Звідки надходить електрика. Коли виникла електрика: історія появи. Що таке електричний струм, звідки він береться і як добирається до наших будинків

Життя сучасної людиниорганізована таким чином, що її інфраструктурне забезпечення задіює безліч компонентів із різними техніко-функціональними властивостями. До таких належать і електроенергія. Пересічний споживач не бачить і не відчуває, як саме вона виконує свої завдання, але кінцевий результатцілком помітний у роботі побутової техніки, та й не лише. При цьому питання щодо того, звідки береться електрика, у поданні багатьох користувачів тих же домашніх приладів залишаються нерозкритими. Для розширення знань у цій галузі варто розпочати з поняття про електроенергію як таку.

Що таке електрика?

Складність цього поняття цілком зрозуміла, оскільки енергію неможливо позначити як звичайний предмет чи явище, доступне візуальному сприйняттю. При цьому є два підходи до відповіді на питання про те, що таке електрика. Визначення вчених свідчить, що електрика є потоком заряджених частинок, що характеризується спрямованим рухом. Як правило, під частинками розуміються електрони.

У самій галузі енергетики частіше розглядають електроенергію як продукт, що виробляється підстанціями. З цього погляду мають значення та елементи, які безпосередньо беруть участь у процесі формування та передачі струму. Тобто в даному випадку розглядається енергетичне поле, яке створюється навколо провідника або іншого зарядженого тіла. Щоб наблизити таке розуміння енергії до реального спостереження слід розібратися з таким питанням: звідки береться електрика? Існують різні технічні засоби для виробництва струму, і всі вони підпорядковані одному завданню постачання кінцевих споживачів. Втім, до того моменту, коли користувачі зможуть забезпечити свої прилади енергією, вона має пройти кілька етапів.

Вироблення електрики

На сьогоднішній день у сфері енергетики застосовується близько 10 видів станцій, що забезпечують генерацію електрики. Це процес, в результаті якого відбувається перетворення певного виду енергії на струмовий заряд. Іншими словами, електрика формується під час переробки іншої енергії. Зокрема, на спеціалізованих підстанціях використовують як основний робочий ресурс теплову, вітряну, приливну, геотермальну та інші Відповідаючи на запитання щодо того, звідки надходить електрика, варто відзначити інфраструктуру, якою забезпечена кожна підстанція. Будь-який електрогенератор забезпечений складною системою функціональних вузлів і мереж, які дозволяють акумулювати енергію, що виробляється, і готувати її для подальшої передачі на вузли розподілу.

Традиційні електростанції

Хоча за Останніми рокамитенденції в енергетиці змінюються швидкими темпами, можна виділити основні працюючі за класичними принципами. Насамперед це об'єкти теплової генерації. Вироблення ресурсу проводиться в результаті згоряння та подальшого перетворення виділеної При цьому існують різні види таких станцій, серед яких теплофікаційні та конденсаційні. Головною відмінністю між ними є можливість об'єктів другого типу також генерувати теплові потоки. Тобто при відповіді на питання про те, звідки береться електрика, можна відзначити і станції, які паралельно виробляють інші види енергії. Крім теплових об'єктів виробітку, досить поширені гідро- та атомні станції. У першому випадку передбачається від руху води, а в другому - в результаті розподілу атомів у спеціальних реакторах.

Альтернативні джерела енергії

До цієї категорії джерел енергії прийнято відносити сонячні промені, вітер, земельні надра і т. д. Особливо поширені різні генератори, орієнтовані на акумуляцію та перетворення на електрику сонячної енергії. Подібні установки є привабливими тим, що їх може використовувати будь-який споживач в обсягах, необхідних для постачання його будинку. Втім, широкому поширенню подібних генераторів заважає висока вартість обладнання, а також нюанси в експлуатації, зумовлені залежністю робочих фотоелементів від

На рівні великих енергетичних компаній активно розвиваються альтернативні вітряні джерела електрики. Вже сьогодні ціла низка країн використовує програми поступового переходу на цей вид енергозабезпечення. Втім, і в даному напрямкує свої перешкоди, зумовлені малопотужністю генераторів за високої вартості. Щодо нового альтернативного джерела енергії є природне тепло Землі. У разі станції перетворюють теплову енергію, отриману з глибин підземних каналів.

