальянский ученый по имени Алессандро Вольта совершил ряд открытий в области электрификации. Одной из самых больших вех, пройденных Алессандро Вольта, было изобретение в 1800 году первой электрической батареи, которая могла накапливать электрический ток, которую он назвал гальваническим столбом.

Гальваническая батарея стала важной вехой в истории электричества, потому что она позволила ученым, изобретателям и экспериментаторам заряжать электрические цепи от постоянного источника электричества.

Это помогло создать ряд дальнейших инноваций в области электричества, в том числе электролиз воды, впервые проведенный в 1800 году Уильямом Николсоном и Энтони Карлайлом с использованием гальванической батареи.

Кто открыл электродвигатель?

Первый электродвигатель был открыт в 1821 году английским ученым по имени Майкл Фарадей. Майкл Фарадей обнаружил, что, поместив медный провод в стеклянную банку, наполненную ртутью, а затем подав на медный провод постоянный ток, он может создать электромагнитное поле, заставляющее провод вращаться.

Это был первый электродвигатель, и его основные концепции помогли начать промышленную революцию.

Что такое Ом и в честь кого он назван?

Немецкий физик по имени Георг Ом помог создать математическую основу работы электричества. Ом открыл то, что сейчас называется законом Ома, который он опубликовал в книге в 1827 году. Закон Ома гласит, что электрический ток, проходящий через проводник, пропорционален напряжению в двух точках.

Закон Ома используется до сих пор, как и единица измерения Ом. Ом был назван в честь Георга Ома и измеряет электрическое сопротивление.

Когда электричество начало питать промышленность?

До этого момента электричество оставалось в основном академическим предметом, и его практическое применение было немногочисленным.

Но в 1866 и 1867 годах ряд ученых, в том числе Вернер фон Сименс, Чарльз Уитстон и Сэмюэл Альфред Вэлли, использовали работу Майкла Фарадея с электрическими двигателями для создания динамо-машины. Динамо-машины были первыми электрическими генераторами, которые можно было использовать в промышленности, и они помогли начать промышленную революцию.

Был ли Томас Эдисон важен для истории электричества?

Без сомнения, Томас Эдисон — одна из самых важных фигур в истории электричества. Он был американским изобретателем, который был очарован электричеством.

Томас Эдисон сделал слишком много открытий, чтобы перечислять их здесь, но он наиболее известен своей работой по созданию электрической лампочки и продвижением использования постоянного тока для распределения электроэнергии.

В настоящее время постоянный ток используется для зарядки батарей, питания электродвигателей и даже для выработки электроэнергии (хотя мощность постоянного тока обычно преобразуется в мощность переменного тока в трансформаторах перед передачей).

Томасу Эдисону также приписывают изобретение кинокамеры, лампы накаливания и фонографа.

Томас Эдисон и Никола Тесла были соперниками?

В конце концов, да, изобретатели Томас Эдисон и Никола Тесла стали соперниками. Никола Тесла был отцом-основателем электричества в промышленной революции сам по себе, но прежде чем конкурировать с Томасом Эдисоном, он фактически работал на него в Нью-Йорке.

Никола Тесла проработал у Томаса Эдисона в его механической мастерской всего шесть месяцев, прежде чем уйти, и Тесла продолжал отстаивать другую форму передачи электроэнергии, называемую переменным током или мощностью переменного тока.

Переменный ток лучше постоянного для передачи электроэнергии высокого напряжения на большие расстояния, и работа Николы Теслы в этой области помогла заложить основу для нашей современной электрической сети.

Линии электропередач, которые соединяют электростанции и электростанции, включая атомную энергию, ископаемое топливо и возобновляемые источники энергии, несут переменный ток, чему способствовал Никола Тесла.

Когда электронные устройства стали обычным явлением в домах?

источник

На рубеже 20-го века промышленность начала использовать электричество в своей деятельности, что способствовало промышленной революции. Электрические фонари освещали дома, но до появления электронных устройств в домах было еще далеко.

Электрические холодильники не были распространены до 1930-х годов. Телевизоры, работающие от электричества, не получили широкого распространения до конца 1940-х и начала 1950-х годов. Домашние компьютеры стали обычным явлением только в 1990-х годах, а наша культура, связанная с Интернетом, все еще относительно недавняя.

Так что, хотя может показаться, что электричество существовало всегда, вся наша система электроснабжения, по крайней мере исторически, молода. Если вы настроены скептически, просто спросите своих бабушек и дедушек о том, какой была их жизнь в молодости!

На этом наша экскурсия по истории электричества завершена 

Мы прошли долгий путь от трения шелка и кошачьего меха о янтарь до создания статического электричества. На протяжении нашего путешествия по истории электричества мы видели, как ученые и изобретатели постоянно строили идеи и изобретения тех, кто им предшествовал.

Это была лишь краткая история электричества. Если вы хотите узнать больше об электричестве или множестве других тем, связанных с энергетикой, вы можете углубиться в блог Tara Energy.

И если вы хотите более глубоко погрузиться в историю электричества, чем мы смогли сделать в этой короткой статье, возможно, вам стоит отправиться в местную библиотеку. На эту тему написано много книг, и если вы достаточно глубоко погрузитесь в историю электричества, вы обязательно узнаете что-то шокирующее!

Предоставлено вам taranergy.com

Все изображения лицензированы из Adobe Stock.
Избранное изображение

Олимп электричества: гении, давшие нам энергию

В наше время нам было бы трудно жить без искусственного света, без кранов, снабжающих нас горячей и холодной водой, без отопления или без транспортных средств, которые нас перевозят из одного места в другое. Но даже если мы связываем эти удобства с разными источниками энергии, все они непоправимо зависят от одного и того же технического прогресса: электричества. Без овладения, производства и распределения этой энергии мы вернулись бы в средневековый мир, основанный на животной тяге и огне.

