Sähkö on yksi modernin sivilisaation pilareista. Elämä ilman sähköä on tietysti mahdollista, koska ei-niin kaukaiset esi-isämme tekivät hienosti ilman sitä. "Valaisin kaikki täällä Edison- ja Swann-lampuilla!" Kuusi Sir Henry Baskerville Arthur Conan Doylen Baskervillen koirasta nähdessään ensimmäisen kerran synkän linnan, jonka hänen piti periä. Mutta piha oli jo 1800-luvun lopulla.
Sähkö ja siihen liittyvä kehitys ovat tarjonneet ihmiskunnalle ennennäkemättömiä mahdollisuuksia. Niiden luettelointi on melkein mahdotonta, ne ovat niin lukuisia ja maailmanlaajuisia. Kaikki, mikä ympäröi meitä, tehdään jotenkin sähkön avulla. On vaikeaa löytää jotain, joka ei liity siihen. Eläviä organismeja? Mutta jotkut heistä tuottavat merkittäviä määriä sähköä itse. Japanilaiset ovat oppineet kasvattamaan sienien satoa altistamalla ne korkeajännitteisille iskuille. Aurinko? Se loistaa itsestään, mutta sen energia prosessoidaan jo sähköksi. Teoriassa joissakin elämän erityispiirteissä voit tehdä ilman sähköä, mutta tällainen vika vaikeuttaa ja tekee elämästä kalliimpaa. Joten sinun on tiedettävä sähkö ja pystyttävä käyttämään sitä.
1. Sähkövirran määritelmä elektronivirrana ei ole aivan oikea. Esimerkiksi akun elektrolyytteissä virta on vetyionien virtaus. Ja loistelampuissa ja valokuvasalamissa protonit luovat virtaa yhdessä elektronien kanssa tiukasti säännellyssä suhteessa.
2. Miletoksen Thales oli ensimmäinen tutkija, joka kiinnitti huomiota sähköisiin ilmiöihin. Muinainen kreikkalainen filosofi pohti sitä, että meripihkan keppi, jos sitä hierotaan villaa vasten, alkaa houkutella karvoja, mutta hän ei ylittänyt heijastuksia. Termin "sähkö" keksi englantilainen lääkäri William Gilbert, joka käytti kreikkalaista sanaa "keltainen". Gilbert ei myöskään mennyt pidemmälle kuin kuvaili ilmiötä, joka houkutteli hiuksia, pölyhiukkasia ja paperinpaloja villalla hierotulla meripihkan tikulla - kuningatar Elizabethin tuomioistuimen lääkärillä oli vähän vapaa-aikaa.
Thales Miletus
William Gilbert
3. Johtokyvyn löysi ensin Stephen Gray. Tämä englantilainen ei ollut vain lahjakas tähtitieteilijä ja fyysikko. Hän osoitti esimerkin sovelletusta lähestymistavasta tieteeseen. Jos hänen kollegansa rajoittuivat ilmiön kuvaamiseen ja julkaisivat työnsä, Grey ansaitsi välittömästi hyötyä johtavuudesta. Hän osoitti sirkuksessa numeron "lentävä poika". Poika leijui areenan yli silkkiköysillä, hänen ruumiinsa ladattiin generaattorilla, ja hänen kämmenensä houkuttelivat kiiltäviä kultaisia terälehtiä. Piha oli galanttinen 1700-luku, ja "sähköisistä suudelmista" tuli nopeasti muodikkaita - kipinöitä hyppäsi kahden generaattorilla ladatun ihmisen huulien väliin.
4. Keinotekoinen sähkövaraus kärsi ensimmäisenä saksalaisesta tiedemies Ewald Jürgen von Kleististä. Hän rakensi akun, jota myöhemmin kutsuttiin Leyden-purkiksi, ja latasi sen. Yrittäessään purkaa tölkkiä von Kleist sai erittäin herkän sähköiskun ja menetti tajuntansa.
