кто изобрёл источник постоянного тока?
Не знаю, но если в землю, в яблоко, грушу, сливу и т. д. воткнуть два электрода то получим постоянный электрический ток от которого будет работать небольшой радиоприемник на наушниках.
Остальные ответы
Александро Вольта
Александро вольт итальянский физик жил в (1745-1827)
Похожие вопросы
Ваш браузер устарел
Мы постоянно добавляем новый функционал в основной интерфейс проекта. К сожалению, старые браузеры не в состоянии качественно работать с современными программными продуктами. Для корректной работы используйте последние версии браузеров Chrome, Mozilla Firefox, Opera, Microsoft Edge или установите браузер Atom.
Кто изобрел электричество?
Бенджамин Франклин получает все заслуги в открытии электричества, но все, что он сделал, это установил связь между молнией и электричеством. Шарль Франсуа Дюфе, Луиджи Гальвани, Алессандро Вольта, Майкл Фарадей, Томас Алва Эдисон и Никола Тесла внесли значительный вклад в развитие и коммерциализацию электричества.
Электричество повсюду вокруг нас: светильники, вентиляторы, компьютеры, мобильные телефоны и бесчисленное множество других устройств. В современном мире от этого практически невозможно убежать. Даже пытаясь убежать от электричества, вы найдете его по всей природе, от синапсов внутри человеческого тела до молнии во время грозы.
Но знаете ли вы, кто открыл электричество? Вообще-то, это довольно сложный вопрос. Большинство людей отдают должное только одному человеку (Бенджамину Франклину), что вроде как несправедливо.
Многие другие ученые использовали эксперименты Франклина для изучения электричества, и некоторые из них смогли изобрести различные формы электричества. Давайте копнем глубже и выясним, кто были эти ученые и каков их вклад.
Электричество 2600 лет назад
Примерно в 600 году до нашей эры греческий математик Фалес Милетский обнаружил, что трение меха о Янтарь вызывает притяжение между ними. Более поздние наблюдения доказали, что это притяжение было вызвано дисбалансом электрических зарядов, который называется статическим электричеством.
Археологи также обнаружили доказательства того, что древние люди могли экспериментировать с электричеством. В 1936 году они нашли глиняный горшок с железным прутом и медной пластиной. Он похож на электрохимический (гальванический) элемент.
Неясно, для чего использовался этот инструмент, но он пролил некоторый свет на тот факт, что древние люди, возможно, изучали ранние формы батарей задолго до того, как мы это знаем.
Томас Браун использовал слово «электричество» в 1646 году
В 1600 году английский физик Уильям Гилберт написал книгу под названием De Magnete, в которой он объяснил, как статическое электричество генерируется трением янтаря. Однако он не понимал, что электрический заряд универсален для всех материалов.
Поскольку Гилберт изучал статическое электричество с помощью янтаря, а янтарь по-гречески называют «Электрум», он решил назвать его действие электрической силой. Он также изобрел электроскоп (известный как «versorium» Гилберта) для обнаружения присутствия электрического заряда на теле.
Работа Гилберта дала начало английскому слову «electricity», которое впервые появилось во втором выпуске научного журнала Pseudodoxia Epidemica , написанного сэром Томасом Брауном в 1946 году.
Шарль Франсуа Дюфе открыл типы электрических зарядов
Дальнейшие исследования проводились многими учеными. Отто фон Герике, например, изобрел примитивную форму фрикционной электрической машины в 1663 году. Стивен Грей различал проводимость и изоляцию и открыл явление, называемое электростатической индукцией, в 1729 году.
Один из основных вкладов начала 17 века сделал французский химик Шарль Франсуа Дюфе. Он открыл два типа электричества: стекловидное и смолистое (которое в настоящее время известно как положительный и отрицательный заряд соответственно).
Он также обнаружил, что объекты с одинаковым зарядом притягиваются друг к другу, а объекты с противоположным зарядом отталкиваются. Он также прояснил некоторые популярные заблуждения того времени, например, что электрические свойства объекта зависят от его цвета.
Бенджамин Франклин доказал, что молния имеет электрическую природу
В середине XVIII века Бенджамин Франклин широко изучал и проводил многочисленные эксперименты, чтобы понять электричество. В 1748 году он построил электрическую батарею, поместив несколько стеклянных листов, зажатых между свинцовыми пластинами. Он также открыл принцип сохранения заряда.
