Кой първи открива електричеството. Явления в природата, свързани с електричеството

В ежедневието устройствата, захранвани от електричество, станаха познати и доста обичайни за нас. Мнозина дори не се замислиха кой е изобретил електричеството. Наистина, ако не беше измислен, трудно е да си представим как щяхме да живеем сега.

Всъщност това откритие е отнело повече от един век до съвременното си проявление и по дългия път много умове са дали своя принос за развитието на тази област.

История на изобретяването на електричеството

Кехлибарът, носен върху вълнен плат, има тенденция да привлича малки парчета хартия и други подобни предмети. Именно от това наблюдение, според историците, започва пътят на изобретяването на електричеството. И първият, който се интересува от това явление, е Талес от Милет.

Но това наблюдение през онези години не доведе до никакви практически последици. Освен това се смяташе, че само кехлибарът има такива "магически" свойства. Това мнение беше разсеяно от по-нататъшни изследвания на физици, когато тази наука премина в категорията на експерименталната.

Терминът се използва главно за описание на електрическата енергия, електрическата мощност и самото електричество. Електрическата е най-универсалният вид енергия, използвана от човечеството. Използва се за осветление, отопление, охлаждане, транспорт, комуникация и други ежедневни цели.

Електричеството се описва най-просто с помощта на теорията за атомната структура на материята. Според нея най-малката структурна единица на едно вещество е. В центъра на атома е ядрото, което от своя страна се състои от протони и неутрони. Протоните имат енергия, която обикновено се нарича положителна. Неутроните нямат заряд и остават неутрално заредени. Около ядрото се въртят, които имат отрицателен заряд. Броят на електроните е равен на броя на протоните, така че общият атом има неутрален заряд. В някои ситуации обаче атомът може да получи допълнителни електрони или да ги загуби. В този случай той става положително или отрицателно зареден и тогава ще бъде извикан.

Електрически заряд (йон), поставен до един или повече други, ще изпита електрически сили. Един от основните закони на електричеството е привличането на противоположно заредени заряди и отблъскването на подобно заредени заряди. Областта на пространството, в която зарядите взаимодействат един с друг, се нарича . Обикновено електрическото поле се изобразява под формата на линии, които се наричат ​​електропроводи. Тази линия показва посоката, в която положителен заряд би следвал към отрицателен.

Когато тези, които образуват някакъв материален обект, загубят своите електрони, обектът става отрицателно зареден. В този случай той ще отблъсква отрицателно заредени обекти и ще бъде привлечен от положително заредени.
Има термин "статично електричество", който се появява, когато даден обект има положителен или отрицателен заряд, но не тече в или от него. Ако такъв обект докосне друг обект, който е неутрално или положително зареден, той ще загуби част или целия си заряд.
Електрическият ток възниква, когато има поток от електрически заредени. Електроните са най-често използваните частици. Някои електрически токове са съставени от отрицателни и положителни йони. По общо съгласие, посоката на електрическия ток е посоката, противоположна на движението на електроните. притежава енергия, която може да се преобразува в топлина, светлина или друга форма на енергия.
Електрическият ток в метален проводник е движение от отрицателния полюс към положителния. В ежедневните електрически устройства милиарди и милиарди електрони протичат всяка секунда. Отделните електрони обаче покриват разстоянието със скорост от само около 14 см на час. Основната им сила е сред тях!
Има два основни вида ток: постоянен и променлив. Постоянният ток протича в една постоянна посока. Променливият ток протича последователно във всяка посока. В битовата електрическа мрежа протича променлив ток и посоката на движението му се променя 50 пъти в секунда.
Променливият ток има редица предимства: неговите параметри могат лесно да се променят, т.е. лесно се трансформира. Освен това устройствата за променлив ток са много по-лесни за изработка и проектиране, отколкото за постоянен ток. В същото време постоянният е по-лесен за съхранение, така че тези устройства, които се захранват от батерии и акумулатори, работят главно на постоянен ток.
някои материали текат по-лесно от други. С други думи, различните материали имат различно електрическо съпротивление. Материалите с малко съпротивление се наричат ​​проводници. Почти всички метали са проводници, тъй като лесно се губят и приемат. , които също имат ниско съпротивление, се наричат ​​електролити.
Заедно с проводниците има диелектрици, които имат високо електрическо съпротивление. Те включват гума, хартия, дърво и др. и т.н. Въпреки факта, че диелектриците провеждат слабо ток, те също се използват широко в електротехниката. Например, диелектриците се използват за изолация на проводници.
Материалите със съпротивление между проводници и диелектрици се наричат ​​полупроводници. Те намират широко приложение при конструирането на електронни схеми.