5. Ensimmäinen tutkija, joka kuoli sähkön tutkimuksessa, oli Mikhail Lomonosovin kollega ja ystävä. Georg Richmann. Hän juoksi katolle asennettuun rautapylväästä johtimen taloonsa ja tutki sähköä ukkosmyrskyn aikana. Yksi näistä tutkimuksista päättyi valitettavasti. Ilmeisesti ukkonen oli erityisen voimakas - sähkökaari liukastui Richmanin ja sähköanturin väliin tappamalla liian lähellä seisovan tutkijan. Kuuluisa Benjamin Franklin pääsi myös sellaiseen tilanteeseen, mutta sadan dollarin setelin edessä oli onnekas selvitä.
Georg Richmannin kuolema
6. Ensimmäisen sähköakun loi italialainen Alessandro Volta. Sen paristo oli valmistettu hopeakolikoista ja sinkkilevyistä, joiden parit erotettiin märällä sahanpurulla. Italialainen loi akunsa empiirisesti - sähkön luonnetta oli silloin käsittämätöntä. Pikemminkin tutkijat ajattelivat ymmärtävänsä sen, mutta ajattelivat sen väärin.
7. Hans-Christian Oersted löysi ilmiön johtimen muutoksesta virran vaikutuksesta magneetiksi. Ruotsalainen luonnonfilosofi toi vahingossa langan, jonka läpi virta virtaa, kompassiin ja näki nuolen taipuman. Ilmiö vaikutti Oerstediin, mutta hän ei ymmärtänyt, mitä mahdollisuuksia se kätkee itsessään. André-Marie Ampere tutki hedelmällisesti sähkömagneettisuutta. Ranskalainen sai tärkeimmät pullat yleisen tunnustuksen muodossa ja hänen nimensä mukainen nykyisen vahvuuden yksikkö.
8. Samankaltainen tarina tapahtui termosähköisen vaikutuksen kanssa. Thomas Seebeck, joka työskenteli laboratorion assistenttina Berliinin yliopiston osastolla, huomasi, että jos lämmität kahdesta metallista valmistettua johtinta, sen läpi kulkee virta. Löysi sen, ilmoitti siitä ja unohdin. Ja Georg Ohm oli juuri tekemässä lakia, joka nimetään hänen mukaansa, ja käytti Seebeckin työtä, ja kaikki tietävät hänen nimensä, toisin kuin Berliinin laborantin nimi. Ohm, muuten, erotettiin koulun fysiikan opettajasta kokeiden vuoksi - ministeri piti kokeiden aloittamista todellisen tiedemiehen kelvottomana asiana. Filosofia oli silloin muodissa ...
Georg Ohm
9. Mutta toinen laborantti, tällä kertaa Lontoon kuninkaallisessa instituutissa, järkytti professoreita suuresti. Michael Faraday, 22, on työskennellyt ahkerasti suunnitellakseen sähkömoottorin. Humphrey Davy ja William Wollaston, jotka kutsuivat Faradayn laboratorioavustajiksi, eivät voineet kestää tällaista röyhkeyttä. Faraday muutti moottoreitaan jo yksityishenkilönä.
Michael Faraday
10. Sähkön käytön isäksi kotitalous- ja teollisuustarpeisiin - Nikola Tesla. Tämä epäkeskinen tutkija ja insinööri kehitti periaatteet vaihtovirran saamiseksi, sen siirtämiseksi, muuntamiseksi ja käyttämiseksi sähkölaitteissa. Jotkut ihmiset uskovat, että Tunguskan katastrofi on seurausta Teslan kokemuksesta välittömästä energian siirrosta ilman johtoja.
Nikola Tesla
11. 1900-luvun alussa hollantilainen Heike Onnes onnistui saamaan nestemäistä heliumia. Tätä varten oli tarpeen jäähdyttää kaasu -267 ° C: seen. Kun idea onnistui, Onnes ei luopunut kokeista. Hän jäähdytti elohopean samaan lämpötilaan ja huomasi, että kiinteytetyn metallisen nesteen sähköinen vastus laski nollaan. Näin löydettiin suprajohtavuus.