В июне 1752 года Франклин провел знаменитый эксперимент, чтобы доказать, что молния — это электричество. Он прикрепил металлический ключ к нижней части смоченной веревки воздушного змея и запустил змея во время грозы. Он был осторожен, стоя на изоляторе, чтобы избежать удара током.
Как он и ожидал, змей собрал немного электрического заряда из грозовых облаков, который затем потек по веревке, сотрясая его. Этот эксперимент доказал, что молния действительно была электрической по своей природе.
Луиджи Гальвани открыл биоэлектромагнетизм в 1780-х годах
Итальянский физик и биолог был пионером биоэлектромагнетизма. В 1780 году он провел несколько экспериментов на лягушках и обнаружил, что электричество является средой, через которую нейроны передают сигналы мышцам.
Алессандро Вольта изобрел электрическую батарею в 1800 году
Другой итальянский физик по имени Алессандро Вольта обнаружил, что некоторые химические реакции могут производить постоянный электрический ток. Он построил электрическую батарею, для производства непрерывного потока электрического заряда. Она была сделана из чередующихся слоев меди и цинка.
Вольта также различал электрический потенциал (V) и заряд (Q), описывая, что они пропорциональны для данного объекта. Это то, что мы называем законом емкости Вольта. За эту работу единица измерения электрического потенциала SI (вольт) была названа в его честь.
Исследования, проведенные Вольтом, привлекли большое внимание и побудили других ученых провести аналогичные исследования, что в конечном итоге привело к развитию нового раздела физической химии, называемого электрохимией.
Немецкий физик Георг Симон Ом дополнительно изучил электрохимическую ячейку Вольта и обнаружил, что электрический ток прямо пропорционален напряжению (разности потенциалов), приложенному к проводнику. Эта связь называется законом Ома.
Ханс Кристиан Эрстед обнаружил, что электричество создает магнитные поля
В начале 19 века датский физик Ханс Кристиан Эрстед обнаружил прямую связь между электричеством и магнетизмом. В 1820 году он опубликовал свои открытия, описывая, как стрелка компаса может отклоняться под действием электрического тока.
Работы Эрстеда вдохновили французского физика Андре-Мари Ампера на разработку физико-математической теории, которая могла бы лучше объяснить связь между электричеством и магнетизмом. Он сформировал математическую формулу для представления магнитных сил между объектами, несущими ток. Для этой работы в его честь была названа единица измерения электрического тока (ампер).
В 1820-х годах Ампер изобрел многочисленные приборы, в том числе электромагнит (электромагнит, создающий управляемое магнитное поле) и электрический телеграф (система обмена текстовыми сообщениями «точка-точка»).
Майкл Фарадей сделал электричество практичным для использования в технологиях
Майкл Фарадей заложил основы концепции электромагнитного поля. Он обнаружил, что на световые лучи может влиять магнетизм. Он изобрел электромагнитные вращательные устройства, которые легли в основу технологии электродвигателей.
В 1831 году Фарадей разработал электрическую динамомашину-машину, которая могла непрерывно преобразовывать вращательную механическую энергию в электрическую, что сделало возможным производство электричества.
В 1832 году Фарадей провел серию экспериментов по исследованию поведения электричества. Он пришел к выводу, что категоризация различных «типов» электричества была иллюзорной. Вместо этого он предложил, что существует только один «тип» электричества, и изменение таких параметров, как ток и напряжение (количество и интенсивность), приведет к созданию различных групп явлений.
Джеймс Клерк Максвелл сформулировал теорию электромагнитного излучения
В 1873 году шотландский ученый Джеймс Клерк Максвелл начал разрабатывать уравнения, которые могли бы точно описать электромагнитное поле. Он предположил, что электрические и магнитные поля движутся как волны со скоростью света.
Генрих Рудольф Герц окончательно доказал эту теорию, и Гульельмо Маркони использовал эти волны для разработки радио.
Томас Эдисон коммерциализировал электричество
В 1879 году Томас Альва Эдисон изобрел практичную лампочку, которая прослужит долго, прежде чем перегореть. Его следующей задачей была разработка электрической системы, которая могла бы обеспечить людей реальным источником энергии для питания этих ламп.
