Energia elektryczna jest jednym z filarów współczesnej cywilizacji. Życie bez elektryczności jest oczywiście możliwe, ponieważ nasi nie tak odlegli przodkowie radzili sobie bez niej dobrze. "Zapalę tutaj wszystko żarówkami Edisona i Swanna!" Krzyknął Sir Henry Baskerville z filmu Arthura Conana Doyle'a Pies Baskerville'ów, kiedy po raz pierwszy zobaczył ponury zamek, który miał odziedziczyć. Ale podwórko było już pod koniec XIX wieku.
Energia elektryczna i związany z nią postęp zapewniły ludzkości bezprecedensowe możliwości. Wymienienie ich jest prawie niemożliwe, są tak liczne i globalne. Wszystko, co nas otacza, jest w jakiś sposób wykonane przy pomocy elektryczności. Trudno znaleźć coś niezwiązanego z tym. Organizmy żywe? Ale niektóre z nich same wytwarzają znaczne ilości energii elektrycznej. Japończycy nauczyli się zwiększać plony grzybów, wystawiając je na wstrząsy wysokiego napięcia. Słońce? Świeci się sam, ale jego energia jest już przetwarzana na elektryczność. Teoretycznie w niektórych konkretnych aspektach życia można obejść się bez elektryczności, ale taka awaria skomplikuje i uczyni życie droższym. Musisz więc znać energię elektryczną i umieć z niej korzystać.
1. Definicja prądu elektrycznego jako strumienia elektronów nie jest całkowicie poprawna. Na przykład w elektrolitach akumulatorowych prąd jest przepływem jonów wodoru. A w lampach fluorescencyjnych i błyskach fotograficznych protony wraz z elektronami wytwarzają prąd w ściśle regulowanym stosunku.
2. Tales z Miletu był pierwszym naukowcem, który zwrócił uwagę na zjawiska elektryczne. Starożytny grecki filozof zastanawiał się nad tym, że bursztynowy patyczek potarty o wełnę zaczyna przyciągać włosy, ale nie wyszedł poza refleksje. Termin „elektryczność” został wymyślony przez angielskiego lekarza Williama Gilberta, który użył greckiego słowa „bursztyn”. Gilbert nie wyszedł też poza opisanie zjawiska przyciągania włosów, drobinek kurzu i skrawków papieru za pomocą bursztynowego sztyftu wcieranego w wełnę - nadworny lekarz królowej Elżbiety miał niewiele wolnego czasu.
Tales z Miletu
Williama Gilberta
3. Przewodnictwo po raz pierwszy odkrył Stephen Gray. Ten Anglik był nie tylko utalentowanym astronomem i fizykiem. Pokazał przykład zastosowanego podejścia do nauki. Jeśli jego koledzy ograniczyli się do opisania zjawiska i maksymalnie opublikowali swoją pracę, Gray natychmiast osiągnął zysk z przewodnictwa. W cyrku zademonstrował numer „latający chłopiec”. Chłopiec unosił się nad areną na jedwabnych linach, jego ciało było naładowane generatorem, a jego dłonie przyciągały błyszczące złote płatki. Dziedziniec był szarmancki XVII wieku, a „elektryczne pocałunki” szybko stały się modne - iskry wskakiwały między usta dwojga ludzi naładowanych generatorem.
4. Pierwszą osobą, która cierpiała na sztuczny ładunek elektryczności, był niemiecki naukowiec Ewald Jürgen von Kleist. Zbudował baterię, później nazwaną słojem Leyden, i naładował ją. Podczas próby rozładowania puszki von Kleist doznał bardzo wrażliwego porażenia prądem i stracił przytomność.