Heike Onnes - Nobel-palkittu
12. Keskimääräisen salaman isku on 50 miljoonaa kilowattia. Se näyttäisi olevan energian puhkeaminen. Miksi he eivät vieläkään yritä käyttää sitä millään tavalla? Vastaus on yksinkertainen - salamanisku on hyvin lyhyt. Ja jos käännät nämä miljoonat kilowattitunteiksi, jotka ilmaisevat energiankulutusta, käy ilmi, että vain 1400 kilowattituntia vapautuu.
13. Maailman ensimmäinen kaupallinen voimalaitos antoi virtaa vuonna 1882. Thomas Edisonin yrityksen suunnittelemat ja valmistamat generaattorit käyttivät 4. syyskuuta useita satoja koteja New Yorkissa. Venäjä jäi jälkeen hyvin lyhyeksi ajaksi - vuonna 1886 aivan talvipalatsissa sijaitseva voimalaitos alkoi toimia. Sen teho kasvoi jatkuvasti, ja se käytti 7 vuoden kuluttua 30000 lamppua.
Ensimmäisen voimalaitoksen sisällä
14. Edisonin maine sähkön nerona on suuresti liioiteltu. Hän oli epäilemättä nerokas johtaja ja suurin tuotekehityksessä. Mikä on vain hänen suunnitelmansa keksinnöistä, joka todella toteutettiin! Halulla keksiä jatkuvasti jotain tiettyyn päivämäärään mennessä oli myös negatiivisia puolia. Edisonin ja Westinghousen välinen ”virtausten sota” Nikola Teslan kanssa yksin maksaa kuluttajille sähkön (kuka muu maksoi mustan PR: n ja muut siihen liittyvät kustannukset?) Sadat miljoonat kultadollareilla. Mutta matkan varrella amerikkalaiset saivat sähkötuolin - Edison työnsi rikollisten teloitukset vaihtovirralla osoittaakseen sen vaaran.
15. Useimmissa maailman maissa sähköverkkojen nimellisjännite on 220 - 240 volttia. Yhdysvalloissa ja useissa muissa maissa kuluttajille syötetään 120 volttia. Japanissa verkkojännite on 100 volttia. Siirtyminen jännitteestä toiseen on erittäin kallista. Ennen toista maailmansotaa Neuvostoliitossa oli 127 voltin jännite, sitten alkoi asteittainen siirtyminen 220 volttiin - sen myötä verkkohäviöt vähenevät 4 kertaa. Jotkut kuluttajat vaihdettiin uuteen jännitteeseen jo 1980-luvun lopulla.
16. Japani meni omalla tavallaan määritettäessä virran taajuutta sähköverkossa. Vuoden erolla eri puolilla maata 50-60 hertzin taajuuksien laitteet ostettiin ulkomaisilta toimittajilta. Tämä tapahtui 1800-luvun lopulla, ja maassa on edelleen kaksi taajuusstandardia. Japania tarkasteltaessa on kuitenkin vaikea sanoa, että tämä taajuusero johti jotenkin maan kehitykseen.
17. Jännitteiden vaihtelu eri maissa on johtanut siihen, että maailmassa on vähintään 13 erityyppistä pistoketta. Loppujen lopuksi koko tämän kakofonian maksaa kuluttaja, joka ostaa sovittimia, tuo erilaisia verkkoja taloihin ja mikä tärkeintä, maksaa johdoista ja muuntajista aiheutuvat häviöt. Internetissä on paljon valituksia venäläisiltä, jotka ovat muuttaneet Yhdysvaltoihin, että huoneistojen kerrostaloissa ei ole pesukoneita - he ovat korkeintaan jaetussa pesulassa jossain kellarissa. Juuri siksi, että pesukoneet tarvitsevat erillisen linjan, joka on kallista asentaa huoneistoihin.
