Еще древние греки обнаружили признаки существования природного электричества. Но лишь в XIX в. люди научились получать и использовать электроэнергию, без которой невозможно представить современную жизнь.
Что такое электричество?
Это
поток электронов - невидимых в микроскоп частиц, перемещающихся от
одного полюса электрической батареи к другому. Более 2,5 тыс. лет назад
греческий математик и астроном Фалес Милетский, уроженец Милета (Малая
Азия), обнаружил, когда потер кусочек природной смолы - янтаря - о
клочок шерсти, что различные легкие предметы - перья птиц, волосы -
притягиваются к янтарю. Поскольку при трении электроны с поверхности
шерсти переходили на его поверхность, вблизи отрицательно заряженного
янтаря к нему тянулись положительные заряды других предметов. В XVIII в.
электричество вызвало огромный интерес ученых, которые пытались создать
электростатические машины. Но никому не удалось использовать этот
источник энергии.
Лягушки Гальвани
Итальянский анатом и
физиолог Луиджи Гальвани проводил опыты с «животным электричеством» -
мышечным сокращением лапки мертвой лягушки. В 1786 г. с помощью
электростатической машины он стал подводить к ней электрические заряды. И
заметил, что совсем слабые заряды вызывают у животного мышечные
сокращения!
Химический контакт
Итальянский физик
Алессандро Вольта так объяснил этот эксперимент: «Электрический ток
возникает, если мышца лягушачьей лапки соприкасается с латунной
пластинкой, к которой она прикреплена острием медного скальпеля.
Влажность мышцы способна породить электричество». Вольта показал, что
электричество, открытое Гальвани, получается в результате химического
контакта разнородных металлов.
«Вольтов столб»
Позже
Алессандро Вольта изобрел первую в мире электрическую батарею,
получившую название «Вольтов столб». Он сложил стопкой серебряные и
цинковые диски, между которыми поместил листочки бумаги смоченные
соленой водой Раствор соли вызывал химическую реакцию серебра и цинка,
поэтому возникал слабый электрический ток. В 1800 г. Вольта представил
батарею Наполеону Бонапарту, в то время первому консулу Французской
Республики.
Поворот стрелки компаса
В 1820 г. датский
ученый-физик Ганс Христиан Эрстед сделал удивительное открытие: если
рядом с проводом, по которому пропущен электрический ток, положить
компас, то его магнитная стрелка отклоняется и перестает показывать на
север. Электрический ток действует на магнитную стрелку подобно магниту.
Это открытие позволило использовать электричество для вращения моторов.
«Колесо Стерджена»
В
1832 г. английский электротехник Уильям Стерджен изобрел одну из первых
модификаций электромотора, названного «колесом Стерджена». Он
представлял собой катушку из медной проволоки, расположенную на
вращающейся оси. С каждой стороны катушки были закреплены неподвижные
магниты. Как только электрический ток проходил по катушке, между ней и
магнитами создавалось электромагнитное поле - катушка начинала
вращаться.
Динамо-машина
В течение всего XIX в.
инженеры искали способы создания мощных источников электрической
энергии. В 1870 г. бельгийский электротехник Зеноб Грамм изобрел первую
подходящую для широкого применения динамо-машину. Она включала в себя
почти такие же составные части, как и электрический мотор: вращающийся
кольцевой якорь с катушкой из проволоки, два магнита. Вращающаяся
катушка вырабатывала электрический ток.
Электрическая дуга и дуговая лампа
В
1802 г. русский физик Василий Петров, соединив 2000 пар элементов в
одну электрическую батарею и подключив ее к двум угольным стержням,
получил электрическую дугу. Однако у «дугового» источника света были
серьезные недостатки. Его усовершенствовал русский ученый Павел
Яблочков. В 1876 г. он изобрел дуговую лампу без регулятора
-электрическую свечу («свеча Яблочкова»).
Электрическая лампочка
Создателем
первой электрической лампы накаливания стал русский изобретатель
Александр Лодыгин. В 1872 г., пропуская электрический ток через угольный
стержень, помещенный в замкнутом сосуде, он получил яркий свет. Через
два года он запатентовал изобретение. Американец Томас Эдисон в 1879 г.
усовершенствовал лампу. Он создал удобную, подходящую для применения
долговечную конструкцию с угольной нитью. Позже Лодыгин первым предложил
использовать для изготовления нитей накаливания тугоплавкие металлы -
осмий и вольфрам.
Электростанции
Чтобы лампочки
светились, Эдисону были необходимы мощные источники электроэнергии. Он
усовершенствовал динамо-машину Грамма и построил мощный
электрогенератор. Эдисон участвовал в создании первой в мире центральной
тепловой электростанции. Позже для производства электроэнергии стали
использовать силу воды. Так появились гидроэлектростанции.
