История изучения и развития электричества
История электричества, с чего же она началась? Я думаю, на этот вопрос вряд ли кто даст точный, исчерпывающий ответ. Но все же попробуем разобраться.
Явления, связанные с электричеством были замечены в древнем Китае, Индии и древней Греции за несколько столетий до начала нашей эры. 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.
Лишь в 1600 году придворный врач английской королевы Елизаветы Уильям Гилберт с помощью своего электроскопа доказал, что способность притягивать легкие тела имеет не только натертый янтарь, но и другие минералы: алмаз, сапфир, опал, аметист и др.
В 1650 году 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. В последствии его машину усовершенствовали немецкие и французские ученые.
В 1729 году англичанин Стивен Грей обнаружил способность некоторых веществ, проводить электричество. Он, по сути, впервые ввел понятие проводников и непроводников электричества.
В 1733 году французский физик Шарль Франсуа Дюфе обнаружил два вида электричества:”смоляное” и “стеклянное”. Одно возникает в янтаре, шелке, бумаге; второе – в стекле, драгоценных камнях, шерсти.
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:
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.
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 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.
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.
< Предыдущая | Следующая > |
---|
история создания, как оно получается, объяснение свойств с позиции физики и применение в жизни
Трудно представить, что еще два столетия назад люди не использовали электричество столь же широко, как сейчас. Открытие и изучение свойств этой энергии сделали возможным появление бытовой техники, интернета, телевидения и высокоскоростного транспорта, без которых трудно представить комфортное существование. Однако не всем известно, что этим достижениям предшествовала многовековая исследовательская работа.
Состав невидимого потока
С точки зрения физики, сама возможность возникновения электричества исходит из способностей физической материи накапливать и сохранять электрический заряд. Вокруг этих накопителей образуется энергетическое поле.
В основе действия тока лежит сила невидимого потока заряженных частиц, движущихся в едином направлении, что образует магнитное поле, родственное по принципу действия с электрическим. Они могут влиять на другие тела, обладающие зарядом того или иного вида:
- отрицательным;
- положительным.
Согласно научным исследованиям, электроны вращаются вокруг центрального ядра любого атома, входящего в состав молекул, образующих все физические тела. Под воздействием магнитных полей они могут отрываться от родного ядра и присоединяться к другому, вследствие чего у одной молекулы получается недостаток электронов, а у другой возникает их переизбыток.
Но сама суть этих элементов состоит в стремлении восполнить нехватку в матрице — они всегда стремятся туда, где их наименьшее количество. Такая постоянная миграция наглядно показывает, как получается электричество, ведь на близком расстоянии электроны стремительно переходят от одного центра атома к другому. Это приводит к образованию тока, о нюансах действия которого интересно знать следующие факты:
- вектор — его направление всегда исходит из отрицательного заряженного полюса и стремится к положительному;
- атомы с избытком электронов имеют заряд «минус» и именуются «ионами», недостаток же этих элементов создает «плюс»;
- в контактах проводов «минусовой» заряд называют «фаза», а «плюс» обозначается нулем;
- наименьшее расстояние между атомами — в составе металлов, поэтому они являются наилучшими проводниками тока;
- наибольшая межатомная дистанция зафиксирована в резине и твердых телах — мрамор, янтарь, фарфор, — которые являются диэлектриками, неспособными проводить ток, поэтому их еще называют «изоляторами»;
- энергия, образующаяся при движении электронов и разогревающая проводники, именуется «мощностью», которую принято измерять в ваттах.
Интересно, что все свойства явления до сих пор не изучены до конца, хотя квантовая физика и термодинамика проводят постоянные исследования. Проще всего обозначить определение электричества через тезис ученого Вильяма Гилберта, сказавшего, что это энергия движущихся заряженных частиц и освещение, получаемое с использованием данной силы.
От янтаря к молнии — долгая история
Нет однозначного ответа на вопрос, кто создал электричество, выделив его как отдельную управляемую энергию. С древнейших времен до наших дней величайшие деятели науки работали над этой темой и добавляли к предыдущей теории собственные знания и опыты по применению на практике.
Первые шаги ученых прошлого
Лексический корень, который лег в основу понятия, произошел от древнегреческого слова «электрон», что означает «янтарь». Ученый и философ Фалес, живший в 7 веке до н. э., случайно заметил в ходе других физических опытов, что если тщательно потереть необработанный янтарь о шерсть, он начнет притягивать пыль и нити, а большой камень — ткань и тонкие кусочки папируса.
Заинтересовавшись, Фалес провел ряд опытов и вышел на теорию заряженных частиц, однако в то время не было подходящего оборудования для доказательств его выводов. Исследования не получили продолжения, однако имя ученого навсегда вошло в историю как первооткрывателя. Позже Аристотель изучал морских угрей и скатов, поражающих жертву электроразрядом, а Плиний интересовался смолой как проводником заряда.
После долгих лет средневекового невежества интерес к исканиям античных ученых возник только в 17 веке, причем одновременно в нескольких европейских странах. Бургомистр Магдебурга Отто фон Герике, интересовавшийся наукой больше, чем скучной работой чиновника, именно на основе древних рукописей создал механизм научно-исследовательского характера, использующий статическое электричество.
Он представлял собой прибор, состоящий из железного штифта и шарика серы вместо янтаря сверху. Механизм был сделан не для практической пользы, а для дальнейших исследований, в ходе которых Герике удалось создать подобие современной лампочки с серным зерном в центре.
Немногим позже британский врач и физик Вильям Гилберт изобрел усовершенствованный прибор для более глубокого изучения свойств
новой энергии, назвав его электроскопом. Это было простое устройство из стрелы, крутившейся на толстой металлической игле по принципу компаса, однако благодаря ему Гилберт выявил взаимосвязи огня и электричества, смог понять и доказать, что вместо янтаря можно использовать драгоценные камни и самоцветы, а также стекло и хрусталь. Он определил целый ряд так называемых «электрических» предметов.
Открытия эпохи просвещения
Ученые 18 века пришли к выводу, что сила трения вызывает разные виды электричества в зависимости от того, какой материал взят за основу. Английские исследователи Гренвиль Уиллер и Стивен Грей обнаружили, что некоторые вещества не обладают пропускной способностью, тогда как через определенные материалы ток проходит мгновенно.
Они и обозначили ряд «проводников» электроэнергии — металлы, солевые растворы, мокрая земля и даже человеческое тело. В 1729 году Уиллер и Грей провели невероятный по своему влиянию на промышленный прогресс опыт — передали электрический ток на небольшое расстояние.
В том же знаменательном году голландский физик и математик Мушенбрук вместе с немцем Эдвальдом фон Клейстом придумали устройство, вошедшее в историю электричества как «лейденская банка» — по названию университета, где впервые были продемонстрированы их опыты. Вода в стеклянном сосуде получала заряд через металлическую палку, которую вставляли через отверстие в крышке из станиоля. Дно банки также находилось на тарелке из аналогичного материала. Наружный металл выступал в качестве электродов для накапливания энергии внутри сосуда. Почти полтора века «лейденская банка» служила источником тока для первых электроприборов.
Такие успехи вдохновили ученых всего мира на дальнейшие опыты и открытия:
- Французский химик Шарль Дюфе сконструировал электроскоп с золотыми пластинками, а также выявил в ходе исследований, что бумага, натертая смолой, отталкивается от нее, но притягивается к стеклу, как к магниту, и наоборот. Он выделил два вида электричества — смоляное и стеклянное, на основе чего поделил все физические тела на две группы, согласно их реакции на смолу и стекло;
- Русский ученый Михаил Ломоносов изучал природу атмосферного электричества, возникающего при грозах, пробуя измерить его совместно с немецким исследователем Рихманом. Для этого ими была придумана громомерная машина, с ее помощью Ломоносов узнал о разности потенциалов молний и измерял уровень электричества в атмосфере не только при грозе, но и в обычное время;
- Французский ученый Шарль Кулон выявил закон электростатики с основным тезисом взаимодействия зарядов согласно квадрату расстояния между ними, а также определил силу отталкивания и притяжения одинаковых и противоположных «полюсов»;
- Итальянец Гальвани придумал первую батарейку, смастерив ее из круглых серебряных цилиндров, между которыми была размоченная в солевом растворе бумага;
- Англичанин Майкл Фарадей и француз Ампер разработали законы электродинамики, изучив химические свойства силы тока и их изменения при воздействии магнитного поля Земли, и доказали, что именно оно формирует электрическую энергию. С тех пор единица силы тока названа именем Ампера;
- Русский ученый Лодыгин придумал подобие современных ламп накаливания с основой из углевой пластины, а француз Жорж Клод изобретал устройство, близкое по конструкции к неоновым лампочкам;
- Итальянский химик Алессандро Вольта изобрел источник постоянного тока. Он пришел к выводу о необходимости подключения замкнутой цепи, в составе которой должны быть как металлические, так и жидкостные проводники. Он стал основоположником теории «контактного электричества», а его соотечественник Гальвани доказал присутствие этой энергии в теле человека.
Невозможно выделить одного ученого, которому можно приписать честь открытия и создания самой мощной энергии нашего времени. Каждый внес неоценимый вклад в общее дело.
Тесла и Франклин
Однако двое ученых все же выделяются из плеяды исследователей. Бенджамин Франклин проанализировал и синтезировал работы и опыты коллег, опубликовав самые аргументированные в одной книге под личной редакцией.
Он особо выделял теорию о положительных и отрицательных зарядах, а также доказал природное электрическое происхождение молний. После этого была выдвинута версия о том, что жизнь на планете зародилась вследствие синтеза первичных аминокислот, толчком к которому послужили молнии.
Франклин также впервые озвучил теорию об электрической природе нервных импульсов в человеческом теле, предшествующих двигательному процессу, циклу вдоха-выдоха, сенсорным ощущениям, что произвело революцию в научном мире.
Имя сербского ученого Никола Теслы является самым известным в народе и ассоциируется с открытиями в области электроэнергии. Он и правда посвятил этому всю жизнь, еще в детстве увидев, как светится шерсть любимой черной кошки от частых поглаживаний.
youtube.com/embed/pb_U_jbkrXk»/>
Тесла умел не только создавать теории, но и доказывать их экспериментами, которые бывали очень опасными. Он сконструировал и успешно применял высокочастотный механизм, получивший название «катушка Теслы», напряжение которого могло обеспечить работу компьютеров и телевизоров, тем более что их появление в будущем также было предсказано Теслой. К числу его гениальных изобретений можно отнести следующее:
- способ сохранения света и передачи освещения, неоновые лампы;
- переменный ток как безопасная альтернатива постоянному;
- электродвигатель на вращающихся магнитных полях;
- рентгеновские лучи и фотография;
- радиосигналы и дистанционное управление на их частотах;
- роботы и лазерные лучи.
Многие исследования ученого были связаны с разработкой машины времени и возможностью телепортации, но удалось ли ему осуществить эти теории, никто не знает. Он сжег многие свои работы, осознав, что человечество может использовать ценные знания во вред, а не во благо.
Освещение России
Русские ученые внесли огромный практический вклад в историю развития электричества, начиная с М. В. Ломоносова. Многие их идеи были заимствованы европейскими коллегами, однако в плане внедрения изобретений в практическую работу на пользу людям Россия всегда опережала другие страны.
Например, уже в 1879 году лампы фонарей на Литейном мосту были заменены на электрические, что было прогрессивным и смелым решением для того времени. В 1880 году был открыт отдел по делам электрификации городских районов при Русском техническом обществе. Первым населенным пунктом в мире, в котором было введено повсеместное освещение в вечернее и ночное время, стало Царское Село в 1881 году.
Весной 1883 года на Софийской набережной построили электростанцию и успешно провели праздничное освещение центра города, приуроченное к церемонии коронации нового императора — Александра ІІІ.
Праздничная иллюминация без сбоев и возгораний наглядно показала людям, пришедшим на праздник в большом количестве, как работает электричество в деле, и сторонников прогресса стало больше.
В этом же году был полностью электрифицирован центр Петербурга и его сердце — Зимний дворец. Небольшой отдел при техническом обществе вырос за пару лет в Ассоциацию электроосвещения Российской империи, стараниями которой было проведено множество работ по установке фонарей на улицах Москвы и Петербурга, включая отдаленные районы. Всего через два года по всей стране начнут строить электростанции, и население России окончательно встанет на путь прогресса.
Обыкновенное чудо природных явлений
Интересно, что тела человека и многих живых существ не просто являются проводниками электрических импульсов, но и способны вырабатывать эту энергию самостоятельно. Показательными примерами являются электрические скаты, миноги и угри, у которых есть специальные отростки в строении туловища, служащие своеобразной накопительной иглой, с помощью которой они поражают жертву разрядом частотой в несколько сотен герц.
Большинство ученых считают, что тело человека подобно электростанции с автономной системой саморегуляции. Бывали случаи, когда люди не только выживали после удара молнией, но и обретали исцеление от болезней и новые способности. Каждый из этих счастливцев обладал сильным природным иммунитетом, вследствие чего удар природного электричества только укрепил их врожденную силу.
В природе есть множество явлений, доказывающих, что электроэнергия — ее неотъемлемая часть и существует повсеместно:
- Огненные знаки святого Эльма — знакомы мореплавателям с античных времен. Внешне они похожи на кистеобразные огни свечей нежно-голубого и лилового оттенка, а длина их может достигать одного метра. Появляются в бурю и грозы на шпилях мачт кораблей. Матросы пытались отломить концы мачт и спуститься с факелом вниз, но это никогда не удавалось, поскольку огонь переходил на другие высоко расположенные объекты. Удивительно, что огонь не обжигает руки и холодноват при прикосновении. Мореплаватели считали, что это благодатный знак от святого Эльма о том, что корабль находится под его защитой и благополучно придет в порт. Современные исследования показали, что необычный огонь имеет электрическую природу;
- Полярное сияние — в верхних слоях атмосферы накапливается множество мелких элементов, прилетевших из глубин космоса. Они сталкиваются с частицами нижних слоев воздушной оболочки и пылинками с разными полюсами зарядов, результатом чего являются хаотично движущиеся световые вспышки разных цветов. Такое свечение характерно для периода полярной ночи и может длиться несколько суток;
- Молнии — изменения в атмосферных потоках вызывают одновременное возникновение льдинок и капель. Сила трения от их столкновения наполняет кучевые облака мощными электрозарядами. От соприкосновения облаков с разноименными зарядами возникает мощный световой выброс в громовых раскатах. Когда нижние слои атмосферы переполнены электрическими зарядами, они могут объединиться в одно целое, и получается шаровая молния, которая движется по довольно низкой траектории и очень опасна, поскольку может взорваться, столкнувшись с живым существом или статичным предметом.
