(!LANG:מי גילה חשמל ואיך? מהו חשמל? מידע על זרם חשמלי

. (היסטוריה של גילוי התופעה)

לפני 1600הידע של האירופים על חשמל נשאר ברמה של היוונים הקדמונים, שחזרו על ההיסטוריה של התפתחות התיאוריה של מנועי סילון קיטור ("אלאופיל" מאת א. הרון).

מייסד מדע החשמל באירופה היה בוגר קיימברידג' ואוקספורד, פיזיקאי אנגלי ורופא חצר של המלכה אליזבת. - וויליאם גילברט(1544-1603). בעזרת ה"וורסור" שלו (האלקטרוסקופ הראשון), W. Gilbert הראה שלא רק ענבר משופשף, אלא גם ליהלום, ספיר, קרבורונדום, אופל, אמטיסט, גביש סלע, ​​זכוכית, פצלי עץ וכו' יש את היכולת למשוך. גופים קלים (קשיות) אשר כינה "חשמלי"מינרלים.

בנוסף, הילברט הבחין שהלהבה "הורסת" את התכונות החשמליות של גופים הנרכשים בחיכוך, ולראשונה חקר תופעות מגנטיות, וקבע כי:

למגנט יש תמיד שני קטבים - צפון ודרום;
- קטבים בעלי אותו שם דוחים, וקטבים מנוגדים מושכים;
- ניסור מגנט, אתה לא יכול לקבל מגנט עם מוט אחד בלבד;
- חפצי ברזל בהשפעת מגנט לרכוש תכונות מגנטיות(אינדוקציה מגנטית);
- ניתן לשפר מגנטיות טבעית עם אביזרי ברזל.

בחקר התכונות המגנטיות של כדור ממוגנט באמצעות מחט מגנטית, גילברט הגיע למסקנה שהן תואמות את התכונות המגנטיות של כדור הארץ, וכדור הארץ הוא הכי מגנט גדול, מה שמסביר את הנטייה הקבועה של המחט המגנטית.

1650: אוטו פון גריקה(1602-1686) יוצרת את המכונה החשמלית הראשונה שמוציאה ניצוצות משמעותיים מכדור משופשף יצוק מגופרית, שהזרקות שלו אפילו עלולות להיות כואבות. עם זאת, המסתורין של נכסים "נוזל חשמלי", כפי שכונתה תופעה זו באותה תקופה, לא זכתה אז לשום הסבר.

1733: פיזיקאי צרפתי, חבר באקדמיה למדעים של פריז , צ'רלס פרנסואה דופאי (Dufay, Du Fay, 1698-1739) גילה את קיומם של שני סוגי חשמל, אותם כינה "זכוכית" ו"שרף". הראשון מתרחש על זכוכית, גביש סלע, ​​אבנים יקרות, צמר, שיער וכו'; השני - על ענבר, משי, נייר וכו'.

לאחר ניסויים רבים, סי דופאי, בפעם הראשונה, חישמל את גוף האדם ו"קיבל" ממנו ניצוצות. תחומי העניין המדעיים שלו כללו מגנטיות, זרחן ושבירה כפולה בגבישים, שהפכו מאוחר יותר לבסיס ליצירת לייזרים אופטיים. כדי לזהות את מדידת החשמל, השתמשתי ב-Gilbert versor, מה שהופך אותו לרגיש הרבה יותר. הוא היה הראשון שהביע את הרעיון של הטבע החשמלי של הברק והרעם.

1745:בוגר פיזיקאי מאוניברסיטת ליידן (הולנד). פיטר ואן מושנברוק(Musschenbroek Pieter van, 1692-1761) המציא את המקור האוטונומי הראשון לחשמל - צנצנת ליידן וערך בו סדרת ניסויים, שבמהלכם ביסס את הקשר של פריקה חשמלית עם השפעתה הפיזיולוגית על אורגניזם חי.

קנקן ליידן היה כלי זכוכית, שקירותיו הודבקו בנייר כסף מבחוץ ובפנים, והיה הקבל החשמלי הראשון. אם הלוחות של מכשיר שנטען מגנרטור אלקטרוסטטי על ידי O. von Guericke היו מחוברים עם חוט דק, אז הוא התחמם במהירות ולפעמים נמס, מה שהעיד על נוכחות של מקור אנרגיה בבנק שניתן להעביר רחוק מהבנק. מקום הטעינה שלו.

1747:חבר באקדמיה למדעים של פריז, פיזיקאי נסיוני צרפתי ז'אן אנטואן נולט(1700-1770) המציא המכשיר הראשון להערכת פוטנציאל חשמלי - האלקטרוסקופ, רשם את העובדה של "ניקוז" מהיר יותר של חשמל מגופים חדים ויצר לראשונה תיאוריה של השפעת החשמל על אורגניזמים וצמחים חיים.

1747–1753:אֲמֶרִיקָאִי מְדִינָאִי, מדען ומחנך בנג'מין (בנג'מין) פרנקלין(פרנקלין, 1706-1790) מפרסם סדרה של מאמרים על הפיזיקה של חשמל שבהן:
- הציג את הייעוד המקובל כיום של מצבים טעונים חשמלית «+» ו «–» ;
- הסביר את עקרון הפעולה של צנצנת ליידן, וקבע כי התפקיד העיקרי בו ממלא דיאלקטרי המפריד בין הלוחות המוליכים;
- קבע את זהותו של חשמל אטמוספרי וחיכוך וסיפק הוכחה לאופי החשמלי של ברק;
- קבע כי נקודות מתכת המחוברות לקרקע מסירות מטענים חשמליים מגופים טעונים גם ללא מגע איתם והציעו מטה ברק;
- העלה את הרעיון של מנוע חשמלי והדגימה "גלגל חשמלי" מסתובב בהשפעת כוחות אלקטרוסטטיים;
- השתמש לראשונה בניצוץ חשמלי כדי לפוצץ אבק שריפה.