Съвременният живот е невъзможен без осветление, автомобили, оборудване, цифрови и други технологии, те се основават на единен ресурс, в тази връзка много хора се чудят кой е изобретил електричеството, използвано навсякъде. Кой беше човекът, от когото започна развитието на науката и производството и сегашният комфорт на живота стана потенциално възможен?

Не е имало изобретение на електричеството като такова, тъй като това явление е естествено и изучаването му започва в древна Гърция през 7 век пр.н.е. Философът и натуралист Талес от Милет обърна внимание на факта, че ако кехлибарът се разтрие с овча вълна, тогава камъкът придобива способността да привлича някои леки предмети към себе си. Той също е измислил термина. Тъй като на гръцки кехлибар се нарича "електрон", разкритата сила е обозначена от Талес като "електричество".

Научно изследване

Истинските научни изследвания на електрическата природа започват едва през 17 век по време на Ренесанса. По това време Ото фон Герике служи като бургомайстор в Магдебург, но властта не е истинската страст на чиновника. Той прекарва цялото си свободно време в лабораторията си, където след задълбочено проучване на трудовете на Талес от Милет изобретява първата в света електрическа машина. Вярно е, че приложението му не беше практично, а по-скоро научно, то позволи на изобретателя да изследва ефектите на привличането и отблъскването чрез електрическа сила. Машината представляваше пръчка, върху която кръжеше топка сяра, в този дизайн тя заместваше кехлибара.

Основател на електротехниката

Също в края на 17-ти век в английския двор работи придворният лекар и физик Уилям Гилбърт. Той също е вдъхновен от трудовете на древногръцкия мислител и той преминава към собствените си изследвания по тази тема. Този изобретател разработи устройство за изучаване на електричеството - версор. С негова помощ той успя да разшири познанията си за електрическите явления. Така той установи, че шисти, опал, диамант, карборунд, аметист и стъкло имат свойства, подобни на кехлибара. Освен това Гилбърт установява връзката между пламъка и електричеството, а също така прави редица други открития, които позволяват на съвременните учени да го нарекат основател на електротехниката.

Предаване на електричество на разстояние

През 18 век изследванията по темата са успешно продължени. Двама учени от Англия, Гренвил Уилър и Стивън Грей, откриха, че електричеството преминава през едни материали (те се наричат ​​проводници) и не преминава през други. Те също така поставиха първия експеримент за предаване на електрическа сила на разстояние. Течението е изминало кратко разстояние. Така че 1729 г. може да се нарече първата дата при отговор на въпроса в коя година е изобретено промишленото електричество. По-нататъшни открития последваха едно след друго:

• професорът по математика от Холандия Машенбрук изобретява "лейденския буркан", който по същество е първият кондензатор;
• френският натуралист Шарл Дюфай класифицира електрическите сили в стъкло и смола;
• Михаил Ломоносов доказа, че мълнията се дължи на потенциална разлика, и изобретил първия гръмоотвод;
• Професор от Франция Чарлз Кулон открива закона за връзката между фиксирани заряди от точков формат.

Всички установени факти бяха събрани под една корица от Бенджамин Франклин, който също така предложи няколко обещаващи теории, например, че зарядите могат да бъдат както положителни, така и отрицателни.