Nämä eivät ole kaikentyyppisiä myyntipisteitä
18. Vaikuttaa siltä, että ajatus ikuisesta liikekoneesta, joka kuoli ikuisesti Boseessa, syntyi ajatuksessa pumpattavista voimalaitoksista (PSPP). Alun perin hyvä viesti - päivittäisten sähkönkulutuksen vaihteluiden tasoittamiseksi - saatiin järjettömyyteen. He alkoivat suunnitella PSP: itä ja yrittää rakentaa myös siellä, missä päivittäisiä vaihteluita ei ole tai ne ovat vähäisiä. Siksi ovelat toverit alkoivat hukuttaa poliitikkoja lumoavilla ideoilla. Esimerkiksi Saksassa harkitaan tänä vuonna hanketta vedenalaisen pumpattavan varastovoimalaitoksen perustamiseksi mereen. Kuten luojat ovat suunnitelleet, sinun on upotettava valtava ontto betonipallo veden alle. Se täyttyy vedellä painovoiman avulla. Kun tarvitaan lisää sähköä, vesi pallosta syötetään turbiiniin. Kuinka palvella? Sähköpumput, tietysti.
19. Pari kiistanalaisempaa, lievästi sanottuna, ratkaisua epätavanomaisen energian alalta. Yhdysvalloissa he keksivät juoksukengät, jotka tuottavat 3 wattia sähköä tunnissa (tietysti kävellessä). Ja Australiassa on lämpövoimala, joka polttaa pähkinänkuoren. Puolitoista tonnia säiliöitä muutetaan puolitoista megawattia sähköä tunnissa.
20. Vihreä energia on käytännössä vienyt Australian yhtenäisen sähköjärjestelmän "villin" tilaan. Sähkön puute, joka syntyi TPP-kapasiteetin korvaamisen jälkeen aurinko- ja tuulivoimalaitoksilla, johti sen hinnannousuun. Hintojen nousu on saanut australialaiset asentamaan aurinkopaneeleja koteihinsa ja tuulivoimaloita koteihinsa. Tämä tasapainottaa järjestelmää entisestään. Operaattoreiden on otettava käyttöön uusia kapasiteetteja, mikä vaatii uutta rahaa eli uusia hinnankorotuksia. Toisaalta hallitus tukee jokaista takapihalla saamaansa kilowattia sähköä asettamalla sietämättömiä maksuja ja vaatimuksia perinteisille voimalaitoksille.
Australian maisema
21. Kaikki ovat jo pitkään tienneet, että lämpövoimaloista vastaanotettu sähkö on "likaa" - hiilidioksidipäästöjä2 , kasvihuoneilmiö, ilmaston lämpeneminen jne. Samaan aikaan ekologit ovat hiljaa siitä, että sama CO2 Sitä syntyy myös aurinko-, maalämpö- ja jopa tuulienergian tuotannossa (sen saamiseksi tarvitaan hyvin ei-ekologisia aineita). Puhtaimmat energiatyypit ovat ydin ja vesi.
22. Yhdessä Kalifornian kaupungissa palo-osastossa palaa jatkuvasti hehkulamppu, joka sytytettiin vuonna 1901. Vain 4 watin lampun loi Adolphe Schaie, joka yritti kilpailla Edisonin kanssa. Hiilifilamentti on useita kertoja paksumpi kuin nykyaikaisten lamppujen hehkulangat, mutta Chaier-lampun kestävyyttä ei määritetä tällä tekijällä. Modernit hehkulangat (tarkemmin sanoen spiraalit) palavat ylikuumentuessaan. Hiilifilamentit samassa tilanteessa antavat vain enemmän valoa.
Levysoittimen lamppu
23. Elektrokardiogrammia ei kutsuta sähköiseksi ollenkaan, koska se saadaan sähköverkon avulla. Kaikki ihmiskehon lihakset, myös sydän, supistuvat ja tuottavat sähköisiä impulsseja. Laitteet tallentavat ne, ja lääkäri tarkastelee kardiogrammaa ja tekee diagnoosin.
24. Kuten kaikki tietävät, salaman on keksinyt Benjamin Franklin vuonna 1752. Vasta Nevyanskin kaupungissa (nykyinen Sverdlovskin alue) vuonna 1725 valmistui yli 57 metrin korkeuden torni. Nevyanskin torni kruunattiin jo salaman avulla.
Nevyanskin torni
25. Yli miljardi ihmistä maapallolla asuu ilman sähkön saatavuutta.