Розподіл електроенергії

Після вироблення електроенергії починається етап її передачі та розподілу, що забезпечується енергозбутовими компаніями. Постачальники ресурсу організують відповідну інфраструктуру, основу якої складають електричні сітки. Існує два види каналів, якими реалізується передача електрики, — повітряні та підземні кабельні лінії. Дані мережі є кінцевим джерелом та головною відповіддю на питання про те, звідки береться електрика для різних потреб користувачів. Організації-постачальники прокладають спеціальні траси для розподілу електроенергії, використовуючи різні види кабелів.

Споживачі електрики

Електроенергія потрібна для різних завдань як у побутовому господарстві, так і в промисловому секторі. Класичним прикладом використання цього носія енергії є освітлення. Однак у наші дні електрика в будинку служить для забезпечення більш широкого спектру приладів та обладнання. І це лише невелика частина потреб суспільства у енергопостачанні.

Цей ресурс також потрібен підтримки роботи транспортної інфраструктури: обслуговування ліній тролейбусів, трамваїв і метро тощо. Окремо варто відзначити промислові підприємства. Заводи, комбінати та переробні комплекси найчастіше вимагають підключення величезних потужностей. Можна сказати, це найбільші споживачі електроенергії, які використовують цей ресурс для забезпечення роботи технологічного обладнаннята місцевої інфраструктури.

Управління об'єктами електроенергетики

Крім організації електромережевого господарства, що технічно забезпечує можливість передачі та розподілу енергії для кінцевих споживачів, робота даного комплексу неможлива без систем управління. Для реалізації цих завдань постачальники використовують оперативно-диспетчерські пункти, співробітники яких реалізують централізований контроль та керування роботою довірених ним об'єктів електроенергетики. Зокрема подібні служби контролюють параметри мереж, до яких підключаються споживачі електроенергії на різних рівнях. Окремо варто відзначити і відділи, які виконують техобслуговування мереж, запобігаючи зношуванням та відновлюючи пошкодження на окремих ділянках ліній.

Висновок

За весь час існування енергетична галузь зазнала кількох етапів свого розвитку. У Останнім часомспостерігаються нові зміни, зумовлені активним освоєнням альтернативних джереленергії. Успішний розвиток цих напрямів вже сьогодні дає можливість використовувати електрику в будинку, отриманий від індивідуальних побутових генераторів незалежно від центральних мереж. Втім, і у цих галузях є певні складнощі. Насамперед вони пов'язані з фінансовими витратами на закупівлю та монтаж відповідного обладнання — тих же сонячних панелейз акумуляторами. Але оскільки енергія, що виробляється від альтернативних джерел, є повністю безплатною, то перспективи подальшого просування цих областей зберігають актуальність для різних категорій споживачів.

Або електричним струмомназивають спрямований потік заряджених частинок, наприклад електронів. Також електрикою називається енергія, одержувана внаслідок такого руху заряджених частинок, та освітлення, яке одержують на основі цієї енергії. Термін «електрика» був введений англійським вченим Вільямом Гілбертом в 1600 році в його творі «Про магніт, магнітні тіла і про великий магніт-Землю».

Гілберт проводив досліди з бурштином, який в результаті тертя про сукно отримав можливість притягувати інші легкі тіла, тобто набув якогось заряду. А оскільки бурштин перекладається з грецької як електрон, то явище, що спостерігається вченим, отримало назву «електрика».

Електричний струм

Трохи теорії про електрику

Електрика здатна створювати довкола провідників електричного струму або заряджених тіл електричне поле. За допомогою електричного поляможна впливати на інші тіла, що володіють електричним зарядом.

Електричні заряди діляться на позитивні та негативні. Цей вибір є умовним, однак через те, що він уже давно зроблено історично, то тільки тому за кожним зарядом закріплено певний знак.

Тіла, які заряджені одним видом знака, відштовхуються один від одного, а які мають різні заряди, навпаки притягуються.

Під час руху заряджених частинок, тобто існування електрики, також, крім електричного поля, виникає і магнітне поле. Це дозволяє встановити спорідненість між електрикою та магнетизмом.