От теория към практика

Всички установени факти бяха верни и бяха в основата на практическите разработки. През 19 век научните изследвания едно след друго намират практическо приложение:

• италианският учен Волт разработи източник на постоянен електрически ток;
• учен от Дания, Ерстед, установи електрически и магнитни връзки между обекти;
• учен от Санкт Петербург Петров разработи схема, позволяваща използването на електрически ток за осветяване на помещения;
• Англичанинът Деларю изобретил първата в света лампа с нажежаема жичка

• Ампер изведе факта, че магнитното поле се образува не от статични заряди, а от електрическо поле;
• Фарадей открива електромагнитната индукция и проектира първия двигател;
• Гаус развива теорията на електрическото поле;
• Италианският физик Галвани установява наличието на електричество в човешкото тяло, по-специално извършването на мускулни движения с помощта на електрически ток.

Работите на всеки от горните експерти послужиха като основа за определени области, така че всеки от тях може спокойно да се нарече първият учен в света, изобретил електричеството.

Ерата на "Великите открития"

Направените открития и извършените разработки позволиха да се извърши систематичен анализ на явлението и неговите възможности, след което станаха възможни проекти на различни електрически системи и устройства. Между другото, за чест на Русия, можем да кажем, че първото селище на планетата, осветено от електричество, е Царское село през 1881 г. Така че, в резултат на работата на няколко поколения, можем да живеем в най-комфортния свят.

История на електричеството: видео

Абсолютно невъзможно е да си представим живота на съвременните хора без електричество. Това обаче не винаги е било така. Активното използване на електрически ток започва едва през 20-ти век, а преди това всичко се ограничава до експерименти и изследвания, провеждани от отделни учени от различни страни. Следователно въпросът кога се е появило електричеството няма категоричен отговор, тъй като първите схващания за него възникват още през 7 век пр.н.е. Наблюдавайки някои физически явления, гръцкият учен и философ Талес от Милет обърна внимание на факта, че кехлибарът е в състояние да привлича леки малки предмети, след като се трие върху вълната. На това ниво познанието за електричеството спря за много векове.

Първи проучвания и открития

Познанията в областта на електричеството започват да се развиват допълнително едва през 15 век. И ако разгледаме електричеството, кой го е създал и е въвел такава концепция, преди всичко трябва да отбележим английския физик Уилям Гилбърт (1544-1603). Този естествен учен и придворен лекар с право се смята за основател на учението за електричеството и магнетизма. Благодарение на Уилям се появиха термините "електричество" и "електричество". В своята научна работа Уилям Гилбърт убедително доказва, че Земята има магнитно поле.

В книгата "За магнита, магнитните тела и великия магнит на Земята" са описани подробно опитите, потвърждаващи магнитните и електрическите свойства на телата. Всички тела бяха разделени на наелектризирани чрез триене и неелектрифицирани. Установено е, че всеки магнит има два неразделни полюса. Тоест, когато разрязвате магнит на две равни части, всяка половина отново образува своя собствена двойка полюси. Противоположните полюси се привличат един към друг, а подобни полюси, напротив, се отблъскват в противоположни посоки. По време на експерименти с метална топка, взаимодействаща с магнитна игла, учените за първи път предположиха, че Земята не е нищо повече от огромен магнит и нейните магнитни полюси могат да съвпадат с географските полюси.

Електрическите явления бяха изследвани от учения с помощта на версор, създаден от негова собствена ръка, който стана първият вид електроскоп. Понятията за магнетизъм и електричество бяха разделени, тъй като главно металните предмети имат магнитни свойства, а електрическите свойства са присъщи на много вещества, които са включени в специална категория. В книгата на Уилям Гилбърт за първи път са определени понятията за електрическо привличане, електрическа сила и магнитни полюси.