1759:ברוסיה, פיזיקאי פרנץ אולריך תיאודור אפינוס(Aepinus, 1724-1802), מעלה לראשונה השערה בדבר קיומו של קשר בין תופעות חשמליות למגנטיות.

1761:מכונאי, פיזיקאי ואסטרונום שוויצרי לאונרד אוילר(L. Euler, 1707-1783) מתאר מכונה אלקטרוסטטית חדשה המורכבת מדיסק מסתובב של חומר בידוד עם לוחות עור מודבקים בצורה רדיאלית. כדי להסיר את המטען החשמלי, היה צורך להביא מגעי משי לדיסק, המחוברים למוטות נחושת עם קצוות כדוריים. בקירוב הכדורים זה לזה, ניתן היה לצפות בתהליך של פירוק חשמלי של האטמוספירה (ברק מלאכותי).

1785-1789:פיזיקאי צרפתי צ'ארלס אוגוסטין קולומב(S. Coulomb, 1736-1806) מפרסם שבע יצירות. בו הוא מתאר את חוק האינטראקציה של מטענים חשמליים וקטבים מגנטיים (חוק קולומב), מציג את המושג מומנט מגנטי וקיטוב של מטענים, ומוכיח שמטענים חשמליים נמצאים תמיד על פני מוליך.

1791:חיבור מתפרסם באיטליה לואיג'י גלווני(L. Galvani, 1737-1798), "De Viribus Electricitatis In Motu Musculari Commentarius" ("מסה על כוחות החשמל בתנועת שרירים"), שבו הוכח כי חשמל מיוצר על ידי אורגניזם חיומתבטא בצורה היעילה ביותר במגע של מוליכים לא דומים. נכון לעכשיו, השפעה זו עומדת בבסיס עקרון הפעולה של אלקטרוקרדיוגרפים.

1795:פרופסור איטלקי אלכסנדר וולטה(אלסנדרו גיזפה אנטוניו אנסטסיו וולטה, 1745-1827) חוקר את התופעה הבדל פוטנציאל מגע של מתכות שונותושימוש באלקטרומטר בתכנון שלו נותן אומדן מספרי של תופעה זו. א' וולטה מתאר לראשונה את תוצאות הניסויים שלו ב-1 באוגוסט 1786 במכתב לחברו. נכון לעכשיו, ההשפעה של הפרש פוטנציאל מגע משמשת בצמדים תרמיים ובמערכות של הגנה על האנודה (אלקטרוכימית) של מבני מתכת.

1799:.א' וולטה ממציא את המקור ציפוי אלקטרוני(זרם חשמלי - עמוד וולטאי. עמוד הוולט הראשון כלל 20 זוגות של עיגולי נחושת ואבץ, מופרדים על ידי פיסות בד ספוגות במי מלח, וככל הנראה יכול היה לייצר מתח של 40-50 וולט וזרם של עד 1 A.

בשנת 1800בעסקאות פילוסופיות של החברה המלכותית, כרך. 90" תחת הכותרת "על החשמל הנרגש ממגע גרידא של חומרים מוליכים מסוגים שונים" ("חשמל המתקבל כתוצאה ממגע פשוט של חומרים שונים"), תואר מכשיר הנקרא "מכשיר אלקטרומוטיבי", א. וולטה האמין כי בבסיס עקרון הפעולה של המקור הנוכחי שלה הוא הפרש פוטנציאל המגע, ורק שנים רבות לאחר מכן נמצא כי הגורם ל-emf. בתא גלווני היא האינטראקציה הכימית של מתכות עם נוזל מוליך - אלקטרוליט. בסתיו 1801 נוצרה ברוסיה הסוללה הגלוונית הראשונה, המורכבת מ-150 דיסקים מכסף ואבץ. שנה לאחר מכן, בסתיו 1802, נוצרה סוללה מ-4200 דיסקיות נחושת ואבץ, שנותנות מתח של 1500 וולט.

1820:פיזיקאי דני הנס כריסטיאן אורסטד(Ersted, 1777-1851) במהלך ניסויים על סטיה של מחט מגנטית תחת פעולתו של מוליך זרם, יצר קשר בין תופעות חשמליות ומגנטיות. דו"ח על תופעה זו, שפורסם ב-1820, עורר מחקר בתחום האלקטרומגנטיות, שהוביל בסופו של דבר להיווצרות היסודות של הנדסת החשמל המודרנית.

החסיד הראשון של ה.אורסטד היה פיזיקאי צרפתי אנדרה מארי אמפר(1775-1836), שבאותה שנה ניסח כלל לקביעת כיוון הפעולה של זרם חשמלי על מחט מגנטית, אותו כינה "כלל השחיין" (כלל אמפר או יד ימין), לאחר מכן נקבעו חוקי האינטראקציה של שדות חשמליים ומגנטיים (1820), שבתוכם גובש לראשונה הרעיון של שימוש בתופעות אלקטרומגנטיות לשידור מרחוק של אות חשמלי.

