Η ηλεκτρική ενέργεια είναι ένας από τους πυλώνες του σύγχρονου πολιτισμού. Η ζωή χωρίς ηλεκτρικό ρεύμα είναι, φυσικά, εφικτή, γιατί οι όχι τόσο απομακρυσμένοι πρόγονοί μας τα πήγαν καλά χωρίς αυτό. "Θα ανάψω τα πάντα εδώ με τους λαμπτήρες Edison και Swann!" Φώναξε ο Sir Henry Baskerville από το Hound of the Baskervilles του Arthur Conan Doyle όταν είδε για πρώτη φορά το θλιβερό κάστρο που επρόκειτο να κληρονομήσει. Αλλά η αυλή ήταν ήδη στα τέλη του 19ου αιώνα.
Η ηλεκτρική ενέργεια και η σχετική πρόοδός της έδωσαν στην ανθρωπότητα άνευ προηγουμένου ευκαιρίες. Είναι σχεδόν αδύνατο να τα καταγράψετε, είναι τόσο πολυάριθμα και παγκόσμια. Οτιδήποτε μας περιβάλλει είναι κάπως κατασκευασμένο με τη βοήθεια ηλεκτρικής ενέργειας. Είναι δύσκολο να βρεις κάτι που δεν σχετίζεται με αυτό. Ζωντανοί οργανισμοί? Αλλά μερικά από αυτά παράγουν σημαντικά ποσά ηλεκτρικής ενέργειας από μόνα τους. Και οι Ιάπωνες έχουν μάθει να αυξάνουν την απόδοση των μανιταριών εκθέτοντάς τα σε σοκ υψηλής τάσης. Ο ήλιος? Λάμπει από μόνη της, αλλά η ενέργειά του υφίσταται ήδη επεξεργασία σε ηλεκτρική ενέργεια. Θεωρητικά, σε ορισμένες συγκεκριμένες πτυχές της ζωής, μπορείτε να το κάνετε χωρίς ηλεκτρικό ρεύμα, αλλά μια τέτοια αποτυχία θα περιπλέξει και θα κάνει τη ζωή πιο ακριβή. Επομένως, πρέπει να γνωρίζετε τον ηλεκτρισμό και να μπορείτε να το χρησιμοποιείτε.
1. Ο ορισμός του ηλεκτρικού ρεύματος ως ρεύματος ηλεκτρονίων δεν είναι απολύτως σωστός. Στους ηλεκτρολύτες μπαταριών, για παράδειγμα, το ρεύμα είναι η ροή ιόντων υδρογόνου. Και σε λαμπτήρες φθορισμού και λάμψεις φωτογραφιών, τα πρωτόνια, μαζί με τα ηλεκτρόνια, δημιουργούν ρεύμα και σε αυστηρά ρυθμισμένη αναλογία.
2. Ο Θαλής της Μιλήτου ήταν ο πρώτος επιστήμονας που έδωσε προσοχή στα ηλεκτρικά φαινόμενα. Ο αρχαίος Έλληνας φιλόσοφος αντανακλούσε το γεγονός ότι ένα κεχριμπάρι ραβδί, αν τρίβεται σε μαλλί, αρχίζει να προσελκύει τρίχες, αλλά δεν προχώρησε περισσότερο από τις αντανακλάσεις. Ο όρος «ηλεκτρισμός» επινοήθηκε από τον Άγγλο ιατρό William Gilbert, ο οποίος χρησιμοποίησε την ελληνική λέξη «κεχριμπάρι». Ο Gilbert επίσης δεν προχώρησε περισσότερο από το να περιγράψει το φαινόμενο της προσέλκυσης τριχών, σωματιδίων σκόνης και απορριμμάτων χαρτιού με ένα κεχριμπάρι ραβδί τριμμένο σε μαλλί - ο γιατρός της βασίλισσας Ελισάβετ είχε λίγο ελεύθερο χρόνο.