Помимо переменного и постоянного тока, существует еще и статическое электричество, возникающее при нарушении баланса внутри атомов. Синтетическая ткань обладает способностью накапливать его, что выражается небольшими искрами при движении одежды во время переодевания и ощущением укола при касании человека или металла.
Это весьма неприятные ощущения, к тому же в больших дозах это вредно для здоровья. Статическое излучение исходит и от телевизоров, компьютеров и бытовой техники, электризующих пыль. Поэтому, чтобы сберечь здоровье, необходимо носить одежду из натуральных тканей, не находиться долгое время около электроприборов и почаще делать уборку.
Во избежание опасности
Несмотря на несомненную пользу, которое принесло открытие электричества людям, улучшив качество жизни, существует и обратная сторона медали. Электроразряд может убить или нанести существенный вред здоровью. Негативное воздействие электрического тока на человека может выражаться в следующем:
- резкое и мощное сокращение мышечных волокон, что ведет к разрыву тканей;
- незначительный внешне ожог с глубоким внутренним поражением органа;
- нарушение баланса электролиза в теле;
- поражение глаз ультрафиолетовой вспышкой;
- перенапряжение и сбой в работе нервной системы;
- паралич дыхания и остановка сердца.
Вред от воздействия напрямую зависит от силы тока. Если она равна 0,05 А, то это считается относительно безопасным для жизни. Частота в 0,1 А и выше может лишить сознания и нейтрализовать способность мышц к сокращению, что порой является фатальным при падении или наличии хронических заболеваний. Ни в коем случае нельзя прикасаться к оголенному проводу, не будучи уверенным, что напряжение отсутствует. Одновременное касание двумя руками приведет к поражению током сердца, что может оказаться смертельным.
Первую помощь при поражении электричеством нужно оказывать, не поддаваясь панике, поскольку схватив пострадавшего, чье тело по своей природе является накопителем, удерживающим полученный разряд, есть риск самому подвергнуться удару током. Нельзя стремительно бежать к упавшему, вместо этого надо идти мелкими шажками, что обеспечит безопасность и позволит вызвать врачей, вместо того чтобы самому пострадать. А уже в ожидании скорой постараться помочь следующим образом:
- нейтрализовать главный источник энергии — через отключение рубильника или пробок;
- убрать от жертвы опасный электроприбор с помощью предмета с изолирующими свойствами, лучше всего деревянной палкой или скрученным в рулон журналом;
- при необходимости оттащить человека в безопасное место, нужно надеть резиновые перчатки или обмотать руки натуральной тканью, избегая прямого соприкосновения с кожей жертвы;
- пальцами в перчатках попытаться прощупать пульс и если он слабый, то сделать закрытый массаж сердца и перевернуть пострадавшего на правый бок.
Во избежание опасности поражения электричеством необходимо регулярно проверять исправность бытовой техники и состояние розеток, надевая на них резиновые заглушки, если в доме есть малыши. Также не стоит гулять в грозу во время частых молний, а находясь дома в это время, окна лучше закрыть.
возникновение тока, история открытия электрических изобретений, фамилии первооткрывателей
Открытие электричества полностью изменило жизнь человека. Это физическое явление постоянно участвует в повседневной жизни. Освещение дома и улицы, работа всевозможных приборов, наше быстрое передвижение — все это было бы невозможно без электроэнергии. Это стало доступно благодаря многочисленным исследованиям и опытам. Рассмотрим главные этапы истории электрической энергии.
Древнее время
Термин «электричество» происходит от древнегреческого слова «электрон», что в переводе означает «янтарь». Первое упоминание об этом явлении связано с античными временами. Древнегреческий математик и философ Фалес Милетский в VII веке до н. э. обнаружил, что если произвести трение янтаря о шерсть, то у камня появляется способность притягивать мелкие предметы.
Фактически это был опыт изучения возможности производства электроэнергии. В современном мире такой метод известен, как трибоэлектрический эффект, который дает возможность извлекать искры и притягивать предметы с легким весом. Несмотря на низкую эффективность такого метода, можно говорить о Фалесе, как о первооткрывателе электричества.
В древнее время было сделано еще несколько робких шагов на пути к открытию электричества:
- древнегреческий философ Аристотель в IV веке до н. э. изучал разновидности угрей, способных атаковать противника разрядом тока;
- древнеримский писатель Плиний в 70 году нашей эры исследовал электрические свойства смолы.
Все эти эксперименты вряд ли помогут нам разобраться в том, кто открыл электричество. Эти единичные опыты не получили развития. Следующие события в истории электричества состоялись много веков спустя.
Этапы создания теории
XVII-XVIII века ознаменовались созданием основ мировой науки. Начиная с XVII века происходит ряд открытий, которые в будущем позволят человеку полностью изменить свою жизнь.
Появление термина
Английский физик и придворный врач Уильям Гильберт в 1600 году издал книгу «О магните и магнитных телах», в которой он давал определение «электрический». Оно объясняло свойства многих твердых тел после натирания притягивать небольшие предметы. Рассматривая это событие надо понимать, что речь идет не об изобретении электричества, а лишь о научном определении.
Уильям Гильберт смог изобрести прибор, который назвал версор. Можно сказать, что он напоминал современный электроскоп, функцией которого является определение наличия электрического заряда. При помощи версора было установлено, что, кроме янтаря, способностью притягивать легкие предметы также обладают:
- стекло;
- алмаз;
- сапфир;
- аметист;
- опал;
- сланцы;
- карборунд.
Первая электростатическая машина
В 1663 году немецкий инженер, физик и философ Отто фон Герике изобрел аппарат, являвшийся прообразом электростатического генератора. Он представлял собой шар из серы, насаженный на металлический стержень, который вращался и натирался вручную. С помощью этого изобретения можно было увидеть в действии свойство предметов не только притягиваться, но и отталкиваться.
В марте 1672 года известный немецкий ученый Готфрид Вильгельм Лейбниц в письме к Герике упоминал, что при работе с его машиной он зафиксировал электрическую искру. Это стало первым свидетельством загадочного на тот момент явления. Герике создал прибор, послуживший прототипом всех будущих электрических открытий.
В 1729 году ученый из Великобритании Стивен Грей произвел опыты, которые позволили открыть возможность передачи электрического заряда на небольшие (до 800 футов) расстояния. А также он установил, что электричество не передается по земле. В дальнейшем это дало возможность классифицировать все вещества на изоляторы и проводники.
Два вида зарядов
Французский ученый и физик Шарль Франсуа Дюфе в 1733 году открыл два разнородных электрических заряда:
- «стеклянный», который теперь именуется положительным;
- «смоляной», называющийся отрицательным.
Затем он произвел исследования электрических взаимодействий, которыми было доказано, что разноименно наэлектризованные тела будут притягиваться один к одному, а одноименно — отталкиваться. В этих экспериментах французский изобретатель пользовался электрометром, который позволял измерять величину заряда.
Лейденская банка
В 1745 году физик из Голландии Питер ван Мушенбрук изобрел Лейденскую банку, которая стала первым электрическим конденсатором. Его создателем также является немецкий юрист и физик Эвальд Юрген фон Клейст. Оба ученых действовали параллельно и независимо друг от друга. Это открытие дает ученым полное право войти в список тех, кто создал электричество.
11 октября 1745 года Клейст произвел опыт с «медицинской банкой» и обнаружил способность хранения большого количества электрических зарядов. Затем он проинформировал об открытии немецких ученых, после чего в Лейденском университете был проведен анализ этого изобретения. Затем Питер ван Мушенбрук опубликовал свой труд, благодаря которому стала известна Лейденская банка.
Бенджамин Франклин
В 1747 году американский политический деятель, изобретатель и писатель Бенджамин Франклин опубликовал свое сочинение «Опыты и наблюдения с электричеством». В ней он представил первую теорию электричества, в которой обозначил его как нематериальную жидкость или флюид.
В современном мире фамилия Франклин часто ассоциируется со стодолларовой купюрой, но не следует забывать о том, что он являлся одним из величайших изобретателей своего времени. В списке его многочисленных достижений присутствуют:
- Известное сегодня обозначение электрических состояний (-) и (+).
- Франклин доказал электрическую природу молнии.
- Он смог придумать и представить в 1752 году проект громоотвода.
- Ему принадлежит идея электрического двигателя. Воплощением этой идеи стала демонстрация колеса, вращающегося под действием электростатических сил.
Публикация своей теории и многочисленные изобретения дают Франклину полное право считаться одним из тех, кто придумал электричество.
От теории к точной науке
Проведенные исследования и опыты позволили изучению электричества перейти в категорию точной науки. Первым в череде научных достижений стало открытие закона Кулона.
Закон взаимодействия зарядов
Французский инженер и физик Шарль Огюстен де Кулон в 1785 году открыл закон, который отображал силу взаимодействия между статичными точечными зарядами. Кулон до этого изобрел крутильные весы. Появление закона состоялось благодаря опытам Кулона с этими весами. С их помощью он измерял силу взаимодействия заряженных металлических шариков.
Закон Кулона являлся первым фундаментальным законом, объясняющим электромагнитные явления, с которых началась наука об электромагнетизме. В честь Кулона в 1881 году была названа единица электрического заряда.
Изобретение батареи
В 1791 году итальянский врач, физиолог и физик Луиджи Гальвани написал «Трактат о силах электричества при мышечном движении». В нем он фиксировал наличие электрических импульсов в мышечных тканях животных. А также он обнаружил разность потенциалов при взаимодействии двух видов металла и электролита.
Открытие Луиджи Гальвани получило свое развитие в работе итальянского химика, физика и физиолога Алессандро Вольты. В 1800 году он изобретает «Вольтов столб» — источник непрерывного тока. Он представлял собой стопку серебряных и цинковых пластин, которые были разделены между собой смоченными в соленом растворе бумажными кусочками. «Вольтов столб» стал прототипом гальванических элементов, в которых химическая энергия преобразовывалась в электрическую.
В 1861 году в его честь было введено название «вольт» — единица измерения напряжения.
Гальвани и Вольта являются одними из основоположников учения об электрических явлениях. Изобретение батареи спровоцировало бурное развитие и последующий рост научных открытий. Конец XVIII века и начало XIX века можно характеризовать как время, когда изобрели электричество.
Появление понятия тока
В 1821 году французский математик, физик и естествоиспытатель Андре-Мари Ампер в собственном трактате установил связь магнитных и электрических явлений, которая отсутствует в статичности электричества. Тем самым он впервые ввел понятие «электрический ток».
Ампер сконструировал катушку с множественными витками из медных проводов, которую можно классифицировать как усилитель электромагнитного поля. Это изобретение послужило созданию в 30-х годах 19 века электромагнитного телеграфа.
Благодаря исследованиям Ампера стало возможным рождение электротехники. В 1881 в его честь единица силы тока была названа «ампером», а приборы, измеряющие силу — «амперметрами».
Закон электрической цепи
Физик из Германии Георг Симон Ом в 1826 году представил закон, который доказывал связь между сопротивлением, напряжением и силой тока в цепи. Благодаря Ому возникли новые термины:
- падение напряжения в сети;
- проводимость;
- электродвижущая сила.
Его именем в 1960 году названа единица электросопротивления, а Ом, несомненно, входит в список тех, кто изобрел электричество.
Электромагнитная индукция
Английский химик и физик Майкл Фарадей совершил в 1831 году открытие электромагнитной индукции, которая лежит в основе массового производства электроэнергии. На основе этого явления он создает первый электродвигатель. В 1834 году Фарадей открывает законы электролиза, которые привели его к выводу, что носителем электрических сил можно считать атомы. Исследования электролиза сыграли существенную роль в возникновении электронной теории.
Фарадей является создателем учения об электромагнитном поле. Он сумел предсказать наличие электромагнитных волн.
Общедоступное применение
Все эти открытия не стали бы легендарными без практического использования. Первым из возможных способов применения явился электрический свет, который стал доступен после изобретения в 70-х годах 19 века лампы накаливания. Ее создателем стал российский электротехник Александр Николаевич Лодыгин.
Первая лампа являлась замкнутым стеклянным сосудом, в котором находился угольный стержень. В 1872 году была подана заявка на изобретение, а в 1874 году Лодыгину выдали патент на изобретение лампы накаливания. Если пытаться ответить на вопрос, в каком году появилось электричество, то этот год можно считать одним из правильных ответов, поскольку появление лампочки стало очевидным признаком доступности.
Появление электроэнергии в России
Будет интересно выяснить, в каком году появилось электричество в России. Освещение впервые появилось в 1879 году в Санкт-Петербурге. Тогда фонари установили на Литейном мосту. Затем в 1883 году начала работу первая электростанция у Полицейского (Народного) моста.
В Москве освещение впервые появилось 1881 году. Первая городская электростанция заработала в Москве в 1888 году.
Днем основания энергетических систем России считается 4 июля 1886 года, когда Александр III подписал устав «Общества электрического освещения 1886 года». Оно было основано Карлом Фридрихом Сименсом, который являлся братом организатора всемирно известного концерна Siemens.
Невозможно точно сказать, когда появилось электричество в мире. Слишком много разбросанных во времени событий, которые являются одинаково важными. Поэтому вариантов ответа может быть много, и все они будут правильными.
5.1. Первые сведения об электричестве трения и магнетизме
5.1. Первые сведения об электричестве трения и магнетизме
Электричество (от греческого «elektron», что означает «янтарь») – совокупность явлений, в которых обнаруживается существование, движение и взаимодействие заряженных частиц. Часто под электричеством понимают электрическую энергию, например, когда говорят об использовании электричества в народном хозяйстве. Значение термина «электричество» менялось в процессе развития физики и техники (М. , «Советская энциклопедия», 1989).
