25 feiten over elektriciteit, zijn onderzoek en toepassingen * Feiten

Elektriciteit is een van de pijlers van de moderne beschaving. Leven zonder elektriciteit is natuurlijk mogelijk, want onze niet zo verre voorouders deden het prima zonder. "Ik zal alles hier aansteken met Edison- en Swann-lampen!" Riep Sir Henry Baskerville van Arthur Conan Doyle's The Hound of the Baskervilles toen hij voor het eerst het sombere kasteel zag dat hij op het punt stond te erven. Maar de werf was al aan het einde van de 19e eeuw.

Elektriciteit en de daarmee samenhangende vooruitgang hebben de mensheid ongekende kansen geboden. Het is bijna onmogelijk om ze op te noemen, ze zijn zo talrijk en wereldwijd. Alles om ons heen is op de een of andere manier gemaakt met behulp van elektriciteit. Het is moeilijk iets te vinden dat er niets mee te maken heeft. Levende organismen? Maar sommigen van hen wekken zelf aanzienlijke hoeveelheden elektriciteit op. En de Japanners hebben geleerd de opbrengst van paddenstoelen te verhogen door ze bloot te stellen aan hoogspanningsschokken. De zon? Het schijnt vanzelf, maar zijn energie wordt al verwerkt tot elektriciteit. Theoretisch kun je in sommige afzonderlijke aspecten van het leven zonder elektriciteit, maar zo'n storing zal het leven gecompliceerder en duurder maken. U moet dus elektriciteit kennen en deze kunnen gebruiken.

1. De definitie van elektrische stroom als een stroom elektronen is niet helemaal correct. In batterij-elektrolyten is stroom bijvoorbeeld de stroom van waterstofionen. En in fluorescentielampen en fotoflitsen creëren protonen stroom samen met elektronen en in een strikt gereguleerde verhouding.

2. Thales van Miletus was de eerste wetenschapper die aandacht schonk aan elektrische verschijnselen. De oude Griekse filosoof dacht na over het feit dat een barnsteenstok, als hij tegen wol wordt gewreven, haren begint aan te trekken, maar hij ging niet verder dan reflecties. De term "elektriciteit" werd bedacht door de Engelse arts William Gilbert, die het Griekse woord "amber" gebruikte. Gilbert ging ook niet verder dan het fenomeen van het aantrekken van haren, stofdeeltjes en stukjes papier met een amberkleurige stok op wol te beschrijven - de hofdokter van koningin Elizabeth had weinig vrije tijd.

Thales van Miletus

William Gilbert

3. Geleidbaarheid werd voor het eerst ontdekt door Stephen Gray. Deze Engelsman was niet alleen een getalenteerde astronoom en natuurkundige. Hij demonstreerde een voorbeeld van een toegepaste benadering van wetenschap. Als zijn collega's zich beperkten tot het beschrijven van het fenomeen en maximaal hun werken publiceerden, dan maakte Gray direct winst met geleidbaarheid. Hij demonstreerde het nummer 'vliegende jongen' in het circus. De jongen zweefde aan zijden touwen boven de arena, zijn lichaam was geladen met een generator en glimmende gouden bloemblaadjes werden naar zijn handpalmen getrokken. De binnenplaats was een dappere 17e eeuw en 'elektrische kusjes' kwamen snel in de mode - vonken sprongen tussen de lippen van twee mensen die met een generator waren belast.

4. De eerste persoon die leed aan een kunstmatige lading elektriciteit was de Duitse wetenschapper Ewald Jürgen von Kleist. Hij construeerde een batterij, later de Leidse kruik genoemd, en laadde deze op. Terwijl hij probeerde het blik te ontladen, kreeg Von Kleist een zeer gevoelige elektrische schok en verloor hij het bewustzijn.