Θαλής της Μιλήτου
Γουίλιαμ Γκίλμπερτ
3. Η αγωγιμότητα ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά από τον Stephen Gray. Αυτός ο Άγγλος δεν ήταν μόνο ένας ταλαντούχος αστρονόμος και φυσικός. Έδειξε ένα παράδειγμα εφαρμοσμένης προσέγγισης στην επιστήμη. Εάν οι συνάδελφοί του περιορίστηκαν στην περιγραφή του φαινομένου και, κατά μέγιστο, δημοσίευσαν το έργο τους, τότε ο Γκρέι κέρδισε αμέσως από την αγωγιμότητα. Έδειξε τον αριθμό «αγόρι που φέρει» στο τσίρκο. Το αγόρι αιωρήθηκε πάνω από την αρένα με μεταξωτά σχοινιά, το σώμα του φορτίστηκε με μια γεννήτρια και τα λαμπερά χρυσά πέταλα προσελκύονταν στις παλάμες του. Η αυλή ήταν ένας γενναίος 17ος αιώνας και τα «ηλεκτρικά φιλιά» έγιναν γρήγορα μοντέρνα - σπινθήρες πήδηξαν ανάμεσα στα χείλη δύο ανθρώπων που ήταν φορτισμένοι με μια γεννήτρια.
4. Το πρώτο άτομο που υπέστη τεχνητό φορτίο ηλεκτρικής ενέργειας ήταν ο Γερμανός επιστήμονας Ewald Jürgen von Kleist. Κατασκεύασε μια μπαταρία, που αργότερα ονόμασε το βάζο Leyden και τη φόρτισε. Ενώ προσπαθούσε να εκφορτώσει το κουτί, ο von Kleist έλαβε ένα πολύ ευαίσθητο ηλεκτρικό σοκ και έχασε τη συνείδησή του.
5. Ο πρώτος επιστήμονας που πέθανε στη μελέτη της ηλεκτρικής ενέργειας ήταν συνάδελφος και φίλος του Μιχαήλ Λομονόσοφ. Τζορτζ Ρίτσμαν. Έτρεξε ένα καλώδιο από έναν σίδερο που ήταν τοποθετημένος στην οροφή στο σπίτι του και εξέτασε την ηλεκτρική ενέργεια κατά τη διάρκεια καταιγίδων. Μία από αυτές τις μελέτες τελείωσε δυστυχώς. Προφανώς, η καταιγίδα ήταν ιδιαίτερα δυνατή - ένα ηλεκτρικό τόξο γλίστρησε μεταξύ του Richman και του αισθητήρα ηλεκτρικής ενέργειας, σκοτώνοντας τον επιστήμονα που στεκόταν πολύ κοντά. Ο διάσημος Benjamin Franklin μπήκε επίσης σε μια τέτοια κατάσταση, αλλά το πρόσωπο του λογαριασμού των εκατό δολαρίων ήταν τυχερό που επιβίωσε.
Θάνατος του Georg Richmann
6. Η πρώτη ηλεκτρική μπαταρία δημιουργήθηκε από τον Ιταλό Alessandro Volta. Η μπαταρία της ήταν κατασκευασμένη από ασημένια νομίσματα και δίσκους ψευδαργύρου, τα ζευγάρια των οποίων χωρίστηκαν με υγρό πριονίδι. Ο Ιταλός δημιούργησε την μπαταρία του εμπειρικά - η φύση της ηλεκτρικής ενέργειας ήταν τότε ακατανόητη. Αντίθετα, οι επιστήμονες πίστευαν ότι το κατάλαβαν, αλλά το πίστευαν λάθος.
7. Το φαινόμενο του μετασχηματισμού ενός αγωγού υπό τη δράση ενός ρεύματος σε μαγνήτη ανακαλύφθηκε από τον Hans-Christian Oersted. Ο Σουηδός φυσικός φιλόσοφος έφερε κατά λάθος το καλώδιο μέσω του οποίου ρέει το ρεύμα στην πυξίδα και είδε την εκτροπή του βέλους. Το φαινόμενο έκανε εντύπωση στον Oersted, αλλά δεν κατάλαβε ποιες δυνατότητες κρύβει από μόνος του. Ο André-Marie Ampere ερεύνησε γόνιμα τον ηλεκτρομαγνητισμό. Ο Γάλλος έλαβε τα κύρια ψωμάκια με τη μορφή καθολικής αναγνώρισης και τη μονάδα της τρέχουσας δύναμης που πήρε το όνομά του.
