Šiuolaikinis pasaulis neįmanomas be elektros. Dabar niekas net nesusimąsto apie jo gamybos technologiją, o senovėje net nežinojo tokio žodžio. Tačiau klausiančių protų būta ir tada. 700 m. pr. Kr. pastabus graikų filosofas Talis pastebėjo, kad gintaras pradėjo traukti lengvus daiktus, kai buvo trinamas vilna. Tuo žinios sustojo.

Tolimesnis žinių tobulinimas

Tik po daugelio šimtmečių ši žinių šaka buvo toliau plėtojama. Elektros mokslo pradininku tapo anglų fizikas ir karališkųjų rūmų gydytojas Williamas Gilbertas, baigęs geriausius Oksfordo ir Kembridžo universitetus. Jis išrado pirmąjį elektroskopo prototipą vardu versor ir jo pagalba išsiaiškino, kad ne tik gintaras, bet ir kiti akmenys turi savybę pritraukti smulkius daiktus (šiaudus). Tarp „elektrinių“ mineralų:

• deimantas;
• ametistas;
• stiklas;
• opalas;
• karborundas;
• skalūnai;
• safyras;
• gintaras.

Aparato pagalba mokslininkas sugebėjo padaryti keletą įdomių atradimų. Tarp jų: ​​rimta liepsnos įtaka kūnų elektrinėms savybėms, įgytoms dėl trinties. Ir Hilbertas taip pat teigė, kad griaustinis ir žaibas yra elektrinio pobūdžio reiškiniai.

Pati „elektros“ sąvoka pirmą kartą išgirsta XVI a. 1663 m. Magdeburgo burmistras Otto von Guericke sukūrė specialią tyrimų mašiną. Su jo pagalba buvo galima stebėti traukos ir atstūmimo poveikį.

Pirmieji eksperimentai su elektra

1729 metais Anglijoje buvo atliktas pirmasis mokslininko Stepheno Grėjaus elektros perdavimo trumpu atstumu eksperimentas. Tačiau šio proceso metu buvo nustatyta, kad ne visi kūnai gali perduoti elektrą. Praėjus 4 metams po pirmųjų rimtų tyrimų, mokslininkas iš Prancūzijos Charlesas Dufay tai nustatė yra dviejų tipų elektros mokestis: stiklas ir derva, priklausomai nuo medžiagos, naudojamos trinčiai.

XVII amžiaus viduryje Olandijoje Peteris van Muschenbroekas sukuria kondensatorių, vadinamą „Leiden Bank“. Kiek vėliau pasirodo Benjamino Franklino teorija ir atliekami pirmieji tyrimai, kurie teoriją empiriškai patvirtina. Atlikti tyrimai tapo žaibolaidžio sukūrimo pagrindu.

Po to buvo atrastas naujas mokslas, kurį jie pradeda studijuoti. O 1791 m. Galvani autoriaus išleistas „Traktatas apie elektros galią judant raumenims“. 1800 metais italų išradėjas Volta tapo tuo, kuris sukūrė naują srovės šaltinį vadinamas galvaniniu elementu. Šis aparatas yra cinko ir sidabro žiedų stulpelio pavidalo objektas, atskirtas sūriame vandenyje pamirkytais popieriaus gabalėliais. Po poros metų rusų išradėjas Vasilijus Petrovas atidaro „Voltaikos lanką“.

Maždaug tą patį dešimtmetį fizikas Jeanas Antoine'as Nollet išrado pirmąjį elektroskopą, kuris užregistravo greitesnį elektros „nutekėjimą“ iš aštrių formų kūnų ir suformavo teoriją apie srovės poveikį gyviems organizmams. Šis poveikis tapo medicininio elektrokardiografo išradimo pagrindu. 1809 metais elektros srityje prasidėjo nauja era, kai anglas Delarue išrado kaitrinę lempą. Po 100 metų pasirodė modernios lemputės su volframo spirale ir užpildymas inertinėmis dujomis. Irvingas Langmuiras tapo jų kūrėju.

Sunkūs tyrimai ir dideli atradimai

XVIII amžiaus pradžioje Michaelas Faradėjus parašė traktatą apie elektromagnetinį lauką.

Elektromagnetinę sąveiką 1820 metais eksperimentų metu atrado danų mokslininkas Oerstedas, o po metų fizikas Ampere'as savo teorijoje sujungia elektrą ir magnetizmą. Šios studijos tapo pagrindu šiuolaikinio mokslo – elektrotechnikos – atsiradimui.

1826 m. Georgas Simonas Ohmas, remdamasis atliktais eksperimentais, sugebėjo suformuluoti pagrindinį elektros grandinės dėsnį ir įvedė naujus elektrotechnikos terminus:

• „Laidumas“;
• „elektrovaros jėga“;
• "Įtampos kritimas grandinėje".

Orstedo pasekėjas buvo André-Marie Ampere'as, suformulavęs taisyklę, kaip nustatyti srovės kryptį į magnetinę adatą. Šis modelis gavo daugybę pavadinimų, vienas iš jų yra „dešinės rankos taisyklė“. Būtent jis išrado elektromagnetinio lauko stiprintuvą- kelių apsisukimų ritės, sudarytos iš varinės vielos su įmontuotomis minkštomis geležinėmis šerdimis. Remiantis šia raida, 1829 m. buvo išrastas elektromagnetinis telegrafas.

Naujas tyrimų etapas

Kai garsus anglų mokslininkas fizikos srityje Michaelas Faraday'us susipažino su H. Oerstedo darbais, jis atliko elektromagnetinių ir elektrinių reiškinių santykio tyrimus ir išsiaiškino, kad magnetas sukasi aplink srovės laidininką ir atvirkščiai, laidininkas aplink magnetą.

Po šių eksperimentų mokslininkas dar 10 metų bandė magnetizmą paversti elektros srove ir dėl to atrado elektromagnetinę indukciją ir elektromagnetinio lauko teorijos pagrindus, o taip pat padėjo suformuoti pagrindą naujai mokslo šakai – radijo inžinerijai – atsirasti. Praėjusio amžiaus 20-aisiais, kai SSRS teritorijoje buvo pradėta organizuoti didelio masto elektrifikacija, atsirado terminas „Iljičiaus lempa“.

Kadangi įvairiose šalyse lygiagrečiai buvo vykdoma daugybė įvykių, istorikai ginčijasi, kas pirmasis išrado elektrą. Daugelis mokslininkų ir išradėjų savo jėgomis ir žiniomis prisidėjo prie elektros mokslo plėtros: Ampere ir Lenz, Joule ir Ohm. Tokių pastangų dėka šiuolaikinis žmogus nepatiria problemų organizuojant elektros energijos tiekimą į namus ir kitas patalpas.

Šiuolaikinis gyvenimas neįmanomas be apšvietimo, automobilių, įrangos, skaitmeninių ir kitų technologijų, jos pagrįstos vienu ištekliu, šiuo atžvilgiu daugeliui kyla klausimas, kas išrado visur naudojamą elektrą. Kas buvo tas žmogus, nuo kurio prasidėjo mokslo ir gamybos raida, o dabartinis gyvenimo komfortas tapo potencialiai įmanomas?

Elektros išradimas nebuvo, nes tai yra natūralus reiškinys, o jo tyrinėjimai prasidėjo Senovės Graikijoje VII amžiuje prieš Kristų. Filosofas ir gamtininkas Thalesas Miletskis atkreipė dėmesį į tai, kad jei gintaras trinamas su avies vilna, tai akmuo turi savybę pritraukti prie savęs kai kuriuos lengvus daiktus. Jis taip pat suformulavo terminą. Kadangi graikų kalboje gintaras vadinamas „elektronu“, atskleistą jėgą Thales pavadino „elektra“.

Moksliniai tyrimai

Tikri moksliniai elektrinės gamtos tyrinėjimai prasidėjo tik XVII amžiuje Renesanso laikais. Tuo metu Otto von Guericke'as ėjo burmistro pareigas Magdeburge, tačiau valdžia nebuvo tikras valdininko pomėgis. Visą laisvą laiką jis praleido savo laboratorijoje, kur, atidžiai išstudijavęs Talio Miletiečio darbus, išrado pirmąją pasaulyje elektrinę mašiną. Tiesa, jo taikymas buvo ne praktinis, o veikiau mokslinis, jis leido išradėjui tirti traukos ir atstūmimo poveikį naudojant elektrinę jėgą. Mašina buvo strypas, ant kurio sukosi sieros rutulys; šioje konstrukcijoje ji pakeitė gintarą.

Elektros inžinerijos įkūrėjas

Taip pat XVII amžiaus pabaigoje Anglijos teisme dirbo teismo fizikas ir fizikas Williamas Gilbertas. Jį taip pat įkvėpė senovės graikų mąstytojo raštai, ir jis kreipėsi į savo tyrinėjimus šia tema. Šis išradėjas sukūrė elektros energijos tyrimo įrenginį – versorą. Su jo pagalba jis galėjo praplėsti savo žinias apie elektros reiškinius. Taigi jis nustatė, kad skalūnas, opalas, deimantas, karborundas, ametistas ir stiklas turi panašių savybių į gintarą. Be to, Gilbertas nustatė ryšį tarp liepsnos ir elektros, taip pat padarė daugybę kitų atradimų, leidusių šiuolaikiniams mokslininkams vadinti jį elektrotechnikos įkūrėju.

Elektros perdavimas per atstumą

XVIII amžiuje šios temos tyrimai buvo sėkmingai tęsiami. Du mokslininkai iš Anglijos Grenville Wheeler ir Stephen Gray nustatė, kad elektra praeina per kai kurias medžiagas (jos buvo vadinamos laidininkais), o ne per kitas. Jie taip pat atliko pirmąjį eksperimentą dėl elektros jėgos perdavimo per atstumą. Srovė praėjo nedidelį atstumą. Taigi 1729-uosius galima pavadinti pirmąja data atsakant į klausimą, kuriais metais buvo išrasta pramoninė elektra. Tolesni atradimai sekė vienas po kito:

• matematikos profesorius iš Olandijos Mashenbrook išrado „Leyden jar“, kuris savo esme buvo pirmasis kondensatorius;
• prancūzų gamtininkas Charlesas Dufay suskirstė elektros jėgas į stiklą ir dervą;
• Michailas Lomonosovas įrodė, kad žaibai atsiranda dėl potencialų skirtumų, ir išrado pirmąjį žaibolaidį;
• profesorius iš Prancūzijos Charlesas Kulonas atrado taško formato stacionarių krūvių tarpusavio ryšio dėsnį.