В 1882 году он построил первую электростанцию в Лондоне, чтобы вырабатывать электроэнергию и переносить ее в дома людей. Несколько месяцев спустя он создал еще одну электростанцию в Нью-Йорке для обеспечения электрическим освещением нижней части острова Манхэттен. Около 85 потребителей получили достаточно энергии, чтобы зажечь 5000 ламп.
На заводе использовались возвратно-поступательные паровые двигатели для включения генераторов постоянного тока. Но так как это было распределение постоянного тока, зона обслуживания была ограничена падением напряжения в фидерах.
Никола Тесла изобрел переменный ток
Поворотный момент в электрической эре наступил через несколько лет, когда Никола Тесла приехал в Нью-Йорк, чтобы работать на Эдисона. Он покинул Edison Machine Works через шесть месяцев из-за невыплаченных бонусов, которые, по его мнению, он заработал.
Вскоре после ухода из компании Тесла обнаружил новый тип двигателя переменного тока и технологию передачи электроэнергии. Он объединился с Джорджем Вестингаузом, чтобы запатентовать систему переменного тока, чтобы обеспечить страну электроэнергией высочайшего качества.
Энергетическая система, изобретенная Теслой, быстро распространилась в США и Европе благодаря своим преимуществам в дальней высоковольтной передаче. Первая гидроэлектростанция Теслы в Ниагарском водопаде могла транспортировать электроэнергию более чем на 200 квадратных миль. В отличие от этого, эдисоновская электростанция постоянного тока могла транспортировать электричество только в пределах одной мили.
Сегодня переменный ток вырабатывается большинством электростанций и используется почти всеми системами распределения электроэнергии. Общее мировое валовое производство электроэнергии в 2019 году составило 27 644 ТВтч.
Генрих Рудольф Герц наблюдал фотоэлектрический эффект в 1887 году
Пока Тесла был занят изобретением и распределением переменного тока, Генрих Герц проводил серию экспериментов по пониманию электромагнитных волн. В 1887 году он наблюдал фотоэлектрический эффект, явление, при котором электроны испускаются, когда электромагнитное излучение (например, свет) попадает на материал.
В 1905 году Альберт Эйнштейн опубликовал «закон фотоэлектрических эффектов», выдвинув гипотезу о том, что световая энергия переносится дискретными квантованными пакетами. Это был решающий шаг в развитии квантовой механики. За эту работу Эйнштейн был удостоен Нобелевской премии по физике 1921 года.
Фотоэлектрический эффект используется в фотоэлементах, обычно встречающихся в солнечных батареях. Эти фотоэлементы вырабатывают напряжение и подают электрический ток, когда на них светит солнечный свет (или свет с определенной длиной волны).
К концу 2019 года во всем мире было установлено в общей сложности 629 гигаватт солнечной энергии. Это число будет увеличиваться в ближайшие годы, поскольку многие страны и территории переходят на возобновляемые источники энергии, чтобы уменьшить воздействие производства электроэнергии на окружающую среду.
И поэтому было бы неправильно отдать должное только одному человеку за то, что он открыл для себя электричество. В то время как идея электричества существовала тысячи лет, когда пришло время ее научного и коммерческого изучения, несколько великих умов работали над различными подмножествами этой проблемы.
Кто изобрел электричество и когда оно появилось История открытия
Начнем с небольшого уточнения. Изобрести электричество невозможно – оно было всегда, это часть природы, неотъемлемая часть устройства нашего мира. Человек мог только заметить его, попробовать описать, изучить – и постараться использовать. Остается вопрос – а кто же сделал это первым? На него мы ответим в сегодняшнем материале, и постараемся сделать это подробно
Что такое электричество
Э лектричество — это некая сумма явлений, обусловленных существованием, взаимодействием и движением электрических зарядов. А электрический заряд – это некое свойство тел формировать вокруг себя электрическое поле и с его помощью воздействовать на другие обладающие электрическим зарядом тела. Заряды эти условно назвали «положительным» и «отрицательным», известно о них, что одинаковые заряды отталкиваются, а разные, наоборот, притягиваются друг к другу. Электрическое поле может вызвать движение частиц, а движение породит электромагнитное поле. Это все вам скажет любой учитель физики, или можно почитать здесь. Но если вы спросите его: «Но почему все это так и что такое этот электрический заряд?», он честно ответит: «А вот этого никто и не знает».