Цікаво, що існують тіла, які проводять електричний струмабо тіла з дуже великим опором. Це було відкрито англійським ученим Стівеном Греєм у 1729 році.

Вивченням електрики найбільш повно і фундаментально займається така наука, як термодинаміка. Однак квантові властивості електромагнітних полів і заряджених частинок вивчаються вже зовсім іншою наукою - квантовою термодинамікою, проте деяку частину квантових явищ можна досить просто пояснити звичайними квантовими теоріями.

Основи електрики

Історія відкриття електрики

Спочатку необхідно сказати, що немає такого вченого, який може вважатися відкривачем електрики, так як з найдавніших часів до наших днів багато вчених вивчають його властивості і дізнаються щось нове про електрику.

Першим, хто зацікавився електрикою, був давньогрецький філософ Фалес. Він виявив, що бурштин, який потерти об шерсть набуває властивості притягувати інші легкі тіла.
Потім інший давньогрецький вчений Аристотель займався вивченням деяких вугрів, які вражали ворогів електричним розрядом.
У 70 році нашої ери римський письменник Пліній вивчав електричні властивості смоли.
Однак потім довгий час про електрику не було отримано жодних знань.
І лише в 16 столітті придворний лікар англійської королеви Єлизавети 1 Вільям Жільбер зайнявся вивченням електричних властивостей і зробив низку цікавих відкриттів. Після цього почалося буквально «електричне божевілля».
Лише 1600 року з'явився термін «електрика», запроваджений англійським ученим Вільямом Гілбертом.
В 1650, завдяки бургомістру Магдебурга Отто фон Геріке, який винайшов електростатичну машину, з'явилася можливість спостерігати ефект відштовхування тіл під дією електрики.
У 1729 році англійський учений Стівен Грей, проводячи досліди з передачі електричного струму на відстань, випадково виявив, що не всі матеріали мають властивість однаково передавати електрику.
У 1733 році французький вчений Шарль Дюфе відкрив існування двох типів електрики, які він назвав скляним та смоляним. Ці назви вони отримали через те, що виявлялися при терті скла про шовк та смоли про шерсть.
Перший конденсатор, тобто накопичувач електрики, винайшов голландець Пітер ван Мушенбрук у 1745 році. Цей конденсатор отримав назву Лейденська банка.
У 1747 році американець Б. Франклін створив першу у світі теорію електрики. За франкліном електрика – це нематеріальна рідина чи флюїд. Інша заслуга Франкліна перед наукою полягає в тому, що він винайшов громовідвід та за допомогою нього довів, що блискавка має електричну природувиникнення. Також він запровадив такі поняття як позитивний та негативний заряди, але не відкривав заряди. Це відкриття зробив учений Сімер, який довів існування полюсів зарядів: позитивного та негативного.
Вивчення властивостей електрики перейшло до точних наук після того як у 1785 Кулон відкрив закон про силу взаємодії, що відбувається між точковими електричними зарядами, який отримав назву Закон Кулона.
Потім, в 1791 році італійський вчений Гальвані публікує трактат про те, що в м'язах тварин при їх русі виникає електричний струм.
Винахід батареї іншим італійським ученим - Вольтом в 1800, призвело до бурхливого розвитку науки про електрику і до ряду важливих відкриттівв цій області.
Потім були відкриття Фарадея, Максвелла і Ампера, які відбулися всього за 20 років.
У 1874 році російський інженер А. Н. Лодигін отримав патент, на винайдену в 1872 лампу розжарювання з вугільним стрижнем. Потім у лампі став використовуватися стрижень із вольфраму. А 1906 року він продав свій патент компанії Томаса Едісона.
У 1888 Герц реєструє електромагнітні хвилі.
1879 року Джозеф Томсон відкриває електрон, який є матеріальним носієм електрики.
У 1911 році француз Жорж Клод винайшов першу у світі неонову лампу.
Двадцяте століття дало світові теорію Квантової електродинаміки.
У 1967 році було зроблено ще один крок на шляху вивчення властивостей електрики. Цього року було створено теорію електрослабких взаємодій.

Однак це лише основні відкриття, зроблені вченими, та сприяли застосуванню електрики. Але дослідження продовжуються і зараз, і щороку відбуваються відкриття у галузі електрики.