Visus nustatytus faktus po vienu priedanga surinko Benjaminas Franklinas, kuris taip pat pasiūlė keletą daug žadančių teorijų, pavyzdžiui, kad mokesčiai gali būti ir teigiami, ir neigiami.

Nuo teorijos iki praktikos

Visi nustatyti faktai buvo teisingi ir sudarė praktinės raidos pagrindą. XIX amžiuje moksliniai tyrimai vienas po kito rado praktinį įsikūnijimą:

• italų mokslininkas Voltas sukūrė nuolatinės elektros srovės šaltinį;
• Danų mokslininkas Oerstedas nustatė elektrinius ir magnetinius ryšius tarp objektų;
• mokslininkas iš Sankt Peterburgo Petrovas sukūrė grandinę, kuri leido naudoti elektros srovę patalpoms apšviesti;
• Anglas Delarue išrado pirmąją pasaulyje kaitrinę lempą

• Amperas padarė išvadą, kad magnetinį lauką sudaro ne statiniai krūviai, o elektrinis laukas;
• Faradėjus atrado elektromagnetinę indukciją ir sukūrė pirmąjį variklį;
• Gaussas sukūrė elektrinio lauko teoriją;
• Italų fizikas Galvani nustatė elektros buvimą žmogaus kūne, ypač raumenų judesių atlikimą elektros srove.

Kiekvieno iš minėtų žinovų darbai buvo tam tikrų krypčių pagrindas, todėl bet kurį iš jų galima drąsiai vadinti pirmuoju mokslininku pasaulyje, išradusiu elektrą.

„Didžiųjų atradimų“ era

Atlikti atradimai ir vykdoma plėtra leido atlikti sisteminę reiškinio ir jo galimybių analizę, po kurios tapo galimi įvairių elektros sistemų ir prietaisų projektai. Beje, Rusijos garbei galime pasakyti, kad pirmoji planetos gyvenvietė, kuri buvo apšviesta elektra, buvo Carskoje Selo 1881 m. Taigi kelių kartų darbo dėka galime gyventi pačiame patogiausiame pasaulyje.

Elektros istorija: vaizdo įrašą

Mūsų laikais gyvenimas be elektros tiesiog sustos. Tačiau taip būdavo ne visada – anksčiau žmonės tokio žodžio nebuvo girdėję. Per šimtmečius talentingų mokslininkų ir tyrinėtojų kartų pastangomis žmonija pajudėjo šio nuostabaus gamtos reiškinio atradimo ir panaudojimo link. Elektros srovės įvaldymas gali būti laikomas vienu iš pagrindinių žmonijos laimėjimų.

Elektros atradimas: pirmieji žingsniai

Tikslaus atsakymo į klausimą, kada atsirado elektra, nėra. Kaip gamtos jėga ji egzistavo visada, tačiau ilgas kelias iki elektros išradimo ir panaudojimo prasidėjo VIII amžiuje prieš Kristų. Istorija net išlaikė vardą to asmens, kuris davė vardą šiam reiškiniui. Senovės Graikijoje gyvenęs filosofas Thalesas Milletsky atkreipė dėmesį į tai, kad su vilna įtrintas gintaras dėl kažkokios jėgos gali pritraukti prie savęs smulkius daiktus. „Gintaras“ graikų kalboje reiškia „elektroną“, taigi ir kilo „elektra“.

Elektros istorija siekia tikrąją šios srities tyrinėjimų kilmę XVII amžiaus viduryje ir ji siejama su Magdeburgo (Vokietija) mero Otto v. Gericke (ne visą darbo dieną dirbantis fizikas ir išradėjas) vardu. . 1663 m., išstudijavęs Thaleso darbus, jis sukūrė specialią mašiną elektrinio traukos ir atstūmimo poveikiui tirti, tai buvo pirmasis pasaulyje elektrinis mechanizmas. Aparatą sudarė sieros rutulys, besisukantis ant metalinio strypo ir, kaip gintaras, pritraukęs ir atstumiantis įvairius daiktus.

Tarp pionierių, prisidėjusių prie elektros atsiradimo mūsų gyvenime, galime paminėti anglą W. Gilbertą, kuris teisme dirbo fiziku ir gydytoju. Jis laikomas elektrotechnikos (elektros savybių ir pritaikymo mokslo) įkūrėju, išrado elektroskopą ir padarė keletą nuostabių atradimų šioje srityje.

Nauji atradimai

1729 m. anglai Stephenas Gray ir Granville Wheeler pirmą kartą atrado, kad elektros srovė laisvai teka per vienus kūnus (vadinamus laidininkais), o ne per kitus (nelaidininkus), tai buvo pirmasis žingsnis link elektros panaudojimo pramoniniais tikslais.

Anglijoje pirmą kartą pasaulyje elektrą bandoma perduoti tam tikru atstumu, tuo užsiėmė mokslininkas S. Grėjus, eksperimentų procese susidūrė ir su skirtingais kūnų laidumo laipsniais.

Matematikos profesoriai iš olando P. van Muschenbrook vadinami tais, kurie išrado pirmąjį kondensatorių elektrai – tai garsusis „Leyden bankas“ (pavadintas išradėjo gimtojo miesto vardu). Prietaisas buvo įprastas stiklinis indas, iš abiejų galų uždarytas plonais alavo ir švino lydinio lakštais. Taigi atsiranda galimybė kaupti elektros energiją.

Garsus amerikiečių politikas Benjaminas Franklinas taip pat buvo tarp tų, kurie atrado elektrą plačiai naudoti gyvenime. Jis empiriškai nustatė, kad elektros krūviai skirstomi į teigiamus ir neigiamus, taip pat ištyrė elektrinę žaibo prigimtį.

Remdamiesi Franklino atradimais Rusijoje, mokslininkai Richmanas ir didysis Michailas Vasiljevičius Lomonosovas išrado žaibolaidį, praktiškai įrodydami, kad žaibas gaunamas iš atmosferos elektros potencialo skirtumo. Lomonosovas apskritai turėjo didžiulę įtaką elektrinių reiškinių (ypač atmosferos) tyrimams.

Jaunasis elektros mokslas ir toliau sparčiai vystosi – per 18-19 amžių atsirado naujų atradimų ir išradimų, buvo rašomi nauji moksliniai traktatai, kurių pagrindinė tema buvo elektros srovė.

Taigi 1791 m. buvo išleista knyga apie elektrą žmonių ir gyvūnų raumenyse, kuri atsiranda jiems susitraukiant, autorius buvo italų fizikas Galvani. Kitas italas Alessandro Volta buvo tas, kuris 1800 metais sukūrė iki šiol nežinomą srovės šaltinį, vadinamą „galvaniniu elementu“ (to paties Galvani garbei), kuris po kelių šimtų metų pasirodo kaip gerai žinoma baterija.

„Voltainis stulpas“ buvo pagamintas iš cinko ir sidabro išlieto paties stulpo pavidalo, tarp kurio sluoksnių buvo klojamas sūdytas popierius.

Po kelerių metų Rusijoje fizikos profesorius iš Sankt Peterburgo V.Petrovas pristato mokslo pasauliui galingą elektros lanką, pavadindamas jį "Voltac lanku". Jis sugalvojo elektros energiją panaudoti patalpų apšvietimui. Pademonstruotos elektros reiškinių panaudojimo ūkiniame gyvenime galimybės. Mokslininko surinkta baterija buvo tikrai gigantiška (ilgis – 12, o aukštis – apie 3 metrai), jos įtampa buvo pastovi ir siekė 1700 voltų. Šis išradimas pažymėjo kaitinamųjų lempų kūrimo ir metalų elektrinio suvirinimo metodų eksperimentų pradžią.

Puikūs atradimai elektros srityje

Petrovo eksperimentai Rusijoje prisidėjo prie to, kad 1809 metais mokslininkas Delarue Anglijoje sukūrė pirmąją pasaulyje kaitrinę lempą. Po šimto metų amerikiečių chemikas ir Nobelio premijos laureatas I. Langmuiras išleido pirmąją elektros lemputę, kuri turėjo šviečiančią volframo spiralę, įdėtą į sandarią kolbą su inertinėmis dujomis. Taip prasidėjo nauja era. Daugelis mokslininkų Europoje, JAV ir Rusijoje atliko daugybę eksperimentų ir tyrimų, siekdami geriau suprasti elektros prigimtį ir panaudoti ją žmogui.

Taigi 1820 m. danas Erstredas atskleidė elektrinių dalelių sąveiką, o 1821 m. garsusis Amperas iškėlė ir įrodė magnetizmo ir elektros reiškinių ryšio teoriją. Elektromagnetinio lauko savybes nuodugniai ištyrė anglas M. Faradėjus, jis taip pat atrado elektromagnetinės indukcijos dėsnį, kuris teigia, kad elektriniai impulsai kyla uždaroje laidžiojoje kilpoje, laikinai pasikeitus magnetiniam srautui, taip pat suprojektavo pirmasis elektros generatorius. Šių ir dešimčių kitų mažiau žinomų mokslininkų darbai paskatino naujo mokslo atsiradimą, kurį vokiečių inžinierius Werneris von Siemensas pavadino „elektros inžinerija“.

1826 m. GS Ohm, po daugybės eksperimentų, pateikė elektros grandinės dėsnį (taip pat žinomą kaip "Omo dėsnis"), taip pat naujus terminus: "laidumas", "elektrinė varomoji jėga", "elektros srovės įtampa". . Jo pasekėjas AM. Ampere, išvedė garsiąją „dešinės rankos“ taisyklę, t.y. elektros srovės tekėjimo krypčių nustatymas naudojant magnetinę rodyklę. Jis taip pat išrado prietaisą elektriniam laukui stiprinti – varinių laidų ritę aplink geležines šerdis. Šie pokyčiai tapo vieno iš pagrindinių vokiečių mokslininko Samuelio Thomaso Semmeringo išradimų elektrotechnikos srityje (elektromagnetinio telegrafo) pirmtakais.