Много години по-късно немският физик, инженер и философ от Магдебург Ото фон Герике (1602-1686) решава да повтори експериментите на учения. Той изобретява специални физически устройства, които помагат не само да се потвърдят заключенията на Гилберт, но и да се потвърдят научните изследвания на самия фон Герике. За най-добро доказателство се смятат редица експериментални изследвания, засягащи, които дотогава практически никой не се интересуваше.

За да потвърди собствените си изследвания и предишните експерименти на Уилям Гилбърт, фон Герике изобретява специално устройство, което ви позволява да създавате електрическо състояние. Той нямаше кондензатор за съхраняване на електричеството, произведено от триене, така че това устройство не отговаряше напълно на концепцията за електрическа машина. Въпреки това той изигра ролята си и благодарение на него историята на развитието на електричеството получи нов тласък в правилната посока.

Фон Герике открива и ефекта на електрическото отблъскване, който преди е бил неизвестен. За да се потвърди този ефект, е направена голяма сярна топка, през която е прокарана ос, за да се приведе в движение. В процеса на въртене се търка със суха ръка, което води до наелектризиране на топката. По време на експеримента е забелязано, че телата първо се привличат към него, а след това се отблъскват. Освен това се видя как отблъснатият пух се привлича от други тела. В процеса на изследване са наблюдавани и други ефекти, потвърждаващи общите характеристики и свойства на електричеството, познати по това време.

Впоследствие електрическата машина на фон Герике е подобрена от немските учени Бозе, Винклер и английския физик Хоксби. С негова помощ през 18-ти и 19-ти век беше възможно да се направят много нови открития в теорията и практиката на електричеството.

Големи открития от 18-ти и 19-ти век

Изследванията в областта на електричеството бяха успешно продължени от други учени. Така през 1707 г. френският физик Дю Фей открива разликата между електричеството, произведено при триене в различни материали. За експерименти са използвани кръгове от стъкло и дървесна смола.

През 1729 г. английските учени Грей и Уилър откриват, че определени видове вещества са способни да пропускат електричество през себе си. Именно от тяхното откриване всички тела започват да се разделят на видове и да се наричат ​​проводници и непроводници на електричество. През същата година холандският физик Мушенбрук от Лайден прави грандиозно откритие. В хода на експерименти със стъклен буркан, затворен от двете страни със стоманени листове, беше установено, че такъв съд е способен да акумулира електричество. На мястото на експеримента това устройство беше наречено Leyden jar.

Голям принос към науката има американският учен и общественик Бенджамин Франклин. Той доказа теорията за съвместното съществуване на положително и отрицателно електричество, обясни процесите, които се случват при зареждането и разреждането на лейденския буркан. Установено е, че свободното наелектризиране на плочите на това устройство може да настъпи под действието на различни електрически заряди. Бенджамин Франклин посвети много време на изследването на атмосферното електричество и доказа с помощта на гръмоотвод възникването на мълния от разлика в електрическите потенциали.

През 1785 г. френският учен Чарлз Кулон открива закон, описващ електрическото взаимодействие между точковите заряди. Откриването на точен физически закон се случи без сложно лабораторно оборудване, с помощта само на стоманени топки. За определяне на разстоянието и силата на взаимодействие са използвани същите торсионни везни, както при изследването на силите на гравитацията между две тела. Ученият не е използвал абсолютната стойност на електрическите заряди, той просто е взел два еднакви заряда или неравни, но с известна по-рано разлика в тяхната величина.

Важно откритие в областта на електричеството е направено от италианския учен Алесандро Волта през 1800 г. Това изобретение беше химическа батерия, състояща се от кръгли сребърни пластини, подредени с парчета хартия, предварително навлажнени със солена вода. Химичните реакции, протичащи в батерията, допринесоха за редовното генериране на електрически ток.

През 1831 г. известният английски физик Майкъл Фарадей открива явлението и на негова основа той е първият в света, изобретил електрически генератор. Името Майкъл Фарадей се свързва с концепциите за електрически и магнитни полета, изобретяването на най-простия електродвигател.

