Электрические открытия или как закалялось ЭЛЕКТРИЧЕСТВО

1. Электрические открытия или как закалялось ЭЛЕКТРИЧЕСТВО TuX-DeN-Linux

2. TuX-DeN TuX-DeN Стоял Фалес однажды и смотрел, как работают ткачи. Вот развернули они кусок ткани, а ткань слипается точь-в-точь как нейлоновые рубашки, которые носили совсем недавно... Озадачило это Фалеса. Взял кусочек шерстяной материи, потер об янтарь. И к янтарю, и к шерстяной тряпочке стали притягиваться мелкие пылинки. Еще раз потер — то же самое. «Янтарь» — по-гречески «электрон». Поэтому силу, которая притягивает пылинки, Фалес назвал электрической.

3. TuX-DeN Только в 1600 году, то есть, ни много ни мало, более двух тысяч лет спустя, некий Уильям Гильберт (1544 — 1603) снова потер янтарь о шерсть и увидел, что притягивает янтарь пылинки и всякие мелкие предметы. Как и Фалес, назвал Гильберт эти явления электрическими от того же слова «электрон», то есть «янтарь». Стал он дальше пробовать. Оказалось, что не только янтарь, но и алмаз, горный хрусталь, смола, стекло, если их шерстью или мехом потереть, проявляют ту же самую притягательную силу. Гильберт заметил еще кое что. Электрическая сила в сухом воздухе сохраняется долго, а в сыром — совсем недолго.

4. XVII век • 1600 год • вышел в свет труд У. Гилберта «О магните, магнитных телах и о большом магните Земле», в котором были обобщены научные данные того времени о магнетизме и электричестве и впервые доказано существование магнитного поля Земли. • 1650 год • Отто Герике построил первую электростатическую машину.

5. XVIII век • 1733 год • Дюфе установил существование двух родов электричества: стеклянного и смоляного. • 1745 год • Э. Ю. фон Клейст и П. ван Мушенбрук изобрели лейденскую банку (первый конденсатор). • 1752 год • Б. Франклин производил опыты улавливания атмосферного электричества при помощи воздушного змея. • 1753 год • Построена первая электрическая машина трения со стеклянным диском. • 1785 год • Кулон изобрёл крутильные весы и установил закон взаимодействия двух наэлектризованных тел и магнитов — «закон Кулона». • 1791 год • Луиджи Гальвани опубликовал «Трактат о силах электричества при мышечном движении», в котором излагал результаты своих опытов над «животным электричеством», чем заложил основу электрофизиологии. • 1800 год • Вольта изобрёл источник гальванического тока, получивший название «вольтов столб».

6. TuX-DeN В Италии, в городе Болонье, жил Луиджи Гальвани (1737 — 1798). Поначалу занялся Гальвани богословскими науками, но вскоре бросил это пустое дело и перешел к медицине. С 1792 года был даже профессором акушерства. Любил профессор суп из лягушачьих лапок и сам его готовил. Повесил он как-то раз приготовленную для супа лягушачью лапку на медном крючке на балконе. Медный крюк был прикреплен к железной решетке. Видит Гальвани: лапка от ветра тихонечко раскачивается, а как только железной решетки коснется, сразу начинает дергаться. Ну прямо как живая!

7. XIX век • 1802 год • В. В. Петров открыл явление электрической дуги • Дэви накалил платиновую проволоку до белого каления путём пропускания по ней электрического тока. • 1820 год • Ампер ввёл в науку понятие о направлении электрического тока и установил закон взаимодействия токов. • Био и Савар установили закон взаимодействия тока и магнитного поля. • 1827 год • Георг Ом опубликовал свою работу «Гальваническая цепь, математически разработанная доктором Р. С. Омом», в которой сформулировал основное положение — «закон Ома». • 1831 год • Фарадей открыл явление электромагнитной индукции. • 1834 год • Б. С. Якоби построил электродвигатель с непосредственным вращением якоря.

8. XIX век • 1842 год • Б. С. Якоби построил первую в России магнитоэлектрическую машину (электрический генератор с постоянными магнитами). • 1844 год • Морзе построил телеграфную линию длиной 64 км между Вашингтоном и Балтимором, установив на ней электромагнитные телеграфные аппараты своей системы. • 1845 год • Кирхгоф установил законы протекания тока, названные его именем. • 1850 год • Б. С. Якоби изобрёл первый в мире буквопечатающий электромагнитный телеграфный аппарат. • 1866 год • Подполковник Сергеев построил переносный электрический фонарь с лампой накаливания, у которой нить накала представляла собой спираль из платиновой проволоки. • 1873 год • А. Н. Лодыгин впервые в мире демонстрировал в Петербурге опыты уличного освещения при помощи ламп накаливания. • 1878 год • В Париже открылась Всемирная выставка, территория которой освещалась «свечами Яблочкова».

9. XIX век • 1888 год • А. Г. Столетов исследовал фотоэлектрические явления и построил первый фотоэлемент. • М. О. Доливо-Добровольский изобрёл систему трёхфазного тока. • 1889 год • М. О. Доливо-Добровольский изобрёл трёхфазный трансформатор и трёхфазный асинхронный электродвигатель. • 1891 год • М. О. Доливо-Добровольский построил первую трёхфазную линию электропередачи с линейным напряжением 15 000 В мощностью около 200 кВт на расстояние 170 км (Лауффен — Франкфурт-на-Майне). • 1892 год • В Киеве пущен первый в России электрический трамвай. • 1896 год • А. С. Попов передал первую в мире радиотелеграмму.