Rusijoje išradėjas Aleksandras Lodyginas sugalvojo elektros lemputę, kuri labiausiai primena šiuolaikines kolegas: vakuuminę kolbą, kurios viduje įdedamas spiralinis siūlas, pagamintas iš ugniai atsparaus volframo. Mokslininkas pardavė teises į šį išradimą amerikiečių korporacijai „General Electric“, kuri paleido juos į masinę gamybą. Todėl būtų teisinga elektros lempučių atradėju laikyti rusą, nors visuose Amerikos fizikos vadovėliuose jų mokslininkas T. Edisonas įrašytas kaip „lemputės tėvas“, kuris taip pat svariai prisidėjo prie elektros lempučių išradimo. elektros.

Šiuolaikinis tyrimų ciklas

Paskutiniai grandioziniai atradimai elektros srityje siejami su didžiojo Nikola Tesla vardu, kurio reikšmė ir mastai dar nėra iki galo įvertinti. Šis puikus žmogus išrado dalykų, kurie dar turi būti naudojami:

• sinchroninis generatorius ir asinchroninis elektros variklis, kurie padarė pramonės revoliuciją šiuolaikiniame pasaulyje;
• Liuminescencinės lempos didelėms erdvėms apšviesti;
• radijo koncepciją Tesla pristatė kelerius metus anksčiau nei radijo „oficialus tėvas“ – Marconi;
• nuotoliniu būdu valdomi instrumentai (pirmasis buvo kateris su didelėmis baterijomis, valdomas radijo ryšiu);
• variklis su besisukančiais magnetiniais laukais (šiuo pagrindu dabar gaminami naujausi automobiliai, kuriems nereikia benzino);
• pramoniniai lazeriai;
• „Lazerio bokštas“ – pirmasis pasaulyje belaidžio ryšio įrenginys, pasaulinio interneto prototipas;
• daug buitinių ir pramoninių elektros prietaisų.

Įvertinkite straipsnį:

ĮVADAS

Savo istoriją pradėkime nuo paties Teslos, kuris prieš pat savo mirtį parašė nepaprastą esė apie elektros inžinerijos istoriją „Pasakojimas apie elektrą“, žodžiais: „Kas tikrai nori sutrinti visą mūsų laikų didybę, turi gauti susipažinęs su elektros mokslo istorija“.

Pirmą kartą reiškiniai, dabar vadinami elektra, buvo pastebėti senovės Kinijoje, Indijoje, o vėliau ir senovės Graikijoje. Išlikusios legendos byloja, kad jau senovės graikų filosofas Talis Miletietis (640-550 m. pr. Kr.) žinojo kailiu ar vilna įtrinto gintaro savybę pritraukti popieriaus likučius, pūkus ir kitus šviesos kūnus. Iš graikiško gintaro pavadinimo – „elektronas“ – šis reiškinys vėliau buvo pavadintas elektrifikacija.

Daugelį amžių elektriniai reiškiniai buvo laikomi dieviškosios galios apraiškomis, kol XVII a. mokslininkai nepriartėjo prie elektros tyrimo. Coulombas, Hilbertas, Otto von Guericke'as, Muschenbreckas, Franklinas, Oerstedas, Arago, Lomonosovas, Luigi Galvani, Alessandro Volta – tai ne visas elektros problemas tyrinėjusių mokslininkų sąrašas. Atskirai reikėtų paminėti žymaus mokslininko André Marie Ampere veiklą, padėjusio pagrindą dinaminių elektros srovės veiksmų tyrimams ir nustačiusio daugybę elektrodinamikos dėsnių.

Oerstedo, Arago, Ampère'o atradimai sudomino puikų anglų fiziką Michaelą Faraday ir paskatino jį spręsti daugybę klausimų apie elektros ir magnetinės energijos pavertimą mechanine. Kitas anglų fizikas Jamesas Clerkas (Clarkas) Maxwellas 1873 m. paskelbė didelį dviejų tomų veikalą „Traktatas apie elektrą ir magnetizmą“, kuriame buvo sujungtos elektros, magnetizmo ir elektromagnetinio lauko sąvokos. Nuo to momento prasidėjo aktyvaus elektros energijos naudojimo kasdieniame gyvenime era.

1. ELEKTROS ELEKTROS

Elektra – sąvoka, išreiškianti fizinių kūnų sandaros ir procesų sukeliamas savybes ir reiškinius, kurių esmė – mikroskopiškai įkrautų medžiagos dalelių (elektronų, jonų, molekulių, jų kompleksų ir kt.) judėjimas ir sąveika.

Hilbertas pirmasis atrado, kad elektrifikacijos savybės būdingos ne tik gintarui, bet ir deimantui, sierai bei dervai. Jis taip pat pastebėjo, kad kai kurie kūnai, tokie kaip metalai, akmenys, kaulai, nesielektrina, ir atskyrė visus gamtoje aptinkamus kūnus – elektrifikuotus ir neįsielektrintus. Skirdamas ypatingą dėmesį pirmiesiems, jis atliko eksperimentus, kad ištirtų jų savybes.

1650 metais garsus vokiečių mokslininkas, Magdeburgo miesto burmistras, oro siurblio išradėjas Otto von Guericke'as sukonstravo specialią „elektrinę mašiną“, vaizduojančią vaiko galvos dydžio sieros kamuoliuką, pritvirtintą ant ašies.

1 paveikslas – von Guericke elektrinė mašina, patobulinta Van de Grafo

Jei rutulio sukimosi metu jis buvo trinamas delnais, jis greitai įgavo savybę pritraukti ir atstumti šviesos kūnus. Per kelis šimtmečius Guericke mašiną gerokai patobulino anglas Hoxby, vokiečių mokslininkai Bose, Winkler ir kt. Eksperimentai su šiomis mašinomis leido padaryti keletą svarbių atradimų:

· 1707 m. prancūzų fizikas du Fay atrado skirtumą tarp elektros, gaunamos trinties stiklo rutuliui, ir tos, kuri gaunama iš medžio dervos trinties;

· 1729 m. anglai Grėjus ir Wheeleris atrado kai kurių kūnų gebėjimą pravesti elektrą ir pirmą kartą nurodė, kad visus kūnus galima suskirstyti į elektros laidininkus ir nelaidžius.

Tačiau daug svarbesnį atradimą 1729 metais aprašė Leideno miesto matematikos ir filosofijos profesorius Muschenbrekas. Jis išsiaiškino, kad stiklinis indas, iš abiejų pusių uždengtas alavo folija (staniolio lapeliais), gali kaupti elektros energiją. Įkrautas iki tam tikro potencialo (kurio koncepcija atsirado daug vėliau), šis prietaisas galėjo išsikrauti su reikšmingu efektu – didele kibirkštimi, kuri sukėlė stiprų traškėjimą, panašų į žaibo iškrovą, ir fiziologinį poveikį rankomis liečiant pamušalą. iš skardinės. Nuo miesto, kuriame buvo atlikti eksperimentai, pavadinimo Muschenbreko sukurtas prietaisas buvo pavadintas Leyden jar.

2 paveikslas – Leiden bankas. Lygiagretus keturių skardinių sujungimas

Jos savybių tyrimai buvo atliekami įvairiose šalyse ir paskatino daugybės teorijų, kurios bandė paaiškinti atrastą krūvio kondensacijos reiškinį, atsiradimą. Vieną iš šio reiškinio teorijų pateikė žymus amerikiečių mokslininkas ir visuomenės veikėjas Benjaminas Franklinas, atkreipęs dėmesį į teigiamos ir neigiamos elektros egzistavimą. Šios teorijos požiūriu Franklinas paaiškino Leyden stiklainio įkrovimo ir iškrovimo procesą ir įrodė, kad jo plokšteles galima savavališkai elektrifikuoti skirtingo ženklo elektros krūviais.

Franklinas, kaip ir rusų mokslininkai M.V.Lomonosovas ir G.Richmanas, daug dėmesio skyrė atmosferos elektros, žaibo išlydžio (žaibo) tyrimams. Kaip žinote, Richmanas mirė atlikdamas žaibo tyrimo eksperimentą. 1752 metais Benjaminas Franklinas išrado žaibolaidį. Žaibolaidis (eufoniškesnis „žaibolaidis“ naudojamas ir kasdieniame gyvenime) – tai ant pastatų ir konstrukcijų montuojamas įrenginys, skirtas apsaugoti nuo žaibo smūgių. Susideda iš trijų tarpusavyje sujungtų dalių:

1785 metais S. Kulonas atrado pagrindinį elektrostatikos dėsnį. Remdamasis daugybe eksperimentų, Kulonas nustatė tokį dėsnį:

Stacionarių krūvių sąveikos jėga vakuume yra tiesiogiai proporcinga krūvių modulių sandaugai ir atvirkščiai proporcinga atstumo tarp jų kvadratui -,:

1799 metais buvo sukurtas pirmasis elektros srovės šaltinis – galvaninis elementas ir elementų baterija. Galvaninis elementas (cheminis srovės šaltinis) – prietaisas, leidžiantis cheminės reakcijos energiją paversti elektros darbu. Pagal veikimo principą yra pirminiai (vienkartiniai), antriniai (baterijos) ir kuro elementai. Galvaninis elementas susideda iš jonams laidžio elektrolito ir dviejų skirtingų elektrodų (pusinių elementų), oksidacijos ir redukcijos procesai galvaniniame elemente yra erdviškai atskirti. Teigiamas galvaninio elemento polius vadinamas katodas, neigiamas - anodas... Elektronai palieka elementą per anodą ir išorine grandine juda link katodo.

Rusų akademikų Epinuso, Krafto ir kitų darbai atskleidė nemažai labai svarbių elektros krūvio savybių, tačiau visi jie tyrė elektrą nejudrioje būsenoje arba jos momentinę iškrovą, tai yra statinės elektros savybes. Jo judėjimas pasireiškė tik iškrovos pavidalu. Apie elektros srovę, tai yra apie nuolatinį elektros judėjimą, dar nieko nebuvo žinoma.