8. Μια παρόμοια ιστορία συνέβη με το θερμοηλεκτρικό αποτέλεσμα. Ο Thomas Seebeck, ο οποίος εργάστηκε ως βοηθός εργαστηρίου σε ένα από τα τμήματα του Πανεπιστημίου του Βερολίνου, ανακάλυψε ότι εάν θερμάνετε έναν αγωγό από δύο μέταλλα, τότε ρέει ένα ρεύμα. Το βρήκα, το ανέφερα και το ξέχασα. Και ο Georg Ohm δούλευε απλώς στο νόμο, ο οποίος θα πήρε το όνομά του, και χρησιμοποίησε το έργο του Seebeck, και όλοι γνωρίζουν το όνομά του, σε αντίθεση με το όνομα του εργαστηρίου του Βερολίνου. Ο Ωμ, παρεμπιπτόντως, απολύθηκε από τη θέση του ως καθηγητής φυσικής στη σχολή για πειράματα - ο υπουργός θεώρησε ότι η οργάνωση πειραμάτων ως θέμα άξια ενός πραγματικού επιστήμονα. Η φιλοσοφία ήταν στη μόδα τότε ...
Τζορτζ Ωμ
9. Αλλά ένας άλλος βοηθός εργαστηρίου, αυτή τη φορά στο Royal Institute του Λονδίνου, αναστάτωσε πολύ τους καθηγητές. Ο Michael Faraday, 22 ετών, εργάστηκε σκληρά για να δημιουργήσει τον ηλεκτρικό κινητήρα του σχεδιασμού του. Ο Humphrey Davy και ο William Wollaston, που προσκάλεσαν τον Faraday ως βοηθούς εργαστηρίου, δεν μπορούσαν να αντέξουν τέτοια ακαθαρσία. Ο Faraday τροποποίησε τους κινητήρες του ήδη ως ιδιώτης.
Michael Faraday
10. Ο πατέρας της χρήσης ηλεκτρικής ενέργειας για οικιακές και βιομηχανικές ανάγκες - Nikola Tesla. Ήταν αυτός ο εκκεντρικός επιστήμονας και μηχανικός που ανέπτυξε τις αρχές απόκτησης εναλλασσόμενου ρεύματος, μετάδοσης, μετατροπής και χρήσης του σε ηλεκτρικές συσκευές. Μερικοί άνθρωποι πιστεύουν ότι η καταστροφή του Tunguska είναι το αποτέλεσμα της εμπειρίας του Tesla στη στιγμιαία μετάδοση ενέργειας χωρίς καλώδια.
Νίκολα Τέσλα
11. Στις αρχές του εικοστού αιώνα, ο Ολλανδός Heike Onnes κατάφερε να αποκτήσει υγρό ήλιο. Για αυτό, ήταν απαραίτητο να κρυώσει το αέριο στους -267 ° C. Όταν η ιδέα ήταν επιτυχής, ο Onnes δεν εγκατέλειψε τα πειράματα. Ψύγει τον υδράργυρο στην ίδια θερμοκρασία και διαπίστωσε ότι η ηλεκτρική αντίσταση του στερεοποιημένου μεταλλικού υγρού έπεσε στο μηδέν. Έτσι ανακαλύφθηκε η υπεραγωγιμότητα.