Всі впевнені, що найбільшим і наймогутнішим у плані відкриттів пов'язаних з електрикою був Нікола Тесла. Сам він народився в Австрійській імперії, тепер це є територія Хорватії. У його багажі винаходів та наукових праць: змінний струм, теорія полів, ефір, радіо, резонанс та багато іншого. Деякі припускають можливість що явище “ Тунгуського метеорита”, це ні що інше як робота рук самого Миколи Тесли, саме вибух величезної потужності біля Сибіру.

Володар світу - Нікола Тесла

Якийсь час вважалося, що електрика в природі не існує. Однак після того, як Б.Франклін встановив, що блискавки мають електричну природу виникнення, ця думка перестала існувати.

Значення електрики у природі, як й у людини досить величезне. Адже саме блискавки призвели до синтезу амінокислот і, отже, до появи життя землі.

Процеси в нервової системилюдини та тварин, наприклад, рух і дихання, відбуваються завдяки нервовому імпульсу, який виникає через електрику, що існує у тканинах живих істот.

Деякі види риб використовують електрику, а точніше електричні розряди для захисту від ворогів, пошуку їжі під водою та її добування. Такими рибами є: вугрі, міноги, електричні скати та навіть деякі акули. Всі ці риби мають спеціальний електричний орган, який працює за принципом конденсатора, тобто накопичує досить великий електричний заряд, а потім розряджає його на жертву, яка торкнулася такої риби. Також такий орган працює з частотою кілька сотень герц і має напругу кілька вольт. Сила струму електричного органу риб змінюється із віком: що старше стає риба, то сила струму більше. Також завдяки електричному струму риби, що мешкають на великій глибині, орієнтуються у воді. Електричне поле спотворюється під дію предметів, що у воді. А ці спотворення допомагають рибам орієнтуватися.

Смертельні досліди. Електрика

Отримання електрики

Для отримання електрики були спеціально створені електростанції. На електростанціях за допомогою генераторів створюється електроенергія, яка потім передається в місця споживання по лініях електропередач. Електричний струм створюється завдяки переходу механічної чи внутрішньої енергії в електричну енергію. Електростанції поділяються на: гідроелектростанції чи ГЕС, теплові атомні, вітрові, приливні, сонячні та інші електростанції.

У гідроелектростанціях турбіни генератора, що рухаються під дією потоку води, виробляють електричний струм. У теплових електростанціях або по-іншому ТЕЦ електричний струм утворюється також, але замість води використовується водяна пара, що виникає в процесі нагрівання води при згорянні палива, наприклад, вугілля.

Дуже схожий принцип роботи використовується в атомній станції чи АЕС. Тільки АЕС використовується інший вид палива – радіоактивні матеріали, наприклад, уран чи плутоній. Відбувається поділ їх ядер, завдяки чому виділяється дуже велика кількість теплоти, що використовується для нагрівання води і перетворення її у водяну пару, яка потім надходить у турбіну, що виробляє електричний струм. Для таких станцій потрібно дуже мало палива. Так, десять грамів урану виробляє таку ж кількість електрики, як і вагон вугілля.

Використання електрики

У наш час життя без електрики стає неможливим. Воно досить щільно увійшло життя людей двадцять першого століття. Часто електрику використовують для освітлення, наприклад, використовуючи електричну або неонову лампу, і передачі всілякої інформації за допомогою телефону, телебачення і радіо, а в минулому і телеграфу. Також ще у ХХ столітті з'явилася нова областьзастосування електрики: джерело живлення електричних двигунів трамваїв, поїздів у метро, тролейбусів та електричок. Електрика необхідна роботи різних побутових приладів, які значно покращують життя сучасної людини.

Сьогодні електрика також застосовується для отримання якісних матеріалів та їхньої обробки. За допомогою електрогітар, які працюють завдяки електриці, можна створювати музику. Також електрика продовжує використовуватися, як гуманний спосіб умертвіння злочинців (електричний стілець), у країнах, у яких дозволено смертну кару.

Також з огляду на те, що життя сучасної людини стає практично неможливим без комп'ютерів та стільникових телефонів, для роботи яких необхідна електрика, то важливість електрики буде досить складно переоцінити.