5. De eerste wetenschapper die stierf bij de studie van elektriciteit was een collega en vriend van Mikhail Lomonosov. Georg Richmann. Hij haalde een draad van een ijzeren paal op het dak naar zijn huis en onderzocht elektriciteit tijdens onweersbuien. Een van deze onderzoeken eindigde helaas. Blijkbaar was het onweer bijzonder sterk - er gleed een elektrische boog tussen Richman en de elektriciteitssensor en doodde de wetenschapper die te dichtbij stond. De beroemde Benjamin Franklin kwam ook in een dergelijke situatie terecht, maar het gezicht van het honderd dollarbiljet had het geluk om te overleven.

Dood van Georg Richmann

6. De eerste elektrische batterij is gemaakt door de Italiaan Alessandro Volta. De batterij was gemaakt van zilveren munten en zinken schijven, waarvan de paren werden gescheiden door nat zaagsel. De Italiaan creëerde zijn batterij empirisch - de aard van elektriciteit was toen onbegrijpelijk. Wetenschappers dachten eerder dat ze het begrepen, maar ze dachten dat het verkeerd was.

7. Het fenomeen van de transformatie van een geleider onder invloed van een stroom in een magneet werd ontdekt door Hans-Christian Oersted. De Zweedse natuurfilosoof bracht per ongeluk de draad waardoor de stroom liep naar het kompas en zag de afbuiging van de pijl. Het fenomeen maakte indruk op Oersted, maar hij begreep niet welke mogelijkheden het op zich verbergt. André-Marie Ampere deed vruchtbaar onderzoek naar elektromagnetisme. De Fransman ontving de hoofdbroodjes in de vorm van universele herkenning en de naar hem vernoemde eenheid van stroomsterkte.

8. Een soortgelijk verhaal gebeurde met het thermo-elektrische effect. Thomas Seebeck, die als laboratoriumassistent werkte op een afdeling van de Universiteit van Berlijn, ontdekte dat als een geleider van twee metalen wordt verwarmd, er een stroom doorheen gaat. Gevonden, gemeld en vergeten. En Georg Ohm werkte net aan een wet die naar hem vernoemd zal worden, en gebruikte het werk van Seebeck, en iedereen kent zijn naam, in tegenstelling tot de naam van de Berlijnse laboratoriumassistent. Ohm werd trouwens ontslagen uit zijn post als natuurkundeleraar op school voor experimenten - de minister vond het opzetten van experimenten een zaak die een echte wetenschapper onwaardig was. Filosofie was toen in de mode ...

Georg Ohm

9. Maar een andere laboratoriumassistent, dit keer aan het Royal Institute in Londen, maakte de professoren enorm van streek. Michael Faraday, 22, heeft hard gewerkt om de elektromotor van zijn ontwerp te maken. Humphrey Davy en William Wollaston, die Faraday uitnodigden als laboratoriumassistenten, konden zo'n onbeschaamdheid niet verdragen. Faraday heeft zijn motoren al aangepast als particulier.

Michael faraday

10. De vader van het gebruik van elektriciteit voor huishoudelijke en industriële behoeften - Nikola Tesla. Het was deze excentrieke wetenschapper en ingenieur die de principes van het verkrijgen van wisselstroom, de transmissie, de transformatie en het gebruik ervan in elektrische apparaten ontwikkelde. Sommige mensen geloven dat de Tunguska-catastrofe het resultaat is van Tesla's ervaring met onmiddellijke overdracht van energie zonder kabels.

Nikola Tesla

11. Aan het begin van de twintigste eeuw wist de Nederlander Heike Onnes vloeibaar helium te bemachtigen. Hiervoor was het nodig om het gas af te koelen tot -267 ° C. Toen het idee succesvol was, gaf Onnes de experimenten niet op. Hij koelde het kwik af tot dezelfde temperatuur en ontdekte dat de elektrische weerstand van de gestolde metallische vloeistof tot nul daalde. Dit is hoe supergeleiding werd ontdekt.

