Когда стали пользоваться электричеством

Электричество — это вид энергии, которую не требовалось изобретать, а только обнаружить и изучить. История отдает должное первооткрывателю Бенджамину Франклину, именно его эксперименты помогли установить связь между молнией и электричеством. Хотя на самом деле, правда об открытии электроэнергии намного сложнее, поскольку в ее истории не существует единого определяющего момента, дающего прямой ответ на вопрос, кто изобрёл электричество.

История

То, как люди стали производить, распределять и использовать электроэнергию и устройства, на которых протекают процессы генерации, является кульминацией почти 300 летней истории исследований и разработок электричества.

Сегодня ученые считают, что человечество начало использовать электроэнергию намного раньше. Примерно в 600 году до н.э. древние греки обнаружили, что потирание меха на янтаре вызывает притяжение между ними. Это явление демонстрирует статическое электричество, которое полностью описали ученые в 17 веке в пояснениях, как появляется электричество.

Кроме того, исследователи и археологи в 1930-х годах обнаружили горшки с листами меди внутри, и объяснили их происхождение, как древние батареи, предназначенные для получения света в древнеримских местах. Подобные устройства также были найдены в археологических раскопках возле Багдада, а это означает, что древние персы также могли открыть конструкцию ранней формы батарей.

К 17 веку было сделано много открытий, связанных с электричеством, таких как изобретение раннего электростатического генератора, разграничение положительных и отрицательных зарядов и классификация материалов в качестве проводников или изоляторов.

Важно! В 1600 году английский врач Уильям Гилберт использовал латинское слово «electricus», чтобы описать силу, которую некоторые вещества создают, если их потереть друг с другом. Чуть позже другой английский ученый Томас Браун, написал несколько книг с использованием термина «электричество», чтобы описать свои исследования, основанные на работе Гилберта.

Кто изобрел электричество

Изобретение электричества в 19 веке стало возможным благодаря открытиям целой плеяды великих ученых. В 1752 году Бен Франклин провел свой эксперимент с воздушным змеем, ключом и штормом. Это просто доказало, что молния и крошечные электрические искры — это одно и то же.

Итальянский физик Алессандро Вольта обнаружил, что определенные химические реакции могут производить электричество, а в 1800 году он создал гальванический элемент, раннюю электрическую батарею, вырабатывающую постоянный электроток. Он также выполнил первую передачу тока на расстояние, связав положительно и отрицательно заряженные разъемы и создав между ними напряжение. Поэтому многие историки считают, что 1800 — это год изобретения электричества.

В 1831 году электричество стало возможно использовать в технике, когда Майкл Фарадей создал электродинамо, решившее на практике проблему генерирования постоянного электротока. Довольно простое изобретение с использованием магнита, перемещавшегося внутри катушки из медного провода, создавал небольшой ток, протекающий через провод. Оно помогло американцу Томасу Эдисону и британскому ученому Джозефу Свону, каждому в отдельности, примерно в одно время в 1878 году изобрести лампу накаливания. Сами лампочки для освещения были изобретены другими исследователями, но лампа накаливания была первым практичным устройством, дававшем свет в течение нескольких часов подряд.

В 1800-х и в начале 1900-х годов, сербско-американский инженер, изобретатель и мастер электротехники Никола Тесла стал одним из авторов зарождения коммерческого электричества. Он работал совместно с Эдисоном, сделал много революционных разработок в области электромагнетизма и хорошо известен своей работой с двигателями переменного тока и многофазной системой распределения энергии.

Обратите внимание! Русский ученый и инженер А. Н. Лодыгин изобрел и запатентовал в 1874 г. лампу освещения, где функцию нити накаливания выполнял угольный стержень, размещенный в вакуумной среде сосуда, изготовленного из стекла. Это были первые лампочки освещения в России. Только через 16 лет в 1890-х гг. он применил нить из тугоплавкого металла — вольфрама.

Однозначно нельзя заявить в каком году появился свет. Несмотря на то, что многие историки считают что лампочка была изобретена американцем Эдисоном, тем не менее первая лампа с платиновой нитью накаливания в вакуумном стеклянном сосуде была изобретена в 1840 изобретателем из Англии Де ла Рю.

Дополнительная информация. Российскому ученому П. Н. Яблочкову россияне были благодарны за возникновение электродуговой лампы и хотя ресурс ее работы не превышал 4 часов, осветительный прибор широко использовался на территории Зимнего дворца почти 5 лет.

Кто является основоположниками науки об электричестве

Вот список некоторых известных ученых, сделавших свой вклад в развитии электроэнергии.

