Каталог статей

Электричество известно с древности. Греческий ученый Фалес Милетский заметил, что после натирания кусочком янтаря (ископаемой смолы от желтого до оранжевого цвета) он может притягивать предметы или создавать искры: он дал этому явлению название «Электрон», что означает «желтый янтарь».

Первые опыты

В 1600 году англичанин Уильям Гилберт взял на вооружение термин «электрический» — в отношении экспериментов, проведенных греками. Проведя четкое различие между магнетизмом и статическим электричеством, Уильям Гилберт положил начало длинной серии экспериментов, проводившихся по всей Европе. В 18-м веке, эпоха Просвещения, многие ученые и изобретатели предпринимали попытки электрических опытов, самые впечатляющие из которых были показаны государям и их дворам. В Версале аббат Нолле, великий ученый и наставник детей Людовика XV, организовал многочисленные мероприятия, посвященные электричеству. Эти демонстрации настолько успешны, что становятся настоящими шоу. Затем опыты также представлены в дворянских салонах или в лавках торговцев научными приборами. Шоу предназначено не только для того, чтобы удивлять: оно учит и развлекает. Эксперименты иногда также требуют участия публики: самым известным, несомненно, является тот, в котором после растирания тела добровольца, одетого в хлопчатобумажную одежду, подвешен на изолирующих шнурах. Заряженный электричеством и, таким образом, изолированный от земли, объект магическим образом притягивает мелкие предметы, такие как бумага или сусальное золото. Цепной разряд — одно из переживаний, вызывающих наибольшее волнение. В 1746 году в Зеркальном зале аббат Нолле попросил несколько десятков человек взяться за руки. В конце цепочки Нолле касается лейденской банки (стеклянной бутылки, наполненной водой или металлом и покрытой электрически заряженным металлом): удар ощущается всей цепью. Соблазненный опытом, король несколько раз был «наэлектризован» в кабинете физики в Версале. Некоторые приписывают этому явлению целебные или даже эротические достоинства. Объект волшебным образом притягивает мелкие предметы, такие как бумага или сусальное золото.

Другие эксперименты предпринимаются на растениях или мелких животных. Затем мы наблюдаем изменение поведения, учащение пульса, иногда смерть. Все эти события повышают осведомленность о том, что электричество может быть опасным.

Великие открытия

История электричества перемежается теоретическими открытиями и экспериментами, которые постепенно приведут к обобщению его использования.

- 1729 год: лейденская банка, предок конденсатора. Лейденский эксперимент предвещает изобретение конденсатора. Стеклянная бутылка, наполненная водой или металлом и покрытая металлом, приводится в контакт с электрической машиной трения. Бутылка заряжена электричеством: кто к ней прикоснется, получит сильный удар током. Таким образом, мы можем накапливать электроэнергию; конденсатор был изобретен.

- 1752: громоотвод. В 1749 году Бенджамин Франклин отметил сходство между молнией и электрической искрой: одинаковый цвет, запах, скорость, способность плавить металлы. Поскольку обоих привлекают шипы, он предлагает разместить на высоте легкую конструкцию, увенчанную высоким железным стержнем, способным «черпать электричество из облаков» и таким образом защищать дома и корабли от молнии. К этой точке подсоединяется провод, спускающийся на землю.

На основе этого устройства Франклин конструирует громоотвод и подчеркивает защитную важность соединения с землей. Эксперимент Франклина был успешно проведен 10 мая 1752 года в присутствии короля Людовика XV. В сентябре 1752 года, продолжая поиски «черпать» электричество из грозовых облаков, до которых пики не могли добраться, Франклин запустил воздушного змея в воздух и провел электричество по веревке, чтобы уменьшить силу грозы. В 1753 году Франклин установил громоотвод в собственном доме.

Установка первых молниеотводов во Франции спровоцировала настоящие беспорядки, ведь оставались сомнения в эффективности этих устройств, которые не всегда устанавливались должным образом. Но с 1754 года использование громоотвода распространилось.

- 1785: Закон Кулона. Закон Кулона позволяет измерить силу, действующую между двумя телами, несущими электрические заряды. Для этого Кулон построил несколько особых весов: крутильные весы.

- 1799: столб Вольта. Итальянский физик Алессандро Вольта уже был известен своими работами в области электричества, когда он разработал первую гальваническую батарею в возрасте 50 лет.