Начальные знания об электризации трением и магнитных свойствах относятся к глубокой древности. К примеру, известный египтолог Бругш Паша предполагал, что в египетских храмах существовали… молниеотводы! Они представляли собой высокие деревянные мачты с металлической обшивкой. Такие же шесты, только сделанные из железа, были известны древним индусам.
В те далекие времена в окрестностях древнегреческого города Магнезия древние греки находили камешки, притягивающие легкие железные предметы (их назвали магнитами и оттуда пришло к нам слово «магнит»). Они находили и камешки, выбрасываемые приливами и волнами морей (их называли янтарем), которые не притягивали железных предметов, как магниты, но обладали не менее любопытным свойством: после натирания о шерсть приобретали способность притягивать к себе пушинки, волосинки, соломинки, легкие кусочки дерева и другие легкие тела. Древнегреческий философ Фалес Милетский впервые описал это явление, которое свыше 2000 лет оставалось неизученным и неиспользованным.
Письменное свидетельство знакомства человека с магнитными свойствами некоторых материалов находим в замечательной поэме «О природе вещей», написанной Титом Лукрецием Каром в I веке до нашей эры:
Также бывает, что попеременно порода железа
Может от камня отскакивать или к нему привлекаться.
Также и то наблюдал я, как прыгают в медном сосуде
Самофракийские кольца железные или опилки
В случае, если под этим сосудом есть камень магнитный.
Первые достоверно известные упоминания об электрических и магнитных явлениях связаны с именем выдающегося английского физика и врача, лейб-медика королевы Елизаветы Уильяма Гильберта.
В своем сочинении «О магнитах, магнитных телах и большом магните – Земле», вышедшем в Лондоне в 1600 г., он впервые рассмотрел магнитные и многие электрические явления и привел большой список тел, электризующихся трением. Его исследования свойств магнитной стрелки привели к верному выводу, что и Земля является магнитом.
Фалес Милетский (ок. 625 – ок. 547 гг. до н.э.) – древнегреческий мыслитель, родоначальник античной философии и науки, основатель милетской школы. Он происходил из знатного рода. Побуждаемый жаждой знаний, он много путешествовал по разным странам, в том числе предпринял путешествие в Египет, где познакомился с астрономическими, математическими и механическими познаниями египтян. Был всесторонним ученым и мыслителем, изобрел несколько астрономических приборов, удачно предсказал солнечное затмение 585 года до н.э. Известно, что ему были знакомы сила притяжения магнитов и электрические свойства янтаря, обретаемые им при трении. Он создал стройное философское учение, касающееся вопросов мироздания. В области науки ему принадлежит заслуга определения времени солнцестояний, равноденствий, установления продолжительности года в 365 дней, открытие факта движения Солнца по отношению к звездам. Он также имеет заслуги в области математики.
Уильям Гильберт (1544–1603) родился на юго-востоке Англии в городе Кольчестере, образование получил сначала в Кембридже, затем в Оксфорде. Гильберт в 1560-х годах успешно занимается врачебной практикой. Заинтересовавшись целебными свойствами магнитов, о которых узнал в рукописях древних и современных ему авторов, Гильберт приступил к фундаментальному изучению магнитных и электрических явлений, воспроизвел и проверил достоверность описанных опытов, поставил ряд собственных оригинальных экспериментов. Исследованиям магнетизма и электричества Уильям Гильберт посвятил 18 лет своей жизни, поставил свыше 600 опытов (все это делая в свободное от основной работы время) и в обеих этих областях сделал выдающиеся открытия.
Известно также, что во время своих морских путешествий знаменитый Колумб сделал ряд научных открытий, среди которых наибольшее значение имеют его наблюдения над земным магнетизмом и компасом. Он определил величину магнитного отклонения стрелки компаса и заметил, что для различных точек земной поверхности она различна. Впервые это было констатировано 13 сентября 1492 года.
Гильберт первым стал пользоваться для опытов магнитной стрелкой, висящей на тонкой нити. Так как главное свойство магнита – его притягивающая сила и так как янтарь, натертый трением, притягивает к себе мелкие тела (что Гильберту было известно), то он старался установить зависимость между притягивающей силой магнита и такой же силой янтаря. Установить такую зависимость Гильберту не удалось, зато он открыл, что свойства янтаря присущи целому ряду других тел, в особенности различного рода стеклу, горному хрусталю и т.п. И, наоборот, другие тела (например, мрамор, известь, металлы и т.д.) этим свойством не обладают. Гильберт точно отличал тела, приобретающие от трения электрические свойства, от тел, которым эти свойства не сообщаются. Ему же обязаны своим происхождением и само слово «электричество», а также выражения «электрическая сила» и «электрическое тяготение». Так что если в исследованиях магнетизма Гильберт был первым не хронологически, а по значимости, то в познании электрических явлений он явился подлинным пионером. Очень важным в учении Гильберта является то, что он первым отделил электрические явления от магнитных, вскрыв различную их природу, и сформулировал различия между ними.
Природа электрических явлений оставалась долго сокрытой от человеческого исследования. Причина этого, может быть, заключается в том, что мы открываем данные явления только по сопровождающему их механическому, световому или тепловому действию.
В будущем дальнейшее изучение явления электризации трением показало, что оно вызывается электрическими зарядами, которые есть в любом веществе, так как электрически заряженные частицы являются составными частями атомов всех веществ. Но с того времени, как Гильберт показал, что трением можно привести в электрическое состояние очень большое число тел, расцветавшее тогда естествоиспытание с рвением взялось за дальнейшее исследование.
Магдебургский бургомистр и физик Отто фон Герике придумал и соорудил первое устройство для получения статического электричества.
Интересно, что примерно за тысячу лет до нового летосчисления важным достижением в области магнетизма было изобретение в Китае удивительно остроумного прибора, названного «указателем юга». Сначала он применялся лишь для гадания, но потом стал использоваться по своему прямому назначению – как мореходный компас. В это же время была создана и оригинальная конная «повозка, указывающая на юг», на которой было установлено механическое устройство, фиксирующее отклонение дышла от заданного направления «север – юг». Компас в Европе известен с XII века. Без этого простейшего навигационного прибора были бы невозможны великие географические открытия XV– XVII веков.
Конструкция первой машины для получения электричества описана им в сочинении «Новые, так называемые магдебургские, опыты о пустом пространстве» (1672 г.).
Стеклянный шар он заливал серой, а затем отбиванием удалял стекло. Получившийся шар из серы он снабжал деревянной осью с подшипниками. С помощью шнурка шар мог быть приведен в быстрое вращение. При трении шара о приложенную к нему руку между ним и свободно подвешенным перед ним металлическим стержнем проскакивали маленькие искорки. Стержень являлся проводником (кондуктором) и мог отдавать свой заряд руке или другим близко находящимся предметам. Первая электрическая машина трения Отто фон Герике и иллюстрация действия притягивающей силы электричества показаны на рис. 5.1.
Характерной чертой конца XVII и начала XVIII веков стало то, что исследование электрических и магнитных явлений занимает ведущее место. Эти исследования проявились в огромном числе опытов, которые, казалось, не имели никакой связи между собой, но из которых постепен
Отто фон Герике (1602–1686) – немецкий ученый, дипломат, бургомистр – по окончании Магдебургского училища изучал науки в университетах Лейпцига, Хельмштадта, Иены, Лейдена, увлекался правом, физикой, прикладной математикой, механикой, фортификацией, изучал явление вакуума, изобрел вакуумную откачку и осуществил известный эксперимент с магдебургскими полушариями. Также он занимался исследованиями в области электричества, обнаружил явление взаимного отталкивания двух наэлектризованных тел. но возникает знание законов электричества и магнетизма, в конце концов применяющееся на практике и достигающее своего кульминационного момента в беспримерном развитии современной электротехники. Внимание ученых в начале XVIII века было направлено на изучение различных атмосферных явлений, связанных с электричеством и магнетизмом. Так, в 1716 году английский астроном и геофизик Эдмунд Галлей (1656–1742) обнаружил, что появившееся в этом году северное сияние, видимое почти на всем континенте, отклонилось от точки севера почти настолько, насколько отклоняется магнитная стрелка. В этом он увидел связь явления северного сияния с земным магнетизмом.
Гравюра из книги Отто фон Герике «Новые, так называемые магдебургские, опыты о пустом пространстве», 1672 г.
Если еще до конца XVII века считали, что молния представляет собой серные или селитровые пары, которые внезапно загораются, то уже в самом начале XVIII века появились сообщения, что искры и треск при приближении пальца к подвергнутому трению янтарю можно сравнить с молнией и громом.
Электричество — величайшее изобретение человечества
Вадим Прибытков физик теоретик, постоянный автор Терры Инкогнита.
—-Основные свойства и законы электричества—установлены любителями.
Электричество является основой современной техники. Нет более важного открытия в истории человечества, чем электричество. Могут сказать, что космос и информатика также являются грандиозными научными достижениями. Но без электричества не было бы ни космоса, ни компьютеров.
Электричество—это поток движущихся заряженных частиц- электронов, а также все явления, связанные с перегруппировкой заряда в теле. Самое интересное в истории электричества это то, что основные свойства и законы его были установлены посторонними любителями. Но на этот решающий момент до сих пор как-то не обращалось внимания.
Уже в глубокой древности было известно, что янтарь, потертый о шерсть, приобретает способность притягивать легкие предметы. Однако это явление на протяжении тысячелетий не находило практического применения и дальнейшего развития.
Янтарь упорно терли, любовались им, делали из него различные украшения, и на этом дело ограничивалось.
В 1600 г. в Лондоне была опубликована книга английского врача В.Гильберта, в которой он впервые показал, что способностью янтаря притягивать после трения легкие предметы обладают и многие другие тела, в том числе стекло. Он заметил также, что влажность воздуха в значительной степени препятствует этому явлению.
—-Ошибочная концепция Гильберта.
Однако Гильберт и первым ошибочно установил различительную грань между электрическими и магнитными явлениями, хотя в действительности эти явления порождаются одними и теми же электрическими частицами и никакой грани между электрическими и магнитными явлениями не существует. Эта ошибочная концепция имела далеко идущие последствия и надолго запутала существо вопроса.
Гильберт обнаружил также, что магнит теряет магнитные свойства при нагревании и восстанавливает их при охлаждении. Он использовал насадку из мягкого железа для усиления действия постоянных магнитов, первым стал рассматривать Землю, как магнит. Уже из одного этого краткого перечисления видно, что врачом Гильбертом были сделаны важнейшие открытия.
Самое удивительное в этом анализе заключается в том, что до Гильберта, начиная от древних греков, которые установили свойства янтаря, и китайцев, которые пользовались компасом, не было никого, кто бы сделал такие выводы и так систематизировал наблюдения.
—-Вклад в науку О.Генрике.
Тогда события развивались необыкновенно медленно. Прошел 71 год, прежде чем немецким бургомистром О.Герике в 1671 г. был сделан следующий шаг. Вклад его в электричество был огромным.
Герике установил взаимное отталкивание двух наэлекризованных тел (Гильберт полагал, что существует лишь притяжение), передачу электричества от одного тела к другому с помощью проводника, электризацию посредством влияния при приближении к незаряженному телу наэлектризованного тела, и, самое главное,— первым построил основанную на трении электрическую машину. Т.е.
он создал все возможности для дальнейшего проникновения в сущность электрических явлений.
—-Не только физики внесли свой вклад в развитие электричества.
Прошло еще 60 лет, прежде чем французский ученый Ш.Дюфе в 1735-37 гг. и американский политик Б.Франклин в 1747-54 гг.
установили, что электрические заряды бывают двух родов. И, наконец, в 1785 г. французским артиллерийским офицером Ш.Кулоном был сформирован закон взаимодействия зарядов.
Надо указать также на работу итальянского врача Л.Гальвани. Огромное значение имели работы А.Вольта по созданию мощного источника постоянного тока в виде «вольтова столба».
Важный вклад в познание электричества произошел в 1820 г., когда датский профессор физики Х.Эрстед открыл воздействие проводника с током на магнитную стрелку. Практически одновременно было открыто и изучено А.Ампером взаимодействие между собой токов, имеющее чрезвычайно важное прикладное значение.
Большой вклад в изучение электричества был внесен также аристократом Г.Кавендишем, аббатом Д.Пристли, школьным учителем Г.Омом. На основании всех этих исследований подмастерье М.Фарадей открыл в 1831 г. электромагнитную индукцию, которая в действительности является одной из форм взаимодействия токов.
Почему в течение тысячелетий люди ничего не знали об электричестве? Почему в этом процессе участвовали самые различные слои населения? В связи с развитием капитализма был общий подъем экономики, ломались средневековые кастовые и сословные предрассудки и ограничения, поднимался общий культурный и образовательный уровень населения. Однако и тогда не обошлось без трудностей. Например, Фарадею, Ому и ряду других талантливых исследователей приходилось вести ожесточенные бои со своими теоретическими противниками и оппонентами. Но все же, в конечном итоге, их идеи и взгляды публиковались и находили признание.
Из всего этого можно сделать интересные выводы: научные открытия делаются не только академиками, но и любителями науки.
Если мы хотим, чтобы наша наука находилась на передовых позициях, то должны помнить и учитывать историю ее развития, бороться с кастовостью и монополизмом односторонних взглядов, создавать равные условия для всех талантливых исследователей, независимо от их научного статуса.
Поэтому пора открыть страницы наших научных журналов для школьных учителей, артиллерийских офицеров, аббатов, врачей, аристократов и подмастерьев, чтобы и они смогли принять активное участие в научном творчестве. Сейчас они лишены такой возможности.
Кто изобрёл электричество? — История изобретений
Как и другие великие изобретения, открытие электричества заняло тысячи лет, так как было достаточно сложно разработать правильную теорию, объясняющую суть феномена. Учёные-физики объединили магнетизм и электричество, пытаясь выяснить, как эти силы способны притягивать предметы, вызывать онемение частей тела и даже вызвать пожары. В этой статье вы узнаете, когда изобрели электричество и историю электричества.