Електрика в міфології та мистецтві

У міфології багатьох народів є боги, які здатні метати блискавки, тобто уміють використовувати електрику. Наприклад, у греків таким богом був Зевс, у індусів-Агні, який умів перетворюватися на блискавку, у слов'ян – це Перун, а у скандинавських народів-Тор.

У мультфільмах є електрика. Так у диснеївському мультфільмі Чорний плащ є антигерой Мегавольт, який здатний наказувати електрикою. У японській анімації електрикою володіє покемон Пікачу.

Висновок

Вивчення властивостей електрики почалося ще в давнину і триває досі. Дізнавшись, основні властивості електрики та, навчившись їх правильно використовувати, люди значно полегшили своє життя. Електрика також використовується на заводах, фабриках і т.д., тобто за допомогою неї можна отримувати інші блага. Значення електрики, як і природі, і у житті сучасної людини величезне. Без такого електричного явища, як блискавка на землі, не зародилося б життя, а без нервових імпульсів, що виникають також завдяки електриці, неможливо було б забезпечити узгоджену роботу між усіма частинами організмів.

Люди завжди були вдячні електриці, навіть коли не знали про її існування. Вони наділяли своїх головних богів можливістю метати блискавки.

Сучасна людина також не забуває про електрику, але чи можливо про неї забути? Він наділяє електричними здібностями героїв мультфільмів та фільмів, будує електростанції, щоб отримувати електрику та робить багато іншого.

Таким чином, електрика є найбільшим даром, даним нам самою природою і яким ми, на щастя, навчилися користуватися.

Сучасне життя неможливо уявити без електрики, цей тип енергії використовується людством найповніше. Однак далеко не всі дорослі люди здатні згадати зі шкільного курсу фізики визначення електричного струму (це спрямований потік перебігу елементарних частинок, що мають заряд), зовсім мало хто розуміє, що це таке.

Що таке електрика

Наявність електрики як явища пояснюється однією з головних властивостей фізичної матерії – здатністю мати електричний заряд. Вони бувають позитивними та негативними, при цьому об'єкти, що мають різнополюсні знаки, притягуються один до одного, а «рівнозначні», навпаки, відштовхуються. Частки, що рухаються, також є джерелом виникнення магнітного поля, що зайвий раз доводить зв'язок між електрикою і магнетизмом.

На атомарному рівні існування електрики можна пояснити так. Молекули, з яких складаються всі тіла, містять атоми, складені з ядер та електронів, що циркулюють навколо них. Ці електрони можуть за певних умов відриватися від «материнських» ядер та переходити на інші орбіти. Внаслідок цього деякі атоми стають «недоукомплектованими» електронами, а в деяких їх надміру.

Оскільки природа електронів така, що вони течуть туди, де їх не вистачає, постійне переміщення електронів від однієї речовини до іншої становить електричний струм (від слова «текти»). Відомо, що електрика має напрямок від полюса мінус до полюса плюс. Тому речовина з нестачею електронів вважається зарядженим позитивно, і з надлишком – негативно, і називається воно «іонами». Якщо йдеться про контакти електричних проводів, то позитивно заряджений називається "нульовий", а негативно - "фаза".

У різних речовинах відстань між атомами по-різному. Якщо вони дуже маленькі, електронні оболонки буквально торкаються один одного, тому електрони легко і швидко переходять від одного ядра до іншого та назад, чим створюється рух електричного струму. Такі речовини, наприклад, як метали називаються провідниками.

У інших речовинах міжатомні відстані щодо великі, тому є діелектриками, тобто. не проводять електрику. Насамперед, це гума.

додаткова інформація. При випромінюванні ядрами речовини електронів та їх русі відбувається утворення енергії, що прогріває провідник. Така властивість електрики називається «потужність», вимірюється вона у ВАТ. Також цю енергію можна перетворювати на світлову чи інший вид.

Для безперервної течії електрики по мережі потенціали на кінцевих точках провідників (від ліній ЛЕП до будинкової електропроводки) мають бути різними.

Історія відкриття електрики

Що таке електрику, звідки воно береться, та інші його характеристики фундаментально вивчає наука термодинаміка із суміжними науками: квантовою термодинамікою та електронікою.

Сказати, що якийсь вчений винайшов електричний струм, було б неправильним, бо з давніх часів багато дослідників та вчених займалися його вивченням. Сам термін «електрика» узвичаїв грецький вчений-математик Фалес, це слово означає «бурштин», оскільки саме в дослідах з янтарною паличкою та вовною Фалесу вдалося виробити статичну електрику і описати це явище.

Римлянин Пліній займався також дослідженням електричних властивостей смоли, а Аристотель вивчав електричних вугрів.

В пізніший час першим, хто досконально став вивчати властивості електричного струму, став В. Жильбер, лікар англійської королеви. Німецький бургомістр з Магдебурга О. Геріке вважається творцем першої лампочки з натертої сірчаної кульки. А великий Ньютон вивів доказ існування статичної електрики.

На самому початку 18 століття англійський фізик С. Грей поділив речовини на провідники та непровідники, а голландським вченим Пітером ван Мушенбруком була винайдена лейденська банка, здатна накопичувати електричний заряд, тобто це був перший конденсатор. Американський вчений та політичний діяч Б. Франклін уперше в наукових термінах вивів теорію електрики.

Усі 18 століття було багатим на відкриття у сфері електрики: встановлено електричну природу блискавки, сконструйовано штучне магнітне поле, виявлено існування двох видів зарядів («плюс» і «мінус») і, як наслідок, двох полюсів (природознавець із США Р. Сіммер) , Кулон відкрито закон взаємодії між точковими електрозарядами.

У наступному столітті винайдено батарейки (італійський учений Вольта), дугова лампа (англієць Дейві), а також прототип першої динамо-машини. 1820 вважається роком зародження електродинамічної науки, зробив це француз Ампер, за що його ім'я привласнили одиниці для показань сили електроструму, а шотландець Максвелл вивів світлову теорію електромагнетизму. Росіянин Лодигін винайшов лампу розжарювання, що має стрижень з вугілля, – прабатько сучасних лампочок. Трохи більше ста років тому було винайдено неонову лампу (французький вчений Жорж Клод).

І до цього дня дослідження та відкриття в галузі електрики продовжуються, наприклад, теорія квантової електродинаміки та взаємодії слабких електричних хвиль. Серед усіх вчених, які займалися дослідженням електрики, особливе місце належить Ніколі Тесла -багато його винаходів і теорії про те, як працює електрика, досі не гідно оцінені.

Природна електрика

Довгий час вважалося, що електрики «самого по собі» не існує в природі. Цю оману розвіяв Б. Франклін, який довів електричну природу блискавок. Саме вони, за однією з версій вчених, сприяли синтезу перших амінокислот Землі.

Усередині живих організмів також виробляється електрика, що породжує нервові імпульси, що забезпечують рухові, дихальні та інші життєво необхідні функції.

Цікаво.Багато вчених вважають людське тіло автономною електричною системою, яка наділена функціями саморегуляції.

У представників тваринного світу теж є своя електрика. Наприклад, деякі породи риб (вугри, міноги, скати, вудильники та інші) використовують його для захисту, полювання, добування їжі та орієнтації у підводному просторі. Особливий орган у тілі цих риб виробляє електроенергію та накопичує її, як у конденсаторі, його частота – сотні герц, а напруга – 4-5 вольт.

Отримання та використання електрики

Електрика в наш час – це основа комфортного життя, тому людство потребує його постійного вироблення. Для цих цілей зводяться різноманітні електростанції (гідроелектростанції, теплові, атомні, вітрові, приливні та сонячні), здатні за допомогою генераторів виробляти мегавати електрики. В основі цього процесу лежить перетворення механічної (енергія падаючої води на ГЕС), теплової (спалювання вуглецевого палива – кам'яного та бурого вугілля, торфу на ТЕЦ) або міжатомної енергії (атомного розпаду радіоактивних урану та плутонію на АЕС) на електричну.

Багато наукових досліджень присвячено електричним силам Землі, всі вони прагнуть використати атмосферну електрику для блага людства – вироблення електроенергії.

Вченими запропоновано безліч цікавих пристроїв генераторів струму, які дають змогу видобувати електрику з магніту. Вони використовують можливості постійних магнітів здійснювати корисну роботу у вигляді моменту, що крутить. Він виникає в результаті відштовхування між однойменно зарядженими магнітними полями на статорному та роторному пристроях.