בשנת 1822, A. Ampère יוצר את המגבר החשמלי הראשון שדה מגנטי - סלילים מרובי-סיבובים עשויים מחוטי נחושת, שבתוכם הונחו ליבות ברזל רכות (סולנואידים), שהפכו לבסיס הטכנולוגי למה שהוא המציא 1829טלגרף אלקטרומגנטי, שפתח את עידן התקשורת המודרנית.

821: הפיזיקאי האנגלי מייקל פאראדיי(M. Faraday, 1791-1867) התוודע לעבודתו של H. Oersted על הסטת מחט מגנטית ליד מוליך נושא זרם (1820) ולאחר לימוד הקשר בין תופעות חשמליות למגנטיות, קבע את העובדה ש מגנט מסתובב סביב מוליך נושא זרם ומוליך נושא זרם מסתובב סביב מגנט.

במהלך 10 השנים הבאות ניסה מ' פאראדיי "להפוך מגנטיות לחשמל", מה שהביא ל גילוי בשנת 1831 של אינדוקציה אלקטרומגנטית, מה שהוביל להיווצרות יסודות התיאוריה שדה אלקרומגנטיוהופעתה של תעשייה חדשה - הנדסת חשמל. בשנת 1832 פרסם מ' פאראדיי עבודה שבה הועלה הרעיון לפיו התפשטות אינטראקציות אלקטרומגנטיות הוא תהליך גל המתרחש באטמוספירה במהירות סופית, שהפך לבסיס להופעתו של ענף ידע חדש - רדיו. הַנדָסָה.

במאמץ ליצור קשרים כמותיים בין סוגים שוניםחשמל, M. Faraday החל במחקר על אלקטרוליזה ובשנים 1833–1834. גיבש את חוקיו. בשנת 1845, תוך חקירת התכונות המגנטיות חומרים שונים, מ. פאראדיי מגלה את תופעות הפרמגנטיות והדיאמגנטיות ומבסס את עובדת הסיבוב של מישור הקיטוב של האור בשדה מגנטי (אפקט פאראדיי). זו הייתה התצפית הראשונה על הקשר בין תופעות מגנטיות לתופעות אופטיות, שהוסבר מאוחר יותר במסגרת התיאוריה האלקטרומגנטית של האור של ג'יי מקסוול.

בערך באותו זמן, תכונות החשמל נחקרו על ידי הפיזיקאי הגרמני גאורג סיימון אוהם(G.S. Ohm, 1787-1854). לאחר סדרת ניסויים, G. Ohm בשנת 1826 הוא ניסח את החוק הבסיסי של המעגל החשמלי(חוק אוהם) ובשנת 1827 נתן את ההצדקה התיאורטית שלו, הציג את המושג "אלקטרו כוח מניע", נפילת מתח במעגל ו"מוליכות".

חוק אוהם קובע שעוצמתו של זרם חשמלי ישר אני במוליך עומד ביחס ישר להפרש הפוטנציאל (מתח) U בין שתי נקודות קבועות (חתכים) של המוליך הזה כלומר. RI = U . גורם מידתיות ר , שקיבלה את השם התנגדות אומהית ב-1881 או פשוט התנגדות, תלויה בטמפרטורה של המוליך ובתכונותיו הגיאומטריות והחשמליות.

המחקר של G. Ohm משלים את השלב השני בפיתוח הנדסת חשמל, כלומר יצירת בסיס תיאורטי לחישוב המאפיינים של מעגלים חשמליים, שהפך לבסיס של תעשיית החשמל המודרנית.

מי המציא את החשמל?

1. האזכור הראשון של אלה שהגיעו אלינו הוא מאת תאלס ממילטוס, אבל הוא כבר כותב על כך כתופעה ידועה....
2. אף אחד. חשמל הוא תופעת טבע ולכן אין צורך לדבר על הממציא.
   הומצאו מכוניות חשמליות. וגם מכשירים חשמליים. החל מהטלגרף החשמלי (לנץ) וגנרטורים של פאראדיי.
3. שאלה לא נכונה. חשמל היה, קיים ויהיה. עדיף לשאול מי גילה את זה
4. באשר לחשמל, זה מוזר שהוא נחקר כבר אלפי שנים, ועדיין איננו יודעים בדיוק מה זה! כיום מאמינים שהוא מורכב מחלקיקים טעונים זעירים. חשמל, לפי תיאוריה זו, הוא זרם נע של אלקטרונים או חלקיקים טעונים אחרים.

   מקור המילה חשמל מהמילה היוונית אלקטרון. אתה יודע מה פירוש המילה הזו? זה אומר ענבר. אתה יודע, עוד בשנת 600 לפני הספירה. ה. היוונים ידעו שאם משפשפים את הענבר, היא מסוגלת למשוך לעצמה חתיכות קטנות של פקק ונייר.

   הצעד החשוב הבא נעשה ב-1733, כאשר צרפתי בשם דו פיי גילה מטענים חשמליים חיוביים ושליליים, למרות שחשב שהם שניים. סוגים שוניםחַשְׁמַל. בנג'מין פרנקלין היה הראשון שניסה להסביר מהו חשמל. לדעתו, כל החומרים בטבע מכילים נוזל חשמלי. חיכוך בין כמה חומרים לוקח חלק מהנוזל הזה מחומר אחד, ומוסיף אותו לאחר. היום היינו אומרים שהנוזל הזה מורכב מאלקטרונים בעלי מטען שלילי.

5. היסטוריה של התפתחות
   המאה ה- XVII ורעיונות מעורפלים קודם לכן על קיומו של חשמל. נמצאו מינרלים המושכים פיסות ברזל. ידוע שאם חומרים מסוימים (ענבר, גופרית וכו') משופשפים בצמר, הם מושכים חפצים קלים.
   המאה ה-18, הקבל החשמלי הראשון נבנה קנקן ליידן (1745). קוונדיש (1773) וקולומב (1785) מגלים את חוק האינטראקציה של מטענים חשמליים. גלווני מגלה את ההשפעות הביולוגיות של חשמל. וולטה ממציא מקור של תא גלווני זרם ישר (1800). פרנקלין מגלה את הטבע החשמלי של ברק (חשמל אטמוספרי), ממציא מטה ברק.
   המאה ה-19 אורסטד ואמפרה מגלים את הקשר בין חשמל ומגנטיות (1820). עבודתם של ג'ול, לנץ, אוהם על חקר הזרם החשמלי. גאוס מנסח את המשפט היסודי של תורת השדה האלקטרוסטטי (1830). פאראדיי מגלה אינדוקציה אלקטרומגנטית (1831) וחוקי האלקטרוליזה (1834), מציג את הרעיון של שדות חשמליים ומגנטיים. מקסוול מנסח את המשוואות שלו (1873). הרץ רושם בניסוי גלים אלקטרומגנטיים (1889). מהפכה אלקטרו-טכנית יצירת סוללות חשמליות, אלקטרומגנטים, תאורה חשמלית, טלגרף, טלפון, הנחת כבל טרנס-אטלנטי, מנועים חשמליים, גנרטורים חשמליים ותחבורה חשמלית (טראם, טרוליבוס, מטרו).
   יצירת המאה העשרים של תורת האלקטרודינמיקה הקוונטית. השימוש בחשמל בחיי היומיום הוא בכל מקום, ממכשירי חשמל ביתיים ועד כלי נגינה חשמליים. הופעתה והפיתוח המהיר של טכנולוגיות אלקטרוניקה, מיקרו / ננו / פיקו.
   המאה ה-XXI - אנרגיה חשמלית הפכה סוף סוף לחלק בלתי נפרד מהחיים. ניתוק אספקת החשמל ברשתות ביתיות ותעשייתיות הוא כמו מוות.
6. אדיסון?
7. TESLA בהחלט ו-INET ו-RADIO ו-LAZR
8. המדען הראשון שחקר את תכונות החשמל היה רופא החצר של המלכה אליזבת הראשונה, וויליאם גילברט. אבל למרות התגליות המעניינות שלו, עדיין אי אפשר לומר שהוא או כל מדען אחר באמת גילו את החשמל, כי מימי קדם ועד ימינו, מדענים רבים חוקרים את תכונות החשמל, מנתחים צורות חדשות של היישום שלו.

   חשמל היה ידוע לספינרים בסוריה העתיקה. צירי הענבר שלהם התחשמלו כשהם עטופים בצמר. תופעה מסוג זה (מגנטיות) מתרחשת גם מסירוק שיער במסרק פלסטיק.

   הסינים הכירו את תכונותיו של מגנט עוד לפני תחילת תקופתנו.

   ביוון, תאלס (אל תצחקו, כך היה שמו האמיתי) גילה את התכונות המגנטיות של הענבר. לאחר מכן חקר אריסטו את תגובתם של כמה צלופחים, כשהם פוגעים באויבים עם מטען חשמלי.

   בשנת 70 לספירה חקר הסופר הרומי פליניוס את התכונות החשמליות של שרף. הפיזיקאי האנגלי רוברט בויל הוכיח שניתן לאחסן חשמל. המדען הגרמני אוטו פון גריקה, שחי באותה תקופה, ייצר את הנורה החשמלית הראשונה. הוא שפשף כדור גופרית, והוא זוהר בידיו.

   ניוטון גילה את החוק כוח משיכההוכיח את קיומו של חשמל סטטי.

9. מייקל פאראדיי המציא את החשמל
10. ניקולו טסלה אני חושב
11. חשמל נמצא בשימוש ברפואה כבר הרבה מאוד זמן. לפני כל כך הרבה זמן שהעובדות כמעט נעלמו.
12. לא המצאתי, אבל הבנתי את העיקרון של עבודתו, כנראה שככה השאלה תהיה נכונה יותר.
13. אף אחד לא המציא את זה. ובכן, אם רק היוצר של כל הדברים! הכל כבר נוצר לפנינו, אבל אנחנו יכולים רק לזהות וללמוד את התופעות הללו.
    היוונים הקדמונים התעסקו באלקטרוסטטיקה (אלקטרון מהמילה ענבר) אני חושב שהפעם אפשר להתייחס ללידה של האלקטרוסטטיקה

באשר לחשמל, זה מוזר שהוא נחקר כבר אלפי שנים, ועדיין איננו יודעים בדיוק מה זה! כיום מאמינים שהוא מורכב מחלקיקים טעונים זעירים. חשמל, לפי תיאוריה זו, הוא זרם נע של אלקטרונים או חלקיקים טעונים אחרים.

מקור המילה חשמל מהמילה היוונית אלקטרון. אתה יודע מה פירוש המילה הזו? זה אומר ענבר. אתה יודע, בשנת 600 לפני הספירה. ה. היוונים ידעו שאם משפשפים את הענבר, היא מסוגלת למשוך לעצמה חתיכות קטנות של פקק ונייר.

התקדמות גדולה בחקר החשמל נעשתה רק ב-1672. השנה, אדם בשם אוטו פון הריק, שהחזיק את ידו ליד כדור גופרית מסתובב, קיבל מטען חזק יותר של חשמל. בשנת 1729, סטיבן גריי גילה כי חומרים מסוימים, במיוחד מתכות, יכולים להוליך חשמל. חומרים כאלה נודעו בתור מוליכים. הוא גילה כי חומרים אחרים, כמו זכוכית, גופרית, ענבר ושעווה, אינם מוליכים חשמל. הם נקראו מבודדים.

הצעד החשוב הבא נעשה ב-1733, כאשר צרפתי בשם דו פיי גילה מטענים חשמליים חיוביים ושליליים, למרות שחשב שהם שני סוגים שונים של חשמל. בנג'מין פרנקלין היה הראשון שניסה להסביר מהו חשמל. לדעתו, כל החומרים בטבע מכילים נוזל חשמלי. חיכוך בין כמה חומרים לוקח חלק מהנוזל הזה מחומר אחד, ומוסיף e לאחר. היום היינו אומרים שהנוזל הזה מורכב מאלקטרונים בעלי מטען שלילי.

אולי מדע החשמל החל להתפתח במהירות מהרגע שבו אלסנדרו וולטה המציא את הסוללה בשנת 1800. המצאה זו נתנה לאנשים את מקור האנרגיה הקבוע והאמין הראשון וגרמה לכל תגליות חשובותבאזור זה.

יש כוח בלתי נראה שזורם בתוך עצמים ביולוגיים וסביבות דוממות. כוח זה נקרא חשמל. מה זה חשמל? זוהי האנרגיה שנוצרת מתנועה ואינטראקציה של חלקיקים טעונים. המונח "חשמל" מגיע מהמילה היוונית "אלקטרון", שמתורגמת כ"ענבר". היוונים הקדמונים גילו ששפשוף האבן הזו יצר מטען סטטי קטן. אבל אנשים למדו ליצור זרם חשמלי לצרכיהם רק ב מוקדם XIXמֵאָה.

מהו חשמל ומאיפה הוא מגיע

כל החפצים הדוממים סביבנו, אנשים ואפילו האוויר מורכבים מאטומים. אטום הוא גרעין שסביבו מסתובבים אלקטרונים. זהו חלקיק בעל מטען שלילי שנמשך לגרעין, אך אינו מתחבר אליו, מכיוון שהוא נמצא בתנועה מתמדת. אלקטרונים מנטרלים חלקיקים בעלי מטען חיובי הנקרא פרוטונים. לכן, האטום בכללותו הוא ניטרלי מבחינה חשמלית.

זה אפשרי על ידי תנועה מכוונת של אלקטרונים לאטום אחר. תנועה כזו נוצרת באמצעות השדה המגנטי של המחולל, חיכוך או תגובה כימיתבסוללה. התהליך מבוסס על תכונת המשיכה של חלקיקים בעלי מטען דומה ודחייה של חלקיקים בעלי מטען הפוך.

כתוצאה מתנועה מכוונת של חלקיקים טעונים בהשפעת שדה חשמלי, נוצר זרם. חשמל יכול להיות מועבר בחופשיות דרך חומרים מסוימים הנקראים מוליכים. לדוגמה, נחושת ומתכות אחרות, מים. חומרים שאינם יכולים להוביל זרם נקראים מבודדים. מבודדים טובים הם עץ, פלסטיק, אבוניט.

חשמל סטטי

חשמל סטטי נוצר כתוצאה מחוסר איזון של פרוטונים ואלקטרונים בתוך אטום, בדרך כלל כתוצאה מחיכוך. סיבה נוספת להתרחשות תופעה זו היא מגע של שני דיאלקטריים, שביניהם נוצר הבדל פוטנציאלי.

בחיי היומיום, אדם כמעט כל יום נתקל בחשמל סטטי. לדוגמה, בגדים סינתטיים, כאשר הם לובשים ומשפשפים את הגוף, צוברים מטען קטן, וכאשר מתפשטים, ניתן לשמוע פצפוץ קל ולראות ניצוצות. תופעה דומה מתרחשת בסירוק שיער במסרק פלסטיק. מקורות החשמל הסטטי בדירה הם מוצרי חשמל ביתיים, מחשבים, ציוד משרדי. בתהליך העבודה הם מחשמלים את חלקיקי האבק הקטנים ביותר שמתמקמים על הרצפה, הרהיטים, הבגדים ועור האדם, וחודרים גם לדרכי הנשימה.

חשמל סטטי משפיע לרעה על בריאות האדם. בחשיפה ממושכת, מטען סטטי יכול לגרום להפרעות בעבודה של העצבים המרכזיים ו מערכות לב וכלי דם, אובדן שינה ותיאבון, עצבנות, כאבי ראש.

הדוגמה הבולטת ביותר לביטוי של חשמל סטטי בטבע היא ברק. חָזָק פריקה חשמליתנוצר כתוצאה מהצטברות אלקטרונים באטמוספרה התחתונה.