Было три основных факта проявления электрических сил, которые привели учёных к изобретению электричества: электрические рыбы, статическое электричество и магнетизм. Древнеегипетские врачи знали об электрических разрядах, которые генерировал нильский сом. Они даже пытались использовать измельчённого до порошка сома как лекарство. Платон и Аристотель в 300-х годах до н.э. упоминали об электрических скатах, которые оглушают электричеством людей. Преемник их идей Теофраст знал, что электрические скаты могут оглушить человека, даже не прикасаясь к нему напрямую, посредством мокрых конопляных сетей рыбаков или их трезубцев.
Плутарх добавил новую информацию о скатах (читайте также статью о животных, способных чувствовать и генерировать электромагнитное поле):
те, кто экспериментировал с ним, сообщают, что если его выбрасывает на берег живым, а вы будете лить на него воду сверху, то можете почувствовать онемение, восходящее по руке, и притупление чувствительности от прикосновения воды. Кажется, будто рука оказалась чем-то инфицирована.
Плиний Старший продвигается дальше в изучении скатов и отмечает новую информацию, связанную с проводимостью электричества различными веществами. Так, он обратил внимание на то, что металл и вода проводят электричество лучше, чем всё остальное. Также он обратил внимание на ряд целебных свойств при поедании скатов. Такие римские врачи, как Скрикониус Ларгус, Диоскуридес и Гален, начали использовать скатов, чтобы лечить хронические головные боли, подагру и даже геморрой. Гален полагал, что электричество ската как-то связано со свойствами магнетита. Стоит отметить, что инки также знали об электрических угрях.
Около 1000 шода нашей эры ибн Сина также выяснил, что электрические удары скатов могут излечить хроническую головную боль. В 1100-х годах ибн Рушд в Испании писал о скатах и о том, как они могут вызвать онемение у рук рыбаков, даже не трогая сеть. Ибн Рашд пришёл к выводу, что эта сила оказывает такой эффект лишь на некоторые предметы, в то время как другие могли спокойно пропускать её через себя. Абд аль-Латиф, работавший в Египте около 1200 года н.э., сообщил, что электрический сом в Ниле может делать то же самое, что и скаты, но намного сильнее.
Другие учёные начали изучать статическое электричество. Греческий учёный Фалес около 630 года до нашей эры знал, что если потереть янтарь о шерсть, а затем коснуться его, то можно получить электрический разряд.
Само слово «электричество», вероятно, происходит из финикийского языка от слова, означающего «светящийся свет» или «солнечный луч», которое греки использовали для обозначения янтаря (др.-греч. ἤλεκτρον: электрон). Теофраст в 300-х годах до нашей эры знал другой особый камень — турмалин, который притягивает к себе небольшие предметы, такие как кусочки ясеня или меха, если его разогреть. В 100-х годах н.э. в Риме Сенека сделал несколько замечаний о молниях и феномене огней святого Эльма. Уильям Гилберт в 1600 году узнал, что стекло может получить статический заряд, также как и янтарь. По мере колонизации Европа становилась всё богаче, происходило развитие образования. В 1660 году Отто фон Герике создал вращающуюся машину для производства статического электричества.
Огни святого Эльма
Первая электрическая машина Отто Герике. Большой шар из застывшей серы вращается, а учёный прижимает к нему руку или шерсть, чтобы наэлектризовать его.
В третьем направлении изучения электричества учёные работали с магнитами и магнетитом. Фалес знал, что магний способен намагнитить железные прутья. Индийский хирург Сушрута около 500 г. до н.э. использовал магнетит для хирургического удаления железных осколков. Около 450 г. до н.э. Эмпедокл, работавший в Сицилии, считал, что, возможно, невидимые частицы каким-то образом тянули железо к магниту, подобно реке. Он сравнивал это с тем, как невидимые частицы света проникают к нам в глаза, чтобы мы могли видеть. Философ Эпикур последовал за идеей Эмпедокла. Между тем в Китае учёные тоже не сидели без дела. В 300-х годах н.э. они также работали с магнитами, используя недавно изобретённую швейную иглу. Они разработали способ изготовления искусственных магнитов, а около 100 г. до н.э. они изобрели магнитный компас.
Магнетит
В 1088 году н.э. Шэнь Го в Китае писал о магнитном компасе и его способности находить север. К 1100-м годам китайские корабли были оснащены компасами. Около 1100 года н.э. исламские астрономы также переняли технологию изготовления китайских компасов, хотя в Европе к этому времени это уже было нормальным явлением, когда их упоминал Александр Некем в 1190 году. В 1269 году, вскоре после создания Неаполитанского университета, когда Европа стала ещё более развитой, Питер Перегрин на юге Италии написал первое европейское исследование о магнитах. Ульиям Гилберт в 1600 году понял, что компасы работают потому, что сама Земля представляет из себя магнит.
Примерно в 1700 году эти три направления исследований начали объединяться, поскольку учёные увидели их взаимосвязь.
В 1729 году Стивен Грей показывает, что электричество можно передавать между вещами, соединяя их. В 1734 году Шарль Франсуа Дюфе понял, что электричество способно притягивать и отталкивать. В 1745 году в городе Лейден учёным Питером ван Мушенбруком и его учеником Кюнеусом создана банка, которая может хранить электроэнергию и сразу же разряжать её, тем самым став первым в мире конденсатором. Бенджамин Франклин начинает свои собственные эксперименты с батареями (как он их называет), которые способны хранить электричество, постепенно разряжая их. Также он начал свои эксперимент с электрическими угрями и прочим. В 1819 году Ганс Христиан Эрстед понял, что электрический ток может влиять на стрелку компаса. Изобретение электромагнита в 1826 году начинает эру электрических технологий, таких как телеграф или электрических двигатель, способный экономить нам массу времени и изобретать другие машины. Что уже говорить про изобретение телефона, транзисторов или компьютера.
Лейденская банка
|
Краткая история электричества
В истории электричества не существует единого определяющего момента. То, как мы производим, распределяем, устанавливаем и используем электричество и устройства, которые оно питает, является кульминацией почти 300-летних исследований и разработок.
Попытки понять, уловить и приручить электричество начались в 18 веке. В течение следующих 150 лет десятки «естествоиспытателей» в Англии, Европе, колониальной Америке, а позже и в Соединенных Штатах анализировали электричество в природе, но производство его вне природы было другим делом.
В больших масштабах этого не происходило до конца 19 века. Основу для широкого коммерческого использования электроэнергии заложили международные исследователи, занимавшиеся чисто научными исследованиями, и предприимчивые бизнесмены, которые сделали свои собственные крупные открытия или производили, продавали и продавали продукты, основанные на идеях других.
Выдающиеся участники современного электрически заряженного мира (перечислены в алфавитном порядке) включают:
* Андре-Мэр Ампер (1775-1836), французский физик, разработавший Систему международных объединений (SI).
* Александр Грэм Белл (1847-1922), изобретатель телефона. Член шотландской семьи с домашним обучением, который интересовался проблемами речи и глухоты, Белл последовал за своим отцом Александром Мелвиллом Беллом в качестве учителя глухих. В 1870-х годах на средства отцов двух своих учеников Белл изучал, как электричество может передавать звук.
* Фердинанд Браум (1850-1918), немецкий физик, разделивший Нобелевскую премию с Гульельмо Маркони за вклад в развитие радиотелеграфии.
* Генри Кавендиш (1731-1810), замкнутый, неопубликованный английский ученый, чьи работы были воспроизведены Омом несколько десятилетий спустя.
* Томас Дулиттл, рабочий комбината из Коннектикута, который в 1876 году изобрел способ сделать первую жестко вытянутую медную проволоку, достаточно прочную для использования в телеграфной промышленности, вместо железной проволоки. Молодая коммерческая электротехническая и телефонная промышленность быстро воспользовалась преимуществами нового провода.
* Томас А. Эдисон (1847-1931), самый продуктивный исследователь-электрик.Он изобрел электрическую лампочку и многие другие изделия, которые используют или устанавливают электрики.
* Бенджамин Франклин (1706-1790), американский дипломат и натурфилософ, он доказал, что молния и электричество — одно и то же.
* Луиджи Гальвани (1737-1798), итальянский врач и физик, его ранние открытия привели к изобретению гальванической батареи.
* Гульельмо Маркони (1874-1937), итальянский физик, получивший Нобелевскую премию за изобретение системы радиотелеграфии.
* Георг Симон Ом (1789–1854), немецкий физик и первооткрыватель закона Ома, который гласит, что сопротивление равно отношению разности потенциалов к току.
* Никола Тесла (1856-1943), сербско-американский изобретатель, открывший вращающиеся магнитные поля. Джордж Вестингауз приобрел патентные права Tesla.
* Алессандро Джузеппе Антонио Анастасио Вольта (1745-1827), итальянский физик, который изобрел электрическую батарею. Электрический блок «Вольт» назван в честь Вольта.
* Джордж Вестингауз (1846-1914), способный принять участие в исследованиях других людей, приобрел их патенты и расширил их работу. Его первый патент был получен на воздушный тормоз поезда. В 1869 году он основал компанию Westinghouse Air Brake Company. В итоге он получил 360 патентов и основал шесть компаний. Он потерял контроль над своими компаниями во время паники 1907 года, но продолжал работать на них еще три года. Опыт отцов-основателей электричества во многом параллелен прорывам в электронных технологиях за последние полвека, которые принесли нам вихрь инноваций в компьютерном оборудовании, программном обеспечении и интернет-коммуникациях.Подобно тому, как волна электрических изобретений кардинально изменила мир по мере развития 20-го века, мы можем ожидать неуклонно увеличивающихся темпов инноваций в этих возникающих электронных дисциплинах после начала 21-го века.
Появление профессии
Эдисон, Вестингауз и другие изобретатели и строители электрического оборудования соревновались, чтобы показать чудеса своих новых изобретений. В 1881 году Люсьен Голар из Франции и Джон Гиббс из Англии устроили первую успешную электрическую демонстрацию переменного тока в Лондоне.
Экспозиции и мировые ярмарки стали популярными местами для демонстрации новых изобретений, связанных с электричеством. Почти как только они перешли от чертежной доски к рабочему состоянию, электрические устройства и системы были выставлены на обозрение, к радости восхищенных толп в Соединенных Штатах, Англии и Европе.
Для строительства и эксплуатации этих установок были наняты электрики. Первое успешное использование электричества на одном из таких мероприятий произошло на Парижской выставке 1889 года.Четыре года спустя Колумбийская выставка 1893 года в Чикаго потребляла в 10 раз больше электроэнергии, чем Парижская выставка. Говорит Дэвид Э. Най в «Электрификация Америки» (MIT Press, 1997):
«На Чикагской ярмарке было задействовано 90 000 ламп накаливания Сойера-Манна, работающих на переменном токе, установленных Westinghouse по 5,25 доллара за штуку, и 5 000 дуговых ламп, установленных General Electric. Чтобы понять Что означают эти цифры, примите во внимание, что в 1890 году во всех Соединенных Штатах было только 68 000 дуговых ламп и 900 000 ламп накаливания.»
Посетители Колумбийской выставки могли прокатиться или увидеть электрифицированные объекты, которые включали три крана, лифты в некоторых зданиях, фонтаны с водой, систему железных дорог / трамваев, построенную General Electric, и движущиеся тротуары.
Организаторы электроснабжения- Тематическая Панамериканская выставка 1901 года в Буффало, штат Нью-Йорк, была призвана улучшить Колумбийскую выставку.
Два здания Панамериканской выставки были посвящены электричеству. 400-футовая электрическая башня, усеянная 40 000 лампами; и Электричество Здание, с выставкой электроприборов.
Между тем, электричество появилось на ежегодных выставках, проводившихся с 1857 до конца 1890-х годов в Сент-Луисе, штат Миссури, в то время четвертом по величине городе Соединенных Штатов. Сельскохозяйственная и механическая ярмарка Сент-Луиса проходила каждое лето в Ярмарочном парке на северной стороне города и каждую зиму в выставочном зале и мюзик-холле в центре Сент-Луиса.
Организация профессии
Встреча электриков в связи с этими выставками в Сент-Луисе и Буффало нашла достаточно общего, чтобы сформировать Международное братство электротехников (IBEW) и Национальную ассоциацию электромонтажников (NECA).
Осенью 1890 года опытные монтажники и электромонтеры, работавшие на Сельскохозяйственной и механической ярмарке в Сент-Луисе, встретились, чтобы поделиться общим профессиональным опытом. Год спустя, 21 ноября 1891 года, 10 электриков, представлявших около 300 рабочих из восьми городов, встретились и сформировали IBEW. В группу вошли трое из Сент-Луиса и по одному из Чикаго; Индианаполис и Эвансвилл, штат Индиана; Дулут, Миннесота; Толедо; Филадельфия; и Милуоки.
Примерно в то же время электрические подрядные фирмы в Буффало, Нью-Йорке, Рочестере, Сиракузах и Ютике образовали Объединенную ассоциацию подрядчиков по электротехнике штата Нью-Йорк.Эта ассоциация пригласила электрические подрядные фирмы со всех концов Соединенных Штатов на встречу 17 июля 1901 года в здании штата Нью-Йорк на Панамериканской выставке в Буффало. Сорок девять человек прибыли из 18 городов восьми штатов, в том числе девять из Сент-Луиса, по два из Детройта и Филадельфии и по одному из Балтимора, Бостона, Кливленда, Миннеаполиса и Питтсбурга. На этой встрече, демонстрирующей последние достижения в области использования электроэнергии, возникла компания NECA.
Давние члены NECA
Хотя некоторые из компаний, участвовавших в годы становления NECA, перешли в другие направления бизнеса и / или были поглощены другими компаниями, ряд других компаний по-прежнему активно работает в сфере заключения контрактов на электроэнергию.Вековые электрические подрядные фирмы с давним опытом NECA включают:
* Hatzel & Buehler, Inc. из Нью-Йорка была основана Джоном Д. Хацелем и Джозефом Бюлером, мастерами-электриками на электростанции на Перл-стрит Томаса А. Эдисона в г. 1884, предлагать внешнюю и внутреннюю проводку. J.D. Hatzel присутствовал на учредительном собрании NECA и был президентом NECA. В начале 1930-х годов дед нынешнего президента Hatzel & Buehler Уильям А. Геллер купил фирму в имении Джона Хацеля.
