Elekter on üks moodsa tsivilisatsiooni alustalasid. Elu ilma elektrita on muidugi võimalik, sest meie mitte nii kauged esivanemad said ilma selleta lihtsalt hakkama. "Ma valgustan siin kõik Edisoni ja Swanni pirnidega!" Hüüdis Sir Henry Baskerville Arthur Conan Doyle'i raamatust "Baskerville'i hagijas", kui nägi esimest korda sünget lossi, mille ta pidi pärima. Kuid hoov oli juba 19. sajandi lõpus.
Elekter ja sellega seotud edusammud on inimkonnale pakkunud enneolematuid võimalusi. Neid on peaaegu võimatu loetleda, neid on nii palju ja globaalselt. Kõik, mis meid ümbritseb, on kuidagi valmistatud elektri abil. Sellega mitteseotud on raske leida. Elavad organismid? Kuid mõned neist toodavad märkimisväärses koguses elektrit ise. Jaapanlased on õppinud seente saagikust suurendama, pannes neid kõrgepingešokkide kätte. Päike? See särab iseenesest, kuid selle energiat töödeldakse juba elektriks. Teoreetiliselt saate mõnes konkreetses elu aspektis ilma elektrita hakkama saada, kuid selline rike muudab elu keerukamaks ja kallimaks. Nii et peate teadma elektrit ja oskama seda kasutada.
1. Elektrivoolu määratlus elektronide voona ei ole absoluutselt õige. Näiteks aku elektrolüütides on vool vesinikioonide voog. Luminofoorlampides ja fotovälkudes loovad prootonid koos elektronidega voolu ja rangelt reguleeritud vahekorras.
2. Miletesest pärit Thales oli esimene teadlane, kes pööras tähelepanu elektrinähtustele. Vana-Kreeka filosoof mõtiskles selle üle, et merevaigukepp, kui seda villa vastu hõõruda, hakkab karvu ligi tõmbama, kuid ta ei jõudnud kaugemale kui peegeldused. Mõiste "elekter" mõtles välja inglise arst William Gilbert, kes kasutas kreekakeelset sõna "merevaigukollane". Gilbert ei läinud ka kaugemale, kui kirjeldas villale hõõrdunud merevaigukangiga karvade, tolmuosakeste ja paberijääkide ligimeelitamise fenomeni - kuninganna Elizabethi õukonnaarstil oli vähe vaba aega.
Miletose Thales
William Gilbert
3. Juhtivuse avastas esmakordselt Stephen Gray. See inglane polnud mitte ainult andekas astronoom ja füüsik. Ta demonstreeris rakendatud lähenemist teadusele. Kui tema kolleegid piirdusid nähtuse kirjeldamisega ja maksimaalselt avaldasid oma teosed, siis oli Gray juhtivusest kohe kasumit. Ta demonstreeris tsirkuses numbrit “lendav poiss”. Poiss hõljus areeni kohal siiditrossidel, tema keha laeti generaatoriga ja peopesad tõmbasid ligi läikivaid kuldseid kroonlehti. Sisehoov oli galantne 17. sajand ja „elektrilised suudlused“ tulid kiiresti moele - kahe generaatoriga laetud inimese huule vahele hüppas säde.
4. Esimese kunstliku elektrilaengu all kannatas saksa teadlane Ewald Jürgen von Kleist. Ta ehitas patarei, mida hiljem nimetati Leydeni purgiks, ja laadis selle. Purkide tühjendamise ajal sai von Kleist väga tundliku elektrilöögi ja kaotas teadvuse.
5. Esimene teadlane, kes elektrit uurides suri, oli Mihhail Lomonosovi kolleeg ja sõber. Georg Richmann. Ta jooksis katusele paigaldatud raudpostist traadi oma majja ja uuris äikese ajal elektrit. Üks neist uuringutest lõppes kurvalt. Ilmselt oli äike eriti tugev - Richmani ja elektrianduri vahel libises elektrikaar, tappes liiga lähedal seisnud teadlase. Ka kuulus Benjamin Franklin sattus sellisesse olukorda, kuid saja dollari veksli näol oli õnne ellu jääda.
Georg Richmanni surm
6. Esimese elektriaku lõi itaallane Alessandro Volta. Selle patarei oli valmistatud hõbemüntidest ja tsinkketastest, mille paarid eraldati märja saepuruga. Itaallane lõi oma aku empiiriliselt - elektri olemus oli siis arusaamatu. Pigem arvasid teadlased, et nad saavad sellest aru, kuid arvasid, et see on vale.
7. Juhtme muundumise nähtuse voolu toimel magnetiks avastas Hans-Christian Oersted. Rootsi loodusfilosoof tõi juhuslikult juhtme, mille kaudu vool voolas, kompassi ja nägi noole läbipaine. Nähtus jättis Oerstedile mulje, kuid ta ei saanud aru, milliseid võimalusi see endas varjab. André-Marie Ampere uuris viljakalt elektromagnetismi. Prantslane sai peamised kuklid universaalse tunnustuse ja tema nimelise praeguse tugevuse ühiku näol.