5. Pierwszym naukowcem, który zginął podczas badań elektryczności, był kolega i przyjaciel Michaiła Łomonosowa. Georg Richmann. Poprowadził drut z żelaznego słupa zainstalowanego na dachu do swojego domu i sprawdzał elektryczność podczas burzy. Jedno z tych badań zakończyło się smutno. Najwyraźniej burza była szczególnie silna - między Richmanem a czujnikiem prądu wślizgnął się łuk elektryczny, zabijając naukowca, który stał zbyt blisko. Słynny Benjamin Franklin również znalazł się w takiej sytuacji, ale twarz stu dolara miała szczęście, że przetrwała.
Śmierć Georga Richmanna
6. Pierwsza bateria elektryczna została stworzona przez Włocha Alessandro Voltę. Baterię wykonano ze srebrnych monet i cynkowych krążków, których pary rozdzielały mokre trociny. Włoch stworzył swoją baterię empirycznie - natura elektryczności była wówczas niezrozumiała. Raczej naukowcy myśleli, że to rozumieją, ale myśleli, że to źle.
7. Zjawisko przemiany przewodnika pod działaniem prądu w magnes odkrył Hans-Christian Oersted. Szwedzki filozof przyrody przypadkowo przyniósł do kompasu drut, przez który płynął prąd, i zobaczył odchylenie strzały. Zjawisko to zrobiło wrażenie na Oerstedzie, ale nie rozumiał, jakie możliwości kryje w sobie. André-Marie Ampere owocnie badał elektromagnetyzm. Francuz otrzymał główne bułeczki w postaci uniwersalnego uznania i jednostki prądu nazwanej jego imieniem.
8. Podobna historia miała miejsce z efektem termoelektrycznym. Thomas Seebeck, który pracował jako asystent laboratoryjny na wydziale Uniwersytetu w Berlinie, odkrył, że jeśli przewodnik wykonany z dwóch metali jest podgrzewany, przepływa przez niego prąd. Znalazłem to, zgłosiłem i zapomniałem. A Georg Ohm właśnie pracował nad prawem, które zostanie nazwane jego imieniem i wykorzystał prace Seebecka, a wszyscy znają jego nazwisko, w przeciwieństwie do nazwiska asystenta laboratorium w Berlinie. Nawiasem mówiąc, Ohm został zwolniony ze stanowiska szkolnego nauczyciela fizyki do eksperymentów - minister uważał, że przygotowywanie eksperymentów jest kwestią niegodną prawdziwego naukowca. Filozofia była wtedy modna ...
Georg Ohm
9. Ale inny asystent laboratoryjny, tym razem w Royal Institute w Londynie, bardzo zdenerwował profesorów. 22-letni Michael Faraday ciężko pracował, aby stworzyć silnik elektryczny według swojego projektu. Humphrey Davy i William Wollaston, którzy zaprosili Faradaya jako asystentów laboratoryjnych, nie mogli znieść takiej zuchwalstwa. Faraday modyfikował swoje silniki już jako osoba prywatna.
Michael Faraday
10. Ojciec wykorzystywania energii elektrycznej na potrzeby domowe i przemysłowe - Nikola Tesla. To właśnie ten ekscentryczny naukowiec i inżynier opracował zasady pozyskiwania prądu przemiennego, jego przesyłania, transformacji i wykorzystania w urządzeniach elektrycznych. Niektórzy uważają, że katastrofa Tunguska jest wynikiem doświadczenia Tesli w natychmiastowym przesyłaniu energii bez przewodów.
Nikola Tesla
11. Na początku XX wieku Holender Heike Onnes zdołał pozyskać ciekły hel. W tym celu konieczne było schłodzenie gazu do -267 ° C. Kiedy pomysł się powiódł, Onnes nie zrezygnował z eksperymentów. Ochłodził rtęć do tej samej temperatury i stwierdził, że opór elektryczny zestalonej metalicznej cieczy spadł do zera. W ten sposób odkryto nadprzewodnictwo.
