Кто изобрел электричество первым: значение для человечества, сколько лет назад научились использовать

Кто изобрел электричество первым

Ответ на вопрос, кто изобрел электричество, требует анализа опытов и открытий, совершенных в отрасли. В поисках объяснения явления, которое представляет собой поток заряженных частиц, ученые объединили разные направления исследований. Роль основателя науки об электричестве история уделяет Бенджамину Франклину, который экспериментально подтвердил электрическую природу атмосферных разрядов. Есть и немало других фамилий ученых, в т.ч. начинающих, внесших большой вклад в развитие науки об электричестве.

Бенджамин Франклин

Что такое электричество

Под этим термином понимают ток и процессы, вызванные его влиянием. Электричество — категория, определяющая систему явлений, обусловленных структурой физических тел, взаимодействием, движением заряженных частиц вещества.

Ток вызывает тепловое, химическое, световое, магнитное, механическое действие. Генераторами, например, атмосферного электричества являются пылевые бури, облака, пар, дым промышленных установок.

Наука, изучающая электричество

Электричество как природное явление представляет интерес для биологов, химиков, физиков. Детальному его изучению посвящен такой раздел физики, как электродинамика.

Природу разрядов, магнитные явления, их практическое применение, преобразование, передачу изучает электротехника. Продукты этой отрасли знаний включают в себя бытовое и промышленное оборудование, коммуникации и сферу обработки информации.

История возникновения

Много лет назад люди наблюдали за природными явлениями, имеющими электрическую природу. В 600 г. до н.э. в Греции экспериментально установили, что потертая шерстью окаменелая смола притягивает предметы.

В 30-е гг. ХХ веке археологи нашли горшки, внутри которых находились медные листы. Эти своеобразные батареи для освещения были обнаружены в Багдаде, что дает основания предположить, что разработка принадлежит древним персам.

В 1600 году слово electricus использовалось Уильямом Гилбертом для описания статической энергии, возникающей при механическом взаимодействии веществ. Томас Браун в ряде исследовательских трудов использовал категорию «электричество» («янтарность»). С этого времени началась эра экспериментов с целью разгадки природы явления. Дата каждого из них вписана в историю.

В 17 в. был изобретен генератор, классифицированы изоляторы и проводники, разграничены частицы с зарядами «+» / «-». С XVIII в. и до сих пор человечество продуцирует, генерирует и потребляет электричество.

Период ранних открытий подготовил базис для развития науки, проведения исследований, разработки оборудования для транспортирования электричества.

Электрический разряд

Этапы создания электрической теории

Развитию электромагнетизма способствовали опыты Андре-Мари Ампера. В его честь была названа единица тока, включенная в СИ. Изучением процессов трения и свойств веществ занимался Шарль Огюстен де Кулон.

Отто фон Герике создал первый электрический прибор. Это была сфера из серы, закрепленная на металлическом стержне. Алессандро Вольта разработал генератор постоянного тока. Исследовательская деятельность Георга Симона Ома повлияла на развитие теоретической основы этого направления. Немецкий физик Густав Роберт Кирхгоф открыл 2 закона теории цепей. Генрих Рудольф Герц исследовал природу волн в среде.

Читайте также:  Для начинающих как читать электрические схемы: учимся правильно разбираться

Джеймс Клерк Максвелл составил уравнения, иллюстрирующие законы этой сферы. Майклом Фарадеем разработан закон индукции, а Томас Эдисон сконструировал лампу.

Появление термина

В Древней Греции статическое явление, возникающее при взаимодействии янтаря и мелких предметов, изучал Фалес Милетский. Его название происходит от древнегреческого слова «электрон», что обозначает «янтарь». Записи Фалеса детально были изучены в 17 в. немецким физиком Отто фон Герике.

Впервые понятие «электрика» было использовано в 1747 г. американским исследователем и политиком Бенджамином Франклином. Он утверждал, что «жидкая электрика» обладает свойством к перетеканию под воздействием силы трения.

Первая электростатическая машина

В 1663 г. магдебургский градоначальник Отто фон Герике сконструировал прибор, демонстрирующий возникновение статического заряда. При трении сферы из серы об ладони аккумулировался заряд, создавалось поле.

«Лейденская банка»

Питер ван Мушенбрук в 1745 г. придумал первый в мире электростатический конденсатор — «Лейденскую банку» (от города Лейден). Она была способна разряжаться и хранить энергию.

Лейденская банка

Два типа зарядов

Полярность исследовалась Б. Франклином. С того времени истинным является положение о наличии у потенциала 2 полюсов. В 1865 г. немецкий физик Август Теплер создал электрофорную машину, которая могла использоваться как генератор постоянного тока.

Изобретатель Джеймс Вимшурст усовершенствовал эту конструкцию. Машина использовалась им для проведения демонстрационных опытов по электростатике, получения источника разноименных зарядов.

Бенджамин Франклин

Этот исследователь и основатель науки об атмосферном электричестве создал теорию, которая рассматривает электричество в качестве нематериальной жидкости в форме флюидов. В 1753 г. Б. Франклин обосновал идею создания молниеотвода, предложил ввести понятия «плюс» и «минус».