ייצור ושימוש בחשמל

היקף צריכת החשמל גדל מדי שנה. זה הכרחי לחימום, תאורה חדרים, מספק עבודה מפעלים תעשייתיים. כל מכשירי החשמל הביתיים, שבלעדיהם לא יעלה על הדעת חיי אדם, מופעלים גם הם באמצעות חשמל.

כמות החשמל העצומה לצרכים תעשייתיים וביתיים מופקת בתחנות כוח, המייצרות חשמל באמצעות גנרטורים ומעבירות אותו למרחקים ארוכים באמצעות קווי חשמל. בהתאם למקור האנרגיה, תחנות כוח הן משלושה סוגים:

• גרעיני - חומרים רדיואקטיביים (אורניום ופלוטוניום) משמשים כדלק;
• תרמית - פועל על גז, סולר או פחם;
• תחנות כוח הידרואלקטריות - טורבינות גנרטור מסובבות על ידי זרם מים.

טורבינות רוח, גנרטורים גז, פאנלים סולאריים משמשים כמקורות חלופיים לחשמל.

בזמננו החיים ללא חשמל פשוט ייפסקו. עם זאת, לא תמיד זה היה כך אנשים קודמים יותרוהמילים לא נשמעו. במהלך מאות השנים, הודות למאמצים של דורות של מדענים וחוקרים מוכשרים, האנושות התקדמה לעבר גילוי ושימוש בתופעת הטבע הנפלאה הזו. התפתחות הזרם החשמלי יכולה להיחשב בבטחה לאחד ההישגים העיקריים של האנושות.

גילוי חשמל: צעדים ראשונים

אין תשובה מדויקת לשאלה מתי הופיע החשמל. ככוח טבעי הוא היה קיים מאז ומתמיד, אך הדרך הארוכה להמצאה ושימוש בחשמל החלה במאה ה-8 לפני הספירה. ההיסטוריה אפילו שימרה את שמו של האדם שנתן את השם לתופעה זו. הפילוסוף Thales of Millet, שחי ב יוון העתיקההפנה את תשומת הלב לעובדה שענבר משופשף בצמר יכול למשוך לעצמו חפצים קטנים בגלל כוח כלשהו. "ענבר" ביוונית פירושו "אלקטרון", ומכאן "חשמל" הגיע.

ההיסטוריה של החשמל מקשרת את מקורו האמיתי של המחקר באזור זה לאמצע המאה ה-17, והיא קשורה בשמו של הבורגומאסטר ממגדבורג הגרמני, אוטו פ' גוריקה (פיזיקאי וממציא במשרה חלקית). בשנת 1663, לאחר לימוד עבודותיו של תאלס, הוא יצר מכונה מיוחדת לחקר השפעות המשיכה והדחיה החשמלית, זה היה המנגנון החשמלי הראשון בעולם. המכשיר היה מורכב מכדור גופרית, שהסתובב על מוט מתכת וכמו ענבר, משך ודחה חפצים שונים.

בין החלוצים שתרמו להופעת החשמל בחיינו, נוכל למנות את האנגלי ו' גילברט, ששימש פיזיקאי ורופא בבית המשפט. הוא נחשב למייסד הנדסת החשמל (מדע המאפיינים והיישומים של החשמל), המציא את האלקטרוסקופ וגילה מספר תגליות יוצאות דופן בתחום זה.

תגליות חדשות

בשנת 1729, האנגלים סטיבן גריי וגרנוויל ווילר גילו לראשונה שזרם חשמלי עובר בחופשיות דרך גופים מסוימים (הנקראים מוליכים) ואינו עובר דרך אחרים (לא מוליכים), זה היה הצעד הראשון לקראת שימוש בחשמל למטרות תעשייתיות.

באנגליה, לראשונה בעולם, מנסים להעביר חשמל למרחק מה, בזה עסק המדען ס.גריי, בתהליך ניסויים הוא גם נתקל מעלות משתנותמוליכות טל.

הפרופסור ההולנדי למתמטיקה פ' ואן מושנברוק נקרא מי שהמציא את הקבל הראשון לחשמל - זהו "קנקן ליידן" המפורסם (על שם עיר הולדתו של הממציא). המכשיר היה רגיל צנצנת זכוכית, אטום בשני הקצוות ביריעות דקות של סגסוגת פח-עופרת. כך, ניתן לצבור חשמל.

הפוליטיקאי האמריקאי המפורסם בנג'מין פרנקלין היה גם בין אלה שגילו חשמל עבור יישום רחבבחיים. הוא קבע באופן אמפירי שמטענים חשמליים מחולקים לחיוביים ושליליים, וכן חקר את הטבע החשמלי של ברק.

בהתבסס על התגליות של פרנקלין ברוסיה, המדענים ריצ'מן ומיכאילו ואסילביץ' לומונוסוב הגדול המציאו מטה ברק, והוכיחו בפועל שברק מתקבל מהפרש הפוטנציאל של חשמל אטמוספרי. לומונוסוב באופן כללי הייתה השפעה עצומה על חקר תופעות חשמליות (במיוחד אטמוספריות).

מדע החשמל הצעיר ממשיך להתפתח במהירות - במהלך המאות 18-19 הופיעו עוד ועוד תגליות והמצאות חדשות, נכתבו חיבורים מדעיים חדשים, שהנושא העיקרי בהם היה זרם חשמלי.