Heike Onnes - Βραβείο Νόμπελ
12. Η ισχύς μιας μέσης αστραπής είναι 50 εκατομμύρια κιλοβάτ. Φαίνεται σαν μια έκρηξη ενέργειας. Γιατί εξακολουθούν να μην προσπαθούν να το χρησιμοποιήσουν με κανέναν τρόπο; Η απάντηση είναι απλή - η αστραπή είναι πολύ μικρή. Και αν μεταφράσετε αυτά τα εκατομμύρια σε κιλοβατώρες, που εκφράζουν την κατανάλωση ενέργειας, αποδεικνύεται ότι απελευθερώνονται μόνο 1.400 κιλοβατώρες.
13. Ο πρώτος εμπορικός σταθμός παραγωγής ενέργειας στον κόσμο έδωσε ρεύμα το 1882. Στις 4 Σεπτεμβρίου, οι γεννήτριες που σχεδιάστηκαν και κατασκευάστηκαν από την εταιρεία του Thomas Edison τροφοδοτούν αρκετές εκατοντάδες σπίτια στη Νέα Υόρκη. Η Ρωσία καθυστέρησε για πολύ σύντομο χρονικό διάστημα - το 1886, άρχισε να λειτουργεί ένα εργοστάσιο παραγωγής ενέργειας, που βρίσκεται ακριβώς στο Χειμερινό Παλάτι. Η ισχύς του αυξανόταν συνεχώς και μετά από 7 χρόνια 30.000 λαμπτήρες τροφοδοτήθηκαν από αυτό.
Μέσα στον πρώτο σταθμό παραγωγής ενέργειας
14. Η φήμη του Έντισον ως ιδιοφυΐα του ηλεκτρισμού είναι υπερβολικά υπερβολική. Ήταν αναμφίβολα ένας έξυπνος διευθυντής και ο καλύτερος στην Ε & Α. Ποιο είναι μόνο το σχέδιό του για εφευρέσεις, το οποίο πραγματικά πραγματοποιήθηκε! Ωστόσο, η επιθυμία να εφευρίσκουμε συνεχώς κάτι μέχρι την καθορισμένη ημερομηνία είχε επίσης αρνητικές πλευρές. Μόνο ένας «πόλεμος ρευμάτων» μεταξύ του Edison και του Westinghouse με τη Nikola Tesla κόστισε στους καταναλωτές ηλεκτρικής ενέργειας (και ποιος άλλος πλήρωσε για το μαύρο PR και άλλα συναφή κόστη;) Εκατοντάδες εκατομμύρια από αυτά που υποστηρίζονται από χρυσά δολάρια. Αλλά στην πορεία, οι Αμερικανοί έλαβαν μια ηλεκτρική καρέκλα - ο Έντισον ώθησε την εκτέλεση των εγκληματιών με εναλλασσόμενο ρεύμα για να δείξει τον κίνδυνο.
15. Στις περισσότερες χώρες του κόσμου, η ονομαστική τάση των ηλεκτρικών δικτύων είναι 220 - 240 volt. Στις Ηνωμένες Πολιτείες και σε πολλές άλλες χώρες, παρέχονται 120 βολτ στους καταναλωτές. Στην Ιαπωνία, η τάση δικτύου είναι 100 βολτ. Η μετάβαση από τη μία τάση στην άλλη είναι πολύ ακριβή. Πριν από τον Β 'Παγκόσμιο Πόλεμο, υπήρχε τάση 127 βολτ στην ΕΣΣΔ, τότε ξεκίνησε μια σταδιακή μετάβαση στα 220 βολτ - με αυτό, οι απώλειες στα δίκτυα μειώθηκαν κατά 4 φορές. Ωστόσο, ορισμένοι καταναλωτές άλλαξαν τη νέα τάση ήδη από τα τέλη της δεκαετίας του 1980.
16. Η Ιαπωνία προχώρησε στον καθορισμό της συχνότητας του ρεύματος στο ηλεκτρικό δίκτυο. Με διαφορά ενός έτους για διαφορετικά μέρη της χώρας, αγοράστηκε εξοπλισμός για συχνότητες 50 και 60 hertz από ξένους προμηθευτές. Αυτό ήταν πίσω στα τέλη του 19ου αιώνα, και υπάρχουν ακόμη δύο πρότυπα συχνότητας στη χώρα. Ωστόσο, κοιτάζοντας την Ιαπωνία, είναι δύσκολο να πούμε ότι αυτή η ασυμφωνία στις συχνότητες επηρέασε κάπως την ανάπτυξη της χώρας.