Vienas pirmųjų, 1801-1802 metais giliai ištyręs elektros srovės savybes, Sankt Peterburgo akademikas V.V.Petrovas. Šio iškilaus mokslininko, kuris tais metais iš 4200 vario ir cinko apskritimų sukonstravo didžiausią bateriją pasaulyje, darbas nustatė galimybę praktiškai panaudoti elektros srovę laidininkams šildyti. Be to, Petrovas pastebėjo elektros iškrovos tarp šiek tiek praskiestų anglių galų reiškinį tiek ore, tiek kitose dujose ir vakuume, kuris buvo vadinamas elektros lanku. V.V.Petrovas ne tik aprašė atrastą reiškinį, bet ir nurodė galimybę jį panaudoti apšvietimui ar metalų lydymui ir taip pirmą kartą išsakė idėją apie praktinį elektros srovės pritaikymą. Nuo šio momento turėtų prasidėti elektros inžinerijos, kaip savarankiškos technologijos šakos, istorija.

Eksperimentai su elektros srove patraukė daugelio mokslininkų iš įvairių šalių dėmesį. 1802 m. italų mokslininkas Romagnosi atrado magnetinės adatos įlinkį veikiant elektros srovei, tekėjusiai per netoliese esantį laidininką. 1819 m. pabaigoje šį reiškinį vėl pastebėjo danų fizikas Oerstedas, 1820 m. kovą išleidęs brošiūrą lotynų kalba „Eksperimentai, susiję su elektrinio konflikto veikimu ant magnetinio rodyklės“. Šiame darbe elektros srovė buvo vadinama „elektros konfliktu“.

Kai tik Arago Paryžiaus mokslų akademijos posėdyje pademonstravo Oerstedo patirtį, Ampere, pakartodama tai, 1820 m. rugsėjo 18 d., lygiai po savaitės, perdavė akademijai žinią apie savo tyrimus. Kitame susitikime, rugsėjo 25 d., Ampere'as baigė skaityti savo pranešimą, kuriame išdėstė dviejų lygiagrečiais laidininkais tekančių srovių sąveikos dėsnius. Nuo to momento akademija kiekvieną savaitę klausydavosi naujų Ampere žinučių apie jo eksperimentus, kurie užbaigė pagrindinių elektrodinamikos dėsnių atradimą ir formulavimą.

Vienas iš svarbiausių Ampero pasiekimų buvo tai, kad jis pirmasis sujungė du anksčiau atskirtus reiškinius – elektrą ir magnetizmą – su viena elektromagnetizmo teorija ir pasiūlė juos laikyti vieno gamtos proceso rezultatu. Ši teorija, sutikta didelio Ampere'o amžininkų nepasitikėjimo, buvo labai progresyvi ir suvaidino didžiulį vaidmenį teisingai suvokiant vėliau atrastus reiškinius.

1827 m. vokiečių mokslininkas Georgas Ohmas atrado vieną iš pagrindinių elektros dėsnių, kuris nustato pagrindinius ryšius tarp srovės stiprumo, įtampos ir grandinės, kuria teka elektros srovė, varžos,,,

1847 m. Kirchhoffas suformulavo srovių išdėstymo sudėtingose ​​grandinėse dėsnius:

Pirmasis Kirchhoffo dėsnis

Jis taikomas mazgams ir formuluojamas taip: algebrinė srovių suma mazge lygi nuliui. Ženklai nustatomi priklausomai nuo to, ar srovė nukreipta į mazgą, ar iš jo (bet kuriuo atveju savavališkai).

Antrasis Kirchhoffo dėsnis

Taikoma grandinėms: bet kurioje grandinėje visų į šią grandinę įtrauktų grandinės elementų ir sekcijų įtempių suma yra lygi nuliui. Kiekvieno kontūro judėjimo kryptis gali būti pasirinkta savavališkai. Ženklai nustatomi priklausomai nuo įtampų sutapimo su aplinkkelio kryptimi.

Antroji formuluotė: bet kurioje uždaroje grandinėje algebrinė įtampų suma visose sekcijose su varžomis, įtrauktomis į šią grandinę, yra lygi EMF algebrinei sumai.

Kirchhoffo dėsnių apibendrinimas

Tegu Y – grandinės mazgų skaičius, B – šakų skaičius, K – kontūrų skaičius.

3 paveikslas – tiesinė šakota elektros grandinė (Y = 3, B = 5, K = 6)

2. MAGNETIZMAS (MAGNETAI)

Magnetizmas- tai judančių elektros krūvių sąveikos forma, atliekama per atstumą magnetinio lauko pagalba.

Magnetinis laukas yra ypatinga materijos rūšis, kurios ypatybė yra judančio elektros krūvio, laidininkų su srove, kūnų su magnetiniu momentu, su jėga, kuri priklauso nuo krūvio greičio vektoriaus, judėjimo krypties, poveikis. srovė laidininke ir kūno magnetinio momento kryptis.

Nuolatinis magnetas yra gaminys, pagamintas iš kietos magnetinės medžiagos, autonominis pastovaus magnetinio lauko šaltinis.
Magnetai [gr. magnetis, kilęs iš Magnetis Lithos, yra akmuo iš Magnezijos (senovinio Mažosios Azijos miesto)] yra natūralūs ir dirbtiniai. Natūralus magnetas yra geležies rūdos gabalas, galintis pritraukti nedidelius netoliese esančius geležinius objektus.

Milžiniški natūralūs magnetai yra Žemė ir kitos planetos (magnetosfera), nes jie turi magnetinį lauką. Dirbtiniai magnetai yra objektai ir gaminiai, kurie įgavo magnetines savybes dėl sąlyčio su natūraliu magnetu arba įmagnetinti magnetiniame lauke. Nuolatinis magnetas yra dirbtinis magnetas.

Paprasčiausiais atvejais nuolatinis magnetas yra kūnas (pasagos, juostelės, poveržlės, strypo ir kt. pavidalu), kuris buvo atitinkamai termiškai apdorotas ir iš anksto įmagnetintas iki prisotinimo.

4 pav. Magnetų tipai: a) pasagos formos; b) juostelė; c) apskritas

Nuolatinis magnetas paprastai įtraukiamas kaip neatskiriama magnetinės sistemos, skirtos generuoti magnetinį lauką, dalis. Nuolatinio magneto sukuriamo magnetinio lauko stiprumas gali būti pastovus arba reguliuojamas.
Įvairios nuolatinio magneto dalys įvairiais būdais pritraukia geležinius objektus. Magneto galai, kur trauka yra didžiausia, vadinami magneto poliais, o vidurinė dalis, kur traukos praktiškai nėra, vadinama neutralia magneto zona. Dirbtiniai magnetai juostelės ar pasagos pavidalu visada turi du polius juostelės galuose ir neutralią zoną tarp jų. Plieno gabalą galite įmagnetinti taip, kad jis turėtų 4, 6 ar daugiau polių, atskirtų neutraliomis zonomis, o polių skaičius visada išliktų lygus. Neįmanoma gauti magneto su vienu poliu. Magneto polių plotų ir neutralios zonos matmenų santykis priklauso nuo jo formos.

Vienišas ilgo ir plono strypo formos magnetas vadinamas magnetine adata. Smailios arba pakabinamos magnetinės adatos galas – paprasčiausias kompasas, nurodo geografinę Žemės šiaurę ir yra vadinamas magneto šiauriniu poliumi (N), priešingu magneto poliumi, nukreiptas į pietus ir vadinamas pietų ašigalį (S).
Nuolatinių magnetų taikymo sritys yra labai įvairios. Jie naudojami elektros varikliuose, automatikoje, robotikoje, magnetinių guolių magnetinėms jungtims, laikrodžių pramonėje, buitiniuose prietaisuose, kaip autonominiai nuolatinio magnetinio lauko šaltiniai elektros ir radijo inžinerijoje.

Magnetinės grandinės, įskaitant nuolatinius magnetus, turi būti atviros, ty turėti oro tarpą. Jei nuolatinis magnetas pagamintas žiedinės šerdies pavidalu, jis praktiškai neatsisako energijos išorinei erdvei, nes beveik visos magnetinės jėgos linijos yra uždarytos jo viduje. Šiuo atveju už šerdies magnetinio lauko praktiškai nėra. Norint panaudoti nuolatinių magnetų magnetinę energiją, uždaroje magnetinėje grandinėje būtina sukurti tam tikro dydžio oro tarpą.

Kai nuolatinis magnetas naudojamas magnetiniam srautui sukurti oro tarpelyje, pavyzdžiui, tarp pasagos magneto polių, oro tarpas sumažina nuolatinio magneto indukciją (ir įmagnetinimą).

3. ELEKTROMAGNETIZMAS

Elektromagnetinė sąveika yra viena iš keturių pagrindinių sąveikų. Elektromagnetinė sąveika egzistuoja tarp elektriškai įkrautų dalelių. Šiuolaikiniu požiūriu elektromagnetinė sąveika tarp įkrautų dalelių nėra vykdoma tiesiogiai, o tik per elektromagnetinį lauką.

Kvantinio lauko teorijos požiūriu elektromagnetinę sąveiką atlieka bemasis bozonas – fotonas (dalelė, kurią galima įsivaizduoti kaip elektromagnetinio lauko kvantinį sužadinimą). Pats fotonas neturi elektros krūvio, o tai reiškia, kad jis negali tiesiogiai sąveikauti su kitais fotonais.

Iš pagrindinių dalelių elektromagnetinėje sąveikoje dalyvauja ir elektrinį krūvį turinčios dalelės: kvarkai, elektronas, miuonas ir tau dalelė (iš fermionų), taip pat įkrauti matuokliai.

Elektromagnetinė sąveika nuo silpnosios ir stipriosios sąveikos skiriasi savo tolimojo pobūdžio – dviejų krūvių sąveikos stiprumas mažėja tik kaip antroji atstumo galia (žr.: Kulono dėsnis). Pagal tą patį dėsnį gravitacinė sąveika mažėja didėjant atstumui.

Įkrautų dalelių elektromagnetinė sąveika yra daug stipresnė nei gravitacinė, ir vienintelė priežastis, kodėl elektromagnetinė sąveika nepasireiškia didele jėga kosminiu mastu, yra materijos elektrinis neutralumas, tai yra vienodo kiekio teigiamų ir neigiamus krūvius kiekviename Visatos regione su dideliu tikslumu.