אז, בשנת 1791, פורסם ספר על חשמל בשרירים של בני אדם ובעלי חיים, המתרחש במהלך התכווצותם, המחבר היה הפיזיקאי האיטלקי Galvani. איטלקי אחר, אלסנדרו וולטה, היה זה שיצר בשנת 1800 מקור זרם לא ידוע עד כה בשם "תא גלווני" (לכבודו של אותו גלווני), שאחרי כמה מאות שנים מופיע בצורה של סוללה ידועה.

ה"עמוד הוולטאי" נעשה בצורת עמוד עצמו, יצוק מאבץ וכסף, שבין שכבותיו הונח נייר מלוח.

כמה שנים מאוחר יותר, ברוסיה, פרופסור לפיזיקה מסנט פטרסבורג, V. Petrov, מציג קשת חשמלית רבת עוצמה לעולם המדעי, וקורא לה הקשת הוולטאית. הוא זה שהגה את הרעיון של שימוש באור מחשמל לתאורה פנימית. הוכחו אפשרויות לשימוש בתופעות חשמל בחיים הכלכליים. הסוללה שהרכיב המדען הייתה ענקית באמת (אורך - 12, וגובה - כ-3 מטרים), המתח שלה היה קבוע והסתכם ב-1700 וולט. המצאה זו סימנה את תחילתם של ניסויים ביצירת מנורות ליבון ושיטות ריתוך חשמלי של מתכות.

תגליות גדולות בתחום החשמל

הניסויים של פטרוב ברוסיה תרמו לכך שבשנת 1809 תכנן המדען Delarue באנגליה את מנורת הליבון הראשונה בעולם. מאה שנים מאוחר יותר, כימאי אמריקאי ו חתן פרס נובל I. Langmuir שיחרר את הנורה הראשונה, בעלת ספירלת טונגסטן זוהרת שהונחה בבקבוק אטום עם גז אינרטי. זה הוליד עידן חדש. מדענים רבים באירופה, בארה"ב וברוסיה ערכו ניסויים ומחקרים רבים על מנת להבין טוב יותר את מהות החשמל ולהעמידו לשירות האדם.

אז, בשנת 1820, הדני ארסטרד חשף את האינטראקציה של חלקיקים חשמליים, ובשנת 1821 האמפר המפורסם העלה והוכיח את התיאוריה של הקשר בין מגנטיות לתופעות חשמליות. תכונות השדה האלקטרומגנטי נחקרו לעומק על ידי האנגלי M. Faraday, אשר גילה גם את חוק האינדוקציה האלקטרומגנטית, הקובע שדחפים חשמליים נוצרים במעגל מוליך סגור עם שינוי זמני בשטף המגנטי, וכן תכנן את גנרטור חשמלי ראשון. עבודתם של מדענים אלה ועשרות אחרים פחות מוכרים הביאה להופעתו של מדע חדש, שהמהנדס הגרמני ורנר פון סימנס העניק לו את השם "הנדסת חשמל".

בשנת 1826, G.S. Ohm, לאחר ניסויים רבים, הציג את חוק המעגל החשמלי (המכונה גם "חוק אוהם"), כמו גם מונחים חדשים: "מוליכות", "כוח מניע חשמלי", "מתח". חסידו, א-מ. אמפר, הוציא את כלל "יד ימין" המפורסם, כלומר. קביעת כיווני זרימת הזרם החשמלי באמצעות מחט מגנטית. הוא גם המציא מכשיר להגברת השדה החשמלי - סלילים של חוטי נחושת סביב ליבות ברזל. פיתוחים אלו הפכו למבשרים של אחת ההמצאות המרכזיות בתחום הנדסת החשמל (טלגרף אלקטרומגנטי) של המדען הגרמני סמואל תומס סמרינג.

ברוסיה, הממציא אלכסנדר לודיגין המציא נורה שהכי דומה לה אנלוגים מודרניים: בקבוק ואקום שבתוכו מונח חוט ספירלה עשוי טונגסטן עקשן. המדען מכר את הזכויות להמצאה זו לתאגיד האמריקאי ג'נרל אלקטריק, שהשיק אותן לייצור המוני. לכן, יהיה זה הוגן לשקול את הרוסי כמגלה הנורות, למרות שבכל ספרי הלימוד בפיזיקה האמריקאים המדען שלהם ט. אדיסון, שגם תרם תרומה משמעותית להמצאת החשמל, רשום כ"אבי האור נוּרָה".

סבב מחקר מודרני

גילויים גרנדיוזיים אחרונים בתחום החשמל קשורים בשמו של ניקולה טסלה הגדול, שמשמעותו והיקפו עדיין לא מוערכים. זֶה איש גאוןהמציאו דברים שעדיין לא נעשה בהם שימוש:

• הגנרטור הסינכרוני והמנוע החשמלי האסינכרוני, שעשו את המהפכה התעשייתית בעולם המודרני;
• מנורות פלורסנט להארת חללים גדולים;
• את המושג רדיו הציג טסלה כמה שנים לפני "האב הרשמי" של הרדיו - מרקוני;
• מכשירים נשלטים מרחוק (הראשון היה סירה על סוללות גדולות, נשלטת באמצעות רדיו);
• מנוע עם שדות מגנטיים מסתובבים (על בסיס זה מיוצרות כעת המכוניות האחרונות שאינן זקוקות לבנזין);
• לייזרים תעשייתיים;
• "מגדל לייזר" - המכשיר הראשון בעולם לתקשורת אלחוטית, אב הטיפוס של האינטרנט העולמי;
• מכשירי חשמל ביתיים ותעשייתיים רבים.