Цялата история на електричеството би била непълна без изключителния изобретател Никола Тесла, който е работил в началото на 19-ти и 20-ти век и е далеч изпреварил времето си. Той постоянно превежда своите изследвания в областта на магнетизма и електричеството в практическа плоскост. Устройствата, създадени от брилянтен учен, все още се считат за уникални и неповторими.

През целия си живот, посветен на изучаването на възможностите на електричеството, Тесла регистрира много патенти, прави открития, които се превръщат в пробив в електротехниката. Повечето изобретения и открития, по един или друг начин, все още се използват в ежедневието. От най-известните произведения трябва да се отбележи въртящо се магнитно поле, което прави възможно използването на променлив ток в електрически двигатели, без да се преобразува в постоянен ток. Тесла създава и двигател за променлив ток, на базата на който впоследствие е създаден генератор на променлив ток. Тези и други открития са успешно използвани в много технически решения.

Учени, които са дали значителен принос в развитието на науката за електричеството, могат да бъдат изброени много дълго време. В заключение бих искал да спомена Георг Ом, който по време на експериментите изведе основния закон на електрическата верига. Благодарение на Ом се появиха термини като електродвижеща сила, проводимост, спад на напрежението и други. Не по-малко известен е Ампер Андре-Мари, който изобретява да определи посоката на тока към магнитната стрелка. Той също така притежава дизайна на усилвателя на магнитното поле, който е намотка с голямо количествозавои. Тези и други учени са направили много, за да гарантират, че човечеството се ползва напълно от предимствата, които електричеството предоставя.

Електричеството играе огромна роля в живота на съвременния човек. Досега мнозина не разбират как хората някога са живели без електричество. Къщите ни са с осветление, всички домакински уреди, от телефона до компютъра, се захранват с ток. Кой е изобретил електричеството и през коя година се е случило, не всеки знае. И в същото време това откритие бележи началото на нов период в историята на човечеството.

По пътя към електричеството

Древногръцкият философ Талес, живял през 7 век пр.н.е., открил, че ако търкате кехлибар върху вълната, тогава камъкът ще започне да привлича малки предмети. Само много години по-късно, през 1600 г. Английският физик Уилям Гилбърт измисли термина "електричество". От този момент нататък учените започнаха да му обръщат внимание и да провеждат изследвания в тази област. През 1729 г. Стивън Грей доказва, че електричеството може да се предава на разстояние. Важна стъпка беше направена, след като френският учен Шарл Дюфай открива, както той вярваше, съществуването на два вида електричество: смола и стъкло.

Първият, който се опита да обясни какво е електричеството, беше Бенджамин Франклин, чийто портрет сега се фука върху стодоларова банкнота. Той вярвал, че всички вещества в природата имат „специална течност“. Законът на Кулон е открит през 1785 г. През 1791 г. италианският учен Галвани изследва мускулните контракции при животни. Той установил, провеждайки експерименти върху жаба, че мускулите постоянно се възбуждат от мозъка и предават нервни импулси.

Огромна стъпка към изучаването на електричеството е направена през 1800 г. от италиански физик Алесандром Волтакойто е изобретил и изобретил галванична клетка - източник на постоянен ток. През 1831 г. англичанинът Майкъл Фарадей изобретява електрически генератор, който работи на базата на електромагнитна индукция.

Изключителен учен и изобретател Никола Тесла има огромен принос за развитието на електричеството. Той създава устройства, които все още се използват в ежедневието. Едно от най-известните му произведения е двигател с променлив ток, на базата на който е създаден генератор на променлив ток. Той също така извършва работа в областта на магнитните полета. Те позволиха използването на променлив ток в електродвигателите.

Друг учен, допринесъл за развитието на електричеството, е Георг Ом, който експериментално извежда закона за електрическата верига. Друг виден учен е Андре-Мари Ампер. Той изобретява дизайна на усилвателя, който представляваше намотка с завои.