От электрической теории к точной науке

Накопленная в результате исследований практическая база позволила синтезировать знания, научиться управлять энергией. Основой формирования точной науки стали открытия природы тока. Время изобретения искусственного электричества относится к периоду XVIII-XIX вв. Открытия делались в краткий период, что было связано с активным развитием мысли.

Большой вклад в точную науку внес Томас Эдисон. Никола Тесла принадлежит теоретическое подтверждение магнетизма, а разработки ученого позволили получить беспроводное электричество.

Закон взаимодействия зарядов

Эта фундаментальная разработка принадлежит Шарлю Огюстену де Кулону. Основатель закона взаимодействия неподвижных зарядов установил зависимость силы 2 точечных зарядов: возникающие силы подчиняются закону Ньютона.

Изобретение батареи

Электрический прибор Алессандро Вольта представляет собой батарею. Конструкция выполнена в форме этажерки, сложенной из цинковых и медных пластин. Между ними установлены смоченные серной кислотой куски войлока.

В верхней и нижней частях источника энергии создавался электрический потенциал, разряд которого ощущался тактильно. Под влиянием электролита происходило взаимодействие металлов на атомарном уровне. Внутри конструкции аккумулировалась электрическая энергия. Изобретение Вольта было положено в разработку батареек.

Вольтов столб

Появление понятия тока

Эта категория появилась в период лабораторных исследований электричества Уильямом Гилбертом (1600 г.). Понятие характеризовало упорядоченное движение частиц вещества или таковое в вакууме. Ток мог иметь постоянную природу и переменный характер. Силовой показатель определял количество электронов, протонов, ионов, протекающих через поперечное сечение.

Закон электрической цепи

Деятельность немецкого физика Густава Кирхгофа была связана с теоретическими изысканиями. Исследователь ввел термины «ветвь», «узел», «контур», а установленные законы стали базой для внедрения изобретений в радиоэлектронной и технической отраслях.

Читайте также:  Как правильно прозвонить проводку тестером в квартире: проверить обрыв провода мультиметром

Положения ученого гласят о равенстве сумм электрических зарядов, идущих в узел и уходящих из него в течение заданного времени. Потенциал падает при движении тока через контуры, а при возвращении происходит восстановление и достигается первоначальный показатель.

Электромагнитная индукция

Появление заряда при прохождении переменного магнитного поля в замкнутом контуре практически доказано и описано Фарадеем. Индукционная теория стала основой открытия законов электротехники, базой для моделирования и изобретения генераторов.

Производство и практическое использование

С момента появления первых генераторов произошло много открытий, изобретения внедрены в сферу генерирования и передачи энергии.

В результате научных поисков с последней четверти XIX в. возникли предпосылки для развития электроэнергетики, которые включают в себя:

  • создание турбин;
  • разработку генераторов;
  • передачу электроэнергии.

В 1801 г. в Германии под руководством русского инженера М.О. Доливо-Добровольского была построена ГЭС промышленной мощностью 220 кВт. В XX в. началась эра широкого применения потенциала энергии воды, в XXI в. постепенно внедрялось и увеличивалось использование природных ресурсов.

Для производства электрической энергии используются полезные ископаемые. Атомную энергию, отлично удовлетворяющую потребности в электричестве, считают лучшим вариантом на фоне альтернативных ресурсов.

Производство (генерация) электроэнергии осуществляется на объектах индустриального назначения. Используя в качестве топлива водород, человечество получает высокий КПД сгорания, заботится об экологической чистоте.

ГЭС

Генерирование и передача

Создание мобильных и электростанций большой мощности повлияло на поиск практических решений передачи электричества на расстояние.

Это удалось сделать посредством сетей, в состав которых вошли:

  • линии;
  • повышающие и понижающие преобразователи;
  • распределительные устройства.

Первые опыты по транспортированию принадлежат Стивену Грею, который в 1720-е гг. передавал заряд по шелковому проводу.

В 1873 г. Фонтен продемонстрировал применение генератора и двигателя постоянного тока, связанные между собой проводом длиной 2000 м. Прорывом в передаче тока на большие расстояния стал проведенный в 1891 г. опыт М.О. Доливо-Добровольского, в ходе которого использовалась 3-фазная линия.

Для дальности передачи действует главный параметр пропускной способности, при расчете которой учитывается волновое влияние связывающих факторов сопротивления и создаваемого напряжения.

Применение

Электричество, будучи незаменимым, используется для таких целей:

    • создания системы освещения;
    • передачи информации;
    • функционирования транспорта (трамваев, троллейбусов, поездов);
    • работы бытовых и офисных приборов;
  • производства и обработки материалов.

Сфера применения электричества настолько широка, что часто пользователи не замечают существования источников энергии.