דרג את המאמר הזה:

מעטים חושבים על מתי הופיע חשמל. וההיסטוריה שלו די מעניינת. חשמל הופך את החיים לנוחים יותר. בזכותו התאפשרו הטלוויזיה, האינטרנט ועוד הרבה יותר. ו חיים מודרניםבלי חשמל כבר אי אפשר לדמיין. זה האיץ מאוד את התפתחות האנושות.

היסטוריה של חשמל

אם אתה מתחיל להבין מתי הופיע חשמל, אז אתה צריך לזכור את הפילוסוף היווני תאלס. זה היה זה שהפנה לראשונה את תשומת הלב לתופעה זו בשנת 700 לפני הספירה. ה. פולס גילה שכאשר משפשפים ענבר בצמר, האבן מתחילה למשוך לעצמה חפצים קלים.

באיזו שנה הוכנס חשמל? אחרי הפילוסוף היווני במשך זמן רבתופעה זו לא נחקרה. והידע בתחום זה לא גדל עד שנת 1600. בשנה זו טבע ויליאם גילברט את המונח "חשמל" על ידי בחינת מגנטים ותכונותיהם. מאז, תופעה זו החלה להיחקר באינטנסיביות על ידי מדענים.

תגליות ראשונות

מתי הופיע חשמל, בשימוש בפתרונות טכניים? בשנת 1663 נוצרה המכונה החשמלית הראשונה שאפשרה לצפות בהשפעות הדחייה והמשיכה. בשנת 1729, המדען האנגלי סטיבן גריי ערך את הניסוי הראשון כאשר חשמל הועבר למרחקים. ארבע שנים מאוחר יותר גילה המדען הצרפתי סי דופאי שלחשמל יש 2 סוגי מטען: שרף וזכוכית. בשנת 1745 הופיע הקבל החשמלי הראשון - בנק ליידן.

ב-1747, בנג'מין פרנקלין יצר את התיאוריה הראשונה להסביר תופעה זו. חשמל הופיע בשנת 1785 ונחקר במשך זמן רב על ידי Galvani ו-Volt. נכתבה מסה על פעולתה של תופעה זו בזמן תנועת שרירים, והומצא חפץ גלווני. והמדען הרוסי V. פטרוב הפך למגלה

תְאוּרָה

מתי הופיע חשמל בבתים ובדירות? עבור רבים, תופעה זו קשורה בעיקר לתאורה. לכן, יש לשקול מתי הומצאה הנורה הראשונה. זה קרה בשנת 1809. Delarue האנגלי הפך לממציא. מעט מאוחר יותר הופיעו נורות בצורת ספירלה, שהיו מלאות בגז אינרטי. הם החלו להיות מיוצרים בשנת 1909.

הופעת החשמל ברוסיה

זמן מה לאחר כניסת המונח "חשמל", החלה תופעה זו להיחקר במדינות רבות. תחילתו של שינוי יכולה להיחשב למראה של תאורה. באיזו שנה הופיע החשמל ברוסיה? לפי תאריך זה - 1879. זה היה אז כי חשמול בעזרת מנורות בוצע לראשונה בסנט פטרבורג.

אבל שנה קודם לכן בקייב, באחד מבתי המלאכה לרכבת, הותקנו אורות חשמליים. לכן, תאריך הופעת החשמל ברוסיה הוא מספר נושא שנוי במחלוקת. אבל מכיוון שאירוע זה נותר ללא תשומת לב, הדלקת גשר לייטיני יכולה להיחשב כתאריך הרשמי.

אבל יש גרסה אחרת, כאשר החשמל הופיע ברוסיה. מנקודת מבט משפטית, תאריך זה הוא השלושים בינואר 1880. ביום זה הופיעה מחלקת החשמל הראשונה בחברה הטכנית הרוסית. תפקידיו הוטלו על פיקוח על הכנסת חשמל חיי היום - יום. בשנת 1881 הפכה צארסקויה סלו לעיר האירופית הראשונה שהייתה מוארת במלואה.

תאריך משמעותי נוסף הוא ה-15 במאי 1883. ביום זה מואר הקרמלין לראשונה. האירוע היה מתוזמן לחפף עם העלייה לכס המלכות הרוסי אלכסנדר השלישי. כדי להאיר את הקרמלין, הותקנה תחנת כוח קטנה על ידי חשמלאים. לאחר אירוע זה, תאורה הופיעה לראשונה ברחוב הראשי של סנט פטרסבורג, ולאחר מכן בארמון החורף.

בקיץ 1886 הוקמה "החברה לתאורה חשמלית" בצו של הקיסר. היא עסקה בחשמל של כל סנט פטרבורג ומוסקבה. ובשנת 1888 החלו להיבנות תחנות הכוח הראשונות הערים הגדולות ביותר. בקיץ 1892 הושקה חשמלית חשמלית בכורה ברוסיה. ובשנת 1895 הופיעה תחנת הכוח ההידרואלקטרית הראשונה. הוא נבנה בסנט פטרסבורג, על הנהר. אוטה הגדול.

ובמוסקווה, תחנת הכוח הראשונה הופיעה בשנת 1897. היא נבנתה על סוללת Raushskaya. תחנת הכוח הפיקה זרם חילופין תלת פאזי. וזה איפשר להעביר חשמל למרחקים ארוכים ללא אובדן כוח משמעותי. ערים אחרות החלו להיבנות עם שחר המאה העשרים, לפני מלחמת העולם הראשונה.