Heike Onnes - Nobelprijswinnaar

12. De kracht van een gemiddelde blikseminslag is 50 miljoen kilowatt. Het lijkt een uitbarsting van energie. Waarom doen ze nog steeds geen pogingen om het op enigerlei wijze te gebruiken? Het antwoord is simpel: de blikseminslag is erg kort. En als je die miljoenen vertaalt naar kilowattuur, wat het energieverbruik uitdrukt, blijkt dat er maar 1.400 kilowattuur vrijkomt.

13. De eerste commerciële energiecentrale ter wereld gaf stroom in 1882. Op 4 september voedden generatoren die waren ontworpen en vervaardigd door het bedrijf van Thomas Edison honderden huizen in New York City. Rusland bleef korte tijd achter - in 1886 begon een energiecentrale, midden in het Winterpaleis, te werken. Het vermogen nam constant toe en na 7 jaar werden er 30.000 lampen door aangedreven.

Binnen in de eerste energiecentrale

14. Edison's faam als een genie van elektriciteit is sterk overdreven. Hij was ongetwijfeld een ingenieuze manager en de beste in R&D. Wat is alleen zijn plan voor uitvindingen, dat daadwerkelijk werd uitgevoerd! De wens om constant iets uit te vinden op de aangegeven datum had ook negatieve kanten. De "oorlog van stromingen" tussen Edison en Westinghouse met Nikola Tesla alleen kostte consumenten elektriciteit (wie betaalde er nog meer voor zwarte PR en andere gerelateerde kosten?) Honderden miljoenen van degenen die gedekt werden door gouden dollars. Maar gaandeweg kregen de Amerikanen een elektrische stoel - Edison drong zich door de executie van criminelen met wisselstroom om het gevaar ervan te tonen.

15. In de meeste landen van de wereld is de nominale spanning van elektrische netwerken 220 - 240 volt. In de Verenigde Staten en enkele andere landen krijgen consumenten 120 volt. In Japan is de netspanning 100 volt. De overgang van de ene spanning naar de andere is erg duur. Vóór de Tweede Wereldoorlog was er een spanning van 127 volt in de USSR, waarna een geleidelijke overgang naar 220 volt begon - daarmee nemen de verliezen in netwerken 4 keer af. Sommige consumenten zijn echter al eind jaren tachtig op een nieuwe spanning overgeschakeld.

16. Japan ging zijn eigen weg bij het bepalen van de frequentie van de stroom in het elektriciteitsnet. Met een verschil van een jaar voor verschillende delen van het land werd apparatuur voor frequenties van 50 en 60 hertz gekocht bij buitenlandse leveranciers. Dit was aan het einde van de 19e eeuw en er zijn nog steeds twee frequentiestandaarden in het land. Als we echter naar Japan kijken, is het moeilijk te zeggen dat deze discrepantie in frequenties op de een of andere manier de ontwikkeling van het land heeft beïnvloed.

17. De variabiliteit van de voltages in verschillende landen heeft ertoe geleid dat er minstens 13 verschillende soorten stekkers en stopcontacten in de wereld zijn. Uiteindelijk wordt al deze kakofonie betaald door de consument die adapters koopt, verschillende netwerken naar de huizen brengt en, belangrijker nog, betaalt voor verliezen in draden en transformatoren. Op internet kun je veel klachten vinden van Russen die naar de Verenigde Staten zijn verhuisd dat er geen wasmachines zijn in appartementsgebouwen in appartementen - ze bevinden zich hooguit in een gedeelde wasruimte ergens in de kelder. Juist omdat wasmachines een aparte lijn nodig hebben, wat duur is om in appartementen te installeren.