8. Sarnane lugu juhtus ka termoelektrilise efektiga. Berliini ülikooli ühes osakonnas laborandina töötanud Thomas Seebeck avastas, et kui soojendada kahest metallist juhti, siis voolab sellest läbi vool. Leidsin selle üles, teatas sellest ja unustas. Ja Georg Ohm töötas just seaduse järgi, mis saab tema nime, ja kasutas Seebecki tööd ning kõik teavad tema nime, erinevalt Berliini laborandi nimest. Ohm, muide, vallandati katsetest kooli füüsikaõpetaja kohalt - minister pidas eksperimentide seadmist tõelise teadlase vääriliseks küsimuseks. Filosoofia oli siis moes ...
Georg Ohm
9. Kuid teine laborant, seekord Londoni Kuninglikus Instituudis, ajas professoreid väga pahaks. 22-aastane Michael Faraday on oma disainiga elektrimootori loomisel kõvasti vaeva näinud. Humphrey Davy ja William Wollaston, kes kutsusid Faraday laborantideks, ei talunud sellist jultumust. Faraday muutis oma mootoreid juba eraisikuna.
Michael Faraday
10. Kodu- ja tööstuslikes vajadustes elektrienergia kasutamise isa - Nikola Tesla. Just see ekstsentriline teadlane ja insener töötas välja põhimõtted vahelduvvoolu saamiseks, selle edastamiseks, muundamiseks ja kasutamiseks elektriseadmetes. Mõned inimesed usuvad, et Tunguska katastroof on Tesla kogemus energia hetkelises juhtmeteta edastamises.
Nikola Tesla
11. Kahekümnenda sajandi alguses õnnestus hollandlasel Heike Onnesil saada vedel heelium. Selleks oli vaja gaas jahutada temperatuurini -267 ° C. Kui idee õnnestus, ei loobunud Onnes katsetest. Ta jahutas elavhõbeda samale temperatuurile ja leidis, et tahkunud metallivedeliku elektritakistus langes nulli. Nii avastati ülijuhtivus.
Heike Onnes - Nobeli preemia laureaat
12. Keskmise pikselöögi võimsus on 50 miljonit kilovatti. See tunduks energiapuhanguna. Miks nad ei püüa ikka veel seda kuidagi kasutada? Vastus on lihtne - pikselöök on väga lühike. Ja kui tõlgendada need miljonid kilovatt-tundidesse, mis väljendavad energiatarbimist, selgub, et vabaneb ainult 1400 kilovatt-tundi.
13. Maailma esimene kommertselektrijaam andis voolu 1882. aastal. 4. septembril töötasid Thomas Edisoni ettevõtte projekteeritud ja toodetud generaatorid New Yorgis mitusada kodu. Venemaa jäi maha väga lühikest aega - 1886. aastal hakkas tööle otse talvepalees asuv elektrijaam. Selle võimsus kasvas pidevalt ja seitsme aasta pärast sai sellest 30 000 lampi.
Esimese elektrijaama sees
14. Edisoni kui elektrigeeniuse kuulsus on tugevalt liialdatud. Ta oli kahtlemata leidlik juht ja suurim teadus- ja arendustegevuses. Mis on ainult tema plaan leiutisteks, mis tegelikult ka ellu viidi! Kuid soovil pidevalt kindlaksmääratud kuupäevaks midagi välja mõelda oli ka negatiivseid külgi. Ainult “hoovuste sõda” Edisoni ja Westinghouse'i vahel Nikola Teslaga maksis elektritarbijatele (kes veel maksis musta PR-i ja muud sellega seotud kulud?) Sajad miljonid kulddollaritega. Kuid sel teel said ameeriklased elektritooli - Edison surus kurjategijate hukkamise vahelduvvooluga läbi, et näidata selle ohtu.
15. Enamikus maailma riikides on elektrivõrkude nimipinge 220 - 240 volti. Ameerika Ühendriikides ja mitmes muus riigis tarnitakse tarbijatele 120 volti. Jaapanis on võrgu pinge 100 volti. Üleminek ühelt pingelt teisele on väga kallis. Enne II maailmasõda oli NSV Liidus 127 volti pinge, siis algas järk-järguline üleminek 220 volti - sellega vähenevad kaod võrkudes 4 korda. Mõned tarbijad lülitati uuele pingele üle aga juba 1980ndate lõpus.
16. Jaapan läks elektrivõrgus oleva voolu sageduse määramisel oma teed. Aasta erinevusega riigi eri osades osteti välismaa tarnijatelt seadmeid sagedustele 50 ja 60 hertsit. See oli veel 19. sajandi lõpus ja riigis on endiselt kaks sagedusstandardit. Jaapanit vaadates on aga raske öelda, et see erinevused sagedustes kuidagi mõjutasid riigi arengut.