Elektromagnetinis laukas- Tai ypatinga materijos forma, per kurią vyksta įkrautų dalelių sąveika. Tai tarpusavyje susijęs kintamasis elektrinis laukas ir magnetinis laukas. Elektrinio E ir magnetinio H laukų tarpusavio ryšys yra tas, kad bet koks vieno iš jų pasikeitimas sukelia kito atsiradimą: kintamasis elektrinis laukas, kurį sukuria greitai judantys krūviai (šaltinis), sužadina kintamąjį magnetinį lauką gretimose erdvės srityse, , savo ruožtu, sužadina kintamąjį elektrinį lauką gretimose erdvės srityse ir tt Taigi elektromagnetinis laukas sklinda iš taško į erdvės tašką iš šaltinio sklindančių elektromagnetinių bangų pavidalu. Dėl baigtinio sklidimo greičio elektromagnetinis laukas gali egzistuoti autonomiškai nuo jį sukūrusio šaltinio ir neišnyksta šaltinį pašalinus (pavyzdžiui, radijo bangos neišnyksta sustojus jas skleidusios antenos srovei).

Elektromagnetinis laukas vakuume apibūdinamas elektrinio lauko E stipriu ir magnetine indukcija B. Elektromagnetinis laukas terpėje papildomai apibūdinamas dviem pagalbiniais dydžiais: magnetinio lauko stipriu H ir elektrine indukcija D. Ryšys elektromagnetinio lauko dedamųjų su krūviais ir srovėmis aprašoma Maksvelo lygtimis.

Elektromagnetinės bangos – tai elektromagnetiniai virpesiai, kurie erdvėje sklinda baigtiniu greičiu, priklausomai nuo terpės savybių (5 pav.).

5 pav. Elektromagnetinės bangos

Elektromagnetinių bangų egzistavimą 1832 metais numatė anglų fizikas M. Faradėjus. Kitas anglų mokslininkas J. Maxwellas 1865 m. teoriškai parodė, kad elektromagnetiniai virpesiai nelieka lokalizuoti erdvėje, o sklinda visomis kryptimis nuo šaltinio. Maksvelo teorija leido vieningai priartėti prie radijo bangų, optinės spinduliuotės, rentgeno ir gama spinduliuotės aprašymo. Paaiškėjo, kad visos šios spinduliuotės rūšys yra elektromagnetinės bangos, turinčios skirtingą bangos ilgį λ, tai yra, savo prigimtimi yra susijusios. Kiekvienas iš jų turi savo apibrėžtą vietą vienoje elektromagnetinių bangų skalėje (6 pav.).

6 pav. – Elektromagnetinių bangų skalė

Elektromagnetinės bangos, sklindančios terpėje, kaip ir bet kurios kitos bangos, gali patirti lūžį ir atspindį terpės sąsajoje, dispersiją, sugertį, trukdžius; sklindant nehomogeninėse terpėse stebima bangų difrakcija, bangų sklaida ir kiti reiškiniai.

Skirtingų bangų ilgių diapazonų elektromagnetinėms bangoms būdingi skirtingi sužadinimo ir registravimo būdai, jos skirtingai sąveikauja su medžiaga. Elektromagnetinių bangų spinduliavimo ir sugerties procesus nuo ilgiausios iki infraraudonosios spinduliuotės gana išsamiai apibūdina klasikinės elektrodinamikos ryšiai.

Trumpesnių bangų ilgių diapazonuose, ypač rentgeno ir γ spindulių diapazonuose, dominuoja kvantinio pobūdžio procesai, kuriuos galima aprašyti tik kvantinės elektrodinamikos rėmuose, remiantis šių procesų diskretiškumo samprata.

Elektromagnetinės bangos plačiai naudojamos radijo ryšiuose, radare, televizijoje, medicinoje, biologijoje, fizikoje, astronomijoje ir kitose mokslo ir technologijų srityse.

Oerstedo, Arago, Ampère'o atradimai sudomino puikų anglų fiziką Michaelą Faraday ir paskatino jį spręsti daugybę klausimų apie elektros ir magnetinės energijos pavertimą mechanine. 1821 m. jis rado kitą elektros ir magnetinės energijos pavertimo mechanine energija sprendimą ir pademonstravo savo įrenginį, kuriame gavo nuolatinio elektromagnetinio sukimosi fenomeną. Tą pačią dieną Faradėjus savo darbo dienoraštyje užrašė atvirkštinę problemą: „Paversk magnetizmą elektra“. Prireikė daugiau nei dešimties metų ją išspręsti ir rasti būdą, kaip gauti elektros energiją iš magnetinės ir mechaninės. Tik 1831 m. pabaigoje Faradėjus paskelbė atradęs reiškinį, kuris tada buvo vadinamas elektromagnetine indukcija ir yra visos šiuolaikinės elektros energetikos pagrindas.

4. ELEKTROS MAŠINOS

Faradėjaus tyrimai ir rusų akademiko E. H. Lenzo darbas, suformulavęs dėsnį, pagal kurį buvo galima nustatyti elektros srovės, kylančios dėl elektromagnetinės indukcijos, kryptį, leido sukurti pirmuosius elektromagnetinius generatorius ir elektros variklius.

Pradžioje elektros generatoriai ir elektros varikliai kūrėsi nepriklausomai vienas nuo kito kaip dvi visiškai skirtingos mašinos. Pirmasis elektromagnetinės indukcijos principu pagrįsto elektros generatoriaus išradėjas panoro likti anonimas. Tai atsitiko taip. Netrukus po Faradėjaus ataskaitos paskelbimo Karališkojoje draugijoje, kurioje buvo išdėstytas elektromagnetinės indukcijos atradimas, mokslininkas savo pašto dėžutėje rado laišką, pasirašytą inicialais R. M. Jame buvo pirmojo pasaulyje sinchroninio generatoriaus aprašymas ir pridedamas brėžinys. Faradėjus, atidžiai išnagrinėjęs šį projektą, išsiuntė laišką R. M. ir piešinį į tą patį žurnalą, kuriame vienu metu buvo patalpintas jo pranešimas, tikėdamasis, kad nežinomas išradėjas, sekantis žurnalą, pamatys paskelbtą ne tik savo projektą, bet ir lydintį Faradėjaus laišką, labai vertinantį R. M-,, išradimą.

Išties, beveik po šešių mėnesių R. M. žurnalo redakcijai atsiuntė papildomus paaiškinimus ir savo pasiūlyto elektros generatoriaus konstrukcijos aprašymą, tačiau šį kartą panoro likti anonimu. Tikrojo pirmojo elektromagnetinio generatoriaus kūrėjo vardas liko paslėptas po inicialais, o žmonija, nepaisant kruopščių elektros istorikų paieškų, lieka nežinioje, kuriai yra skolingas vienas svarbiausių išradimų. R. M. mašina neturėjo srovės išlyginimo įrenginio ir buvo pirmasis generatorius. Bet ši srovė, atrodė, negalėjo būti naudojama lankiniam apšvietimui, elektrolizei, telegrafui, kurie jau buvo tvirtai įsitvirtinę gyvenime. Reikėjo, anot to meto konstruktorių, sukurti mašiną, kurioje būtų galima gauti pastovią krypties ir dydžio srovę.

Beveik kartu su R. M. generatorių projektavimu užsiėmė broliai Pixie ir Londono universiteto fizikos profesorius bei Karališkosios draugijos narys V. Ricci. Jų sukurtos mašinos turėjo specialų kintamosios srovės išlyginimo į nuolatinę srovę įrenginį – vadinamąjį kolektorių. Tolesnis nuolatinės srovės generatorių projektų kūrimas vyko neįprastai greitai. Per mažiau nei keturiasdešimt metų dinamas įgavo beveik visą šiuolaikinio nuolatinės srovės generatoriaus formą. Tiesa, šių dinamų apvija buvo netolygiai paskirstyta po perimetrą, o tai pablogino tokių generatorių darbą – įtampa juose arba didėjo, arba sumažėjo, sukeldama nemalonius smūgius.

1870 metais Zenobey Gramm pasiūlė specialią, vadinamąją žiedinę dinamo armatūros apviją. Tolygus armatūros apvijos pasiskirstymas leido gauti visiškai vienodą įtampą generatoriuje ir vienodą variklio sukimąsi, kas žymiai pagerino elektros mašinų savybes. Iš esmės šis išradimas pakartojo tai, ką jau 1860 metais sukūrė ir aprašė italų fizikas Pacinoti, tačiau liko nepastebėtas ir liko nežinomas 3. Gramui. Mašinos su žiedine armatūra ypač paplito po to, kai 1873 m. Vienos pasaulinėje parodoje buvo atrastas Gramo elektrinių mašinų reversiškumas: ta pati mašina, kai armatūra sukasi, duodavo elektros srovę, srovei tekėjus per armatūrą, sukasi ir galėjo. naudoti kaip elektros variklį.

Nuo to laiko prasidėjo spartus elektros variklių naudojimo augimas ir nuolat didėjantis elektros energijos suvartojimas, kurį labai palengvino PN Yablochkov išradimas apšvietimo būdas naudojant vadinamąją „Jabločkovo žvakę“ – lankinę elektros lanką. lempa su lygiagrečiu anglių išdėstymu.

„Jabločkovo žvakių“ paprastumas ir patogumas, pakeičiant brangias, sudėtingas ir stambias lankines lempas reguliatoriais, kad būtų nuolat deginamos anglies, lėmė jų platų paplitimą, o netrukus „Jabločkovo šviesa“, „rusiška“ ar „šiaurinė“ šviesa, apšvietė Paryžiaus bulvarus, Temzės krantines, Rusijos sostinės prospektus ir net senovinius Kambodžos miestus. Tai buvo tikras Rusijos išradėjo triumfas.