Появление электричества в России

В середине XVII в. русскими учеными Георгом Рихманом и Михаилом Ломоносовым в санкт-петербургской лаборатории был получен искусственный разряд. В 1874 г. российский инженер А.Н. Лодыгин разработал и получил патент на лампу освещения, где опция нити накаливания предназначалась угольному стержню.

Через 16 лет эта часть конструкции была заменена вольфрамом. П.Н. Яблочков представил устройство с применением электрической дуги. Его действие было основано на возникновении искры между 2 электродами из каолина.

Он сконструировал электродуговую лампу, ресурс работы которой составлял 4 часа. Ее использовали для освещения Зимнего дворца. Свечи Яблочкова применялись на паровозах в качестве дуговых прожекторов.

Искусственный разряд

Влияние электричества на живые организмы

Электричество играет в жизненных процессах важную роль. Лабораторными исследованиями подтверждено его положительное влияние на растения, проращивание семян, фотосинтез. Заряженный поток частиц может защищать сады от биологических вредителей, облучение плодов предотвращает процесс гниения.

Читайте также:  Схема индикатора скрытой проводки своими руками: самодельный прибор для поиска электропроводки в стене

Действие электрического тока на человека

В статистике производственных травм электротравматизм имеет низкий показатель. Опасность его состоит в том, что пораженный током не может самостоятельно оказать себе помощь. Электрический ток оказывает термическое, биологическое, электролитическое воздействие. Сопротивление организма человека зависит от параметров цепи, физиологического состояния, условий окружающей среды.

Электрические явления в природе

Управлять электричеством человечество научилось недавно.

Электрические явления в природе наблюдаются в формах:

  • вистлеров;
  • молний Катакумбо;
  • грязных гроз, появляющихся над жерлом вулкана в период извержения;
  • визуальных эффектов, связанных с космическими излучениями;
  • сонолюминесценции — появлении света под влиянием звуковых волн;
  • шаровых молний;
  • огней св. Эльма;
  • северных сияний;
  • спрайтов — вспышек в атмосферном шаре на высоте 80 км;
  • триболюминесценции — свечении в результате разрушения кристаллов (кварца).

Искры, появляющиеся при поглаживании кошки против шерсти и видные в темноте, имеют природу статического разряда. Интенсивное проявление грозовых явлений наблюдается при извержении вулканов, торнадо. Вклад в электризацию атмосферы вносят осадки, облака.

Хронология открытий и изобретений

В 1752 г. Бенджамин Франклин подтвердил идентичность природы молний и искр.

Алессандро Вольта экспериментальным путем доказал, что ряд химических реакций сопровождаются электрическим потоком. В 1800 г. он сконструировал батарею для генерации тока, выполнил его передачу на расстояние.

Позже Майкл Фарадей придумал генератор. Эта разработка помогла Томасу Эдисону и Джозефу Свону в 1878 г. изобрести лампу.

Исследованиями тока занимались Эмилий Ленц, Карл Гаусс. В 1830 г. было открыто электростатическое поле. Лампа с нитью из платины была изобретена Уорреном де ла Рю. В начале 1900-х гг. Никола Тесла развил коммерческое направление этой отрасли. Совместно с Томасом Эдисоном он разработал многофазную систему для распределения потока. Благодаря его изобретениям человечество пользуется бытовыми приборами.

Генератор Фарадея

Интересные факты

Древнеегипетские врачи, занимавшиеся поиском новых средств, знали о способности нильского сома накапливать электричество.

Изобретениям в этой отрасли предшествовали наблюдения за природой:

  1. Платон и Аристотель упоминали о скатах, их влиянии на людей.
  2. Плиний Старший обратил внимание на свойства воды и металла как проводников.
  3. В 1819 г. Ганс Христиан Эрстед изучил влияние электрического тока на компас.
  4. Во времена Никола Тесла постоянный ток было сложно трансформировать в высокое и низкое напряжение, поэтому ученый выступил за переменный ток. Томас Эдисон, который запатентовал разработки и не желал терять отчисления от них, развернул кампанию по дискредитации. Когда Н. Тесла осветил город электричеством, полученным от станции на Ниагарском водопаде, с использованием переменного тока для передачи на расстояние, компания General Electric финансово поддержала ученого.
  5. В результате мощного удара молний образуется такой минерал, как фульгурит. В толще грунта формируются полые ветвистые трубки с гладкой или покрытой пузырьками поверхностью.
  6. У поверхности Земли существует постоянное электрическое поле со средней напряженностью 130 В/м.
  7. Линейные молнии, ударяющие в землю и формирующие облака, являются разновидностью искрового разряда. Он возникает в массе заряженных и изолированных частиц. Разряды сопровождаются электромагнитным излучением в широком частотном спектре.

Интересные факты в истории электричества связаны с природными явлениями, разработками ученых, достижениями науки и технологий.

Александр Гагын

Произвожу любые работы по расчету и монтажу легких и сложных электрических систем, проводок, установок.
https://www.facebook.com/profile.php?id=100002044310887

Оцените автора
Электромонтаж и заземления строительных объектов
Остались вопросы? Напишите!

Adblock
detector