17. Η μεταβλητότητα τάσεων σε διαφορετικές χώρες οδήγησε στο γεγονός ότι υπάρχουν τουλάχιστον 13 διαφορετικοί τύποι βυσμάτων και πριζών στον κόσμο. Στο τέλος, όλη αυτή η κακοφωνία πληρώνεται από τον καταναλωτή που αγοράζει προσαρμογείς, φέρνει διαφορετικά δίκτυα στα σπίτια και, το πιο σημαντικό, πληρώνει για απώλειες καλωδίων και μετασχηματιστών. Στο Διαδίκτυο, μπορείτε να βρείτε πολλά παράπονα από Ρώσους που έχουν μετακομίσει στις Ηνωμένες Πολιτείες ότι δεν υπάρχουν πλυντήρια σε πολυκατοικίες σε διαμερίσματα - το πολύ, βρίσκονται σε κοινόχρηστο πλυντήριο κάπου στο υπόγειο. Ακριβώς επειδή τα πλυντήρια χρειάζονται μια ξεχωριστή γραμμή, η οποία είναι ακριβή για εγκατάσταση σε διαμερίσματα.
Αυτά δεν είναι όλα τα είδη καταστημάτων
18. Φαίνεται ότι η ιδέα μιας αέναης μηχανής κίνησης, η οποία είχε πεθάνει για πάντα στο Bose, ζωντανεύει με την ιδέα των αντλιόμενων σταθμών παραγωγής ενέργειας (PSPP). Το αρχικά υγιές μήνυμα - για την εξομάλυνση των καθημερινών διακυμάνσεων στην κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας - έφτασε στο σημείο του παραλογισμού. Άρχισαν να σχεδιάζουν PSP και προσπαθούν να χτίσουν ακόμα και όταν δεν υπάρχουν καθημερινές διακυμάνσεις ή είναι ελάχιστες. Κατά συνέπεια, οι πονηροί σύντροφοι άρχισαν να κατακλύζουν τους πολιτικούς με μαγευτικές ιδέες. Στη Γερμανία, για παράδειγμα, ένα έργο για τη δημιουργία υποθαλάσσιου αντλούμενου σταθμού αποθήκευσης στη θάλασσα εξετάζεται φέτος. Όπως έχουν συλληφθεί από τους δημιουργούς, πρέπει να βυθίσετε μια τεράστια κοίλη μπάλα από σκυρόδεμα κάτω από το νερό. Θα γεμίσει με νερό από τη βαρύτητα. Όταν απαιτείται πρόσθετη ηλεκτρική ενέργεια, το νερό από τη σφαίρα θα τροφοδοτείται στους στροβίλους. Πώς να σερβίρετε; Φυσικά, ηλεκτρικές αντλίες.
19. Ένα ζευγάρι πιο αμφιλεγόμενο, για να το θέσω ήπια, λύσεις από το πεδίο της μη συμβατικής ενέργειας. Στις ΗΠΑ, βρήκαν παπούτσια για τρέξιμο που παράγουν 3 Watt ηλεκτρικής ενέργειας ανά ώρα (φυσικά όταν περπατάτε). Και στην Αυστραλία υπάρχει μια θερμική μονάδα παραγωγής ενέργειας που καίει εν συντομία. Ενάμισι τόνος κελυφών μετατρέπονται σε ενάμισι μεγαβάτ ηλεκτρικής ενέργειας σε μία ώρα.