Tačiau norint tiekti šias žvakes elektra, reikėjo sukurti specialius elektros generatorius, kurie duoda ne nuolatinę, o kintamąją srovę, tai yra srovę, nors ir nedažnai, bet nuolat keičiančią jos dydį ir kryptį. To prireikė, nes prie skirtingų nuolatinės srovės generatoriaus polių prijungtos anglys degė netolygiai – prie teigiamo prijungtas anodas išdegė dvigubai greičiau nei katodas. Kintamoji srovė pakaitomis pavertė anodą katodu ir taip užtikrino vienodą anglių degimą. Kintamosios srovės generatorių specialiai „Jabločkovo žvakėms“ maitinti sukūrė pats P. N. Yablochkovas, o vėliau jį patobulino prancūzų inžinieriai Lontaine ir Gramm. Tačiau kintamosios srovės variklio idėja dar nebuvo kilusi.

Tuo pačiu metu, kad atskirų žvakių maitinimas būtų tiekiamas iš generatoriaus, išradėjas sukūrė specialų įrenginį - indukcinę ritę (transformatorių), leidžiančią pakeisti srovės įtampą bet kurioje grandinės šakoje pagal prijungtų žvakių skaičius. Netrukus didėjanti elektros paklausa ir galimybė gauti jos dideliais kiekiais susikirto su ribotomis perdavimo per atstumą galimybėmis. Tuo metu naudota žema (100-120 voltų) nuolatinė srovė ir jos perdavimas santykinai mažo skerspjūvio laidais sukėlė didžiulius nuostolius perdavimo linijose. Nuo praėjusio amžiaus aštuntojo dešimtmečio pabaigos pagrindine problema, nuo kurios sėkmingo sprendimo priklausė visa elektrotechnikos ateitis, tapo elektros perdavimo dideliais atstumais be didelių nuostolių problema.

Pirmąjį teorinį pagrindimą apie galimybę palyginti nedidelio skersmens laidais be didelių nuostolių perduoti bet kokį elektros kiekį į bet kokį atstumą didinant įtampą Sankt Peterburgo miškų instituto fizikos profesorius D. A. Lachinovas pateikė liepos mėn. 1880 m. Po to prancūzų fizikas ir elektros inžinierius Marcelis Despres 1882 metais Miuncheno elektrotechnikos parodoje atliko kelių arklio galių elektros perdavimą 57 kilometrų atstumu, kurio naudingumo koeficientas siekė 38 procentus.

Vėliau Despresas atliko daugybę eksperimentų, atlikdamas elektros energijos perdavimą šimto kilometrų atstumu ir padidindamas perdavimo galią iki kelių šimtų kilovatų. Toliau didinant atstumą reikėjo žymiai padidinti įtampą. Despres jį atnešė iki 6 tūkstančių voltų ir pasirūpino, kad generatorių ir nuolatinės srovės variklių kolektoriuje esančių plokščių izoliacija neleistų pasiekti didesnės įtampos.

Nepaisant visų šių sunkumų, devintojo dešimtmečio pradžioje pramonės plėtra ir gamybos koncentracija vis labiau reikalavo sukurti naują variklį, tobulesnį už plačiai paplitusią garo mašiną. Jau buvo aišku, kad elektrines būtų pelninga statyti šalia anglies telkinių arba prie upių, kuriose smarkiai nukrenta vanduo, o gamyklas statant arčiau žaliavų šaltinių. Tam dažnai tekdavo dideliais atstumais perduoti didžiulius kiekius elektros į jos vartojimo objektus. Toks perdavimas būtų patartinas tik naudojant dešimčių tūkstančių voltų įtampą. Tačiau tokios įtampos buvo neįmanoma gauti nuolatinės srovės generatoriuose. Į pagalbą atėjo kintamoji srovė ir transformatorius: naudodami juos pradėjo gaminti žemos įtampos kintamąją srovę, tada padidinti ją iki bet kokios reikiamos vertės, perduoti per atstumą aukšta įtampa, o vartojimo vietoje vėl sumažinti. prie reikiamo ir naudoti jį pantografuose.

Kintamosios srovės elektros variklių dar nebuvo. Iš tiesų, jau devintojo dešimtmečio pradžioje elektra buvo vartojama daugiausia energijos poreikiams tenkinti. Nuolatinės srovės varikliai vis dažniau buvo naudojami įvairioms mašinoms valdyti. Sukurti elektros variklį, kuris galėtų veikti kintama srove, tapo pagrindine elektrotechnikos užduotimi. Ieškant naujų kelių, visada reikia atsigręžti atgal. Ar elektrotechnikos istorijoje buvo kas nors, kas galėtų pasiūlyti kelią į kintamosios srovės elektros variklio sukūrimą? Praeityje paieškas vainikavo sėkmė. Jie prisiminė: dar 1824 m. Arago pademonstravo patirtį, kuri padėjo pagrindą daugeliui vaisingų tyrimų. Kalbama apie „sukimosi magnetizmo“ demonstravimą. Varinį (nemagnetinį) diską nunešė besisukantis magnetas.

Kilo mintis, ar įmanoma pakeitus diską apvijų posūkiais, o besisukantį magnetą sukančiu magnetiniu lauku, sukurti kintamosios srovės elektros variklį? Tikriausiai įmanoma, bet kaip gauti magnetinio lauko sukimąsi?

Per šiuos metus buvo pasiūlyta daug įvairių kintamosios srovės pritaikymų. Sąžiningas elektros istorikas turės įvardyti įvairius fizikus ir inžinierius, kurie devintojo dešimtmečio viduryje bandė sukurti kintamosios srovės variklius. Jis nepamirš prisiminti Bailey (1879), Marcel Despres (1883), Bradley (1887) eksperimentų, Venstrom, Hazelwander ir daugelio kitų darbų. Pasiūlymai neabejotinai buvo labai įdomūs, tačiau nė vienas iš jų negalėjo patenkinti pramonės: jų elektros varikliai buvo arba gremėzdiški ir neekonomiški, arba sudėtingi ir nepatikimi. Pats paprastų, ekonomiškų ir patikimų kintamosios srovės variklių kūrimo principas dar nerastas.

Būtent šiuo laikotarpiu Nikola Tesla pradėjo, kaip jau žinome, ieškoti šios problemos sprendimo. Jis nuėjo savo keliu, apmąstydamas Arago patirties esmę, ir pasiūlė radikalų iškilusios problemos sprendimą, kuris iš karto pasirodė priimtinas praktiniams tikslams. 1882 m. pavasarį Budapešte Tesla aiškiai įsivaizdavo, kad jei tam tikru būdu elektros variklio magnetinių polių apvijas maitins dviem skirtingomis kintamosiomis srovėmis, kurios skiriasi viena nuo kitos tik faziniu poslinkiu, tada šių srovių kintamumas. sukeltų pakaitomis šiaurės ir pietų polių susidarymą arba sukimosi magnetinį lauką. Besisukantis magnetinis laukas taip pat turėtų apimti mašinos rotoriaus apviją.

Sukonstravęs specialų dviejų fazių srovės šaltinį (dviejų fazių generatorių) ir tą patį dvifazį elektros variklį, Tesla įgyvendino savo idėją. Ir nors struktūriškai jo mašinos buvo labai netobulos, besisukančio magnetinio lauko principas, taikomas pirmuosiuose Tesla modeliuose, pasirodė teisingas.

Apsvarsčiusi visus galimus fazių poslinkio atvejus, Tesla sustojo ties 90 ° poslinkiu, tai yra, esant dviejų fazių srovei. Tai buvo gana logiška – prieš kuriant elektros variklius su daugybe fazių, reikėjo pradėti nuo dvifazės srovės. Tačiau galima taikyti kitą fazės poslinkį: 120 ° (trifazė srovė). Teoriškai neanalizuodamas ir nesuvokdamas visų įmanomų atvejų, net nelygindamas jų tarpusavyje (tai yra didelė Teslos klaida), jis visą dėmesį sutelkė į dvifazę srovę, kurdamas dvifazius generatorius ir elektros variklius ir tik trumpai paminėjo jo patentinės paraiškos apie daugiafazes sroves ir jų taikymo galimybes.

Tačiau Tesla nebuvo vienintelis mokslininkas, kuris prisiminė Arago patirtį ir rado svarbios problemos sprendimą. Tais pačiais metais kintamųjų srovių tyrimais užsiėmė italų fizikas Galileo Ferrarisas, Italijos atstovas daugelyje tarptautinių elektrikų kongresų (1881 ir 1882 m. Paryžiuje, 1883 m. Vienoje ir kt.). Ruošdamas paskaitas apie optiką, jam kilo mintis apie galimybę surengti eksperimentą, demonstruojantį šviesos bangų savybes. Norėdami tai padaryti, „Ferraris“ pritvirtino varinį cilindrą ant plono sriegio, kurį veikė du magnetiniai laukai, paslinkti 90 ° kampu. Įjungus srovę į rites, kurios pakaitomis sukuria magnetinius laukus viename ar kitame iš jų, cilindras, veikiamas šių laukų, pasuko ir suko sriegį, dėl ko jis tam tikru dydžiu pakilo. aukštyn. Šis prietaisas puikiai imitavo reiškinį, žinomą kaip šviesos poliarizacija.

Ferraris neketino jo modelio naudoti jokiems elektros tikslams. Tai tebuvo paskaitų įrenginys, kurio sąmojis slypėjo sumaniame elektrodinaminio reiškinio pritaikyme demonstracijoms optikos srityje.

Prie šio modelio „Ferrari“ nesustojo. Antrajame, pažangesniame modelyje jam pavyko pasiekti cilindro sukimąsi iki 900 aps./min. Tačiau už tam tikrų ribų, kad ir kaip grandinėje padidėtų srovės stipris, sukūręs magnetinius laukus (kitaip tariant, kad ir kaip padidėtų suvartojama galia), apsisukimų skaičiaus padidinti nepavyko. Skaičiavimai parodė, kad antrojo modelio galia neviršijo 3 vatų.

Be jokios abejonės, Ferraris, būdamas ne tik optikas, bet ir elektrikas, negalėjo nesuprasti savo eksperimentų reikšmės. Tačiau, jo paties prisipažinimu, jam nė į galvą neatėjo mintis taikyti šį principą kuriant kintamosios srovės elektros variklį. Didžiausias dalykas, kurį jis įsivaizdavo, buvo panaudoti jį srovės stiprumui matuoti, ir netgi pradėjo kurti tokį įrenginį.