* Herbert A. Holder Company, Inc., Бостон, была основана в 1892 году Гербертом А. Холдером-старшим. «Холдер — старейший профсоюзный магазин Бостона, — говорит Майкл Грейбл, вице-президент и генеральный директор. В течение 80 лет он располагался на Брод-стрит в центре финансового района Бостона ». Герберт А. Холдер-младший унаследовал компанию от своего отца. Примерно в 1970 году Уиллард Бейн, мой тесть и давний сотрудник Холдера, попросили купить компанию «. Сегодня сын Уилларда, Пол У. Бейн, является президентом и делит управленческие обязанности с Грейбл.
* Компания Briner Electric в Сент-Луисе открылась, когда Чарльз Дж. Бринер основал компанию в 1895 году. В 1897 году он и его брат Фред Э. Бринер образовали партнерство — C.J. и F.E. Briner Electric Company. В 1902 году Бринеры сформировали отдельное партнерство, которое сегодня будет называться совместным предприятием с Уильямом Кунеманом, Джоном Кейси, Уильямом и Луисом Нолкерами, создав компанию Guarantee Electric Company с конкретной целью работы на Всемирной выставке в Сент-Луисе 1904 года. После Всемирной выставки Уильям Коенеман выкупил своих партнеров, чтобы получить контроль над Гарантией.
Briner Electric продолжила свое существование как отдельная компания, которую семья Бринер продала в 1962 году Томасу Дж. Фогарти и Полу Лайонсу. Briner Electric теперь принадлежит и управляется сыновьями Фогарти, Т. Майклом Фогарти, президентом; и его младший брат Джон Дж. Фогарти, вице-президент.
* Сотрудник, Фред Дж. Оертли, приобрел Гарантию у семьи Уильяма Кунемана в 1946 году. Сегодня его сыновья руководят Гарантией, Фред Дж. «Джуниор» Эртли, как заместитель председателя, и его младший брат, Чарльз У.«Чак» Эртли, председатель и главный исполнительный директор.
* Джек Энрайт и Теодор Х. Джозеф основали компанию E-J Electric Installation Co. в Нью-Йорке в 1899 году. Джек Энрайт умер в 1913 году. Джек Манн стал партнером Джозефа; Сегодня члены семьи Манна покинули компанию. Для получения дополнительной информации о E-J Electric см. «Подрядчик по электрооборудованию», июнь 1999 г.
* Одна из первых фирм-подрядчиков просуществовала до празднования своего столетия, но с тех пор прекратила свою деятельность. Компания Henry Newgard & Co. из Чикаго была основана в 1882 году.В ранней рекламе Newgard описал свои услуги как «установщик электрического освещения, разговорных трубок, электрических звонков, охранной сигнализации и газового освещения». Фирма прекратила свою деятельность в середине 1990-х годов.
Корпоративные пионеры
Ниже представлена репрезентативная выборка старейших энергетических компаний и производителей электроприборов:
* Siemens AG, Мюнхен, Германия, была первой из нескольких компаний, основанных Карлом, Вернером и Вильгельмом Сименсом. Фирма была основана в 1847 году как Siemens & Halske OHG.Сегодня Siemens AG — это электротехническая и электронная компания.
* General Cable Corporation из Хайленд-Хайтс, штат Кентукки, была зарегистрирована в Нью-Джерси в 1927 году. General Cable объединила активы нескольких компаний, образованных в 19 веке, в том числе Phillips Wire and Safety Company и Standard Underground Cable Company Джорджа Вестингауза. . Компании, которые вошли в состав General Cable, в 1844 году поставляли Сэмюэлю Морсу изолированный кабель; провод к Статуе Свободы в 1886 году (и снова в 1986 году), 145 миль кабеля, проложенного подрядчиками под тротуарами Нью-Йорка в 1892 году, и 3000-вольтный кабель для выставки Columbia в Чикаго 1893 года.
* Pacific Gas and Electric Co., базирующаяся в Сан-Франциско, Калифорния. PG&E является результатом слияний с участием десятков компаний, в том числе ряда компаний, которые начали продавать газ. Когда появилась электроэнергия, они ее тоже продали. В 1852 году Питер и Джеймс Донахью основали San Francisco Gas Company, первого поставщика газа в город. Компания Oakland Gas Light, основанная Джоном А. Бриттоном в 1855 году, в 1877 году открыла небольшой электротехнический завод и сменила название на Oakland Gas and Light Company. В июне 1879 года Джордж Х.Роу основал California Electric Light Company, первую исключительно электрическую фирму в семье компаний PG&E.
* В 1901 году компании Бриттона и Роу объединились в California Gas and Electric Corporation. В 1890 году при поддержке Дж. П. Моргана Эдисон начал изучать экспансию в Калифорнию. Роу поехал в Нью-Йорк и купил право использовать патенты Эдисона в радиусе 100 миль от Сан-Франциско.
* Westinghouse Electric Company, одна из 56 компаний (включая Rockwell International), основанных Джорджем Вестингаузом.В 1885 году Westinghouse импортировала трансформатор Голлара-Гиббса из Англии и генератор переменного тока от Siemens Brothers, английского филиала Siemens AG. Он и его инженеры модифицировали это оборудование и доказали экономическую ценность его концепции переменного тока по сравнению с системой постоянного тока Эдисона. В качестве эксперимента Westinghouse электрифицировала небольшую деревушку Баррингтон, штат Массачусетс, в течение двух недель в 1886 году.
* Westinghouse впоследствии превратилась в одну из крупнейших компаний в мире, но она потерпела финансовые затруднения и многие продажи.Три оставшихся подразделения фирмы — это Westinghouse Electric Co., которая предоставляет продукты и услуги для ядерной энергетики; The Westinghouse Government Service Co., субподрядчик Министерства обороны США; и The Westinghouse Government Environmental Service Company, базирующаяся в Монровилле, штат Пенсильвания,
* Томас А. Эдисон и ряд инвесторов основали компанию General Electric Light Bulb Company / Edison General Electric Company в 1887 году для продвижения и продажи электрических лампочек.В 1892 году активы General Electric Light Bulb и других компаний Edison были приобретены для недавно созданной компании General Electric. GE произвела и продала множество продуктов, используя один или несколько из 1093 американских патентов Эдисона. «Более половины патентов Эдисона относятся к электричеству», — говорит доктор Роберт А. Розенберг, директор отдела документов Томаса А. Эдисона в Университете Рутгерса в Нью-Брансуике, штат Нью-Джерси. «Помимо электрической лампочки, Эдисон работал над фотографией (в 1877 г. ), фонограф, телеграф и телефон.Сегодня штаб-квартира General Electric Company находится в Фэрфилде, штат Коннектикут.
* Emerson Electric Manufacturing Company, основанная в Сент-Луисе в 1890 году Александром и Чарльзом Местонами при финансовой поддержке адвоката и предпринимателя Джона Уэсли Эмерсона. Компания Louis, Emerson насчитывает 60 подразделений и более 100 000 сотрудников
* Cutler-Hammer, основанная в 1893 году изобретателем и бизнесменом из Чикаго Гарри Х. Катлером для производства коробок для ручных стартеров. В настоящее время компания является частью Eaton Corporation из Кливленда.
Краткая история электричества
От Бенджамина Франклина до Tesla Motors
Когда мы включаем выключатель, мы мгновенно получаем электричество, и наши огни включаются почти как по волшебству, но за этим повседневным удобством жизни скрывается богатая и разнообразная история. Это был путь почти 270 лет, и каждый счет идет с тех пор, как Бенджамин Франклин открыл электричество, до современных изобретений, которые у нас есть сегодня, от электромобилей, стремительно приближающихся к компьютерам, заряжаемых светом (технология Li-Fi)!
Мы рады познакомить вас с краткой историей электричества, охватывая ключевые события, которые вам нужно знать, чтобы полностью оценить тот товар, без которого мы не можем жить!
Открытие электричества Бенджамином Франклином
В 1752 году Бенджамин Франклин провел свой знаменитый эксперимент с воздушным змеем, который привел к открытию электричества.Как видный американский ученый и один из отцов-основателей Америки, Франклин привязал ключ к веревке воздушного змея во время грозы и доказал, что статическое электричество и молния — одно и то же. После этого исторического результата люди стремились попытаться использовать силу электричества для основной цели — дешевым и безопасным способом осветить свои дома вместо горючих и опасных масляных и газовых ламп.
Первый в мире электрический двигатель с током Фарадея
Перенесемся в 1831 г. Майкл Фаради понял, что электрический ток можно получить, пропустив магнит через медную проволоку.Это удивительное открытие легло в основу современного электричества и того, как мы его генерируем с помощью магнитов и катушек медных проводов на больших электростанциях. Благодаря этому принципу родились как электродвигатель (где электричество преобразуется в движение), так и генератор (где движение преобразуется в электричество).
Томас Эдисон: изобретение лампочки
Как один из величайших изобретателей, когда-либо живших, Томас Эдисон начал работать над электричеством и в 1879 году создал первую в мире электрическую лампочку накаливания (теплый желтый свет), которая используется до сих пор.В результате этого изобретения вся индустрия газового освещения стала устаревшей, и Эдисон начал создавать свою собственную компанию по производству и распространению своего изобретения лампочки во всех уголках Америки.
Первая в мире современная электросеть
Хотя электричество можно было вырабатывать и транспортировать, его нужно было использовать в момент потребления, поскольку хранение (даже по сей день) очень дорогое и имеет ограниченную полезность. Сэмюэл Инсулл увидел возможность в начале 1900-х годов объединить массовую эффективность производства и потребления.Он объединил все более мелкие генераторы и решил производить электроэнергию более крупными и более эффективными генераторами, производимыми General Electric.
Начав расширять свою клиентскую базу, Самуэль начал создавать новые планы ценообразования на электроэнергию, чтобы удовлетворить растущие потребности своих клиентов. Одной из таких схем была схема пиковой нагрузки, когда потребители, которым требовалось много электроэнергии за короткий промежуток времени, должны были платить фиксированную плату в дополнение к типичной плате за использование.
Переход к альтернативным и возобновляемым источникам энергии
По мере того, как шли десятилетия, большая часть электроэнергии производилась с использованием ископаемых видов топлива, от угля до мазута.Однако эти традиционные методы производства электроэнергии привели к увеличению углеродного следа и выбросов парниковых газов. Мир начал сосредотачиваться на возобновляемых источниках энергии, таких как энергия ветра и гидроэнергетика. Оба из них использовались с начала 1900-х годов, но только в начале 1930-х годов, когда была построена плотина Гувера, гидроэнергетика действительно взлетела, а в 1950-х годах для энергии ветра, когда первая ветровая турбина, подключенная к энергосистеме, стала реальностью. .
Tesla Motors — электромобили и аккумуляторы
По мере того, как мы приближаемся к 2020 году, когда каждый год происходят новые открытия, электричество используется способами, о которых мало кто мог вообразить.Возьмем, к примеру, Tesla: компания произвела революцию в способах вождения, создав серию электромобилей, которые могут похвастаться большими расстояниями, плавной и тихой поездкой, а также бесплатной подзарядкой электричества на любой из своих зарядных станций!
Кроме того, Tesla также начинает делать хранение электроэнергии доступным и рентабельным для среднего семейного дома. С их серией Powerwall семьи могут хранить электроэнергию и электроэнергию из сети, которые можно использовать позже во время перебоев в подаче электроэнергии, чтобы поддерживать освещение, кондиционер и охлаждение холодильника.
Хотите привести свой дом в действие, получая при этом отличные льготы и большие скидки?
Тогда нажмите здесь и узнайте о планах, которые помогут вам каждый месяц больше экономить на счетах за электроэнергию!
Оставайтесь на связи и присоединяйтесь к нашему списку рассылки, чтобы получать нашу ежемесячную новостную рассылку!
История магнетизма и электричества
600 до н.э. — магнитный камень
Магнитные свойства природных ферритных ферритов (Fe 3 O 4 ) камней (магнитов) были описаны греческими философами.
600 до н.э. — Электрический заряд
Янтарь — желтоватый полупрозрачный минерал. Еще в 600 г. до н.э. греческий философ Аристофан знал об его особенном свойстве: при натирании куска меха янтарь развивает способность притягивать к себе небольшие кусочки материала, например перья. На протяжении веков это странное, необъяснимое свойство считалось уникальным для янтаря. Этот странный эффект оставался загадкой более 2000 лет, пока примерно в 1600 году нашей эры доктор Уильям Гилберт не исследовал реакции янтаря и магнитов и впервые записал слово «электрический» в отчете по теории магнетизма.
Позже, в 1895 г., Х.А. Лоренц разработал теорию электронов. Теперь мы знаем, что есть три способа производства электричества: статическая, электрохимическая и электромагнитная индукция.
1175 — Первое упоминание о компасе
Александр Некем, английский монах из Сент-Олбанса, описывает работу компаса.
1269 — Первое подробное описание компаса
Петрус Перегринус де Маринкур, французский крестоносец, описывает плавающий компас и компас с точкой поворота.
1600 — Статическое электричество (De Magnete)
В 16 веке Уильям Гилберт (1544–1603), придворный врач королевы Елизаветы I, доказал, что многие другие вещества являются электрическими (от греческого слова янтарь, электрон) и что они обладают двумя электрическими эффектами. При натирании мехом янтарь приобретает смолистое электричество; однако стекло, натираемое шелком, приобретает стекловидное электричество. Электричество отталкивает одно и то же и притягивает противоположный вид электричества. Ученые думали, что трение действительно создало электричество (их слово для обозначения заряда).Они не осознавали, что на мехе или шелке остается равное количество противоположного электричества. Доктор Уильям Гилберт понял, что сила создается, когда кусок янтаря (смолы) натирается шерстью и притягивает легкие предметы. Сегодня, описывая это свойство, мы говорим, что янтарь «наэлектризован» или обладает «электрическим зарядом». Эти термины произошли от греческого слова «электрон», означающего янтарь, и отсюда и возник термин «электричество». Только в конце 19 века это «нечто» было обнаружено как отрицательное электричество, известное сегодня как электроны.