Електрика популярніша за решту джерел енергії, оскільки має безліч переваг:

легке переміщення споживача;
швидкий переведення в тепловий або механічний вид енергії;
можливі нові сфери його застосування (електромобілі);
відкриття нових властивостей (надпровідність).

Електрика – це рух різнозаряджених іонів усередині провідника. Це великий подарунок від природи, який люди пізнають з давніх-давен, і цей процес ще не закінчений, хоча людство вже навчилося видобувати його у величезних обсягах. Електрика грає величезну роль розвитку сучасного суспільства. Можна сміливо сказати, що без нього життя більшості наших сучасників просто зупиниться, адже недарма при відключенні електрики люди кажуть, що «відключили світло».

Відео

Мало хто думає, коли з'явилася електрика. А історія його досить цікава. Електрика робить життя комфортнішим. Завдяки йому, стало доступне телебачення, Інтернет та багато іншого. І сучасне життябез електрики вже неможливо уявити. Воно значно прискорило розвиток людства.

Історія електрики

Якщо почати розбиратися, коли з'явилася електрика, треба згадати грецького філософа Фалеса. Саме він перший звернув увагу на це явище у 700 р. до н. е. Фаллес виявив, що при терті бурштину об шерсть камінь починає притягувати до себе легкі предмети.

Якого року з'явилася електрика? Після грецького філософа довгий час цього явища ніхто не досліджував. І знань у цій галузі не додавалося до 1600 р. Цього року Вільям Гілберт запровадив термін «електрика», дослідивши магніти та їх властивості. З того часу це явище почали активно вивчати вчені.

Перші відкриття

Коли з'явилася електрика, застосована в технічні рішення? У 1663 р. була створена перша електромашина, яка дозволяла спостерігати ефекти відштовхування та тяжіння. У 1729 р. англійський вчений Стівен Грей провів перший досвід, коли електрика передавалося з відривом. Через чотири роки французький учений Ш. Дюфе виявив, що електрика має 2 типи заряду: смоляний та скляний. У 1745 р. з'явився перший електроконденсатор – Лейденська банка.

У 1747 р. Бенджаміном Франкліном було створено першу теорію, що пояснює це. А в 1785 р. з'явилася електрика довго вивчали Гальвані і Вольт. Було написано трактат про дію цього явища при м'язовому русі та винайдено гальванічний предмет. А російський вчений В. Петров став відкривачем

Освітлення

Коли з'явилася електрика у будинках та квартирах? Для багатьох це явище пов'язане насамперед із висвітленням. Таким чином, слід розглядати, коли була винайдена перша лампочка. Це сталося 1809 р. Винахідником став англієць Деларю. Трохи пізніше з'явилися спіралеподібні лампочки, наповнені інертним газом. Вироблятися вони почали 1909 р.

Поява електрики у Росії

Через деякий час після введення терміну "електрика" це явище почали досліджувати у багатьох країнах. Початком змін вважатимуться поява освітлення. У якому році з'явилася електрика у Росії? Згідно з цією датою - 1879 рік. Саме тоді в Петербурзі вперше було проведено електрифікацію за допомогою ламп.

Але на рік раніше у Києві, в одному із залізничних цехів, було встановлено електричні ліхтарі. Тому дата появи електрики в Росії – дещо спірне питання. Але оскільки ця подія залишилася поза увагою, то офіційною датою вважатимуться саме освітлення Ливарного мосту.

Але є ще одна версія, коли з'явилася електрика у Росії. З юридичного погляду ця дата - тридцяте січня 1880 року. Цього дня у Російському технічному товаристві з'явився перший електротехнічний відділ. У його обов'язки ставилося курувати використання електрики в повсякденне життя. У 1881 р. Царське село стало першим європейським містом, яке було повністю висвітлено.

Ще одна знакова дата – п'ятнадцяте травня 1883 р. Цього дня вперше було проведено ілюмінацію Кремля. Подія була присвячена вступу на російський трон Олександра ІІІ. Для освітлення Кремля на фахівцями-електриками було встановлено невелику електростанцію. Після цієї події освітлення спочатку з'явилося на головній вулиці Петербурга, а згодом у Зимовому палаці.