В 1799 году он провел эксперимент, который показал, что контакт двух различных материалов, соединенных проводником, позволяет производить электричество. Таким образом, Вольта сконструировал колонну («пила» на латыни), состоящую из нескольких пар цинковых и медных дисков, разделенных тканью, смоченной в соленой воде или серной кислоте. Первая свая имеет около 600 дисков и имеет размер почти 1,50 м. Металлическая проволока соединяет два конца: цинк заряжается положительной жидкостью, а медь - отрицательным напряжением, создавая сильный электрический ток.

В 1801 году Наполеон Бонапарт присутствовал на презентации Вольта перед Институтом Франции: физик показал свою батарею, изложил закон напряжений, а также классифицировал значения металлов в порядке убывания электроположительности, от цинка до серебра. Элемент Volta обеспечивает новые достижения в области электричества, такие как гидролиз и батареи. В 1881 году единицей электрического напряжения стал вольт в честь ученого.

- 1813 год: дуговая электрическая лампа. Сэру Хамфри Дэви, английскому физику и химику, удалось создать ослепительную электрическую дугу, используя электрический разряд от очень мощной батареи, помещенной между двумя токопроводящими проводами, на концах которых были два угольных карандаша. Таким образом, он изобрел дуговую электрическую лампу.

- 1819: связь между электричеством и магнетизмом через взаимодействие магнитного тока. Это взаимодействие продемонстрировал Ганс-Кристиан Эрстед, датский физик и химик. Это позволит Амперу развить свою теорию электродинамики.

- 1820: электродинамика Ампера. Андре-Мари Ампер утверждает, что «ток существует в цепи повсюду с одинаковой силой», которую он определяет как поток электричества. Он закладывает основы новой области электричества: электродинамики. С 1881 года имя Ампер обозначает единицу силы.

- 1822 год: первый роторный электродвигатель. Питер Барлоу изобретает устройство, состоящее из металлического колеса, зубья которого погружены в ртуть (проводник), и подковообразного магнита, расположенного по обе стороны от колеса. При подключении ртути и штока к батарее ток проходит между центром колеса и зубьями. Колесо начинает быстро вращаться в результате электромагнитной силы, действующей на эти токи со стороны магнита.

- 1826: Закон Ома. Немецкий физик Ом изучал электрические явления и в 1826 предложил их теоретическое описание. Он сформулировал закон, позволивший вычислить сопротивление материалов электричеству. Этот закон позволяет рассчитать проводимость материалов или мощность генераторов. Он устанавливает связь между током и напряжением.

- 1831: индукция. Майкл Фарадей открывает индукцию, использование слов «электролит, электрод, анод, катод»… а также принцип гальваники. Он делает устройство, которое вращает небольшой объект электричеством, которое является предком электродвигателей.

- 1832 год: машина Pixii или генератор переменного тока. Первая машина, использующая явление индукции, ее можно рассматривать как первую магнитоэлектрическую машину (или генератор переменного тока). Он был построен отцом и сыном Пикси в 1832 году. U-образный магнит (индуктор), вращающийся перед парой катушек (якорь), генерирует там переменный ток.

- 1838: Электрический телеграф Морзе. Изобретатель одноименного языка Сэмюэл Морзе изобретает коммуникационную машину, основанную на использовании электромагнитов, связанных с рычагом передатчика и записывающим приемником.

Этот электрический телеграф (не путать с оптическим телеграфом Шаппа, датируемым прошлым веком) будет выпускаться в различных версиях в зависимости от использования: с циферблатом на железных дорогах, с клавиатурой в типографиях, с перфорированными лентами. С 1858 года телеграфная связь позволяет Америке и Европе обмениваться сообщениями.

- 1841: Закон Джоуля. Джеймс Прескотт Джоуль вместе с другими физиками участвует в установлении принципа сохранения энергии. Он сформулировал закон, носящий его имя и регулирующий выделение тепла при прохождении электрического тока в проводнике.

- 1859 год: аккумулятор или первая батарея. Гастон Планте, преподаватель Консерватории искусств и ремесел, создает новый источник энергии, который он называет «вторичной батареей». Таким образом, он изобрел первую батарею.

- 1864 год: существование электромагнитных волн. Джеймс Клерк Максвелл осуществляет синтез различных экспериментальных законов, открытых его предшественниками в электростатике, магнетизме и индукции, предлагая при этом собственное видение магнитного поля. Его уравнение вводит существование электромагнитных волн. Его работа является истинной основой современного электромагнетизма.