Heike Onnes - laureatka nagrody Nobla
12. Moc przeciętnego uderzenia pioruna wynosi 50 milionów kilowatów. Wydawałoby się, że to przypływ energii. Dlaczego nadal nie próbują go w żaden sposób wykorzystać? Odpowiedź jest prosta - uderzenie pioruna jest bardzo krótkie. A jeśli przełożysz te miliony na kilowatogodziny, które wyrażają zużycie energii, okazuje się, że uwalnianych jest tylko 1400 kilowatogodzin.
13. Pierwsza na świecie komercyjna elektrownia dała prąd w 1882 roku. 4 września generatory zaprojektowane i wyprodukowane przez firmę Thomasa Edisona zasiliły kilkaset domów w Nowym Jorku. Rosja pozostawała w tyle przez bardzo krótki czas - w 1886 r. Rozpoczęła pracę elektrownia znajdująca się w Pałacu Zimowym. Jego moc stale wzrastała, a po 7 latach zasilało nią 30 000 lamp.
Wewnątrz pierwszej elektrowni
14. Sława Edisona jako geniusza elektryczności jest mocno przesadzona. Był niewątpliwie genialnym menedżerem i największym w dziedzinie badań i rozwoju. Jaki jest tylko jego plan wynalazków, który faktycznie został zrealizowany! Jednak chęć ciągłego wymyślania czegoś w określonym terminie miała również negatywne strony. „Wojna prądów” między Edisonem a Westinghouse z samym Nikolą Teslą kosztowała konsumentów energii elektrycznej (kto jeszcze płacił za czarny PR i inne powiązane koszty?) Setki milionów osób, które są zabezpieczone złotymi dolarami. Ale po drodze Amerykanie otrzymali krzesło elektryczne - Edison przepchnął egzekucję przestępców prądem przemiennym, aby pokazać jej niebezpieczeństwo.
15. W większości krajów świata nominalne napięcie sieci elektrycznych wynosi 220 - 240 woltów. W Stanach Zjednoczonych i kilku innych krajach konsumentom dostarczane jest 120 woltów. W Japonii napięcie sieciowe wynosi 100 woltów. Przejście z jednego napięcia na drugie jest bardzo kosztowne. Przed II wojną światową w ZSRR panowało napięcie 127 woltów, po czym rozpoczęło się stopniowe przejście do 220 woltów - wraz z nim straty w sieciach zmniejszają się czterokrotnie. Jednak niektórzy odbiorcy zostali przełączeni na nowe napięcie już pod koniec lat 80.
16. Japonia poszła własną drogą, określając częstotliwość prądu w sieci elektrycznej. Z różnicą roku dla różnych części kraju, urządzenia na częstotliwości 50 i 60 Hz kupowano od zagranicznych dostawców. Było to pod koniec XIX wieku, aw kraju nadal istnieją dwa standardy częstotliwości. Patrząc jednak na Japonię, trudno powiedzieć, że ta rozbieżność częstotliwości wpłynęła w jakiś sposób na rozwój kraju.
17. Zmienność napięć w różnych krajach doprowadziła do tego, że na świecie istnieje co najmniej 13 różnych typów wtyczek i gniazd. Ostatecznie cała ta kakofonia jest opłacana przez konsumenta, który kupuje adaptery, dostarcza różne sieci do domów i, co najważniejsze, pokrywa straty w przewodach i transformatorach. W Internecie można znaleźć wiele skarg Rosjan, którzy przeprowadzili się do Stanów Zjednoczonych, że w blokach mieszkalnych w mieszkaniach nie ma pralek - są one co najwyżej we wspólnej pralni gdzieś w piwnicy. Właśnie dlatego, że pralki potrzebują osobnej linii, która jest droga w montażu w mieszkaniach.