Основоположниками науки об электричестве являются:

  1. Французский физик Андре Мари Ампер, 1775-1836, работавший по электромагнетизму. Единица тока в системе СИ — ампер, названа в его честь.
  2. Французский физик Чарльз Августин из Кулона, 1736-1806, который был пионером в исследованиях трения и вязкости, распределения заряда на поверхностях и законов электрической и магнитной силы. Его именем названа единица заряда в системе СИ — кулон и закон Кулона.
  3. Итальянский физик Алессандро Вольта, 1745-1827, тот кто изобрел источник постоянного тока, награжден Нобелевской премией по физике 1921 года, в системе СИ единица напряжения — вольт, названа в его честь.
  4. Георг Симон Ом, 1789-1854, немецкий физик, первооткрыватель, оказавший влияние на развитие теории электричества, в частности закона Ома. В системе СИ единица сопротивления — ом, названа в его честь.
  5. Густав Роберт Кирхгоф, 1824-1887, немецкий физик, внесший вклад в фундаментальное понимание электрических цепей, известен своими двумя законами по теории цепей.
  6. Генрих Герц, 1857-1894, немецкий физик, демонстрирующий существование электромагнитных волн. В системе СИ единица частоты — Герц названа в его честь.
  7. Джеймс Клерк Максвелл,1831-1879, шотландский математик и физик, сформулировал систему уравнений об основных законах электричества и магнетизма, названную уравнениями Максвелла.
  8. Майкл Фарадей, 1791-1867, английский химик и физик, основоположник закона индукции. Один из лучших экспериментаторов в истории науки, его обычно считают отцом электротехники. Единица емкости в системе СИ — постоянная Фарадея, названа в его честь.
  9. Томас Эдисон, 1847-1931, американский изобретатель, имеющий более 1000 патентов, наиболее известен разработкой лампы накаливания.
Читайте также:  Кирпич рядовой м100 характеристики

Теории и законы электричества

Общие законы, регулирующие электричество, немногочисленны и просты и применяются неограниченным количеством вариантов.

Закон Ома — ток, проходящий через проводник между двумя точками, прямо пропорционален напряжению между ними.

I = V / R или V = IR или R = V / I

I — ток через провод в амперах;

V — напряжение, измеренное на проводнике в вольтах;

R — сопротивление провода в Ом.

В частности, он также гласит, что R в этом отношении постоянна, не зависит от тока.

Закон Ватта, подобно закону Ома, подтверждает связь между мощностью (ваттами), током и напряжением: P = VI или P = I 2 R.

Закон Кирхгофа (KCL) доказывает, что суммарный ток или заряд, поступающий в соединение или узел, в точности равен заряду, покидающему узел, поскольку ему некуда деться, кроме как уйти, поскольку внутри узла заряд не может быть поглощён. Другими словами, алгебраическая сумма всех токов, входящих и выходящих из узла, должна быть равна нулю.

Закон Фарадея гласит о том, что индуцированная электродвижущая сила в любой замкнутой цепи равна отрицательному значению временной скорости изменения магнитного потока, заключенного в ней.

Закон Ленца утверждает, что направление тока, индуцированного в проводе изменяющимся магнитным полем по фарадеевскому закону, создаст магнитное поле, противостоящее изменению, которое его вызвало. Проще говоря, размер эдс, индуцированной в цепи, пропорциональна скорости изменения потока.

Закон Гаусса гласит, что суммарный электрический поток с замкнутой поверхности равен вложенному заряду, деленному на диэлектрическую проницаемость.

Какое было первое электрическое изобретение

В 1731 году в «Философских трудах», издании «Королевского общества», появилась статья, сделавшая гигантский скачок вперед для молодой электротехники. Ее автор английский ученый Стивен Грей (1670-1736), проводя эксперименты по передаче электрического тока на расстояние, случайно обнаружил, что не все материалы обладают способностью передавать электричество одинаково.

Далее произошло создание аккумулятора — «Лейденской банки», устройства для хранения статического электричества. Процесс был случайно обнаружен и исследован голландским физиком Питером Ван Мюссенбруком из Лейденского университета в 1746 году и независимо от него немецким изобретателем Эвальдом Георгом фон Клейстом в 1745 году. Примерно в этот же период русские учёные Г. В. Рихман и М. В. Ломоносов проводили работы по изучению атмосферного электричества.