17. Pinge varieeruvus erinevates riikides on viinud selleni, et maailmas on vähemalt 13 erinevat tüüpi pistikuid ja pistikupesasid. Lõpuks tasub kogu selle kakofoonia tarbija, kes ostab adapterid, toob majadesse erinevad võrgud ja mis kõige tähtsam - tasub juhtmete ja trafode kadude eest. Internetist leiate palju kaebusi USA-sse kolinud venelastelt, et korterite kortermajades pole pesumasinaid - nad on kõige rohkem ühises pesumajas kuskil keldris. Just seetõttu, et pesumasinad vajavad eraldi liini, mida korterites on kallis paigaldada.
Need ei ole igat tüüpi müügikohad
18. Tundub, et igavene liikumismasina idee, mis Bose'is igavesti suri, sai pumbajaamade (PSPP) idee ellu. Esialgu kindel sõnum - elektritarbimise igapäevaste kõikumiste silumiseks - viidi absurdini. Nad hakkasid projekteerima ja ehitama pumbaga elektrijaamu ka seal, kus igapäevaseid kõikumisi pole või on need minimaalsed. Sellest lähtuvalt hakkasid kavalad kamraadid poliitikuid lummavate ideedega üle valama. Näiteks Saksamaal kaalutakse aasta jooksul projekti veealuse pumbaga elektrijaama loomiseks merele. Nagu loojad on välja mõelnud, peate vee alla uputama tohutu õõnes betoonist palli. See täidetakse veega raskusjõu mõjul. Kui on vaja täiendavat elektrit, juhitakse palli vesi turbiinidesse. Kuidas teenida? Loomulikult elektrilised pumbad.
19. Paar vastuolulisemat, pehmelt öeldes lahendust ebakonventsionaalse energia vallast. USA-s tulid nad välja jooksujalatsitega, mis toodavad 3 vatti elektrit tunnis (loomulikult kõndides). Ja Austraalias on soojuselektrijaam, mis põleb lühidalt. Poolteist tonni kestasid muundatakse ühe tunniga poolteiseks megavatiks elektriks.
20. Roheline energia on Austraalia ühendatud energiasüsteemi praktiliselt viinud "metsistunud" seisundisse. Pärast TPP võimsuste asendamist päikese- ja tuuleelektrijaamadega tekkinud elektripuudus tõi kaasa selle hinnatõusu. Hinnatõus on pannud austraallased oma kodudesse paigaldama päikesepaneele ja kodude lähedale tuuleturbiinid. See tasakaalustab süsteemi veelgi. Operaatorid peavad kasutusele võtma uued võimsused, mis nõuab uut raha, see tähendab uusi hinnatõuse. Valitsus seevastu subsideerib iga koduaias saadud kilovatti elektrit, kehtestades traditsioonilistele elektrijaamadele talumatuid tasusid ja nõudmisi.
Austraalia maastik
21. Kõik on juba ammu teadnud, et soojuselektrijaamadest saadav elekter on “määrdunud” - eraldub CO2 , kasvuhooneefekt, globaalne soojenemine jne. Samal ajal vaikivad ökoloogid tõsiasjast, et sama СО2 see tekib ka päikese-, geotermilise ja isegi tuuleenergia tootmisel (selle saamiseks on vaja väga ökoloogilisi aineid). Kõige puhtamad energialiigid on tuum ja vesi.
22. Ühes California linnas põleb tuletõrjes pidevalt hõõglamp, mis lülitati sisse 1901. aastal. Vaid 4-vatise võimsusega lambi lõi Adolphe Schaie, kes üritas Edisoniga konkureerida. Süsiniku hõõgniit on mitu korda paksem kui tänapäevaste lampide hõõgniit, kuid Chaieri lambi vastupidavust see tegur ei määra. Kaasaegsed hõõgniidid (täpsemalt spiraalid) põlevad ülekuumenemisel läbi. Samas olukorras olevad süsinikkiud annavad lihtsalt rohkem valgust.
Plaadihoidja lamp
23. Elektrokardiogrammi nimetatakse elektriliseks üldse mitte seetõttu, et see saadakse elektrivõrgu abil. Kõik inimkeha lihased, sealhulgas süda, tõmbuvad kokku ja tekitavad elektrilisi impulsse. Seadmed registreerivad need ja arst paneb kardiogrammi vaadates diagnoosi.
24. Piksevarda leiutas, nagu kõik teavad, Benjamin Franklin 1752. aastal. Kuid alles Nevjanski linnas (praegune Sverdlovski oblast) lõpetati 1725. aastal torni ehitamine kõrgusega üle 57 meetri. Nevjanski torni kroonis juba piksevarras.
Nevjanski torn
25. Maal elab üle miljardi inimese ilma kodumajapidamiste elektrita.