To nie są wszystkie rodzaje gniazd
18. Wydawać by się mogło, że idea perpetuum mobile, która w Bose zginęła na zawsze, zrodziła się w idei elektrowni szczytowo-pompowych (PSPP). Początkowo dźwiękowy komunikat - aby złagodzić codzienne wahania zużycia energii elektrycznej - został doprowadzony do absurdu. Zaczęli projektować PSP i próbować budować nawet tam, gdzie nie ma dziennych wahań lub są one minimalne. W związku z tym przebiegli towarzysze zaczęli przytłaczać polityków czarującymi pomysłami. Na przykład w Niemczech w tym roku rozważany jest projekt stworzenia podwodnej elektrowni szczytowo-pompowej w morzu. Zgodnie z zamysłem twórców musisz zanurzyć pod wodą ogromną pustą betonową kulę. Wypełni się wodą grawitacyjnie. Gdy potrzebny jest dodatkowy prąd, woda z kuli zostanie dostarczona do turbin. Jak podawać? Oczywiście pompy elektryczne.
19. Kilka bardziej kontrowersyjnych, delikatnie mówiąc, rozwiązań z zakresu energetyki niekonwencjonalnej. W USA wymyślili buty do biegania, które generują 3 waty energii elektrycznej na godzinę (oczywiście podczas chodzenia). A w Australii jest elektrownia cieplna, która spala skorupkę orzecha. Półtorej tony pocisków zamienia się w półtora megawata energii elektrycznej w ciągu godziny.
20. Zielona energia praktycznie doprowadziła zjednoczony australijski system energetyczny do stanu „zepsutego”. Niedobór energii elektrycznej, który powstał po zamianie mocy TPP na elektrownie słoneczne i wiatrowe, spowodował wzrost jej ceny. Wzrost cen skłonił Australijczyków do zainstalowania paneli słonecznych w swoich domach i turbin wiatrowych w pobliżu swoich domów. Spowoduje to dalsze zaburzenie równowagi systemu. Operatorzy muszą wprowadzić nowe moce, co wymaga nowych pieniędzy, czyli nowych podwyżek cen. Z drugiej strony rząd dotuje każdy kilowat energii elektrycznej wyprodukowanej na podwórku, jednocześnie nakładając nieznośne wymagania i wymagania tradycyjnym elektrowniom.
Australijski krajobraz
21. Każdy od dawna wie, że prąd pobierany z elektrociepłowni jest „brudny” - emitowany jest CO2 , efekt cieplarniany, globalne ocieplenie itp. Jednocześnie ekolodzy milczą o tym, że ten sam CO2 Powstaje również podczas produkcji energii słonecznej, geotermalnej, a nawet wiatru (do jej produkcji potrzebne są substancje bardzo nieekologiczne). Najczystsze rodzaje energii to energia jądrowa i woda.
22. W jednym z miast Kalifornii w straży pożarnej stale pali się żarówka, która została zapalona w 1901 roku. Lampa o mocy zaledwie 4 watów została stworzona przez Adolphe Scheie, który próbował konkurować z Edisonem. Włókno węglowe jest kilkakrotnie grubsze niż żarniki nowoczesnych lamp, ale trwałość lampy Chaiera nie jest determinowana tym czynnikiem. Nowoczesne włókna (a dokładniej spirale) żarzenia wypalają się po przegrzaniu. Włókna węglowe w tej samej sytuacji po prostu emitują więcej światła.
Lampka na rekordy
23. Elektrokardiogram nazywany jest w ogóle nie elektrycznym, ponieważ jest uzyskiwany za pomocą sieci elektrycznej. Wszystkie mięśnie ludzkiego ciała, w tym serce, kurczą się i generują impulsy elektryczne. Urządzenia rejestrują je, a lekarz patrząc na kardiogram stawia diagnozę.
24. Jak powszechnie wiadomo, piorunochron został wynaleziony przez Benjamina Franklina w 1752 roku. Dopiero w mieście Newyansk (obecnie obwód swierdłowski) w 1725 r. Ukończono budowę wieży o wysokości ponad 57 metrów. Wieżę Nevyansk zwieńczono już piorunochronem.
Wieża Nevyansk
25. Ponad miliard ludzi na Ziemi żyje bez dostępu do elektryczności w gospodarstwie domowym.