Сейчас человечество накопило изрядное количество сведений об электричестве, открыло много важных законов, по которым это явление существует, выяснило множество правил и закономерностей, сумело построить огромное количество электрических приборов, поставило электричество себе на службу. Но на самый главный вопрос: «Так что же это все-таки такое?», ответа пока нет. Хотя, если мы под термином «электричество» примем все, что связано с получением от этой тайны природы пользу – ну, тогда мы, пожалуй, сможем правомерно задать популярный в поисковиках вопрос. А именно:
Кто изобрел электричество?
Считается, что электричество «изобрел» в 1752 году Бенджамин Франклин, доказавший электрическую природу молний. Однако и до Франклина люди замечали это явление, описывали его, стремились понять. Трудно сказать, кто первым его заметил. Мы точно знаем, что еще в античной Греции женщины не упустили из виду свойства янтарных гребней притягивать волосы и пылинки, и делать прическу более пышной.
Фалес Милетский (637 или 624 – 558 или 547 до н.э.)
Скрыть текст
А вот описал это свойство янтаря раньше всех первый из семи величайших мудрецов Греции, математик и «отец философии» Фалес Милетский – тот самый, что доказал теорему, которую мы все изучали в школе, предсказал в 585 году до н.э. затмение Солнца, измерил высоту пирамид в Египте и много еще чего успел совершить. Примерно в 600 году до н. э. (единственная точная дата в его жизнеописании установлена, поскольку привязана к затмению Солнца) он высказал предположение, что у янтаря и магнита есть душа – оттого то к ним и тянутся предметы. Ну и поскольку к магниту тянутся тяжелые металлические предметы – то душа у магнита побольше. Кстати, янтарь по-гречески называется ἤλεκτρον – «электрон», (в честь нимфы Электры – одной из семи сестер-Плеяд), а магниты назвали Μαγνῆτις λίθος – «магнетис литос», или «магнетов камень», потому что находили их в Малой Азии, близ города Магнезия.
Уильям Гильберт (1544 – 1603)
Скрыть текст
На 22 столетия человечество забыло об электричестве, пока в 1583 году не начал, а в 1600-м году в Лондоне не закончил свой шеститомный трактат De magnete, magneticisque corporibus et de Magno Magnete Tellure («О магните, магнитных телах и большом магните — Земле»), личный врач «Доброй королевы Бесс» — Елизаветы Первой – Уильям Гилберт.
В его эпоху толченый магнит прописывали больным в качестве слабительного средства. Гилберт не продвинулся слишком уж далеко – но он впервые разделили «эффект янтаря» (то, что теперь называется статическим электричеством») и электромагнитное воздействие, описал предметы, которые приобретали свойства янтаря при натирании (стекло, сургуч, соль, алмаз, хрусталь и др.), выявил способность «утекания» электрического заряда через влажный воздух, а главное – определил, что есть у магнита полюса, которые притягиваются и отталкиваются.
Он отверг «теорию», согласно которой свойства магнита снижал чеснок, и смело заявил, что Земля – гигантский магнит, а Солнце удерживает планеты около себя при помощи магнитной силы. Магнит он называл «террелл» от латинского Terra — Земля. Он же изобрел прибор «электроскоп», но, подобно Фалесу, считал, что свойства магнита вызваны наличием у него души. Кстати – слово «электричество» именно Гильберт и ввел в наш обиход. Ну строго говоря – он его придумал, а в обиход ввел журнал Pseudodoxia Epidemica, в статье другого великого врача, сэра Томаса Брауна, изданной в 1646 году.
Шарль Франсуа Дюфе (1698 — 1739)
Скрыть текст
Этот замечательный французский ученый, казалось бы, не сделал никаких удивительных открытий. Но он первым описал разницу между электрическими зарядами, которые он назвал «стеклянным» и «смоляным». Сейчас нам хватает для их определения знаков «+» и «-».
А электроскоп он заменил «Электрометром» — его прибор показывал не просто наличие заряда, но даже его величину. Правда, что это за величина и чем она обусловлена, Дюфе так и не смог понять.