Но электричество — это не только фундамент технологической цивилизации, но и один из лучших примеров научного прогресса как коллективного труда, плод вклада многочисленных отцов . Здесь мы рассмотрим вклад основных гениев, заслуживающих особого места на Олимпе истории электричества.

Уильям Гилберт

Статическое электричество было известно с древних времен, но именно в 1600 году британский ученый Уильям Гилберт (24 мая 1544 – 30 ноября 1603) впервые приступил к его научному изучению. Выполняя заказ английской королевы Елизаветы I по изучению работы компаса, Гилберт обнаружил, что магнетизм связан с притяжением янтаря к мелким предметам при трении. Гилберт ввел термин для этого явления electricus , от греческого слова «янтарь», elektron .

Бенджамин Франклин

После исследований Гилберта другие ученые начали исследовать свойства этой странной электрической материи, которую можно было создать, хранить в так называемых лейденских бутылках и передавать по проводам. Однако отсутствовали доказательства того, что эта загадочная жидкость существовала за пределами лабораторий. Американский эрудит Бенджамин Франклин (18 октября 1785 г. – 5 ноября 1788 г.) в 1752 году с помощью своего знаменитого эксперимента с воздушным змеем продемонстрировал, что энергия бурь и энергия лейденских бутылок – одно и то же, тем самым положив начало науке о воздушном змее. электричество.

Луиджи Гальвани

В 1780-х годах итальянский ученый Луиджи Гальвани (9 сентября 1737 — 4 декабря 1798) и его жена Лючия Галеацци описали «животное электричество» как энергию, передаваемую по нервам. жидкая среда, вызывающая движение мышц. Идея гальванизма привлекла всеобщий интерес к электричеству живых существ вплоть до того, что вдохновила писательницу Мэри Уоллстонкрафт Шелли на написание своей работы 9.0013 Франкенштейн или современный Прометей . Работа Гальваниса заложила основы более поздних знаний об электрофизиологии нервной системы.

Алессандро Вольта

Современник и друг Гальвани, хотя и соперник в научной сфере, итальянец Алессандро Вольта также оспаривал теорию животного электричества, утверждая, что ток, наблюдаемый в экспериментах его коллеги с лягушачьи лапки имели внешнее происхождение. Когда Вольта заменил биологический материал картоном, пропитанным солевым раствором, он изобрел первую батарею — постоянный источник электрического тока, не зависящий от генерации электростатического заряда.

Изобретение гальванической батареи в 1799 году дало ученым ценный инструмент для изучения электричества. В знак признания его работы его имя было дано единице электрического потенциала, вольту.

Шарль-Огюстен де Кулон

двух зарядов зависела от величины зарядов и была обратно пропорциональна расстоянию между ними, подобно силе тяготения, описанной Исааком Ньютоном. Французский инженер и физик Шарль-Огюстен де Кулон (14 июня 1736 — 23 августа 1806) в 1785 году сформулировал закон, носящий его имя. В 1908 в его честь была названа единица заряда — кулон.

Андре-Мари Ампер

Если импульс Кулона был решающим для формулировки электростатики, то именно его соотечественник Андре-Мари Ампер заложил основы электродинамики. Основываясь на более ранней работе датского физика и химика Ганса Кристиана Эрстеда, в 1820-х годах Ампер начал придавать физическую и математическую форму силе притяжения или отталкивания между двумя параллельными проводами, проводящими электрический ток. Закон силы Ампера открыл путь к пониманию и математическому определению электромагнетизма, который в 1881 г. был признан путем присвоения единице измерения электрического тока имени ампера.

Георг Ом

В то время как Ампер исследовал силу, действующую между двумя электрическими проводами, немецкий физик и математик Георг Ом (16 марта 1789 г. — 6 июля 1854 г.) использовал батареи Вольта и устройства собственной разработки для изучения силы тока (I ) варьировался в зависимости от приложенного напряжения (V) и сопротивления цепи (R). Этот вопрос уже интересовал таких ученых, как Кавендиш, который использовал свое тело, чтобы замкнуть цепь и испытать силу удара током в каждом случае. Закон, обобщающий результаты Ома, I = V/R, сегодня может показаться почти очевидным, однако публикация его первоначальной формулировки в 1827 г. вызвала больше подозрений, чем аплодисментов. Впоследствии вклад Ома воплотился в название единицы электрического сопротивления — Ом.

Майкл Фарадей

В девятнадцатом веке, в эпоху расцвета науки об электричестве, было много ученых, посвятивших себя разгадке физических и математических принципов электричества. Но кому-то еще предстояло превратить все эти знания в практические технологии, и в этой области выделялся англичанин Майкл Фарадей (22 сентября 1791 – 25 августа 1867 года), разработавший то, что впоследствии стало электродвигателем. Однако Фарадей не ограничился изобретательством, и его наблюдения дали материал для построения полной теории электромагнетизма. Он был ученым-самоучкой, чье скромное происхождение привело его к работе на химика Хамфри Дэви не только в качестве помощника, но и в качестве камердинера. Гений Фарадея привел к тому, что его слава превзошла славу его наставника, и сегодня единица измерения электрической емкости носит его имя — фарад.

Джеймс Клерк Максвелл

Можно сказать, что последним штрихом золотого века науки об электричестве стала работа шотландского между 1861 и 1862 годами опубликовал набор уравнений, которые превратили интуитивные наблюдения Фарадея в полную теорию электромагнетизма.