Влітку 1886 р. указом імператора було засновано «Товариство електроосвітлення». Воно займалося електрифікацією всього Петербурга та Москви. А в 1888 р. почали будуватися перші електростанції в найбільших містах. Влітку 1892 р. у Росії було запущено дебютний електротрамвай. А в 1895 р. з'явилася Вона була побудована в Петербурзі, на нар. Велика Охта.

А в Москві перша електростанція з'явилася 1897 р. Вона була побудована на Рауській набережній. Електростанція виробляла змінний трифазний струм. І це дозволяло передавати електрику на великі відстані без суттєвої втрати потужності. В інших містах почали будуватися на зорі двадцятого століття, перед Першою світовою війною.

Це питання, як капуста, його розкриваєш-розкриваєш, а до "фундаментальної" качан все ще далеко. Хоча питання, мабуть, стосується цієї самої качан, доведеться все ж таки спробувати здолати всю капусту.

На поверхневий погляд природа струму здається простою: струм - це коли заряджені частинки рухаються. (Якщо частка не рухається, то струму немає, є тільки електричне поле.) Намагаючись осягнути природу струму, і не знаючи з чого складається струм, вибрали для струму напрямок, що відповідає напрямку руху позитивних частинок. Пізніше виявилося, що невідмінний, такий самий по дії струм виходить при русі негативних частинок у протилежному напрямку. Ця симетрія є чудовою деталлю природи струму.

Залежно від того, де рухаються частинки, природа струму теж різна. Відрізняється сам поточний матеріал:

У металах є вільні електрони;
У металевих та керамічних надпровідниках – теж електрони;
У рідинах - іони, що утворюються при протіканні хімічних реакцій або за впливу прикладеного електричного поля;
У газах – знову іони, а також електрони;
А ось у напівпровідниках електрони невільні та можуть рухатися "естафетно". Тобто. рухатися може не електрон, а як місце, де його немає - "дірка". Така провідність називається дірковою. На спайках різних напівпровідників природа такого струму породжує ефекти, які уможливлюють всю нашу радіоелектроніку.
У струму два заходи: сила струму та щільність струму. Між струмом зарядів і струмом, наприклад, води у шланзі більше відмінностей, ніж подібності. Але такий погляд на струм цілком продуктивний, розуміння природи останнього. Струм у провіднику це векторне поле швидкостей частинок (якщо це частинки з однаковим зарядом). Але ми зазвичай описи струму не враховуємо ці деталі. Ми усереднюємо цей струм.

Якщо ми візьмемо лише частинку (природно заряджену і рухому), то струм рівний добутку заряду і миттєвої швидкості у конкретний час існує саме там, де перебуває ця частка. Пам'ятайте, як було в пісні дуету Івасі "Пора по пиву": "...якщо клімат тяжкий і ворожий астрал, якщо поїзд пішов і всі рейки ЗА-БРАЛ..." :)

І ось ми прийшли до тієї качанчику, яку згадували спочатку. Чому частка має заряд (з рухом начебто все ясно, а що таке заряд)? Найбільш фундаментальні частинки (ось тепер точно:) начебто неподільні) несучі заряд - це електрони, позитрони (антиелектрони) і кварки. Окремо взятий кварк витягнути і досліджувати неможливо через конфайнмент, з електроном начебто простіше, але теж поки не дуже ясно. На даний момент видно, що струм квантується: не спостерігається зарядів менше заряду електрона (кварки спостерігаються тільки у вигляді адронів із сукупним зарядом таким самим або нульовим). Електричне поле окремо від зарядженої частки може існувати тільки у зв'язці з магнітним полем, як електромагнітна хвиля, квантом якої є фотон. Можливо, якісь інтерпретації природи електричного заряду лежать у сфері квантової фізики. Наприклад, передбачене нею і виявлене порівняно недавно поле Хіггса (є бозон - є і поле) пояснює масу ряду частинок, а маса - це міра того, як частка відгукується на гравітаційне поле. Можливо й із зарядом, як із мірою відгуку на електричне поле, виявиться якась схожа історія. Чому є маса і чому є заряд – це у чомусь споріднені питання.

Багато що відомо про природу електричного струму, але найголовніше поки що немає.