Бенджамин Франклин (1706 — 1790)
Скрыть текст
Стоит заметить, что Бенджамин Франклин был членом Российской Академии Наук, и Петербуржской Академии Наук. Его вклад в мировую науку огромен: он изучал и Гольфстрим, а ветра Атлантического океана и сумел понять и описать связь одного с другим. Не чурался он и забавных, и полезных в хозяйстве изобретений: среди его выдумок и стеклянная гармоника, и кресло-качалка – согласитесь, кресло такое вещь очень уютная!
Но в области электричества человечество обязано ему огромным шагом вперед. В 1746 году он подтвердил вывод Дюфе о двух видах электрического заряда, экспериментировал со статическим электричеством, которое получал тернием, наконец, сконструировал батарею из 35 «лейденских банок» — первого конденсатора, который за год до этого придумал голландский физик Питер ван Мушенбрук, и от которой первым получил удар искусственным электрическим током некий лейденский гражданин Кюнеус. Франклин доказал электрическую природу молнии в 1752 году, причем именно с помощью такой «банки»: во время грозы он поднял в воздух бумажный змей и по мокрой веревке зарядил этот конденсатор. Также он создал громоотвод – устройство, спасшее человечество от неисчислимого количества бед и пожаров. Результаты своих работ он послал в Лондонское королевское общество – но там их, скорее всего, просто засунули в долгий ящик, даже не прочитав: какой-то физик-любитель из колонии, что он там мог напридумывать? Тогда отвергнутый соискатель опубликовал за собственный счет книгу «Опыты и наблюдения над электричеством, произведенные Б. Франклином». Через несколько месяцев книгу начали переводить, издавать, она обошла весь мир. Тут уж лондонским ученым пришлось поскорее его принять в свои ряды.
Франклин дал электрическим зарядам названия и установил правило, что ток движется от плюса к минусу. Ну, на самом деле, когда электроны бегут по проводам, несутся они как раз наоборот, от минуса к плюсу. Но ученые всего мира договорились отнестись к Франклину с уважением: пусть так и считается, тем более что если где отрицательных электронов прибудет, то на другом конце положительного заряда прибавится с той же скоростью, так что принципиально ничего не меняется. Человек старался, столько всего изобрел – стоит ли быть формалистами? Ну, значит, не будем и мы. Значит, от плюса к минусу – вы же не против?
Михаил Васильевич Ломоносов (1711 — 1765)
Скрыть текст
Мир науки часто несправедлив и забывчив. Практически одновременно с Франклином вел свои опыты в области электричества Михаил Васильевич Ломоносов, наш славный соотечественник. Он вел свои работы с другом, академиком и профессором физики Георгом Рихманом.
Укрепив над крышей дома электропроводящий шпиль, ученый создали прибор, названный ими «громовой машиной», а Рихман разработал «электрический указатель» — прибор, снабженный «деревянным квадрантом со градусной шкалой для измерения степени электричества». 26 июля 1753 года Рихман вел наблюдения во время грозы и стоял на расстоянии фута (30 см) от прибора, когда от того отделился бледно-синеватый шар.
Скрыть текст
Гибель Георга Рихмана от шаровой молнии в домашней лаборатории
Рихман был убит шаровой молнией. Художник Соколов, находившийся тут же, изобразил потом произошедшее. Именно Рихман и Ломоносов доказали, что электричество присутствует в атмосфере постоянно. Газета «Русские ведомости» в номере 45 за 1753 год сообщала от их имени, что «электрическая сила без действительного грому быть может. Ежели второе правда, то не гром и молния электрической силы в воздухе, но сама электрическая сила грому и молнии причины».
А почему были забыты надолго заслуги Ломоносова и тем более отдавшего жизнь за науку Рихмана, это требует отдельного разговора, для которого нужно другое место. Но мы о них – помним. И будем помнить.
Алессандро Джузеппе Антонио Анастасио Вольта (1745 — 1827)
Скрыть текст
Итальянский ученый Алессандро Вольта проводил химические опыты, а открытие сделал и в области физики. Он поместил в кислоту пластины из меди и цинка, расположив между ними картонные прокладки, и в 1800 году получил источник постоянного тока, или «Вольтов столб» — с этого устройства начнется история современных электрических батарей.