1888 m. kovo 18 d. Turino mokslų akademijoje Ferraris skaitė paskaitą „Elektrodinaminis sukimasis, kurį sukelia kintamos srovės“. Jame jis pasakojo apie savo eksperimentus ir bandė įrodyti, kad didesnio nei 50 procentų efektyvumo tokiu įrenginiu išgauti neįmanoma. Ferrarisas buvo nuoširdžiai įsitikinęs, kad, įrodęs kintamų magnetinių laukų netikslumą naudoti praktiniais tikslais, mokslui daro didelę paslaugą. Ferraris pristatymas buvo prieš Nikola Tesla pristatymą Amerikos elektros inžinierių institute. Tačiau 1887 m. spalį pateikta patento paraiška liudija neabejotiną Teslos pirmenybę prieš „Ferrari“. Kalbant apie publikaciją, „Ferraris“ straipsnis, kurį gali perskaityti visi pasaulio elektrikai, buvo paskelbtas tik 1888 m. birželio mėn., ty po plačiai žinomo „Tesla“ pranešimo.

Ferrariso tvirtinimu, kad darbas su besisukančio magnetinio lauko tyrimu prasidėjo 1885 m., Tesla turėjo pagrindo prieštarauti, kad jis sprendžia šią problemą Grace, 1882 m. rado sprendimą, o 1884 m. Strasbūre pademonstravo veikiantį modelį. jo variklis Bet, žinoma, tai ne tik prioriteto reikalas. Be jokios abejonės, abu mokslininkai tą patį atradimą padarė nepriklausomai vienas nuo kito: Ferraris negalėjo žinoti apie Teslos patentinę paraišką, kaip ir pastarasis negalėjo žinoti apie italų fiziko darbus.

Daug svarbiau yra tai, kad G. Ferraris, atradęs besisukančio magnetinio lauko reiškinį ir sukonstravęs savo 3 vatų galios modelį, nepagalvojo apie jų praktinį panaudojimą. Be to: jei būtų priimta klaidinga Ferrari išvada apie netikslingumą naudoti kintamąsias daugiafazes sroves, žmonija dar kelerius metus būtų nukreipta klaidingu keliu ir netektų galimybės plačiai naudoti elektros energiją įvairiose pramonės šakose. ir namų ūkiai. Nikola Tesla nuopelnas slypi tame, kad, nepaisant daugybės kliūčių ir skepticizmo dėl kintamosios srovės, jis praktiškai įrodė daugiafazės srovės panaudojimo galimybes. Pirmieji jo sukurti dvifaziai varikliai, nors ir turėjo nemažai trūkumų, patraukė viso pasaulio elektros inžinierių dėmesį ir sukėlė susidomėjimą jo pasiūlymais.

Tačiau „Galileo Ferraris“ straipsnis žurnale „Atti di Turino“ suvaidino didžiulį vaidmenį plėtojant elektrotechniką. Jį perspausdino didelis Anglijos žurnalas, o šio straipsnio numeris pateko į kito mokslininko rankas, dabar pelnytai pripažinto šiuolaikinės trifazės elektrotechnikos kūrėju.

5. TESLA TRANSFORMACIJA

„Tesla“ transformatoriai yra žinomi dėl savo įvairaus dizaino – nuo ​​paprasčiausių su kibirkštinio tarpo iki modernių grandinių su pagrindiniais aukšto dažnio generatoriais pirminei apvijai, pagamintiems tiek puslaidininkių, tiek lempų grandinėse.

Paprasčiausio Tesla transformatoriaus schema:

Elementarioje formoje Tesla transformatorių sudaro dvi ritės, pirminė ir antrinė, ir juosta, kurią sudaro ribotuvas (pertraukiklis, dažnai randama angliška Spark Gap versija), kondensatorius, toroidas (ne visada naudojamas) ir terminalas (schemoje rodomas kaip „išėjimas“) ...

7 pav. Paprasčiausia Tesla transformatoriaus grandinė

8 paveikslas – veikiantis Tesla transformatorius

Pirminė ritė yra pastatyta iš 5-30 (VTTC - Tesla ritės ant lempos - apsisukimų skaičius gali būti iki 60) didelio skersmens vielos arba varinio vamzdžio vijų, o antrinė - daug mažesnio skersmens vielos. Pirminė ritė gali būti plokščia (horizontali), kūginė arba cilindrinė (vertikali). Skirtingai nuo daugelio kitų transformatorių, čia nėra feromagnetinės šerdies. Taigi abipusė indukcija tarp dviejų ritių yra daug mažesnė nei įprastų feromagnetinių transformatorių. Šis transformatorius taip pat praktiškai neturi magnetinės histerezės, magnetinės indukcijos pokyčio vėlavimo reiškinio, palyginti su srovės pokyčiu, ir kitų trūkumų, atsirandančių dėl feromagneto buvimo transformatoriaus lauke.

Pirminė ritė kartu su kondensatoriumi sudaro virpesių grandinę, kurioje yra netiesinis elementas - iškroviklis (kibirkšties tarpas). Kibirkšties tarpas, paprasčiausiu atveju, yra paprastos dujos; dažniausiai gaminami iš masyvių elektrodų (kartais su radiatoriais), kurie gaminami siekiant didesnio atsparumo dilimui, kai tarp jų elektros lanku teka didelės srovės.

Antrinė ritė taip pat sudaro virpesių grandinę, kurioje talpinė jungtis tarp toroido, galinio įrenginio, pačios ritės posūkių ir kitų elektrai laidžių grandinės elementų su Žeme atlieka kondensatoriaus vaidmenį. Galinis įtaisas (terminalas) gali būti pagamintas disko, pagaląsto kaiščio arba rutulio pavidalu. Terminalas suprojektuotas priimti ilgus, nuspėjamus kibirkštinius iškrovimus. Tesla transformatoriaus dalių geometrija ir santykinė padėtis labai veikia jo veikimą, o tai panašu į bet kokių aukštos įtampos ir aukšto dažnio įrenginių projektavimo problemą.

IŠVADA

Elektrą naudojantys dalykai, kurie tapo įprastu mūsų kasdieniame gyvenime, yra daugelio mokslininkų kartų mokslinės ir techninės minties vaisiai. Dažnai atrastų reiškinių praktinę vertę ir reikšmę suprato pavėluotai arba ateinanti mokslininkų karta.

Tačiau reikia pažymėti, kad būtent elektrotechnikos plėtra prisidėjo prie technikos pažangos spartinimo. Nuolatinės ir kintamosios srovės elektrinių mašinų sukūrimas ir tobulinimas leido suprojektuoti lanksčias valdymo sistemas, kurių nebuvo galima realizuoti varikliuose, naudojantys dujas ir skystą energiją. Mikroprocesorinių technologijų plėtra leido sukurti galingus kompiuterius, dalyvaujančius teorinių fizikų, atrandančių visatos paslaptis (LHC at Cern), eksperimentuose.

Esu giliai įsitikinęs, kad elektrotechnikos srityje dar yra nemažai paslapčių, paslapčių ir didelių atradimų.

Atgal Atnaujinta: 2019-03-31 09:28

Jūs neturite teisės rašyti komentarų

Elektros atradimas visiškai pakeitė žmogaus gyvenimą. Šis fizinis reiškinys nuolat dalyvauja kasdieniame gyvenime. Namo ir gatvės apšvietimas, visokių prietaisų darbas, greitas mūsų judėjimas – visa tai būtų neįmanoma be elektros. Tai tapo prieinama atliekant daugybę tyrimų ir eksperimentų. Apsvarstykite pagrindinius elektros energijos istorijos etapus.

Senovės laikas

Terminas „elektra“ kilęs iš senovės graikų kalbos žodžio „electron“, kuris reiškia „gintaras“. Pirmasis šio reiškinio paminėjimas siejamas su senovės laikais. Senovės graikų matematikas ir filosofas Talis iš Mileto VII amžiuje prieš Kristų. e. nustatė, kad jei gintarą trinate į vilną, akmuo turi savybę pritraukti smulkius daiktus.

Tiesą sakant, tai buvo patirtis tiriant galimybę gaminti elektrą. Šiuolaikiniame pasaulyje šis metodas žinomas kaip triboelektrinis efektas, leidžiantis išgauti kibirkštis ir pritraukti lengvus objektus. Nepaisant mažo šio metodo efektyvumo, galima kalbėti apie Talį kaip apie elektros atradėją.

Senovėje kelyje į elektros atradimą buvo žengti keli nedrąsesni žingsniai:

• senovės graikų filosofas Aristotelis IV amžiuje prieš Kristų e. ištyrė ungurių veisles, galinčias atakuoti priešą srove;
• senovės Romos rašytojas Plinijus 70 mūsų eros metais tyrinėjo elektrines dervos savybes.

Tikėtina, kad visi šie eksperimentai nepadės mums išsiaiškinti, kas atrado elektrą. Šie pavieniai eksperimentai nebuvo sukurti. Kiti įvykiai elektros istorijoje įvyko po daugelio šimtmečių.

Teorijos kūrimo etapai

XVII–XVIII a. pasižymėjo pasaulio mokslo pamatų kūrimu. Nuo XVII amžiaus įvyko nemažai atradimų, kurie ateityje leis žmogui visiškai pakeisti savo gyvenimą.

Termino išvaizda

Anglų fizikas ir teismo gydytojas 1600 m. išleido knygą „Apie magnetus ir magnetinius kūnus“, kurioje apibrėžė „elektrą“. Jis paaiškino daugelio kietųjų medžiagų savybes po trynimo pritraukti mažus daiktus. Atsižvelgiant į šį įvykį, reikia suprasti, kad mes nekalbame apie elektros išradimą, o tik apie mokslinį apibrėžimą.

Williamas Hilbertas sugebėjo išrasti įrenginį, kurį pavadino versor. Galima sakyti, kad jis priminė šiuolaikinį elektroskopą, kurio funkcija – nustatyti elektros krūvio buvimą. Versoriaus pagalba buvo nustatyta, kad, be gintaro, gebėjimas pritraukti šviesius objektus taip pat turi:

• stiklas;
• deimantas;
• safyras;
• ametistas;
• opalas;
• skalūnai;
• karborundas.