Гилберт также изучал магнетизм и в 1600 году написал «De magnete», который дал первое рациональное объяснение таинственной способности стрелки компаса указывать север-юг: сама Земля была магнитной . «Де Магнет» открыл эру современной физики и астрономии и положил начало веку, отмеченному великими достижениями Галилея, Кеплера, Ньютона и других.
Гилберт записал три способа намагничивания стальной иглы: прикосновением к грузоподъемному камню; холодным волочением в направлении Север-Юг; и при длительном воздействии магнитного поля Земли при ориентации Север-Юг.
1660 — Генератор статического электричества
Отто фон Герике изобретает грубую машину для производства статического электричества.
1729 — Проводники и непроводники
Стивен Грей описывает, что мощность, которой обладает одно наэлектризованное тело, может передаваться другому путем их соединения.
1734 — Электрическое притяжение и отталкивание
Шарль Франсуа де Систерне Дю Фай первым распознал два вида электричества.
1730 — Составной магнит
Servigton Savery производит первый составной магнит, связывая вместе несколько искусственных магнитов с общим полюсным наконечником на каждом конце.
1740 — Первый коммерческий магнит
Gowen Knight производит первые искусственные магниты для продажи научным исследователям и наземным мореплавателям.
1745 — Electric Force, Capacitor
Leyden Jar — одна из самых ранних и простых форм электрического конденсатора, независимо изобретенная около 1745 года голландским физиком Питером ван Мушенбруком из Лейденского университета и Эвальдом Георгом фон Клейстом из Померании. Первоначальная лейденская банка представляла собой стеклянную банку с водой с закрытой пробкой, через которую в воду выходила проволока или гвоздь.Банку заряжали, держа ее в одной руке и приводя оголенный конец провода в контакт с электрическим устройством. Если контакт между проводом и источником электричества был прерван, а провод касался другой рукой, происходил разряд, который воспринимался как сильный ток.
Если заряд Q помещается на металлические пластины, напряжение повышается до величины V. Показателем способности конденсатора накапливать заряд является емкость C, где C = Q / V. Заряд проходит от конденсатора так же, как от аккумулятора, но с одним существенным отличием.Когда заряд покидает пластины конденсатора, без подзарядки ничего нельзя получить. Это происходит потому, что электрическая сила консервативна. Выделяемая энергия не может превышать запасенную. Способность выполнять работу называется электрическим потенциалом .
Тип сохранения энергии также связан с ЭДС. Электрическая энергия, получаемая от батареи, ограничена энергией, хранящейся в химических молекулярных связях. И ЭДС, и электрический потенциал измеряются в вольтах, и, к сожалению, термины напряжение, потенциал и ЭДС используются довольно свободно.Например, термин потенциал батареи часто используется вместо ЭДС.
1747 — Стекловидное электричество, сохранение заряда
Бенджамин Франклин (1706-90) был американским печатником, писателем, философом, дипломатом, ученым и изобретателем.
После открытия Гилбертом того факта, что сила электрического заряда создается трением различных материалов, Бенджамин Франклин в 1747 году улучшил это, объявив, что этот электрический заряд существует из двух типов электрических сил, силы притяжения и силы отталкивания .(Уильям Уотсон (1715-87) в Англии независимо пришел к такому же выводу.) Чтобы идентифицировать эти две силы, он дал названия, положительный и отрицательный заряды, и для их обозначения он использовал знаки + и -, обозначающие положительный и отрицательный заряды. the — для отрицательного. Бенджамин Франклин понял, что все материалы обладают одним видом электрической «жидкости», которая может свободно проникать в материю, но не может быть ни создана, ни разрушена. Действие трения просто передает жидкость от одного тела к другому, электризуя оба.Франклин и Ватсон разработали принцип сохранения заряда: общее количество электричества в изолированной системе постоянно. Франклин определил жидкость, которая соответствует электричеству стекловидного тела, как положительное, а отсутствие жидкости как отрицательное. Следовательно, согласно Франклину, направление потока было от положительного к отрицательному, — противоположное тому, что, как сейчас известно, верно. В дальнейшем была разработана теория двух жидкостей, согласно которой образцы одного типа притягиваются, а образцы противоположных типов отталкиваются.
Франклин был знаком с лейденским сосудом (стеклянный сосуд, покрытый изнутри и снаружи оловянной фольгой), как он может хранить заряд и как он вызывал электрошок при разрядке. Франклин задался вопросом, были ли молния и гром также результатом электрических разрядов. Во время грозы 1752 года Франклин запустил воздушного змея с металлическим наконечником. В конце мокрой проводящей веревки из конопли, по которой летел змей, он прикрепил металлический ключ, к которому привязал непроводящую шелковую веревку, которую держал в руке.Эксперимент был чрезвычайно опасным, но результаты были безошибочными: когда он подносил костяшки пальцев к ключу, он мог черпать из него искры. Следующие двое, пытавшиеся провести этот чрезвычайно опасный эксперимент, были убиты.
1750 — Первая книга по производству магнитов
Джон Митчелл издает первую книгу по производству стальных магнитов.
1757 — Мощность, паровой двигатель
Джеймс Ватт (1736-1819) не проводил электрических экспериментов. Он был мастером по профессии и в 1757 году основал ремонтную мастерскую в Глазго.Ватт измерил скорость работы, выполняемой лошадью, поднимающей мусор в старую шахту, и обнаружил, что она составляет около 22 000 фут-фунтов в минуту. Он добавил маржу в 50%, получив 33000 фут-фунт равняется одной лошадиных сил.
Джеймс Ватт, также изобрел пароконденсатный двигатель. Его усовершенствования паровых двигателей были запатентованы в течение 15 лет, начиная с 1769 года, и его именем была названа электрическая единица мощности — Ватт. Когда генератор Эдисона был соединен с паровой машиной Ватта, производство электроэнергии в больших масштабах стало практическим предложением.
1767 — Электрическая сила
Еще в 1600 году было известно, что сила притяжения или отталкивания уменьшается по мере разделения зарядов . Эта взаимосвязь была впервые поставлена на числовую или количественную основу Джозефом Пристли, другом Бенджамина Франклина. В 1767 году Пристли косвенно вывел, что когда расстояние между двумя маленькими заряженными телами увеличивается в какой-то раз, силы между телами уменьшаются на квадрат множителя.Например, если расстояние между зарядами увеличивается втрое, сила уменьшается до одной девятой своего прежнего значения. Доказательство Пристли, хотя и строгое, было настолько простым, что он не стал его сильно защищать. Этот вопрос не считался решенным до 18 лет спустя, когда Джон Робинсон из Шотландии произвел более прямые измерения задействованной электрической силы.
1780 — Электрический ток
В результате несчастного случая итальянский ученый XVIII века Луиджи Гальвани начал цепочку событий, которая завершилась разработкой концепции напряжения и изобретением батареи.В 1780 году один из помощников Гальвани заметил, что рассеченная лягушачья лапа дергалась, когда он касался ее нерва скальпелем. Другой помощник подумал, что в это же время он видел искру от ближайшего заряженного электрогенератора. Гальвани предположил, что электричество было причиной мышечных сокращений. Однако он ошибочно полагал, что этот эффект был вызван переносом особой жидкости или «животным электричеством», а не обычным электричеством.
Эксперименты, подобные этому, в которых лапы лягушки или птицы стимулировались контактом с различными типами металлов, привели Луиджи Гальвани в 1791 году к выдвижению теории о том, что ткани животных генерируют электричество.Экспериментируя с тем, что он назвал атмосферным электричеством, Гальвани обнаружил, что мышца лягушки подергивается, когда ее подвешивают за медный крючок на железной решетке.
1792 — Электрохимия, гальваническая ячейка
К 1792 году другой итальянский ученый, Алессандро Вольта, не согласился: он понял, что главными факторами открытия Гальвани были два разных металла — стальной нож и оловянная пластина, на которых лежала лягушка. . различные металлы, разделенные влажной тканью лягушки, производили электричество.Нога лягушки была просто детектором.
В 1800 году Вольта показал, что когда влага проникает между двумя разными металлами, возникает электричество. Это побудило его изобрести первую электрическую батарею, гальваническую батарею, которую он сделал из тонких листов меди и цинка, разделенных влажным картоном (войлок, пропитанный рассолом).
Таким образом был открыт новый вид электричества, электричество, которое течет непрерывно, как водяной поток, а не разряжается одной искрой или ударом.Вольта показал, что электричество можно заставить перемещаться из одного места в другое по проводам, тем самым сделав важный вклад в науку об электричестве.
1820 — Электромагнетизм, ток
В 1820 году физик Ганс Кристиан Эрстед узнал, что ток, протекающий по проводу, перемещает стрелку компаса, расположенную рядом с ним. Это показало, что электрический ток создает магнитное поле.
Андре Мари Ампер, французский математик, посвятивший себя изучению электричества и магнетизма, был первым, кто объяснил электродинамическую теорию.Он показал, что два параллельных провода, по которым протекает ток, притягиваются друг к другу, если токи текут в одном направлении, и противодействуют друг другу, если токи текут в противоположных направлениях. Он сформулировал в математических терминах законы, которые управляют взаимодействием токов с магнитными полями в цепи, и в результате этого от его имени была получена единица измерения электрического тока — усилитель. Электрический заряд в движении называется электрическим током. Сила тока — это количество заряда, проходящего через заданную точку в секунду, или I = Q / t, где Q кулонов заряда проходит за t секунд.Единица измерения тока — это ампер или ампер, где 1 ампер = 1 кулон / сек. Поскольку ток также является источником магнетизма, он является связующим звеном между электричеством и магнетизмом.
1822 — Преобразования Фурье
Барон Жозеф Фурье (1768-1830) был французским математиком. Его метод анализа волн, опубликованный в 1822 году, был результатом его работы о потоке тепла. Он показывает, как любую волну можно построить из более простых волн. Этот мощный раздел математики, преобразования Фурье, внес свой вклад в важные современные разработки, такие как распознавание электронной речи.
1826 — Сопротивление — токи, вызывающие нагрев
В 1826 году немецкий физик Георг Симон Ом исследовал принцип Вольта для электрической батареи и соотношение тока Ампера в цепи . Он отметил, что когда в цепи был ток, время от времени возникало тепло, и количество тепла было связано с разными металлами. Он обнаружил, что существует связь между током и теплом, есть некоторое «сопротивление» току в цепи.Обнаружив это, он обнаружил, что если разность потенциалов (вольт) остается постоянной, ток пропорционален сопротивлению. Эта единица электрического сопротивления — ом — была названа в его честь. Он также сформулировал закон, показывающий соотношение между вольт, ампер и сопротивлением , и этот закон был назван «законом Ома», также названным в его честь. Этот закон, каким мы его знаем сегодня, лежит в основе электричества.
1830 — Индуктивность
В 1830 году Джозеф Генри (1797-1878) обнаружил, что изменение магнетизма может заставить токи течь, но он не смог опубликовать это.В 1832 году он описал самоиндукцию — основное свойство индуктора. В знак признания его работы индуктивность измеряется в генри. Затем была подготовлена почва для всеобъемлющей электромагнитной теории Джеймса Клерка Максвелла. Разброс реальных токов огромен. Современный электрометр может обнаруживать токи до 1/10000000000000000 ампер, что составляет всего 63 электрона в секунду. Ток в нервном импульсе составляет примерно 1/100 000 ампер; 100-ваттная лампочка рассчитана на 1 ампер; разряд молнии достигает пика примерно 20 000 ампер; А атомная электростанция мощностью 1200 мегаватт может выдавать 10 миллионов ампер при напряжении 115 В.
1836 — Ячейка Даниэля
В 1836 году Джон Даниэлл (1790-1845) предложил усовершенствованную электрическую ячейку, которая обеспечивала равномерный ток во время непрерывной работы. Ячейка Даниэля дала новый импульс исследованиям в области электричества и нашла множество коммерческих применений. В 1837 году Даниэлю была вручена высшая награда Королевского общества — медаль Копли за изобретение ячейки Даниэля.
1837 — Телеграф, электромагнит
После открытия электрической батареи и электромагнита Сэмюэл Морс (1791-1872) представил электрический телеграф.Закодированные сообщения отправлялись по проводам с помощью электрических импульсов (обозначенных точками и тире), известных как азбука Морзе. Это действительно было началом использования электроэнергии в коммерческих целях. Электрический телеграф известен как первое практическое применение электричества и первая система электрической связи. Здесь интересно отметить, что почтовое отделение в Австралии играло важную роль в то время в организации связи.
1840 — Механический компьютер
Чарльз Бэббидж (1791–1871), британский математик, сконструировал несколько машин для создания безошибочных таблиц для навигации.Механические устройства будут служить моделями для более поздних электронных компьютеров.
1850 — Термоэлектричество
Томас Зеебек, немецкий физик, открыл «эффект Зеебека». Он скрутил два провода, сделанных из разных металлов, и нагрел соединение в месте их пересечения, создав небольшой ток. Ток — это результат перетекания тепла от горячего спая к холодному. Это называется термоэлектричеством. Термо — это греческое слово, означающее тепло.
1854 — Булева алгебра
Джордж Буль был полностью самоучкой.Он опубликовал способ использования символов, который идеально выражает правила логики. Используя эту систему, можно четко и часто упрощать сложные правила.
1855 — Электромагнитная индукция
Майкл Фарадей (1791-1867) англичанин, сделал одно из самых значительных открытий в истории электричества: электромагнитную индукцию. Его новаторская работа касалась того, как работают электрические токи. Многие изобретения явились результатом его экспериментов, но они появились на пятьдесят или сто лет спустя.Неудачи никогда не разочаровывали Фарадея. Он бы сказал; «неудачи так же важны, как и успехи». Он чувствовал, что неудачи тоже учат. Фарад, единица емкости названа в честь Майкла Фарадея.