Он изобрел несколько приборов, более точных, чем создавали его предшественники: электроскоп, электрометр и конденсатор. Именем Вольты названа единица электрического напряжения: Вольт.
Василий Владимирович Петров (1761 – 1834)
Скрыть текст
Даже в своем отечестве этого блистательного ученого знают мало! А между тем в 34 года он уже был профессором, в 1802 году усовершенствовал гальваническую батарею Вольты. Итальянский ученый располагал элементы батареи вертикально, они бы просто выдавили электролит из картонных прокладок. Создав батарею из горизонтально расположенных 4200 цинково-медных пар, Петров получил батарею небывалой мощности. Он ставил опыты по электризации металлов, и доказал, что она возможна. Именно он первым получил электрическую дугу.
Вспомните с детства знакомый текст:
«Потом он взял два хорошо изолированных проводника, служивших для разложения воды, и, порывшись в своем дорожном чемодане, достал оттуда два заостренных уголька, которые и прикрепил к концам проводников. … Закончив свою работу, Фергюссон стал посреди корзины и, взяв в каждую руку по проводнику с угольками, сблизил их концы. И вдруг яркий, ослепительный, невыносимый для глаз свет вспыхнул между остриями угольков. Огромный сноп электрического света прорезал ночной мрак». Да-да, Жюль Верн, «Пять недель на воздушном шаре, 22 глава. Фергюссон повторил опыт русского академика Василия Петрова – вот только вряд ли его батарея была настолько мощной, так что в реальности вряд ли бы что-то вышло. Петров писал: «Если на стеклянную плитку или на скамеечку со стеклянными ножками будут положены два или три древесных угля, способные для произведения светоносных явлений посредством гальвани-вольтовской жидкости, и если потом металлическими изолированными направителями (directores), сообщёнными с обоими полюсами огромной батареи, приближать оные один к другому на расстояние от одной до трёх линий, то является между ними весьма яркий белого цвета свет или пламя, от которого оные угли скорее или медленнее загораются и от которого тёмный покой довольно ясно освещён быть может». Увы, во всем мире дуга эта называется… вольтовой. Кстати, ее потом использует другой русский ученый, Павел Яблочков.
Студенты вспоминали Петрова, как блистательного лектора, знавшего ответы на любой вопрос и способного объяснить самые трудные вещи простыми словами, не упрощая самого предмета. Мемориальную доску в честь Василия Петрова можно увидеть на фасаде знаменитого Дома академиков на углу 7 линии Васильевского острова и набережной Лейтенанта Шмидта.
Георг Симон Ом (1787 – 1854)
Скрыть текст
Великий Георг Симон Ом был сыном портнихи и слесаря. Немецкий рабочий Иоганн Вольфганг Ом постоянно читал, занимался самообразованием и мечтал сделать сына ученым человеком. Вот только сын так и не смог закончить курс университета и стал учителем физики в гимназии. Несколько десятилетий был он учителем и одновременно проводил эксперименты с электричеством – дома. Один раз у него получились неверные выводы – самодельные приборы подвели, а на качественные у него просто не было денег.
Затем он повторил и перепроверил опыты, в 1825 году опубликовал результаты экспериментов и… его лично приказал уволить из гимназии министр просвещения. Нечего, мол, учителям соваться в науку. Кто теперь помнит фамилию этого чинуши? Хотя неплохо бы напоминать ее бюрократам всех времен. Ведь прогневал министра тот самый Закон Ома: «Сила тока прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна электрическому сопротивлению данного участка цепи».
В Германии коллеги отвернулись от несчастного учителя, а ученые и вовсе не читали его работу. Но ее прочитали в России. Эмилий Христианович Ленц, профессор, академик, ректор Санкт-Петербургского университета (тот самый Ленц, который открыл закон, носящий его имя и имя Джеймса Джоуля), и физик Борис Семенович Якоби, создатель первого в мире электродвигателя, уже в 1832 году применили закон Ома при исследовании электромагнитной индукции.
Наконец, Ома признали и в Германии. Пригласили на профессорскую должность, в 1839 году сделали членом-корреспондентом Берлинской академии наук.
Майкл Фарадей (1791—1867)
Скрыть текст
Пожалуй, одно из самых славных имен, среди ученых, занимавшихся проблемами электричества – Майкл Фарадей. Он выбрал самое сложное направление – и не ошибся. Главной темой его работ стало электромагнитное поле, которое он описал и понял, как его можно использовать.