Когда появилось электричество на территории России

Практически электрическое освещение в России появилось в 1879 на Литейном мосте в Петербурге, а официально — в 1880, с созданием 1-го электротехнического отдела, занимавшегося внедрением электричества в экономику государства. В 1881 Царское село было освещено электрическими фонарями. Лампы накаливания в Кремле в 1881 г осветили вступления на трон Александра III.

Прообраз российской энергосистемы был создан в 1886 г с основанием промышленно-коммерческого общества. В его планы входила электрификация населенных пунктов: улиц, заводов, магазинов и жилых домов. Первая крупная электрическая станция начала свою работу в 1888 г. в Зимнем дворце и на протяжении 15 лет считалась самой мощной в Европе. К 1917 г. в столице уже было электрифицировано около 30% домов. Далее развитие энергетики в СССР шло по плану ГОЭЛРО принятого 22 декабря 1920 года. Этот день до сих пор отмечается в России и странах СНГ, как День энергетика. План во многом позаимствовал наработки российских специалистов 1916 года. Благодаря ему была увеличена выработка электроэнергии, а к 1932 г. она возросла с 2 до 13,5 млрд кВт.

В 1960 г. уровень выработки электроэнергии составил 197.0 млрд. кВт-часов, и далее он продолжал неуклонно расти. Ежегодно в стране вводились новые энергетические мощности: ГРЭС, ТЭЦ, КЭС, ГЭС и АЭС. Суммарная их мощность к концу 1980 составила 266.7 тыс. МВт, а выработка электрической энергии в СССР достигла рекордных 1293.9 млрд. кВт∙ч.

После развала СССР, Россия продолжала наращивать темп развития энергетики, по результатам 2018 года выработка электроэнергии в стране составила −1091 млрд. кВт∙ч, что позволило стране войти в четверку мировых лидеров после Китая, США и Индии.

Мало кто задумывается, когда появилось электричество. А история его довольно интересна. Электричество делает жизнь комфортнее. Благодаря ему, стало доступно телевидение, Интернет и многое другое. И современную жизнь без электричества уже невозможно представить. Оно значительно ускорило развитие человечества.

История электричества

Если начать разбираться, когда появилось электричество, то нужно вспомнить греческого философа Фалеса. Именно он первый обратил внимание на это явление в 700 г. до н. э. Фаллес обнаружил, что при трении янтаря о шерсть камень начинает притягивать к себе легкие предметы.

Читайте также:  Как установить розетку lezard

В каком году появилось электричество? После греческого философа долгое время это явление никто не исследовал. И знаний в этой области не прибавлялось до 1600 г. В этом году Уильям Гилберт ввел термин «электричество», исследовав магниты и их свойства. С того времени это явление начали интенсивно изучать ученые.

Первые открытия

Когда появилось электричество, примененное в технических решениях? В 1663 г. была создана первая электромашина, которая позволяла наблюдать эффекты отталкивания и притяжения. В 1729 г. английский ученый Стивен Грей провел первый опыт, когда электричество передавалось на расстоянии. Спустя четыре года французский ученый Ш. Дюфе обнаружил, что электричество имеет 2 типа заряда: смоляной и стеклянный. В 1745 г. появился первый электроконденсатор – Лейденская банка.

В 1747 г. Бенджамином Франклином была создана первая теория, объясняющая это явление. А в 1785 г. появился закон Кулона. Электричество долго изучали Гальвани и Вольт. Был написан трактат о действии этого явления при мышечном движении и изобретен гальванический предмет. А русский ученый В. Петров стал открывателем вольтовой дуги.

Освещение

Когда появилось электричество в домах и квартирах? Для многих это явление связано в первую очередь с освещением. Таким образом, следует рассматривать, когда была изобретена первая лампочка. Это произошло в 1809 г. Изобретателем стал англичанин Деларю. Чуть позже появились спиралевидные лампочки, которые были наполнены инертным газом. Производиться они начали в 1909 г.

Появление электричества в России

Через некоторое время после введения термина «электричество» это явление начали исследовать во многих странах. Началом перемен можно считать появление освещения. В каком году появилось электричество в России? Согласно общественному резонансу, эта дата – 1879 год. Именно тогда в Петербурге впервые была проведена электрификация Литейного моста с помощью ламп.

Но на год раньше в Киеве, в одном из железнодорожных цехов, были установлены электрические фонари. Поэтому дата появления электричества в России – несколько спорный вопрос. Но так как это событие осталось без внимания, то официальной датой можно считать именно освещение Литейного моста.