10. TuX-DeN Отто фон Герике заметил: заряженные шарики могут не только притягиваться, но и отталкиваться.

11. TuX-DeN Обнаружилось также, что электричество, полученное от стекла, натертого шерстью, отталкивает электричество, тоже полученное из стекла, но притягивает «другое» электричество, полученное от смолы, натертой мехом. Так и говорили: есть два вида электричества — стеклянное и смоляное. И назвал Бенджамин Франклин стеклянное электричество положительным, а смоляное — отрицательным.

12. TuX-DeN Конденсатор, то есть две проводящие пластины, расположенные в пустоте на определенном расстоянии друг от друга. Поначалу конденсатор не заряжен, значит, заряды на пластинах отсутствуют и электрическое поле между пластинами равно нулю. Подсоединили к пластинам конденсатора два проводника, а к концам проводников — электрическую батарею. Батарею подсоединили — по проводникам потек ток и продолжал течь до тех пор, пока конденсатор не зарядился полностью, то есть пока напряжение между пластинами не стало равным напряжению батареи. После этого ток прекратился, и батарею можно отсоединить. Напряжение между пластинами конденсатора после отсоединения батареи осталось неизменным — на то он и конденсатор.

13. TuX-DeN Замкнули концы проводов, присоединенных к пластинам заряженного конденсатора. По проводам снова потек ток и продолжал течь до тех пор, пока конденсатор не разрядился. Но что происходит, когда ток течет? Электроны с отрицательно заряженной пластины уходят в проводник и двигаются по нему, .пока не достигают положительно заряженной пластины. Движение электронов в проводнике — это электрический ток. Если к проводнику поднести эрстедову магнитную стрелку, она, как ей и положено, отклонится. Если в промежутке между пластинами поместить магнитную стрелку, она тоже должна отклоняться. Действительно, стрелка отклоняется.

14. TuX-DeN Возьмите магнит, к примеру. Обязательно у него оба полюса присутствуют: северный и южный. Разрежьте намагниченную стальную палочку пополам — опять два полюса. Еще раз пополам — еще раз два полюса, и так, сколько ни режьте. Ломал над этой загадкой голову сам Фарадей. Додумался! Взял глубокую медную чашку и налил в нее жидкую ртуть. Примерно в центре чашки опустил в ртуть конец провода. Стальной намагниченный стерженек воткнул в пробку и пустил плавать в ту же чашку — все точно как на рисунке. Перехитрил Фарадей природу! Смотрите, что получилось. Течет ток по проводнику, а обратно возвращается вблизи поверхности ртути. Вокруг проводника магнитное поле, и в этом магнитном поле один северный (или южный — это безразлично) полюс магнита. Противоположный полюс магнита утоплен в ртуть, его вроде бы нет.

15. TuX-DeN Отправляйтесь в поход не пешком, а на маленькой лодочке. В лодочку магнит воткните — вместо мачты, весла — в руки и гребите вокруг проводника. Действует на магнит магнитное поле с силой, равной µВ (µ — постоянный коэффициент, зависящий от того, насколько сильно намагничен магнит). Ну а раз вы двигаетесь да еще сила на вас действует, значит, выполняетсяработа. Плывете по кругу, расстояние от лодки до проводника везде одинаковое, поэтому и сила везде одинаковая. А работа равна силе, помноженной на путь.

16. TuX-DeN Догадайтесь, зачем я вас отправил в этот туристский поход? Затем, чтобы вы сами убедились, что проделанная за полный оборот вокруг проводника работа не зависит от радиуса этого самого оборота. И впрямь: ближе к проводнику плывете — путь короче, зато большую силу преодолевать приходится (как известно из физики, магнитная индукция, а следовательно, и сила обратно пропорциональны расстоянию от провода); если маршрут подальше от проводника выбран, грести легче, но плыть дальше.

17. TuX-DeN Если по проводнику течет электрический ток, вокруг проводника образуется магнитное поле. Французские ученые Жан Батист Био (1774—1862) и Феликс Савар (1791 — 1841) установили: если проводник очень длинный (его длина стремится к бесконечности), магнитная индукция в некоторой точке прямо пропорциональна величине тока и обратно пропорциональна расстоянию от этой точки до оси проводника.

18. Во́льтов сто́лб — применявшееся на заре электротехники устройство для получения электричества. В 1800 году итальянский учёный Алессандро Вольта опустил в банку с кислотой две пластинки — цинковую и медную — и соединил их проволокой. После этого цинковая пластина начала растворяться, а на медной стали выделяться пузырьки газа. Вольта предположил и показал, что по проволоке протекает электрический ток. Так был изобретён «элемент Вольта» — первый гальванический элемент. Для удобства Вольта придал ему форму вертикального цилиндра (столба), состоящего из соединённых между собой колец цинка, меди и сукна, пропитанных кислотой. Вольтов столб высотою в полметра развивал напряжение, чувствительное для человека.