Sejarah penemuan elektrik

Elektrik adalah fenomena biasa dan penting bagi kebanyakan orang. Dan seperti mana-mana perkara biasa, ia jarang ketara. Tidak ramai yang tertanya-tanya dari mana ia datang, bagaimana ia berfungsi, apa yang boleh dilakukan dengannya. Walau bagaimanapun, penyelidikannya telah dijalankan jauh sebelum era kita, dan sehingga kini, beberapa misteri masih belum terjawab.

Apakah yang dimaksudkan dengan arus elektrik

Elektrik adalah kompleks fenomena yang berkaitan dengan kewujudan cas elektrik. Perkataan ini selalunya bermaksud arus elektrik dan semua proses yang ditimbulkannya.

Arus elektrik ialah pergerakan terarah zarah yang membawa cas di bawah pengaruh medan elektrik.

Siapa yang mencipta elektrik - sejarah

Manifestasi khusus elektrik telah dikaji jauh sebelum era kita.Tetapi menggabungkannya menjadi satu teori yang menerangkan kilat kilat di langit, tarikan objek, keupayaan untuk menyebabkan kebakaran dan kebas anggota badan, atau bahkan kematian seseorang, ternyata menjadi tugas yang sukar.

Sejak zaman purba, saintis telah mengkaji tiga manifestasi elektrik:

• Ikan yang menjana elektrik;
• Elektrik statik;
• Kemagnetan.

Di Mesir kuno, penyembuh mengetahui tentang kebolehan aneh ikan keli Nil dan cuba merawat sakit kepala dan penyakit lain dengannya. Doktor Rom kuno menggunakan tanjakan elektrik untuk tujuan yang sama. Orang Yunani purba mengkaji secara terperinci kebolehan aneh ikan pari dan mengetahui bahawa makhluk boleh mengejutkan seseorang tanpa sentuhan langsung melalui trisula dan jaring ikan.

Agak lebih awal, didapati bahawa jika anda menggosok ambar pada sekeping bulu, ia akan mula menarik bulu dan objek kecil. Kemudian, bahan lain dengan sifat serupa ditemui - turmalin.

Sekitar 500 B.C. Para saintis India dan Arab mengetahui tentang bahan yang mampu menarik besi dan secara aktif menggunakan keupayaan ini dalam pelbagai bidang. Sekitar 100 B.C. Para saintis China mencipta kompas magnetik.

Pada tahun 1600, William Gilbert, doktor mahkamah Elizabeth I dan James I, mendapati bahawa seluruh planet adalah satu kompas besar dan memperkenalkan konsep "elektrik" (dari bahasa Yunani "ambar"). Dalam tulisannya, eksperimen dengan menggosok ambar pada bulu dan keupayaan kompas untuk menghala ke utara mula digabungkan menjadi satu teori. Dalam gambar di bawah, dia menunjukkan magnet kepada Elizabeth I.

Pada tahun 1633, jurutera Otto von Guericke mencipta mesin elektrostatik yang bukan sahaja boleh menarik, tetapi juga menolak objek, dan pada tahun 1745 Peter van Muschenbroek membina peranti penyimpanan cas elektrik pertama di dunia.

Pada tahun 1800, Alessandro Volta Itali mencipta yang pertama sumber semasa - bateri elektrik yang menghasilkan D.C.. Dia juga mampu menghantar arus elektrik dari jauh. Oleh itu, tahun ini dianggap oleh ramai sebagai tahun penciptaan elektrik.

Pada tahun 1831, Mike Faraday menemui fenomena aruhan elektromagnet dan membuka jalan untuk penciptaan pelbagai peranti berdasarkan arus elektrik.

Pada pergantian abad XIX-XX, sejumlah besar penemuan dan pencapaian telah dibuat, berkat aktiviti Nikola Tesla. Antara lain, dia mencipta penjana frekuensi tinggi dan pengubah, motor elektrik, antena untuk isyarat radio.

Sains yang mengkaji elektrik

Elektrik adalah fenomena semula jadi. Ia sebahagiannya dipelajari dalam biologi, kimia dan fizik. Caj elektrik yang paling lengkap dipertimbangkan dalam rangka kerja elektrodinamik - salah satu cabang fizik.

Teori dan undang-undang elektrik

Terdapat beberapa undang-undang yang mengawal elektrik, tetapi ia menerangkan sepenuhnya fenomena itu:

• Undang-undang pemuliharaan tenaga ialah undang-undang asas yang juga dipatuhi oleh fenomena elektrik;
• Hukum Ohm ialah undang-undang asas arus elektrik;
• Undang-undang aruhan elektromagnet - mengenai medan elektromagnet dan magnet;
• Undang-undang Ampère - mengenai interaksi dua konduktor dengan arus;
• Undang-undang Joule-Lenz - mengenai kesan haba elektrik;
• Undang-undang Coulomb - mengenai elektrostatik;
• Peraturan tangan kanan dan kiri - menentukan arah garis medan magnet dan daya Ampere yang bertindak pada konduktor dalam medan magnet;
• Peraturan Lenz - menentukan arah arus aruhan;
• Hukum Faraday adalah mengenai elektrolisis.

Eksperimen pertama dengan elektrik

Percubaan pertama dengan elektrik adalah terutamanya menghiburkan. Intipati mereka adalah pada objek ringan yang tertarik dan ditolak di bawah pengaruh daya yang kurang difahami. Satu lagi pengalaman yang menghiburkan ialah penghantaran elektrik melalui rangkaian orang yang berpegangan tangan. Kesan fisiologi elektrik dikaji secara aktif oleh Jean Nollet, yang membuat cas elektrik melalui 180 orang.