Но есть еще одна версия, когда появилось электричество в России. С юридической точки зрения эта дата – тридцатое января 1880 года. В этот день в Русском техническом обществе появился первый электротехнический отдел. В его обязанности вменялось курировать внедрение электричества в повседневную жизнь. В 1881 г. Царское село стало первым европейским городом, который был полностью освещен.

Еще одна знаковая дата – пятнадцатое мая 1883 г. В этот день впервые была проведена иллюминация Кремля. Событие было приурочено к вступлению на российский трон Александра III. Для освещения Кремля на Софийской набережной специалистами-электриками была установлена небольшая электростанция. После этого события освещение сначала появилось на главной улице Петербурга, а потом в Зимнем дворце.

Летом 1886 г. указом императора было учреждено «Общество электроосвещения». Оно занималось электрификацией всего Петербурга и Москвы. А в 1888 г. начали строиться первые электростанции в крупнейших городах. Летом 1892 г. в России был запущен дебютный электротрамвай. А в 1895 г. появилась первая ГЭС. Она была построена в Петербурге, на р. Большая Охта.

А в Москве первая электростанция появилась в 1897 г. Она была построена на Раушской набережной. Электростанция вырабатывала переменный трехфазный ток. И это позволяло передавать электричество на большие расстояния без существенной потери мощности. В других городах России электростанции начали строиться на заре двадцатого века, перед Первой мировой войной.

Идея использования электрической энергии для освещения появилась еще у первых исследователей гальванического электричества. В 1801 г. Л. Ж. Тенар, пропуская через платиновую проволоку электрический ток, довел ее до белого накала. В 1802 г. русский физик В. В. Петров, получив впервые электрическую дугу, заметил, что ею может быть освещен «темный покой». Тогда же он наблюдал электрический разряд в вакууме, сопровождавшийся свечением.

Несколько лет спустя английский ученый Г. Дэви также высказывал мысль о возможности освещения электрической дугой. Таким образом, в экспериментальных работах начала XIX в. уже были выявлены три принципиально разные возможности электрического освещения, реализованные позднее в лампах накаливания, дуговых и газоразрядных осветительных приборах, однако до практического их освоения было тогда далеко.

Первые попытки были направлены на создание источника света, действующего вследствие накаливания проводника током. В 1820 г. французский ученый Деларю предложил цилиндрическую трубку с двумя концевыми зажимами для подвода тока и платиновой спиралью в качестве тела накала. Лампа Деларю оказалась непригодной для практического использования. Изобретательская мысль обратилась к отысканию приемлемых материалов для тела накала и технологии его получения.

Бельгийский инженер Жобар в 1838 г., русский изобретатель Барщевский в 1845 г., немецкий механик Г. Гебель в 1846 г., английский физик Д. В. Свон в 1860 г. предлагали новые конструкции и усовершенствования, но ощутимого успеха достигнуто не было. В то же время было установлено, что в качестве тела накала могли быть использованы платина, обугленные растительные волокна или ретортный уголь. Правда, платина была слишком дорогостоящей, а уголь — недолговечным. Для увеличения времени службы лабораторных образцов Г. Гебель в 1856 г. поместил тело накала в вакуум.

Читайте также:  Как хранить пластиковые бутылки

К 1860 г. относится создание русским подполковником В. Г. Сергеевым оригинального прожектора (лампы-фары), предназначенного для освещения минных галерей. Телом накала в лампе служила платиновая спираль; предусматривалось водяное охлаждение прибора.

Заметный прогресс в создании электрических осветительных приборов наступил в 70-е годы благодаря работам русского изобретателя А. Н. Лодыгина и американского изобретателя Т. А. Эдисона. В течение 1873—1874 гг. Лодыгин неоднократно устраивал временное электрическое освещение на улицах и в общественных зданиях Петербурга с помощью созданных им светильников.

В качестве тела накала в них использовались стержни из ретортного угля; для увеличения долговечности в ряде образцов (конструкции Лодыгина—Дидрихсона) монтировали несколько стерженьков, автоматически включавшихся взамен сгоравших, а из баллонов откачивали воздух. Лодыгин первым продемонстрировал практическую пригодность и эксплуатационное удобство ламп накаливания, преодолев барьер скептического отношения многих ученых и инженеров к принципиальной возможности осуществления этого вида освещения.

Конструкция лампы накаливания: а – Лодыгина—Дидрихсона, б – Эдисона

В 1879 г. Эдисон, добившись получения высококачественных материалов для тела накала и улучшения откачки воздуха из баллона, создал лампу с продолжительным сроком службы, пригодную для массового употребления. Особенно стремительное развитие электрического освещения начинается после освоения технологии изготовления вольфрамовых нитей. Способ применения вольфрама (или молибдена) для тела накала впервые дал А. Н. Лодыгин, предложивший в 1893 г. накаливать платиновую или угольную нить в атмосфере хлористых соединений вольфрама (или молибдена) вместе с водородом. Начиная с 1903 г. австрийцы Юст, Ф. Ханаман стали использовать идею Лодыгина в промышленном производстве ламп накаливания.

Введение электрического освещения способствовало развитию различных отраслей электротехники (электромашиностроения, электроизоляционной техники, приборостроения) и в конечном счете создавало объективные условия для перехода к централизованному электроснабжению.

На определенном этапе важная историческая роль в развитии электротехники принадлежала также дуговому освещению. Интерес к разработке дуговых источников света проявился несколько позже, чем к лампам накаливания, так как казалось, что создать конструкцию дуговой лампы, в которой бы обеспечивалась неизменность расстояния между электродами по мере их сгорания, затруднительно. Кроме того, долгое время не удавалось разработать технологию изготовления качественных угольных электродов.

Первые дуговые лампы с ручным регулированием длины дуги построили французы — ученый Ж. Б. Л. Фуко и электротехник А. Ж. Аршро в 1848 г. Эти лампы годились лишь для кратковременного подсвечивания. Изобретательская мысль направляется на создание автоматических регуляторов с часовыми механизмами и с электромагнитными устройствами. В 50—70-х годах это были наиболее распространенные электроавтоматические устройства. Дуговые лампы с регуляторами получили некоторое применение на маяках, для освещения гаваней и больших помещений, требующих интенсивной освещенности.

Однако конструкции электродуговых светильников с регуляторами, на усовершенствование которых было затрачено много усилий, не могли служить для массового применения. Радикальное решение проблемы было найдено русским изобретателем П. Н. Яблочковым, предложившим в 1876 г. дуговую лампу без регулятора — «электрическую свечу».

Решение Яблочкова было гениально просто: расположить электродные угли, изолировав их тонким слоем каолина, параллельно один другому и поставить вертикально. В таком положении по мере сгорания углей расстояние между ними не менялось — они сгорали подобно свече, и нужда в регуляторе отпадала. В процессе совершенствования своего изобретения Яблочков пришел к интереснейшим решениям, которые существенно отразились на всем ходе развития электротехники.

Прежде всего это относилось к освоению на практике переменных токов. В течение всего предшествующего периода применение электричества базировал исключительно на постоянном токе. Сложилось убеждение, что переменный ток не пригоден для технических целей. Для питания же свечей, как заметил Яблочков, лучше подходил переменный ток, обеспечивавший равномерное сгорание обоих углей. В короткий срок осветительные установки по системе Яблочкова были переведены на питание переменным током. Естественным результатом был увеличившийся спрос на генераторы однофазного переменного тока.

Электрическая свеча П. В. Яблочкова

Яблочкову принадлежит заслуга решения задачи освещения любым числом ламп от одного генератора. До него каждая дуговая лампа должна была иметь свой источник тока. Яблочков разработал несколько весьма эффективных схем «дробления электрической энергии», одна из которых — дробление посредством индукционных катушек — легла в основу построения электроэнергетических установок переменного тока, а сами индукционные катушки стали заметной вехой на пути создания трансформатора. В схемах Яблочкова впервые появились основные элементы современных энергетических установок: первичный двигатель, генератор, линия передачи и приемники.

Электрические свечи Яблочкова, названные «русский свет», в конце 70-х годов появились на улицах и в общественных зданиях многих столиц мира; они проникли в производственные корпуса крупных заводов, на строительные площадки, верфи и т. п. С осени 1878 г., после основания в Петербурге предприятия П. Н. Яблочкова по изготовлению электрических машин и аппаратов, введение электрического освещения в Россия также заметно ускорилось.

Рост установок дугового электрического освещения вызывал потребность в мощных источниках тока. Появление динамомашины — экономичного электромашинного генератора — способствовало расширению сферы энергетического применения электричества. Разработка относительно дешевого и доступного приемника электрической энергии повлекла за собой зарождение идеи централизованного производства электроэнергии. Таким образом, электродуговое освещение, не войдя в дальнейшем. в практику столь широко, как освещение лампами накаливания, сыграло большую историческую роль в развитии новых направлений электротехники.

Шухардин С. "Техника в её историческом развитии"

Комментарии запрещены.

Присоединяйся