1663 m. vokiečių inžinierius, fizikas ir filosofas Otto von Guericke'as išrado aparatą, kuris buvo elektrostatinio generatoriaus prototipas. Tai buvo sieros rutulys, pastatytas ant metalinio strypo, kuris buvo sukamas ir trinamas rankomis. Šio išradimo pagalba buvo galima pamatyti veikiant daiktų savybę ne tik pritraukti, bet ir atstumti.

1672 m. kovo mėn. garsus vokiečių mokslininkas Gotfrydas Vilhelmas Leibnicas laiške, skirtame Gericke minėjo, kad dirbdamas su savo mašina aptiko elektros kibirkštį. Tai buvo pirmasis to meto paslaptingo reiškinio įrodymas. Guericke sukūrė įrenginį, kuris buvo visų būsimų elektros atradimų prototipas.

1729 m. mokslininkas iš Didžiosios Britanijos Steponas Grėjus atliko eksperimentus, kurie leido atrasti galimybę perduoti elektros krūvį trumpais (iki 800 pėdų) atstumais. Jis taip pat nustatė, kad elektra nėra perduodama per žemę. Ateityje tai leido visas medžiagas klasifikuoti į izoliatorius ir laidininkus.

Dviejų rūšių mokesčiai

Prancūzų mokslininkas ir fizikas Charlesas Francois Dufay 1733 m. jis atrado du skirtingus elektros krūvius:

• „Stiklas“, kuris dabar vadinamas teigiamu;
• „Dervingas“, vadinamas neigiamu.

Tada jis atliko elektrinės sąveikos tyrimus, kurie įrodė, kad priešingai elektrifikuoti kūnai bus vienas prie kito pritraukti, o to paties pavadinimo – atstumti. Šiuose eksperimentuose prancūzų išradėjas naudojo elektrometrą įkrovos dydžiui išmatuoti.

1745 m. fizikas iš Olandijos Peteris van Muschenbrookas išrado Leideno stiklainį, kuris tapo pirmuoju elektriniu kondensatoriumi. Jo kūrėjas taip pat yra vokiečių teisininkas ir fizikas Ewaldas Jürgenas von Kleistas. Abu mokslininkai veikė lygiagrečiai ir nepriklausomai vienas nuo kito. Šis atradimas suteikia mokslininkams visas teises būti įtrauktiems į elektros energijos kūrėjų sąrašą.

1745 metų spalio 11 d Kleistas atliko eksperimentą su „medicininiu stiklainiu“ ir atrado galimybę sukaupti daugybę elektros krūvių. Tada jis informavo apie vokiečių mokslininkų atradimą, po kurio Leideno universitete buvo atlikta šio išradimo analizė. Tada Peteris van Muschenbrookas paskelbė savo kūrinį, kurio dėka tapo žinomas Leideno bankas.

Benjaminas Franklinas

1747 m. Amerikos politikas, išradėjas ir rašytojas Benjaminas Franklinas paskelbė savo esė „Eksperimentai ir stebėjimai su elektra“. Jame jis pristatė pirmąją elektros teoriją, kurioje jis įvardijo ją kaip nematerialų skystį ar skystį.

Šiuolaikiniame pasaulyje pavardė Franklinas dažnai siejama su šimto dolerių banknotu, tačiau nereikia pamiršti, kad jis buvo vienas didžiausių savo laikų išradėjų. Į daugelio jo laimėjimų sąrašą įtraukta:

1. Šiandien žinomas elektros būsenų (-) ir (+) žymėjimas.
2. Franklinas įrodė elektrinį žaibo prigimtį.
3. Jis sugebėjo sugalvoti ir 1752 m. pristatyti žaibolaidžio projektą.
4. Jam priklauso elektros variklio idėja. Šios idėjos įkūnijimas buvo rato, besisukančio veikiant elektrostatinėms jėgoms, demonstravimas.

Jo teorijos paskelbimas ir daugybė išradimų suteikia Franklinui visas teises būti laikomas vienu iš tų, kurie išrado elektrą.

Nuo teorijos iki tiksliojo mokslo

Atlikti tyrimai ir eksperimentai leido elektros studijoms persikelti į tiksliojo mokslo kategoriją. Pirmasis iš daugelio mokslinių laimėjimų buvo Kulono dėsnio atradimas.

Krūvinių sąveikos dėsnis

Prancūzų inžinierius ir fizikas Charlesas Augustinas de Kulonas 1785 m. jis atrado dėsnį, atspindintį statinių taškinių krūvių sąveikos stiprumą. Pakabukas anksčiau išrado sukimo balansą. Įstatymo atsiradimas įvyko Kulono eksperimentų su šiomis svarstyklėmis dėka. Jų pagalba jis išmatavo įkrautų metalinių rutulių sąveikos jėgą.

Kulono dėsnis buvo pirmasis pagrindinis dėsnis, paaiškinantis elektromagnetinius reiškinius, dėl kurių atsirado elektromagnetizmo mokslas. Kulono garbei elektros krūvio vienetas buvo pavadintas 1881 m.

Akumuliatoriaus išradimas

1791 m. italų gydytojas, fiziologas ir fizikas parašė traktatą apie elektros jėgas raumenų judėjime. Jame jis užfiksavo elektrinių impulsų buvimą gyvūnų raumenų audiniuose. Jis taip pat atrado potencialų skirtumą, kai sąveikauja dviejų tipų metalas ir elektrolitas.

Luigi Galvani atradimas buvo sukurtas italų chemiko, fiziko ir fiziologo Alessandro Voltos darbe. 1800 m. jis išrado "Voltaic Pillar" - nuolatinės srovės šaltinį. Tai buvo krūva sidabro ir cinko plokštelių, kurios buvo atskirtos popieriaus gabalėliais, suvilgytais druskos tirpale. „Voltainis stulpas“ tapo galvaninių elementų, kuriuose cheminė energija buvo paverčiama elektros energija, prototipu.

1861 metais jo garbei buvo įvestas pavadinimas „voltas“ – įtampos matavimo vienetas.

Galvani ir Volta yra vieni elektros reiškinių teorijos pradininkų. Akumuliatoriaus išradimas paskatino sparčiai vystytis ir vėlesnius mokslo atradimus. XVIII amžiaus pabaigą ir XIX amžiaus pradžią galima apibūdinti kaip elektros išradimo laiką.

Srovės sampratos atsiradimas

1821 m. prancūzų matematikas, fizikas ir gamtininkas André-Marie Ampere'as savo traktate jis nustatė ryšį tarp magnetinių ir elektrinių reiškinių, kurių nėra statinėje elektros prigimtyje. Taigi jis pirmą kartą pristatė „elektros srovės“ sąvoką.

Ampere sukūrė ritę su daugybe varinių laidų vijų, kurią galima priskirti elektromagnetinio lauko stiprintuvams. Dėl šio išradimo XIX amžiaus 30-aisiais buvo sukurtas elektromagnetinis telegrafas.

Ampere tyrimų dėka tapo įmanomas elektrotechnikos gimimas. 1881 metais jo garbei srovės stiprumo vienetas buvo pavadintas „amperais“, o prietaisai, matuojantys stiprumą – „ampermetrai“.

Elektros grandinės įstatymas

Fizikas iš Vokietija Georgas Simonas Ohmas 1826 metais įvedė dėsnį, kuris įrodė ryšį tarp varžos, įtampos ir srovės grandinėje. Ohmo dėka atsirado naujų terminų:

• įtampos kritimas tinkle;
• laidumas;
• elektrovaros jėga.

Elektros varžos vienetas buvo pavadintas jo vardu 1960 metais, o Ohmas neabejotinai įtrauktas į elektros išradėjų sąrašą.

Anglų chemikas ir fizikas Michaelas Faradėjus 1831 m. buvo atrasta elektromagnetinė indukcijos, kuri yra masinės elektros gamybos pagrindas. Remdamasis šiuo reiškiniu, jis sukuria pirmąjį elektros variklį. 1834 m. Faradėjus atrado elektrolizės dėsnius, dėl kurių jis padarė išvadą, kad atomus galima laikyti elektrinių jėgų nešėjais. Elektrolizės tyrimai suvaidino esminį vaidmenį elektroninės teorijos atsiradime.

Faradėjus yra elektromagnetinio lauko teorijos kūrėjas. Jis sugebėjo numatyti elektromagnetinių bangų buvimą.

Paprastai prieinama programa

Visi šie atradimai nebūtų tapę legendiniais be praktinio panaudojimo. Pirmasis galimas pritaikymas buvo elektros šviesa, kuri tapo prieinama po to, kai XIX amžiaus aštuntajame dešimtmetyje buvo išrasta kaitrinė lempa. Jo kūrėjas buvo rusų elektros inžinierius Aleksandras Nikolajevičius Lodyginas.

Pirmoji lempa buvo uždaras stiklinis indas su anglies lazdele. 1872 metais buvo paduota paraiška išradimui, o 1874 metais Lodyginui buvo suteiktas patentas kaitinamosios lempos išradimui. Jei bandysite atsakyti į klausimą, kuriais metais atsirado elektra, tai šie metai gali būti laikomi vienu iš teisingų atsakymų, nes lemputės atsiradimas tapo akivaizdžiu prieinamumo ženklu.

Elektros atsiradimas Rusijoje

Bus įdomu sužinoti, kokiais metais Rusijoje atsirado elektra. Pirmą kartą apšvietimas pasirodė 1879 metais Sankt Peterburge. Tada žibintai buvo sumontuoti ant Liteinių tilto. Tada, 1883 m., prie Policijos (liaudies) tilto pradėjo veikti pirmoji elektrinė.

Pirmą kartą apšvietimas pasirodė Maskvoje 1881 m. Pirmoji miesto elektrinė Maskvoje pradėjo veikti 1888 m.

Rusijos energetikos sistemų įkūrimo diena laikoma 1886 m. liepos 4 d., kai Aleksandras III pasirašė „1886 m. elektros apšvietimo draugijos“ įstatus. Jį įkūrė Karlas Friedrichas Siemensas, kuris buvo pasaulinio garso koncerno Siemens organizatoriaus brolis.

Tiksliai pasakyti, kada pasaulyje atsirado elektra, neįmanoma. Laike yra per daug įvykių, kurie yra vienodai svarbūs. Todėl atsakymų variantų gali būti daug, ir visi jie bus teisingi.