Също така играе важна роля в изобретяването на електричеството:

• Пиер Кюри.
• Ърнест Ръдърфорд.
• Д. К. Максуел.
• Хайнрих Рудолф Херц.

През 1870-те годиниРуският учен А. Н. Лодигин изобрети лампа с нажежаема жичка. Той, след като предварително изпомпва въздуха от съда, накара въглищния прът да свети. Малко по-късно той предложи да се замени въглеродния прът с волфрамов. Друг учен обаче, американецът Томас Едисън, успя да пусне крушката в масово производство. Първоначално той използвал овъглени стърготини, получени от китайски бамбук като нишка в лампата. Неговият модел се оказа евтин, с високо качество и може да издържи сравнително дълго време. Много по-късно Едисон заменя нишката с волфрам.

Никой не знае в коя година е изобретено електричеството, но от 19 век то активно навлиза в човешкия живот. Първоначално беше само осветление, след това електрическият ток започна да се използва за други области на живота (транспорт, медии за предаване на информация, домакински уреди).

Използване на осветление в Русия

Опитвайки се да разберат през коя година се е появило електричеството в Русия, учените са склонни да вярват в това случилото се през 1879 г. Тогава беше осветен Литейният мост в Санкт Петербург. На 30 януари 1880 г. в Руското техническо дружество е създаден електротехнически отдел. Това общество се занимаваше с развитието на електричеството в Руската империя. През 1883 г. се случва знаково събитие в историята на електричеството - Кремъл е осветен, когато Александър III идва на власт. С негов указ се образува специално дружество, което разработва генерален план за електрификация на Санкт Петербург и Москва.

AC и DC

При откриването на електричеството избухва спор между Томас Едисън и Никола Тесла кой ток да се използва като основен, променлив или постоянен. Конфронтацията между учените дори беше наречена „Войната на теченията“. В тази битка победи променливият токзащото той:

• лесно се предава на дълги разстояния;
• не носи огромни загуби, като се предава на разстояние.

Основни области на потребление

В ежедневиетопостоянният ток се използва доста често. От него работят различни домакински уреди, генератори и зарядни устройства. В индустрията се използва в акумулатори и двигатели. В някои страни те са оборудвани с електропроводи.

Променливият ток може да се променя по посока и големина за определен период от време. Използва се по-често постоянно. В нашите домове контактите служат като негов източник, различни домакински уреди са свързани към тях под различни напрежения. Променливият ток често се използва в промишлеността и уличното осветление.

Сега електричеството идва в домовете ни благодарение на електроцентралите. Те са оборудвани със специални генератори, които работят от източник на енергия. По принцип тази енергия е топлинна, която се получава чрез нагряване на вода. Нефт, газ, ядрено гориво или въглища се използват за загряване на вода. Парата, генерирана при нагряване на водата, задвижва огромни лопатки на турбината, които от своя страна задвижват генератор. Като генераторна мощност можете да използвате енергията на водата, падаща от височина (от водопади или язовири). По-рядко се използва вятърна или слънчева енергия.

Тогава генераторът, използвайки магнит, създава поток от електрически заряди, преминаващи през медните проводници. За да се предава ток на дълги разстояния, е необходимо да се увеличи напрежението. За тази роля се използва трансформатор, който повишава и намалява напрежението. След това електричеството с голяма мощност се предава по кабели до мястото на неговото приложение. Но преди да влезете в къщата, е необходимо да намалите напрежението с помощта на друг трансформатор. Сега е готов за употреба.

Когато започнат разговор за електричеството в природата, първо се сещам за мълния, но това далеч не е единственият му източник. Дори телата ни имат електрически заряд, той съществува в човешките тъкани и предава нервни импулси по цялото тяло. Но не само човекът съдържа електрически ток. Много жители на подводния свят също са в състояние да генерират електричество, например скат съдържа заряд от 500 вата, а змиорката може да създаде напрежение до 0,5 киловолта.