Фарадей начинал трудно: не было денег на образование, кормился переплетными работами, неплохо рисовал – а в свободное время увлекался наукой, даже изготовил гальваническую батарею. У него не было денег на покупку меди, и он вместо покупного металла использовал… медные пенни, полученные за переплеты. Фарадею подарили билет на цикл публичных лекций физика Хэмфри Дэви, и тот заметил одаренного парня, у которого всегда находилось несколько толковых вопросов. Дэви взял Фарадея к себе в Королевский Институт лаборантом. И вскоре Фарадей стал его незаменимым помощником, всюду его сопровождал, и во время путешествия по Европе Дэви познакомил его с Андре-Мари Ампером, Жозефом-Луи Гей-Люссаком, Алессандро Вольтой.
С 1820 года Фарадей занялся изучением связи между электричеством и магнетизмом. Еще в 1822 году он в своем дневнике поставил задачу «Превратить магнетизм в электричество». Спустя девять лет он открыл явление электромагнитной индукции, и обосновал теоретически, как можно получить мощный источник электрической энергии – электрогенератор.
Любопытная деталь: в 1853 году Фарадей разоблачил жуликов-оккультистов с их вошедших в моду столоверчением. Разъяренные «медиумы» писали гневные письма в газеты и грозили судом. Фарадей с едкой иронией ответил, что в суд должны подавать духи умерших.
Павел Николаевич Яблочков (1847 — 1984)
Скрыть текст
После Фарадея в указанном им направлении двинулись целые полки ученых. Великий Джеймс Клерк Максвелл исследовал магнитное поле и выдвинул теорию, что электромагнитные волны мчатся в пространстве со скоростью света. Генрих Рудольф Герц это обосновал и доказал. Томас Альва Эдисон построил первую коммерческую электростанцию, которая обслуживала 85 потребителей и поддерживала свет 5000 ламп. Но еще за год до Эдисона парижская Авеню де ль’Опера, Вест-Индские доки в Лондоне, развалины Колизея в Риме, Фалернская бухта в Греции, ипподром в Париже и даже дворцы персидского шаха и короля Камбоджи осветил «русский свет» — свет дуговых ламп Павла Николаевича Яблочкова. Но вскоре дуговые лампы уступили место более надежным и долговечным, и главное – более дешевым лампам накаливания.
Скрыть текст
Ипподром, освещенный «русским светом» Яблочкова
Читайте также, кто и когда придумал телевизор:
Телевизор — откуда появился и как развивался История создания и прогресса телевидения
Современный человек, сидящий перед телевизором, не задумывается над технологией, создающей динамические изображения и идеально стыкующей звуковой сигнал с видеорядом. Однако еще не так давно это было сложнейшей инженерной задачей, без решения которой телевидения бы не было. Итак, кто и когда придумал телевизор?
876 Комментировать —>
Использованные источники: 1Wikimesia.com U.S. Air Force photo by Edward Aspera Jr. Р. Кламп, гравюра, (1796), Бенджамин Уэст, Э.Фессар и К.А.Вортман. 1757 г., BerndGehrmann, Henry William Pickersgill, И. Штенглин и Е. Федосеев
Kvant. Первый источник тока
Электрический ток даже в простейшей электрической цепи может показаться несколько загадочным явлением. В самом деле, ток — это упорядоченное движение электрических зарядов, например электронов в металлическом проводнике. Упорядоченно двигаться их заставляет электрическое поле. Но, как известно, работа электростатического поля по замкнутой траектории равна нулю (а электрические цепи, в которых протекает постоянный электрический ток, всегда замкнуты). Тем не менее в цепи при прохождении тока совершается работа. За счет этой работы, например, нагреваются проводники.
Почему же в цепи существует электрический ток и почему при его прохождении совершается работа?
И то и другое возможно только потому, что где-то в цепи действуют какие-то неэлектростатические силы, которые могут создать и поддерживать в цепи электростатическое поле и работа которых не равна нулю. Силы эти получили название сторонних сил. То место в цепи, где они действуют, носит название (не совсем удачное) источника тока.