Dit zijn niet alle soorten stopcontacten

18. Het lijkt erop dat het idee van een perpetuum mobile, die voor altijd was gestorven in Bose, tot leven kwam in het idee van Pumped Storage Power Plants (PSPP). De aanvankelijk klinkende boodschap - om dagelijkse schommelingen in het elektriciteitsverbruik glad te strijken - werd op het punt van absurditeit gebracht. Ze begonnen met het ontwerpen en bouwen van energiecentrales met pompaccumulatie, zelfs als er geen dagelijkse fluctuaties zijn of die minimaal zijn. Dienovereenkomstig begonnen sluwe kameraden politici te overweldigen met betoverende ideeën. In Duitsland wordt dit jaar bijvoorbeeld een project overwogen om een energiecentrale met pompaccumulatie onder water in zee te realiseren. Zoals bedacht door de makers, moet je een enorme holle betonnen bal onder water dompelen. Door de zwaartekracht wordt het gevuld met water. Als er extra elektriciteit nodig is, wordt het water uit de bal aan de turbines geleverd. Hoe te serveren? Elektrische pompen natuurlijk.

19. Nog een paar controversiëler, op zijn zachtst gezegd, oplossingen op het gebied van onconventionele energie. In de VS bedachten ze een sneaker die 3 watt elektriciteit per uur opwekt (tijdens het lopen natuurlijk). En in Australië is er een thermische energiecentrale die in een notendop brandt. Anderhalve ton granaten wordt in een uur tijd omgezet in anderhalve megawatt elektriciteit.

20. Groene energie heeft het verenigde Australische elektriciteitssysteem praktisch in een staat van "slecht" gedreven. Het tekort aan elektriciteit, ontstaan na de vervanging van TPP-capaciteiten door zonne- en windenergiecentrales, leidde tot prijsstijgingen. De stijging van de prijzen heeft ertoe geleid dat Australiërs zonnepanelen op hun huizen en windturbines in de buurt van hun huizen hebben geïnstalleerd. Dit zal het systeem verder uit balans brengen. Operators moeten nieuwe capaciteiten introduceren, waarvoor nieuw geld nodig is, dat wil zeggen nieuwe prijsverhogingen. De overheid daarentegen subsidieert elke kilowatt elektriciteit die in de achtertuin wordt geproduceerd en stelt ondraaglijke eisen en eisen aan traditionele energiecentrales.

Australisch landschap

21. Iedereen weet al lang dat de elektriciteit die wordt ontvangen van thermische centrales "vuil" is - CO wordt uitgestoten₂, broeikaseffect, opwarming van de aarde, enz. Tegelijkertijd zwijgen ecologen over het feit dat dezelfde CO₂Het wordt ook opgewekt bij de productie van zonne-, geothermische en zelfs windenergie (hiervoor zijn zeer niet-ecologische stoffen nodig). De schoonste soorten energie zijn kernenergie en water.

22. In een van de steden van Californië brandt in een brandweer continu een gloeilamp die in 1901 werd aangestoken. De lamp met een vermogen van slechts 4 watt is gemaakt door Adolphe Schaie, die probeerde te concurreren met Edison. De kooldraad is meerdere keren dikker dan de gloeidraden van moderne lampen, maar deze factor bepaalt niet de duurzaamheid van een Chaier-lamp. Moderne gloeidraden (om precies te zijn, spiralen) van gloeien branden uit bij oververhitting. Koolstoffilamenten in dezelfde situatie geven gewoon meer licht af.

Platenhouder lamp

23. Een elektrocardiogram wordt helemaal niet elektrisch genoemd omdat het wordt verkregen met behulp van een elektrisch netwerk. Alle spieren van het menselijk lichaam, inclusief het hart, trekken samen en genereren elektrische impulsen. De apparaten nemen ze op en de dokter, kijkend naar het cardiogram, stelt een diagnose.

24. De bliksemafleider werd, zoals iedereen weet, in 1752 uitgevonden door Benjamin Franklin. Maar pas in de stad Nevyansk (nu de regio Sverdlovsk) in 1725 werd de bouw van een toren met een hoogte van meer dan 57 meter voltooid. De Nevyansk-toren was al bekroond met een bliksemafleider.