- 1865 год: кольцо Пачинотти. Антонио Пачинотти построил прототип машины в 1859 году с кольцом, вращающимся в магнитном поле.

- 1867 год: кольцо Грамма. Зеноб Грамм, бельгийский изобретатель, усовершенствовал изобретение Пачинотти в 1867 году. Кольцо Gramme решает проблемы потери мощности первых электродвигателей.

Все эти открытия в области электричества заложили появлению новой профессии электромонтажника, а вместе с этим дало развитию целой отрасли во всех странам мира. Опыты проводились и в России. Электромонтажные Услуги Москва стали одними из первых направлений, куда стремились молодые специалисты, после окончании техникумов и вузов.

- 1871: динамо-машина постоянного тока. Gramme разрабатывает первую промышленную динамо-машину. Благодаря этому изобретению электродвигатель оставляет свое маргинальное применение.

- 1876 ​​год: изобретение телефона. 10 марта 1876 года считается датой первой передачи голосового сообщения по электрическим проводам. Затем изобретателю Грэму Беллу удается общаться с помощью этого средства со своим помощником, находящимся на другом этаже того же здания.

В первые годы истории телефона вам приходилось идти через оператора, чтобы получить своего корреспондента. В этих телефонных станциях «телефонные девушки» связывают абонентов с помощью вилок, которые они соединяют вместе.

- 1879 год: лампа накаливания. Томас Эдисон (1847-1931), американский ученый и изобретатель, пионер электричества, сконструировал устройство, состоящее из бамбуковой нити, которая сгорала в стеклянном пузыре, в котором создавался почти абсолютный вакуум. Эта первая лампа обеспечивает несколько десятков часов освещения. Хлопчатобумажная нить будет постепенно заменяться проволокой.

- 1883: Двигатель магнитного поля Теслы. Никола Тесла (1856-1943) изобретает асинхронный двигатель и многофазный генератор переменного тока, которые сегодня используются на транспорте и электростанциях. Тесла с 1960 года используется для количественной оценки напряженности магнитного поля.

- 1884: трансформатор переменного тока. Люсьен Голар (1850-1888) изобретает трансформатор, который позволяет повышать напряжение, выдаваемое генератором переменного тока, что облегчает передачу электроэнергии по высоковольтным линиям.

Производство электроэнергии в 20 веке

Электричество не достигает стадии массового производства, как только оно было открыто. Только в конце 19 века его можно было производить в больших количествах и постепенно заменять газ для освещения домов и городов. В 20 веке электричество вошло в повседневную жизнь.

-1880 г.: появление первых гидроэлектростанций и первых линий электропередач.

- 1888 г.: разработка первых ветряных турбин, производящих электричество и оснащенных батареями.

- 1896 г.: открытие радиоактивности. Открытия Анри Беккереля, а затем Пьера и Марии Кюри в области радиоактивности предвещали ядерные применения в следующем столетии.

- 1904 г.: принцип геотермальной энергии (использование тепла земли для преобразования его в электричество) был открыт в 1818 году Франсуа де Лардерелем. Но первый геотермальный генератор электроэнергии был открыт в 1904 году.

- 1906 год: первый опыт производства электроэнергии благодаря фотогальваническому эффекту (небольшое количество энергии, вырабатываемой материалами, подвергаемыми воздействию солнечного света). Но эта технология мало развивалась в последующее десятилетие из-за небольшого количества производимой электроэнергии.

- 1942 год: первый экспериментальный ядерный реактор, спроектированный в рамках Манхэттенского проекта, направленного на обеспечение Соединенных Штатов ядерным оружием.

- 1951: первая в мире атомная электростанция в Айдахо, США.

- 1954 г.: первая солнечная панель производства Bell Laboratories.

- 1956: первая экспериментальная атомная электростанция во Франции в Маркуле, в долине Роны. В 1960 году в Кадараше открылась первая гражданская атомная электростанция.

- 1966: первая приливная электростанция (использующая силу прилива) в Ла-Рансе, Бретань.

- 1971: первая ветряная электростанция в море. Но прежде всего после нефтяного кризиса (1973) возобновился интерес к возобновляемым источникам энергии и они стали развиваться.

- 1973: первое использование солнечных батарей на крышах изолированных домов.

- 2011: первые приливные турбины (использующие энергию морских течений), предназначенные для промышленного производства у острова Бреа в Бретани.