Что это за сторонние силы и как они действуют? В качестве примера рассмотрим первый в истории химический источник постоянного тока. Его придумал в самом конце XVIII века итальянский физик Алессандро Вольта (1745-1827). Теперь этот источник называют элементом Вольта. Он состоит из цинкового и медного электродов, погруженных в раствор серной кислоты.
Заметим, что медь и цинк состоят не из нейтральных атомов, а из положительных ионов соответствующего металла и электронов, оторвавшихся от атомов и ставших, как говорят, свободными. Следует иметь в виду, что и раствор кислоты состоит не из нейтральных молекул воды (Н2О) и серной кислоты (Н2SO4). Значительная часть молекул Н2SO4 в воде превращается в три иона — два положительно заряженных иона водорода Н + и отрицательно заряженный ион SO4 2- с двойным зарядом:
\(~H_2SO_4 \to 2H^+ + SO_4^\) .
Посмотрим, что происходит, когда в такой раствор погружают электроды (см. рисунок). Начнем с цинка.
При погружении цинка в раствор кислоты начинается химическая реакция взаимодействия ионов SO4 2- и Zn 2+ , в результате чего ионы цинка отрываются от электрода и переходят в раствор. При этом на электроде оказывается избыток электронов, и он становится отрицательно заряженным. По мере накопления ионов Zn 2+ в растворе некоторая их часть, притягиваемая электродом, возвращается обратно. В конце концов устанавливается динамическое равновесие: число ионов, покидающих цинк, равно числу ионов, возвращающихся в него. Но электрод остается заряженным отрицательно, а раствор вблизи электрода (за счет ионов цинка) получает положительный заряд.
Появление дополнительных положительных ионов около цинкового электрода вызывает перераспределение уже имеющихся ионов внутри раствора. Часть отрицательных ионов из соседнего слоя перемещается ближе к электроду, а часть положительных ионов оттесняется в более удаленный слой. Подобные перемещения происходят во всех слоях раствора, вплоть до слоя, прилегающего к медному электроду. Здесь происходит следующий процесс.
В отличие от цинка медь почти не растворяется в кислоте, то есть не посылает в раствор своих ионов. Наоборот, положительные ионы водорода из раствора, попадая на медный электрод, отбирают у него свободные электроны и нейтрализуются. Медь становится положительно заряженной, а раствор около нее приобретает отрицательный заряд.
Таким образом, медный электрод в элементе Вольта образует положительный полюс, а цинковый электрод — отрицательный. Разность потенциалов между ними составляет приблизительно 1,1 В.
Посмотрим теперь, что произойдет, если электроды соединить металлическим проводником. Свободные электроны во внешней части цепи (в проводнике) начнут двигаться от цинка, где они имеются в избытке, к меди, где их недостает. Это означает, что во внешней части цепи возникнет электрический ток, направленный от меди к цинку.
А что же в самом элементе Вольта? Из-за ухода электронов с цинка равновесие между цинковым электродом и раствором нарушается, в результате чего дополнительное число ионов цинка будет переходить в раствор, поддерживая тем самым отрицательный заряд электрода. А из-за прихода электронов на медный электрод большее число положительных ионов водорода из раствора сможет нейтрализоваться на этом электроде. При этом положительный заряд меди тоже будет поддерживаться.
Мы видим, таким образом, что в то время, как во внешней части цепи от цинкового электрода к медному движутся свободные электроны, внутри источника движутся ионы: положительные от цинка к меди и отрицательные от меди к цинку. Так в замкнутой цепи осуществляется непрерывный круговой процесс перемещения электрических зарядов, то есть электрический ток.
Какие же силы совершают работу по поддержанию постоянной разности потенциалов между медным и цинковым электродами? Это так называемые химические силы, действующие внутри элемента Вольта. Другими словами можно сказать, что источником энергии электрического тока служит энергия, выделяющаяся при химических реакциях между электродами и раствором кислоты.
Отсюда получается, что «источник тока» в действительности есть источник энергии, за счет которой и совершается работа по перемещению зарядов по цепи, проявляющаяся, в частности, в нагреве проводников. Энергию, приходящуюся на единицу заряда, обходящего цепь, называют электродвижущей силой источника. В других источниках происходят другие процессы, действуют другие силы, но роль их всегда такая же как и в рассмотренном нами элементе Вольта.