20. Η πράσινη ενέργεια οδήγησε πρακτικά το ενοποιημένο σύστημα ισχύος της Αυστραλίας σε κατάσταση «χαμένης». Η έλλειψη ηλεκτρικής ενέργειας, η οποία προέκυψε μετά την αντικατάσταση της χωρητικότητας TPP με ηλιακούς και αιολικούς σταθμούς, οδήγησε στην άνοδο της τιμής. Η αύξηση των τιμών οδήγησε τους Αυστραλούς να εγκαταστήσουν ηλιακούς συλλέκτες στα σπίτια τους και ανεμογεννήτριες κοντά στα σπίτια τους. Αυτό θα εξισορροπήσει περαιτέρω το σύστημα. Οι χειριστές πρέπει να εισαγάγουν νέες δυνατότητες, κάτι που απαιτεί νέα χρήματα, δηλαδή νέες αυξήσεις τιμών. Η κυβέρνηση, από την άλλη πλευρά, επιδοτεί κάθε κιλοβάτ ηλεκτρικής ενέργειας που παίρνει στην πίσω αυλή, ενώ επιβάλλει αφόρητες απαιτήσεις και απαιτήσεις στις παραδοσιακές εγκαταστάσεις παραγωγής ενέργειας.
Αυστραλιανό τοπίο
21. Όλοι γνωρίζουν εδώ και πολύ καιρό ότι η ηλεκτρική ενέργεια που λαμβάνεται από θερμικούς σταθμούς είναι «βρώμικη» - εκπέμπεται CO2 , φαινόμενο του θερμοκηπίου, υπερθέρμανση του πλανήτη κ.λπ. Ταυτόχρονα, οι οικολόγοι σιωπούν για το γεγονός ότι το ίδιο CO2 παράγεται επίσης στην παραγωγή ηλιακής, γεωθερμικής, ακόμη και αιολικής ενέργειας (απαιτούνται πολύ μη οικολογικές ουσίες για την απόκτησή της). Οι καθαρότεροι τύποι ενέργειας είναι πυρηνικοί και νερό.
22. Σε μια από τις πόλεις της Καλιφόρνιας, ένας λαμπτήρας πυρακτώσεως, που ανάβει το 1901, ανάβει συνεχώς σε πυροσβεστική υπηρεσία. Η λάμπα με ισχύ μόνο 4 watts δημιουργήθηκε από τον Adolphe Schaie, ο οποίος προσπάθησε να ανταγωνιστεί τον Edison. Το νήμα άνθρακα είναι αρκετές φορές παχύτερο από τα νήματα των σύγχρονων λαμπτήρων, αλλά αυτός ο παράγοντας δεν καθορίζει την ανθεκτικότητα μιας λάμπας Chaier. Σύγχρονα νήματα (ακριβέστερα, σπείρες) πυρακτώσεως καίγονται όταν υπερθερμαίνονται. Τα νήματα άνθρακα στην ίδια κατάσταση απλώς δίνουν περισσότερο φως.
Λάμπα θήκης εγγραφής
23. Ένα ηλεκτροκαρδιογράφημα καλείται ηλεκτρικό καθόλου επειδή λαμβάνεται με τη βοήθεια ενός ηλεκτρικού δικτύου. Όλοι οι μύες του ανθρώπινου σώματος, συμπεριλαμβανομένης της καρδιάς, συστέλλονται και δημιουργούν ηλεκτρικές παρορμήσεις. Οι συσκευές τις καταγράφουν και ο γιατρός, κοιτάζοντας το καρδιογράφημα, κάνει διάγνωση.
24. Ο κεραυνός, όπως όλοι γνωρίζουν, εφευρέθηκε από τον Benjamin Franklin το 1752. Αλλά μόνο στην πόλη Nevyansk (τώρα η περιοχή Sverdlovsk) το 1725 ολοκληρώθηκε η κατασκευή ενός πύργου με ύψος άνω των 57 μέτρων. Ο πύργος του Nevyansk είχε ήδη στεφθεί με κεραυνό.
Πύργος Nevyansk
25. Περισσότεροι από ένα δισεκατομμύριο άνθρωποι στη Γη ζουν χωρίς πρόσβαση σε οικιακή ηλεκτρική ενέργεια.