Фарадей очень интересовался изобретением электромагнита, но его блестящий ум продвинул предыдущие эксперименты еще дальше. Если электричество могло производить магнетизм, почему магнетизм не мог производить электричество . В 1831 году Фарадей нашел решение.Электричество могло быть произведено посредством магнетизма движением. Он обнаружил, что когда магнит перемещается внутри катушки с медной проволокой, через нее течет крошечный электрический ток. H.C. Эрстед в 1820 году продемонстрировал, что электрические токи создают магнитное поле. Фарадей заметил это и в 1821 году экспериментировал с теорией, согласно которой, если электрические токи в проводе могут создавать магнитные поля, то магнитные поля должны производить электричество. К 1831 году он смог доказать это и с помощью своего эксперимента смог объяснить, что эти магнитные поля представляют собой силовые линии.Эти силовые линии заставили бы ток течь в катушке с проволокой, когда катушка вращается между полюсами магнита. Затем это действие показывает, что катушки проволоки, перерезанные магнитными силовыми линиями, каким-то странным образом производят электричество. Эти эксперименты убедительно продемонстрировали открытие электромагнитной индукции при производстве электрического тока путем изменения напряженности магнитного поля.
1860 — Arc Lights
Когда практическое использование электричества стало очевидным и электрический телеграф начал работать, вскоре ученые начали искать пути дальнейшего использования этого электричества.Следующим очень важным достижением было внедрение электрической угольной дуги, которая была продемонстрирована в экспериментальной форме в 1808 году сэром Хамфри Дэви. Он использовал большую батарею, чтобы обеспечить ток для своей демонстрации, поскольку эти дуговые лампы требуют сильного тока, а средства механической выработки электричества еще не были разработаны. Принцип этих дуговых ламп заключается в том, что когда два углеродных стержня в цепи соединяются, возникает дуга. Эта дуга, которая излучает блестящее накаливание, сохраняется до тех пор, пока стержни просто разъединены и механически подаются таким образом, чтобы поддерживать дугу.Поскольку дуговые лампы потребляли сильный ток от этих батарей, практическое применение они получили только в 1860 году. К этому времени были разработаны адекватные источники генерации, которые затем использовались в основном только для уличного освещения и в кинотеатрах. Хотя дуговое освещение все еще использовалось до начала 1900-х годов, в конечном итоге они были вытеснены лампами накаливания, за исключением того, что большинство кинотеатров используют их в своих проекторах даже сегодня.
1860 — Двигатель постоянного тока
История электродвигателя начинается с Ганса Христиана Эрстеда, который в 1820 году обнаружил, что электричество создает магнитное поле, как упоминалось ранее.Фарадей продолжил это в 1821 году, разработав принцип электродвигателя собственной конструкции. Среди них стоит упомянуть Якоби в 1834 году, Элиас в 1842 году, Фромент в 1844 году и Пачинотти в 1860 году. Пачинотти использовал кольцевую арматуру, которая использовалась в 1860 году и была выдающимся достижением по сравнению с любыми предыдущими попытками. Большинство этих двигателей находились на экспериментальной стадии, но только в 1871 году Зеноб Теофиль Грамм представил свой двигатель, который на самом деле был развитием машины Пачинотти.Этот двигатель был назван первым электродвигателем, имеющим коммерческое значение. В этот период ученые сосредоточились на «двигателе», но тем временем эксперименты с машинами, производящими электричество динамически, продолжались.
1866 — LeClanche Cell
Leclanche (1839–1882) — французский инженер, который примерно в 1866 году изобрел батарею, носящую его имя. В слегка измененном виде батарея Leclanché, теперь называемая сухим элементом, производится в больших количествах и широко используется в таких устройствах, как фонарики и портативные радиоприемники.Эта ячейка состоит из цинкового корпуса, заполненного влажной пастой, содержащей сульфат аммония. В центре этой электролитной пасты находится угольный стержень, покрытый диоксидом марганца, который является сильным окислителем.
1871 — Генератор постоянного тока
С разработкой Эдисоном в 1879 году угольной лампы накаливания, генератор постоянного тока стал одним из основных компонентов систем освещения с постоянным потенциалом. Раньше для уличного освещения использовались только дуговые лампы. Затем коммерческое и жилое освещение, к чему стремились изобретатели, стало практичным, и так родилась электроэнергетика и электроэнергетика.Когда Х. К. Эрстед в 1820 году обнаружил, что электрический ток создает магнитные поля, был разработан двигатель постоянного тока. В 1831 году Майкл Фарадей открыл принцип электромагнитной индукции. Он обнаружил, что перемещение магнита через катушку с проволокой вызывает электрический ток, протекающий по проволоке, поэтому теперь можно разработать электрический генератор. Но только в 1871 году, когда Грамм представил свой двигатель и генератор, электрический генератор стал использоваться в коммерческих целях. К 1872 году Сименс и Хальске из Берлина усовершенствовали генератор Грамма, изготовив якорь барабана.Были внесены и другие улучшения, такие как якорь с прорезями в 1880 году, но к 1882 году Эдисон завершил разработку системы, которую мы все еще используем для распределения электроэнергии от электростанций.
1876 — Телефон
С тех пор, как телеграф был изобретен Самуэлем Морсом в 1837 году, в его использовании были достигнуты большие успехи, но он продолжал работать как телеграфная система, использующая азбуку Морзе для связи. Александр Грэм Белл в 1875 году интересовался телеграфией и понял, что при использовании кода Морзе по телеграфным проводам должны быть другие способы связи с использованием электричества.Он также интересовался акустикой и звуком и работал по принципу, что если азбука Морзе создает электрические импульсы в электрической цепи, некоторые звуковые средства, вызывающие вибрацию в воздухе, могут также создавать электрические импульсы в цепи. В эксперименте он использовал «диафрагму», связанную с электрической цепью, и любой звук, достигающий диафрагмы, вызывал электрические импульсы, которые передавались на другой конец цепи. Тогда они вызовут вибрацию другой диафрагмы на этом конце и будут находиться по отношению к первой диафрагме, следовательно, звук будет электрически передаваться от одного конца цепи к другому.Он продолжал работать над этими экспериментами, и 7 марта 1876 года его телефон был официально запатентован, и его успешная демонстрация была проведена в выставочном зале в Филадельфии. Грэм Белл как раз успел запатентовать свой телефон, так как другой изобретатель Элиша Грей также экспериментировал с аналогичным изобретением. Позже Эдисон усовершенствовал диафрагму, которую тогда называли передатчиками, но Белл победил, удостоившись чести изобрести «телефон».
Александр Грэм Белл (1847-1922) родился в Шотландии, вырос в семье, которая интересовалась наукой о звуке.Отец и дед Белла учили глухих речи. Блок уровня звука назван в его честь бел. Уровни звука измеряются в десятых долях , или децибелах. Аббревиатура децибела — дБ.
1879 — Генерация постоянного тока, лампа накаливания
Томас Альва Эдисон (1847–1931) был одним из самых известных изобретателей всех времен с 1093 патентами. Самоучка, Эдисон интересовался химией и электроникой. За всю свою жизнь Эдисон получил только три месяца формального обучения и был исключен из школы как отсталый, хотя на самом деле из-за приступа скарлатины в детстве он был частично глухим.
Прошло почти 40 лет, прежде чем Томас Эдисон построил действительно практичный генератор постоянного тока. Многие изобретения Эдисона включали фонограф и улучшенный печатный телеграф. В 1878 году британский ученый Джозеф Свон изобрел лампу накаливания, а через двенадцать месяцев Эдисон сделал аналогичное открытие в Америке. Позже Свон и Эдисон создали совместную компанию по производству первой практичной лампы накаливания. До этого электрическое освещение было моими примитивными дуговыми лампами.
Эдисон использовал свой генератор постоянного тока, чтобы обеспечить электричеством свою лабораторию, а затем в сентябре 1882 года осветить первую улицу Нью-Йорка, освещенную электрическими лампами. постоянного тока для выработки электроэнергии, другие ученые в Европе и Америке признали, что постоянный ток имеет серьезные недостатки.
1880 — Слой Хевисайда
Оливер Хевисайд (1850-1925) Британский математик понял, что информация распространяется по кабелю в виде волны в пространстве между проводниками, а не через сами проводники.Его концепции позволили проектировать междугородные телефонные кабели. Он также обнаружил, почему радиоволны огибают Землю. Это привело к дальнему радиоприему.
1880 — Абсолютные температуры, законы Кирхгофа, законы Кулона, магнитный поток, микрофон
Уильям Томсон, лорд Кельвин (1824–1907) был наиболее известен своим изобретением новой температурной шкалы, основанной на концепции абсолютного нуля температуры. при -273 ° C (-460 ° F). До конца своей жизни Томсон яростно сопротивлялся идее о том, что энергия, излучаемая радиоактивностью, исходит изнутри атома.Одно из величайших научных открытий XIX века, Томсон умер, выступая против одного из самых важных нововведений в истории науки.
Московиц, Л. Р .: Руководство по проектированию и применению постоянных магнитов , Cahners Books International, Inc. (1976)
История электричества Рошель Форрестер :: SSRN
5 стр. Добавлено: 30 ноя 2016
Дата написания: 10 ноября 2016 г.
Абстрактные
Эта статья была написана для того, чтобы исследовать порядок открытия значительных событий в истории электричества.История электричества открывает ряд открытий, причем простейшие открытия делаются первыми, а более сложные открытия делаются позже. Некоторые открытия не могли быть сделаны без определенных предварительных открытий. Самыми ранними формами электричества, которые могли испытать люди, были те, которые возникают естественным образом, такие как молния, и те, которые возникают в результате простых действий, таких как трение предмета, которое вызывает электричество посредством трения. Систематические эксперименты с электричеством начались после научной революции, когда ученые конструировали простые машины для создания электричества и проводили простые эксперименты, которые показали, что электрические заряды могут быть положительными или отрицательными, и что изолирующий материал может предотвратить потерю электрического заряда от заряженного объекта.Текущее электричество потребовало предварительного открытия батареи, такой как гальваническая батарея, и только тогда, когда можно было получить текущее электричество, можно было обнаружить связь между электричеством и магнетизмом. Как только электричество было произведено, вскоре было обнаружено, что электрический ток влияет на поведение стрелки компаса, что привело к изобретению электромагнита и, в конечном итоге, к изобретению электродвигателя и электрогенератора Фарадеем. Когда были изобретены практические электрические генераторы и двигатели, и производство электричества стало экономичным, чему в значительной степени способствовало изобретение электрического света, использование электричества начало распространяться по всему первому миру, а со временем и по всему остальному миру.Порядок, в котором были сделаны эти открытия, был неизбежен, и с учетом того, насколько ценно электричество для людей, было также неизбежно, что рано или поздно в каком-то обществе, открытом для новых идей и технологий, электричество будет использоваться для удовлетворения человеческих потребностей. Порядок открытий был неизбежен и является примером того, как социальная и культурная история должна следовать определенному курсу, определяемому структурой окружающего нас мира.
Ключевые слова: история электричества, открытие генератора электричества, открытие электродвигателя, открытие текущего электричества, открытие статического электричества, лейденская банка, битва токов, постоянный ток, переменный ток, изобретение электрического света, Майкл Фарадей
Предлагаемое цитирование: Предлагаемая ссылка
История электричества в США.С.
Тысячи лет люди во всем мире были очарованы молниями. Некоторые задавались вопросом, как люди могут применить такую силу на практике. Но только в 18 веке путь к повседневному использованию электроэнергии начал формироваться.Бенджамин Франклин
Возможно, вы слышали об известном эксперименте с воздушным змеем, проведенном американским отцом-основателем и изобретателем Бенджамином Франклином. В 1752 году, чтобы доказать, что молния была электрической, он запустил воздушного змея во время грозы.
Он привязал металлический ключ к веревке, и, как он и подозревал, электричество от грозовых облаков потекло по струне, которая была влажной, и он получил удар электрическим током. Франклину очень повезло, что он не получил серьезных травм во время этого эксперимента, но он был взволнован тем, что доказал свою идею.
Томас Эдисон
В течение следующих ста лет многие изобретатели и ученые пытались найти способ использовать электрическую энергию для создания света. В 1879 году американский изобретатель Томас Эдисон наконец смог создать в своей лаборатории надежную и долговечную электрическую лампочку.
Управление долины Теннесси
Президент Франклин Делано Рузвельт подписал акт о создании Управления долины Теннесси (TVA) 18 мая 1933 года.
TVA — это федеральная корпорация в США, созданная в 1933 году для обеспечения навигации, борьбы с наводнениями, производства электроэнергии и производства удобрений. и экономическое развитие в долине реки Теннесси, регионе, который особенно сильно пострадал от Великой депрессии.
Сегодня TVA является крупнейшей государственной энергетической компанией, поставляющей электроэнергию почти 8.5 миллионов клиентов в долине Теннесси. Он действует в основном как оптовый торговец электроэнергией, продавая его 158 розничным дистрибьюторам электроэнергии и 61 напрямую обслуживающим промышленным или государственным потребителям. Энергия поступает от плотин, обеспечивающих гидроэлектростанции, электростанции, работающие на ископаемом топливе, и атомные электростанции. Подразделение Alcoa Electric является клиентом TVA.
Вы можете узнать больше о TVA на сайте TVA Kids. Чтобы узнать больше об истории Alcoa Electric, посетите или раздел истории Департамента.
История техники | Эволюция, века и факты
По сути, техники — это методы создания новых инструментов и продуктов инструментов, а способность конструировать такие артефакты является определяющей характеристикой человекоподобных видов.Другие виды создают артефакты: пчелы строят сложные ульи для хранения меда, птицы вьют гнезда, а бобры строят плотины. Но эти атрибуты являются результатом паттернов инстинктивного поведения и не могут быть изменены в соответствии с быстро меняющимися обстоятельствами. Люди, в отличие от других видов, не обладают высокоразвитыми инстинктивными реакциями, но обладают способностью систематически и творчески мыслить о техниках. Таким образом, люди могут вводить новшества и сознательно изменять окружающую среду так, как не удалось ни одному другому виду.Обезьяна может иногда использовать палку, чтобы отбить бананы от дерева, но человек может превратить палку в режущий инструмент и удалить целую связку бананов. Где-то на переходе между ними появляется гоминид, первый человекоподобный вид. В силу того, что человечество является мастером орудий труда, люди с самого начала были технологами, а история технологий охватывает всю эволюцию человечества.
Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.Подпишитесь сейчасИспользуя рациональные способности для разработки методов и изменения окружающей среды, человечество занялось проблемами, отличными от проблем выживания и производства богатства, с которыми сегодня обычно ассоциируется термин технология . Техника языка, например, включает в себя осмысленное манипулирование звуками и символами, и аналогично техники художественного и ритуального творчества представляют другие аспекты технологического стимула. В данной статье не рассматриваются эти культурные и религиозные приемы, но с самого начала полезно установить их взаимосвязь, поскольку история технологий показывает глубокое взаимодействие между стимулами и возможностями технологических инноваций, с одной стороны, и социокультурными условиями человеческая группа, внутри которой они встречаются друг с другом.
Социальное участие в технологическом прогрессе
Осознание этого взаимодействия важно при изучении развития технологий через сменяющие друг друга цивилизации. Чтобы максимально упростить отношения, есть три точки, в которых должна быть определенная социальная вовлеченность в технологические инновации: социальные потребности, социальные ресурсы и симпатичный социальный этос. При отсутствии любого из этих факторов маловероятно, что технологическая инновация получит широкое распространение или будет успешной.
Необходимо сильно ощущать социальную потребность, иначе люди не будут готовы тратить ресурсы на технологические инновации. Может потребоваться более эффективный режущий инструмент, более мощное подъемное устройство, трудосберегающая машина или средство использования нового топлива или нового источника энергии. Или, поскольку военные потребности всегда стимулировали технологические инновации, они могут принимать форму потребности в более совершенном оружии. В современных обществах потребности порождаются рекламой.Каким бы ни был источник социальной потребности, важно, чтобы достаточное количество людей осознавали это, чтобы обеспечить рынок артефакта или товара, который сможет удовлетворить эту потребность.
Социальные ресурсы также являются непременным условием успешных инноваций. Многие изобретения потерпели неудачу из-за отсутствия социальных ресурсов, жизненно важных для их реализации — капитала, материалов и квалифицированного персонала. Записные книжки Леонардо да Винчи полны идей для вертолетов, подводных лодок и самолетов, но немногие из них дошли даже до стадии модели, потому что не хватало тех или иных ресурсов.Ресурс капитала предполагает наличие прибавочной производительности и организации, способной направить имеющееся богатство в каналы, в которых изобретатель может его использовать. Ресурс материалов предполагает наличие соответствующих металлургических, керамических, пластмассовых или текстильных материалов, которые могут выполнять любые функции, которые требует от них новое изобретение. Ресурс квалифицированного персонала подразумевает наличие технических специалистов, способных создавать новые артефакты и разрабатывать новые процессы.Короче говоря, общество должно быть хорошо оснащено подходящими ресурсами, чтобы поддерживать технологические инновации.
Леонардо да Винчи: орнитоптерПланы Леонардо да Винчи относительно орнитоптера, летательного аппарата, который держится в воздухе благодаря взмаху крыльев, c. 1490.
SuperStockСимпатичный социальный этос подразумевает среду, восприимчивую к новым идеям, такую, в которой доминирующие социальные группы готовы серьезно относиться к инновациям. Такая восприимчивость может быть ограничена конкретными областями инноваций — например, усовершенствованием оружия или навигационной техники — или может принимать форму более общей исследовательской установки, как это было в случае промышленного среднего класса в Британии в XVIII веке. века, которые были готовы культивировать новые идеи и изобретателей, заводчиков таких идей.Какой бы ни была психологическая основа изобретательского гения, не может быть никаких сомнений в том, что существование социально значимых групп, желающих поощрять изобретателей и использовать их идеи, было решающим фактором в истории технологий.
Таким образом, социальные условия имеют первостепенное значение при разработке новых технологий, некоторые из которых будут рассмотрены ниже более подробно. Однако стоит сделать еще одну пояснительную записку. Это касается рациональности техники.Уже было замечено, что технология подразумевает применение разума к технике, и в 20-м веке стало считаться почти аксиомой, что технология — это рациональная деятельность, вытекающая из традиций современной науки. Тем не менее, следует отметить, что технология в том смысле, в котором этот термин используется здесь, намного старше науки, а также что методы имеют тенденцию окостеневать за столетия практики или отвлекаться на такие парарациональные упражнения, как алхимия.Некоторые методы стали настолько сложными, часто зависящими от процессов химического изменения, которые не были поняты даже тогда, когда они широко практиковались, что технология иногда сама становилась «тайной» или культом, в который ученик должен был быть посвящен, как священник, в священные ордена. и в котором было важнее скопировать древнюю формулу, чем вводить новшества. Современная философия прогресса не может быть возвращена в историю технологий; на протяжении большей части своего долгого существования технология была практически застойной, загадочной и даже иррациональной.Нет ничего удивительного в том, чтобы увидеть некоторые сохранившиеся фрагменты этой мощной технологической традиции в современном мире, и в современной дилемме высокотехнологичного общества, предполагающего вероятность того, что оно будет использовать свои изощренные методы для того, чтобы воспользоваться своими сложными методами, есть нечто большее, чем просто элемент иррациональности. совершить собственное разрушение. Таким образом, необходимо остерегаться чрезмерного отождествления технологии с «прогрессивными» силами современной цивилизации.
С другой стороны, невозможно отрицать наличие прогрессивного элемента в технологии, поскольку из самого элементарного обзора становится ясно, что приобретение техник является совокупным делом, в котором каждое поколение наследует набор техник, на которых он может строить, если захочет и если позволят социальные условия.В течение длительного периода времени в истории технологий неизбежно выделяются моменты инноваций, которые демонстрируют это совокупное качество по мере того, как некоторые общества шаг за шагом продвигаются от сравнительно примитивных к более сложным методам. Но хотя это развитие произошло и продолжается до сих пор, такой процесс накопления не является присущим самой природе технологии, и, конечно, это не было неизбежным развитием. Тот факт, что многие общества оставались стагнирующими в течение длительных периодов времени, даже на достаточно развитых этапах технологической эволюции, и что некоторые фактически регрессировали и утратили переданные им накопленные методы, демонстрирует неоднозначный характер технологии и критическую важность ее использования. его взаимосвязь с другими социальными факторами.
Способы передачи технологических инноваций
Еще один аспект совокупного характера технологии, который потребует дальнейшего исследования, — это способ передачи технологических инноваций. Это неуловимая проблема, и необходимо принять феномен одновременного или параллельного изобретения в случаях, когда нет достаточных доказательств, чтобы показать передачу идей в том или ином направлении. Механика их передачи была значительно улучшена за последние столетия с помощью печатного станка и других средств связи, а также благодаря возросшей легкости, с которой путешественники посещают источники инноваций и несут идеи в свои дома.Однако традиционно основным средством передачи было перемещение артефактов и ремесленников. Торговля артефактами обеспечила их широкое распространение и стимулировала подражание. Что еще более важно, миграция мастеров — будь то странствующие слесари ранних цивилизаций или немецкие инженеры-ракетчики, чьи экспертные знания были приобретены как Советским Союзом, так и Соединенными Штатами после Второй мировой войны, — способствовала распространению новых технологий.
Свидетельства таких процессов технологической трансмиссии являются напоминанием о том, что материал для изучения истории технологии поступает из множества источников.Многие из них, как и любое историческое исследование, основаны на документальных материалах, хотя их мало для ранних цивилизаций из-за общего отсутствия интереса к технологиям со стороны писцов и летописцев. Таким образом, для этих обществ и на протяжении многих тысячелетий предшествующей незарегистрированной истории, в которой были достигнуты медленные, но существенные технологические достижения, необходимо во многом полагаться на археологические данные. Даже в связи с недавним прошлым историческое понимание процессов быстрой индустриализации может быть сделано более глубоким и ярким благодаря изучению «промышленной археологии».Много ценного материала подобного рода накоплено в музеях, а еще больше остается на месте его использования для наблюдения полевого работника. Историк техники должен быть готов использовать все эти источники и при необходимости использовать навыки археолога, инженера, архитектора и других специалистов.
История электроэнергетики
Здесь
некоторая информация по книге, История электротехники
пользователя Том Генри . Эта книга была написана с признательностью
более 15 миллионов мужчин и женщин, работающих в электротехнической промышленности
чтобы огни горели каждую секунду, каждую минуту, 24 часа в сутки,
ежедневно.
Эдисон изобрел свет лампочка, Marconi радиоприемник, Bell телефон, Морзе телеграф? Ответы № . Они не изобрели колесо. Они сыграли важную роль в его улучшении, а в некоторых случаях получение патента.
История электротехники восходит к временам Рождества Христова и подводит нас к компьютерный век. В этом путешествии вы обнаружите, что потребовалось несколько люди по пути заставляют лампочку светиться.
Путешествие на этой книге не закончится, мы постоянно открываем новые изобретения, которые когда-нибудь даже перенесут нас к звездам.
Бенджамин Франклин (1706-1790) Его Эксперимент с воздушным змеем показал, что молния — это электричество. Он был первым использовать термины положительный и отрицательный заряд. |
Франклин был одним из семнадцати детей.Он бросил школу в возрасте десяти лет, чтобы стать принтер. Его жизнь — это классическая история о человеке, добившемся собственного успеха. богатство и слава благодаря решимости и уму.
Джеймс Ватт (1736-1819) родился в Шотландии. Хотя он проводил никаких электрических экспериментов, его нельзя упускать из виду. Он был производитель инструментов по профессии и основал ремонтную мастерскую в Глазго в 1757 году. Ватт думал, что паровая машина заменит животную силу, где количество замененных лошадей казалось очевидным способом измерения плата за исполнение.Интересно, что Ватт измерил скорость работы под действием лошади вытащил мусор в старую шахту и нашел ее составило около 22000 фут-фунтов в минуту. Добавил маржу в 50%. достигая 33000 фут-фунтов.
Уильям Томсон , Лорд Кельвин (1824-1907) был наиболее известен своим изобретением. новой шкалы температур, основанной на концепции абсолютного нуля температура -273C (-460F). До конца своей жизни Томсон яростно сопротивлялся идее о том, что энергия, излучаемая радиоактивность исходила изнутри атома.Один из величайших научных открытия 19 века, Томсон умер, выступая против одного из самых жизненно важные нововведения в истории науки.
Томас Зеебек (1770-1831) немец физик был первооткрывателем «эффекта Зеебека».
He скручивали два провода из разных металлов и нагревали спай, где два провода встретились. Он произвел небольшой ток. Текущий результат перетекания тепла от горячего спая к холодному. Это называется термоэлектричество.Термо — это греческое слово, означающее тепло.
Михаил Фарадей (1791-1867) англичанин, сделал один из наиболее значимые открытия в истории электричества: Электромагнитная индукция. Его новаторская работа касалась того, как электрические токи работают. Многие изобретения явились результатом его экспериментов, но они придут на пятьдесят или сто лет спустя.
отказов никогда не обескураживал Фарадея. Он бы сказал; «неудачи так же важны, как и успехи ». Он чувствовал, что неудачи тоже учат.Фарад, единица измерения емкости названа в честь Майкла Фарадея.
Джеймс Максвелл (1831–1879) a
Шотландский математик перевел теории Фарадея на математический язык.
выражения. Максвелл был одним из лучших математиков в истории. А
Максвелл — электромагнитная единица магнитного потока, названная в его
честь.
Сегодня он считается второстепенным только после Исаака Ньютона и
Альберт Эйнштейн в мире науки.
Томас Альва Эдисон (1847-1931) был один из самых известных изобретателей всех времен с 1093 патентами.Самоучка, Эдисон интересовался химией и электроники. За всю свою жизнь Эдисон получил всего три месяцев формального обучения, и был исключен из школы как умственно отсталым, хотя на самом деле детский приступ скарлатины оставил его частично глухой.
Никола Тесла родился 10 июля 1856 года в семье сербов и умер в одиночестве и разорении. человек в Нью-Йорке 7 января 1943 года. Он представлял себе мир без столбы и линии электропередач. Его называют величайшим изобретательным гением все время.Система Теслы победила, сделав возможным первое масштабное освоение Ниагарского водопада с помощью первой гидроэлектростанции завод в США в 1886 году.
октябрь 1893 года Джордж Вестингауз (1846-1914 ) был заключил контракт на строительство первых генераторов на Ниагарском водопаде. Он на свои деньги скупал патенты в области электрического поля. Один из Изобретением, которое он купил, был трансформатор от Уильяма Стэнли. Вестингауз изобрел пневматическую тормозную систему для остановки поездов, первую из только в этой области он получит более ста патентов.Он вскоре в 1869 году основал компанию Westinghouse Air Brake Company.
Александр Грэм Белл (1847-1922) родился в Шотландии, вырос в семье, которая интересовалась и занимается наукой о звуке. Отец и дед Белла оба учил глухих речи. Единица уровня звука в его честь. Уровни звука измеряются в десятых долях бела или децибелах. В сокращение для децибел — дБ.
Генрих Герц (1857-1894) немец физик заложил основу для создания вакуумной лампы.Он заложил фундамент для будущего развития радио, телефона, телеграфа, и даже телевидение. Он был одним из первых, кто продемонстрировал существование электрических волн. Герц был убежден, что были электромагнитные волны в космосе.
Отто Хан (1879-1968) , a Немецкий химик и физик сделал важное открытие, которое привело к первый ядерный реактор. Он открыл процесс ядерного деления какие ядра атомов тяжелых элементов могут распадаться на более мелкие ядра, в процессе высвобождения большого количества энергии.Хан был награжден Нобелевская премия по химии в 1944 году.
Альберт Эйнштейн (1879-1955). Эйнштейна формула доказала, что один грамм массы можно превратить в проливной количество энергии. Для этого активность атомов должна происходить в ядро. E = энергия, M = масса и C = скорость света, которая равна 186 000 миль в секунду.