Arus elektrik diperbuat daripada apa?

Arus elektrik ialah pergerakan terarah atau tertib zarah bercas (elektron, ion). Zarah sedemikian dipanggil pembawa cas elektrik. Agar gerakan muncul, mesti ada zarah bercas percuma dalam bahan tersebut. Keupayaan zarah bercas untuk bergerak dalam bahan menentukan kekonduksian bahan tersebut. Mengikut kekonduksian, bahan dibezakan kepada konduktor, semikonduktor, dielektrik dan penebat.

Dalam logam, cas digerakkan oleh elektron. Pada masa yang sama, bahan itu sendiri tidak bocor di mana-mana - ion logam dipasang dengan selamat di nod struktur dan hanya sedikit berayun.

Dalam cecair, cas dibawa oleh ion: kation bercas positif dan anion bercas negatif. Zarah-zarah bergegas ke elektrod dengan cas yang bertentangan, di mana ia menjadi neutral dan mengendap.

Plasma terbentuk dalam gas di bawah tindakan daya dengan potensi yang berbeza. Caj dibawa oleh elektron bebas dan ion kedua-dua kutub.

Dalam semikonduktor, cas digerakkan oleh elektron, bergerak dari atom ke atom dan meninggalkan ketakselanjaran yang dianggap bercas positif.

Dari mana datangnya arus elektrik

Elektrik yang datang melalui wayar ke rumah dijana oleh penjana elektrik di pelbagai loji kuasa. Pada mereka, penjana disambungkan kepada turbin yang sentiasa berputar.

Dalam reka bentuk penjana terdapat rotor - gegelung yang terletak di antara kutub magnet. Apabila turbin memutar pemutar ini dalam medan magnet, mengikut undang-undang fizik, arus elektrik muncul atau teraruh. Oleh itu, tujuan penjana adalah untuk menukar daya kinetik putaran kepada elektrik.

Terdapat banyak cara untuk membuat putaran turbin, menggunakan pelbagai sumber tenaga. Mereka dibahagikan kepada tiga jenis:

• Boleh diperbaharui - tenaga yang diperoleh daripada sumber yang tidak habis-habis: aliran air, cahaya matahari, angin, sumber geoterma dan biofuel;
• Tidak boleh diperbaharui - tenaga yang diperoleh daripada sumber yang timbul sangat perlahan, tidak sepadan dengan kadar penggunaan: arang batu, minyak, gambut, gas asli;
• Nuklear - tenaga yang diperoleh daripada proses pembahagian sel nuklear.

Selalunya, tenaga elektrik dijana melalui kerja:

• Loji kuasa hidroelektrik (HPP) - dibina di atas sungai dan menggunakan kuasa aliran air;
• Loji kuasa haba (TPP) - beroperasi pada tenaga haba daripada pembakaran bahan api;
• Loji kuasa nuklear (NPP) - beroperasi pada tenaga haba yang diperoleh daripada proses tindak balas nuklear.

Tenaga yang ditukar dibekalkan oleh wayar ke pencawang pengubah dan suis dan hanya kemudian sampai kepada pengguna akhir.

Kini apa yang dipanggil jenis tenaga alternatif sedang giat membangun. Ini termasuk turbin angin, panel solar, penggunaan sumber geoterma dan apa-apa cara lain untuk mendapatkan elektrik melalui fenomena luar biasa. Tenaga alternatif jauh lebih rendah dari segi produktiviti dan bayaran balik kepada sumber tradisional, tetapi dalam situasi tertentu ia membantu menjimatkan wang dan mengurangkan beban pada grid kuasa utama.

Terdapat juga mitos tentang kewujudan BTG - penjana tanpa bahan api. Di Internet terdapat video yang menunjukkan kerja mereka dan jualan mereka ditawarkan. Tetapi terdapat banyak kontroversi mengenai kebolehpercayaan maklumat ini.

Jenis elektrik dalam alam semula jadi

Contoh paling mudah bagi elektrik yang wujud secara semula jadi ialah kilat. Zarah air dalam awan sentiasa berlanggar antara satu sama lain, memperoleh cas positif atau negatif. Zarah yang lebih ringan dan bercas positif berakhir di bahagian atas awan, manakala zarah negatif yang lebih berat bergerak ke bawah. Apabila dua awan yang serupa berada pada jarak yang cukup dekat, tetapi pada ketinggian yang berbeza, cas positif satu mula saling tertarik oleh zarah negatif yang lain. Pada masa ini, kilat berlaku. Juga, fenomena ini berlaku di antara awan dan permukaan bumi itu sendiri.

Satu lagi manifestasi elektrik dalam alam semula jadi ialah organ khas dalam ikan, pari dan belut. Dengan bantuan mereka, mereka boleh mencipta caj elektrik untuk mempertahankan diri daripada pemangsa atau mengejutkan mangsa mereka. Potensi mereka berkisar dari pelepasan yang sangat lemah, tidak dapat dilihat oleh manusia, kepada yang mematikan.Sesetengah ikan mencipta medan elektrik yang lemah di sekelilingnya, yang membantu mereka mencari mangsa dan mengemudi dalam air berlumpur. Mana-mana objek fizikal entah bagaimana mengganggunya, yang membantu mencipta semula ruang sekeliling dan "melihat" tanpa mata.

Elektrik juga ditunjukkan dalam kerja sistem saraf organisma hidup. Impuls saraf menghantar maklumat dari satu sel ke sel yang lain, membolehkan anda bertindak balas terhadap rangsangan luaran dan dalaman, berfikir dan mengawal pergerakan anda.

Artikel yang serupa: