Кто изобрел электричество

Когда появилось электричество в мире: кто его изобрел?

Современному человеку трудно представить жизнь без электричества. Оно прочно вошло в нашу жизнь, и мы мало задумываемся над тем, когда оно появилось. А ведь именно благодаря электричеству стали более интенсивно развиваться все направления науки и техники. Кто изобрел электричество, когда оно впервые появилось в мире?

История возникновения

Еще до нашей эры философ из Греции Фаллес заметил, что после трения янтаря о шерсть к камню притягиваются мелкие предметы. Затем исследованием таких явлений долгое время никто не занимался. Только в 17 веке исследовав магниты, их свойства английский ученый Уильям Гильберг ввел новый термин «электричество». Ученые стали больше проявлять интереса к нему и заниматься исследованиями в этой области.

Гильбергу удалось изобрести прообраз самого первого электроскопа, он назывался версор. С помощью этого прибора он установил, что кроме, янтаря и другие камни могут к себе притягивать мелкие предметы. В число камней входят:

• алмаз;
• аметист;
• стекло;
• сапфир;
• сланцы;
• опал;
• карборунд.

Благодаря созданному прибору ученый смог провести несколько опытов и сделать выводы. Он понял, что пламя имеет свойство серьезно влиять на электрические свойства тел после трения. Ученый заявил, что гром и молния — явления электрической природы.

Великие открытия

Первые опыты по передаче электричества на малые расстояния были проведены в 1729 году. Ученые сделали вывод, что не все тела могут передавать электричество. Через несколько лет после ряда испытаний француз Шарль Дюфе заявил, что есть два типа электрического заряда — стеклянного и смоляного. Они зависят от материала, который используется для трения.

Затем учеными с разных стран были созданы конденсатор и гальванический элемент, первый электроскоп, медицинский электрокардиограф. Первая лампочка накаливания появилась в 1809 году, которую создал англичанин Деларю. Спустя 100 лет, Ирнвинг Ленгмюр разработал лампочку с вольфрамовой спиралью, заполненной инертным газом.

В 19 веке было много очень важных открытий, благодаря которым появилось электричество в мире Большую лепту в области открытий внесли известные всему миру ученые:

• Ампер;
• Джоуль;
• Фарадей;
• Гери;
• Ом;
• Вольт.

Они изучали свойства электричества и многие из них названы в их честь. В конце 19 века ученые-физики делают открытия о существовании электрических волн. Им удается создать лампу накаливания и передавать электрическую энергию на большие расстояния. С этого момента электричество медленно, но уверенно начинает распространяться по всей планете.

Когда появилось электричество в России?

Если говорить об электрификации на территории Российской империи, то в этом вопросе нет конкретной даты. Всем известно, что в 1879 году в Санкт-Петербурге сделали освещение по всему Литейному мосту. Он освещался с помощью ламп. Однако, в Киеве были установлены электрические фонари в одном из железнодорожных цехов на год раньше. Это событие не привлекло к себе внимание, поэтому официальной датой появления электрического освещения в Российской империи считается 1879 год.

Первый электротехнический отдел появился в России 30 января 1880 года в Русском техническом обществе. Отдел был обязан курировать внедрение электричества в повседневную жизнь государства. Уже в 1881 году Царское Село было полностью освещенным населенным пунктом и стало первым современным и европейским городом.

15 мая 1883 года считается также знаковой датой для страны. Это связано с проведением иллюминации Кремля. В это время вступал на престол император Александр III, а иллюминация была приурочена к такому важному событию. Почти сразу после этого исторического события освещение было проведено сначала на главной улице и затем в Зимний дворец Санкт-Петербурга.

По указу императора в 1886 году было учреждено «Общество электроосвещения». В его обязанности входило освещение двух главных городов — Москва и Санкт-Петербург. Уже через два года началось строительство электростанций по всем крупнейшим городам. Первый электротрамвай в России был запущен в 1892 году. В Петербурге через 4 года пустили в эксплуатацию первую ГЭС. Она была построена на реке Большая Охта.

Важным событием было появление первой электростанции в Москве в 1897 году. Ее построили на Раушской набережной с возможностью вырабатывать переменный трехфазный ток. Она сделала доступной передачу электричества на большие расстояния и использовать его без потери мощности. Строительство электростанций в других российских городах стало развиваться только перед Первой мировой войной.

Интересные факты истории появления электричества в России

Если внимательно изучать некоторые факты электрификации Российского государства можно узнать много любопытной информации.

Первую лампочку накаливания с угольным стержнем изобрел в 1874 году А.Н.Лодыгин. Устройство было запатентовано крупнейшими странами Европы. Через время ее усовершенствовал Т. Эдиссон и лампочку стали использовать по всей планете.

Русский электротехник П.Н. Яблочков в 1876 году закончил разработку электрической свечи. Она стала проще, дешевле и удобней чем лампочка Лодыгина в эксплуатации.

В составе Русского технического общества был создан Особый Электротехнический отдел. В него входили П.Н. Яблочков, А.Н.Лодыгин, В.Н.Чиколев и другие активные физики и электротехники. Главная задача отдела было — содействие развитию электротехники в России.

История развития электричества — кто и в каком году его открыл

Электричество прочно вошло в нашу жизнь, и теперь в случае кратковременного отсутствия электроснабжения наступает “конец света” не только в переносном, но и в прямом смысле. Привыкнув к благам цивилизации, которые стали возможны благодаря применению электрической энергии, современным людям трудно понять, как жили наши предки.

При мысли об этом в голове возникает картина темной пещеры, внутри которой горит костер. Древний человек, одетый в шкуру, задумчиво смотрит на огонь и подбрасывает в него сухие ветки. Рядом сидят дети, внимательно следят за его действиями и слушают рассказы об огненном цветке.

Многие читатели наверняка удивятся, если узнают, что электричество было известно еще в далекой древности. Причем точно ответить на вопрос, кто изобрел электричество, невозможно.

Наши предки уже знали о возможностях некоторых видов рыб испускать электрические разряды, которые обездвиживали жертву. А чего стоит находка “багдадской батарейки” — предположительно первого химического источника тока, работавшего более 2,5 тысячи лет назад? Вперед, читатель, попробуем разобраться в запутанной истории применения электричества.

История открытия

Атмосферное электричество существовало задолго до появления человека. Оно вызывало пожары и представляло непосредственную опасность для древних людей. Увидев приближение грозы, наши предки принимали ее за гнев грозных богов и благоразумно старались не выходить из укрытий.

Неизвестная сила привлекала, поэтому зная об опасности электричества, люди все же старались применять его для своих целей. До нашего времени, к большому сожалению, дошло мало данных. Поэтому ответ на вопрос, кто первым придумал использовать электричество, похоже, навсегда останется скрытым во тьме истории.

Наблюдения в древности

Наши предки знали о необычных свойствах некоторых видов рыб. В древнеегипетских текстах, которые датируются 2750 годом до нашей эры, встречается упоминание о рыбах, способных создавать электрические разряды, — “громовержцах Нила”.

Рисунок 1. Древнеегипетский барельеф из гробницы Ти в Саккаре

На барельефе, созданном древним художником примерно в 2300 году до нашей эры, представлена сцена ловли рыбы. Среди изображений рыб на нижней части барельефа можно увидеть электрического сома.

Рисунок 2. Электрический сом

Древнеримский ученый Плиний Старший описывал необычные возможности электрических сомов и скатов. Он упоминал о способности разрядов, создаваемых этими животными, перемещаться по проводящим ток объектам.

Рисунок 3. Электрический скат

Арабские, древнеримские и древнегреческие врачи использовали способности электрических рыб при устранении подагры и головной боли. Способ лечения заключался в том, что больной прикасался к ним и получал мощный электрический разряд.

Известный древнеримский ученый Гален, живший во 2 веке нашей эры, настолько успешно применял этот метод для терапии, что император Марк Аврелий сделал его своим врачом.

Заслуживают внимания барельефы древнеегипетского храма богини Хатхор, построенного более 4,5 тысячи лет назад. Изображенные на стенах предметы похожи на газоразрядные электрические лампы и дают основания предполагать, что они использовались для освещения храма.

Рисунок 4. Барельеф из храма Хатхор

Большинство египтологов придерживаются противоположной точки зрения. Они опровергают это открытие и утверждают, что для изготовления таких ламп помимо мощного источника тока требовались вакуумные насосы, проводники тока, изоляторы и развитое стеклодувное производство.

Фалес, философ и математик из древнегреческого города Милета, в 600 г. до нашей эры опытным путем установил, что янтарь при натирании мехом животных притягивает к себе разные легкие предметы. Из-за малого количества исследований и низкого уровня развития науки того времени суть явления полностью не была изучена.

Рисунок 5. Фалес Милетский

Необычная особенность янтаря объяснялась воздействием божественных сил. Кстати, корень слова «электричество» связан с греческим названием янтаря — электрон.

Немецкий археолог Вильгельм Кениг в 1936 г. в окрестностях Багдада, столицы современного государства Ирака, обнаружил артефакт возрастом более 2 тысяч лет. Это остатки глиняного сосуда, длина которого составляла 13 см. Верхняя часть сосуда была покрыта битумом. Внутри находился стальной стержень, вставленный в медный цилиндр.

Ученый предположил, что этот сосуд является химическим источником электрического тока при заполнении раствором кислоты или щелочи. Догадку Кенига опытным путем подтвердили многие ученые. Так, в 1947 г. американским ученым-физиком была изготовлена копия сосуда. В качестве электролита он использовал сульфат меди. Напряжение, создаваемое батареей, составило 2 В.

Рисунок 6. Багдадская батарея

Конечно, у теории возможности создания древними людьми источников тока нашлись критики. Они утверждают, что оборудование, которое могло бы работать от электрического тока, не найдено. Устройство батареи, при котором вся верхняя часть покрывалась слоем битума, не предполагает его использования в качестве источника тока, а наоборот, схоже с сосудами для хранения свитков.

Шарль Франсуа Дюфе и типы зарядов

В конце XVI века ученые начали интересоваться античными трудами. Английский придворный врач Елизаветы I и по совместительству ученый-физик Уильям Гилберт ввел в широкое обращение термин “электричество” в 1600 г.

Этим термином ученый описывал силу, создаваемую разными веществами при трении друг о друга. Он также является автором научного трактата. В нем Гилберт предложил рассматривать Землю как большой магнит, полюсы которого совпадают с географическими.

Рисунок 7. Уильям Гилберт

Гилберт был первым ученым, который разделил понятия магнетизма и статического электричества. Он является создателем простейшего прибора, названного “версориум”. Устройство предназначалось для определения присутствия электрического поля.

Рисунок 8. Версориум

С его помощью ученый доказал, что при натирании возможность притягивать к себе предметы небольшого веса свойственна не только янтарю, но и другим материалам. Также он впервые описал изолирующие и экранирующие свойства разных материалов.

В 1663 г. бургомистр немецкого города Магдебурга Отто фон Герике продолжил исследования Уильяма Гилберта и построил электростатическую машину. С ее помощью изучались эффекты притягивания и отталкивания разных тел.

Машина состояла из шара, внутри которого был закреплен стальной стержень. Шар изготавливали, заливая расплавленную серу в стеклянный сосуд. После того как сера застывала, сосуд разбивали.

Шар устанавливался на специальном креплении. Вращение шара производилось при помощи специальной рукоятки. Прислонив к нему сухую руку, можно было наблюдать, как легкие тела под воздействием статического электричества притягиваются или отталкиваются. Также ученый доказал, что статические заряды могут передаваться на небольшие расстояния по льняной нити.

Рисунок 9. Электростатическая машина фон Герике

Опыты фон Герике по передаче электричества на расстояние продолжил английский ученый Стивен Грей. Он наблюдал за тем, как пробка, которая закрывает стеклянную трубку, начинает притягивать легкие предметы, если трубку потереть.

Присоединив к пробке шелковую нить, ученый смог добиться того, что максимальное расстояние, на которое смог быть передан заряд электричества, составило 800 футов.

Причем было установлено, что на расстояние оказывает влияние не толщина веревки, а материал, из которого она изготовлена. Также ученый определил, что электрические заряды могут передаваться путем электростатической индукции без прикосновения стеклянной трубки к веревке. Грей установил, что вещества делятся на проводники электричества и диэлектрики.

Рисунок 10. Опыты Стивена Грея

Французский ученый Шарль Дюфе, изучив опыты предшественников, в 1733 г. выявил, что в природе существует два вида электрических зарядов, или, как он их называл, “смоляное и стеклянное электричество”. Причем электричество разного рода может притягиваться, а одного вида отталкивает себе подобное.

Рисунок 11. Шарль Дюфе

Следующим этапом в изучении электричества стало изобретение конденсатора, устройства для накапливания электрических зарядов, в 1745 г. в голландском городе Лейдене.

История его открытия сообщает о двух ученых, которые обнаружили этот эффект независимо друг от друга. Первым, кто открыл эффект накопления электрических зарядов, стал Эвальд фон Клейст.

Открытие было сделано случайно, когда он заряжал от электрической машины стальной гвоздь. Решив, что гвоздь достаточно заряжен, ученый стал доставать его из банки, которую держал другой рукой. Прикоснувшись к гвоздю, он получил заметный удар электрическим током.

В результате была открыта возможность накопления электричества. Немного позже его опыт повторил профессор Питер фон Мушенбрук. Он использовал налитую в стеклянный сосуд воду и погружал в нее медную проволоку. Когда ученый попытался прикоснуться к заряженному медному проводнику, он получил сильный электрический удар.

Рисунок 12. Опыты с лейденской банкой

Впоследствии фон Мушенбрук доложил об открытии научному сообществу. Полученное устройство стало называться “лейденская банка”.

Рисунок 13. Устройство лейденской банки

Примерно в это же время в России изучением атмосферного электричества занимались такие великие ученые, как Михаил Ломоносов и Георг Рихман. Для исследования явления ими был сконструирован громоотвод. С его помощью ученые заряжали “лейденскую банку”. Также они изобрели прибор для измерения электричества — “электрический указатель”.

К сожалению, в 1753 г. во время одного из экспериментов с атмосферным электричеством Георг Рихман трагически погиб из-за удара молнии.

Рисунок 14. Трагическая гибель Рихмана во время эксперимента

Бенджамин Франклин и воздушный змей

Продолжая исследовать природу того, как появляется электричество, американский ученый и известный политический деятель Бенджамин Франклин ввел определение положительного и отрицательного зарядов.

В Филадельфии в 1752 г. он проводил опыты по изучению электрических явлений в атмосфере. Суть заключалась в запуске воздушного змея в грозовое облако. Он состоял из стальной рамки, обтянутой шелковой тканью. Змей был привязан к шелковой ленте.

На конце ленты находился металлический ключ. Зная о смертельной опасности, возникающей при ударе молнии, Франклин не стал ждать момента удара. Вместо этого он запустил змея в облако и обнаружил, что тот может собрать электрические заряды.

Рисунок 15. Опыт Франклина с воздушным змеем

Также он смог описать принцип действия громоотвода и для повышения его эффективности предложил делать верхнюю часть заостренной. При помощи громоотвода ученому удалось доказать, что молния имеет электрическую природу.

Луиджи Гальвани и Алессандро Вольта — открытия в Италии на рубеже 18-19 веков

Итальянский ученый Луиджи Гальвани в 1771 г. во время проведения опытов по изучению сокращения мышц обнаружил возможность препарированных лапок лягушки сокращаться под действием электричества. Это случайное открытие положило начало новому направлению науки — электрофизиологии.

В опубликованном им в 1791 г. трактате ученый описал наличие в мышцах животных электрического тока. Само явление получило название в его честь — гальванизм. Гальвани предположил, что мышцы животных являются подобием лейденской банки и могут накапливать электрические заряды, которые передаются по нервам.

Рисунок 16. Луиджи Гальвани

Последователь Луиджи Гальвани, его племянник, профессор анатомии Джованни Альдини приобрел известность тем, что сделал из открытия своего дяди жуткое зрелище. Вместо препарированной лягушки для своих опытов он использовал трупы казненных преступников. Зрители могли видеть, как тело двигается, открывает глаза и корчит гримасы. После такого шоу некоторые длительно страдали расстройством психики.

В 1785 г. французский ученый Шарль Кулон сформулировал закон, который описывал силу взаимодействия между электрическими зарядами, зависящую от расстояния между ними. Работа по изучению электрических явлений стала точной наукой.

Опыты с электричеством Луиджи Гальвани вдохновили его соотечественника, ученого Алессандро Вольта, на проведение экспериментов с “животным электричеством”. Вольта пришел к выводу, что такие явления имеют отношение к замкнутой электрической цепи, состоящей из двух разных видов металлов и жидкости.

Рисунок 17. Алессандро Вольта

В 1800 г. он изобретает химический источник тока — “Вольтов столб”. Устройство представляло собой диски из разных металлов, между которыми помещались бумажные диски, пропитанные щелочными растворами.

Рисунок 18. Вольтов столб

Проводя опыты с лягушачьими лапками, ученый пришел к выводу, что величина их сокращений будет зависеть от вида металлов. При прикосновении к ним проводниками из металлов одного типа эффект не наблюдается. Благодаря этому исследованию он пришел к пониманию разницы потенциалов.

Продолжая опыты с электричеством, Вольта пришел к открытию того, что нервы имеют большую возбудимость по сравнению с мышцами. Также ученый определил, что органы зрения и вкуса человека чувствительны к воздействию электрического тока.

Используя открытие Вольта, российский ученый Василий Петров в 1802 г. собрал большую батарею, состоявшую из 2100 пар медных и цинковых дисков, между которыми находились диски из картона, пропитанные нашатырным раствором.

Диски были уложены в деревянные ящики и подключены последовательно. Общая длина батареи составила около 12 метров. Создание такого мощного источника тока позволило открыть электрическую дугу.

На практике была доказана возможность применения дуги для разных целей:

• Плавки и сварки металлов.
• Восстановления металлов из руды.
• Освещения.

Петрову принадлежит применение термина “сопротивление”. Он описывал им характеристики вещества, препятствующие движению электрического тока. Проведение опытов по прохождению электрического тока через оксиды металлов и другие вещества позволило описать процессы электролиза.

Магнитное поле — труды Эрстеда, Ампера и Фарадея

В 1820 г. датский ученый-физик Ханс Эрстед смог впервые экспериментально доказать, что электрические и магнитные явления имеют связь. При демонстрации нагрева проволоки током, получаемым при подключении к вольтову столбу, было замечено, что стрелка компаса отклонилась.

Рисунок 20. Ханс Эрстед

Впоследствии ученый смог опытным путем доказать появление магнитных свойств у платины, золота, серебра, латуни, свинца, железа при пропускании электрического тока. Эрстед применял разные материалы для экранирования, но стрелка продолжала отклоняться. Причем она не отклонилась, когда ученый установил проволоку, по которой проходил ток в вертикальное положение.

Рисунок 21. Опыт Эрстеда со стрелкой компаса

Опираясь на открытия Эрстеда, французский ученый Андре Мари Ампер в 1821 г. вывел правило, описывающее действие магнитного поля. Впоследствии его назовут теоремой Ампера. Ученый смог объединить электричество и магнетизм в одну теорию электромагнетизма. Им было установлено, что связь магнитного поля и электричества не наблюдается при статическом электричестве.

В 1822 г. ученый открыл наличие магнитного эффекта у соленоида при протекании по нему электрического тока. Ампер предложил использовать для усиления магнитного поля стальной сердечник, помещаемый внутрь соленоида.

Рисунок 22. Андре Ампер

Открыть взаимосвязь между сопротивлением электрической цепи, силой тока и напряжением удалось в 1826 г. немецкому физику Георгу Ому. Это оказало огромное влияние на развитие науки и известно в наше время как закон Ома.

Рисунок 23. Георг Ом

В 1830 г. немецкий ученый Карл Гаусс сформулировал основную теорему теории электростатического поля.

Английский ученый-физик Майкл Фарадей стал основоположником учения об электромагнитном поле. В 1831 г. им была открыта электромагнитная индукция — появление электрического тока в замкнутом проводнике при изменении магнитного потока, который через него проходит.

На основе своего открытия ученый создал первый электрогенератор и электродвигатель. Ему принадлежит мысль, что электрические силы переносятся атомами материи.

Рисунок 24. Майкл Фарадей

Одним из основоположников электротехники по праву считают российского физика Эмилия Ленца. В 1834 г. он открыл закон индукции, определяющий направление индукционного тока, — “Правило Ленца”. Также ученым был сформулирован закон, определяющий количество тепла, выделяемое проводником при протекании по нему тока, и принцип обратимости электрических машин.

Рисунок 25. Эмилий Ленц

Вклад Максвелла

После открытия электромагнитной индукции в ученом мире появилось два разных взгляда на происхождение электрических и магнитных явлений.

Большая часть ученых поддерживала концепцию дальнодействия, которая считала электромагнитные силы подобием сил гравитационного притяжения. Майкл Фарадей придерживался идеи силовых линий, соединяющих положительные и отрицательные заряды.

Решить задачу построения математической теории, объединяющей концепции силовых линий и дальнодействия, удалось британскому ученому-физику Джеймсу Максвеллу. Он вывел уравнения, определяющие взаимодействие зарядов и токов, в 1873 г.

Согласно полученным уравнениям выяснилось, что изменяющееся со временем электрическое поле приводит к появлению магнитного поля. Последнее, в свою очередь, приводит к появлению электрического поля. В результате такого взаимодействия в пространстве происходит распространение электромагнитных волн со скоростью света.

Рисунок 26. Джеймс Кларк Максвелл

Распространение и становление электротехники в конце 19 – начале 20 века

Становлению электротехники предшествовали исторические открытия в области электродинамики и электромагнитной индукции. Постепенно был сформирован весь арсенал способов расчета электрических цепей постоянного тока.

Ограниченные возможности тепловых двигателей уже не соответствовали растущим потребностям промышленности. Выход из такого кризиса был найден благодаря использованию электрических машин. Их применение позволило за несколько десятилетий совершить революцию в промышленном производстве.

Период с 1821 по 1834 гг. являлся начальным в разработке электродвигателей. Он был тесно связан с разработкой Фарадеем устройств, демонстрирующих возможности преобразования электрической энергии в механическую.

Вторым этапом считается период с 1834 по 1860 гг. В это время появляются электродвигатели с явнополюсным якорем. Созданный в 1834 г. русским изобретателем Борисом Якоби прибор был первым в мире электродвигателем, в котором рабочий вал вращался. Прежние конструкции предполагали только получение колебательного или возвратно-поступательного движения якоря.

Рисунок 27. Двигатель Якоби

Конструкция этого двигателя постоянного тока предполагала наличие двух групп электромагнитов. Подвижные электромагниты (3) были установлены на роторе (2), неподвижные – на статоре (1). Изменение полярности достигалось за счет коммутатора (4). Вал (5) вращался со скоростью 40 об/мин. Мощность первого двигателя составила 15 Вт. Питание осуществлялось постоянным током от гальванической батареи (6).

Третьим этапом развития электродвигателей считается период с 1860 по 1887 гг. В это время разрабатываются конструкции двигателей с кольцевым неявнополюсным якорем и постоянным вращающим моментом.

В 1888 г. ученый и изобретатель сербского происхождения Никола Тесла получает патент на практическое применение системы двухфазного переменного тока и двухфазного электродвигателя.

Рисунок 28. Двухфазный двигатель Тесла

Российский ученый Михаил Доливо-Добровольский, усовершенствовав двухфазную систему тока, в 1889 г. получает патент на асинхронный двигатель, работающий от трехфазной системы передачи переменного тока.

Рисунок 29. Трехфазный двигатель Доливо-Добровольского

Отличительная особенность этой системы – необходимость всего трех проводов для передачи электричества. В 1889 г. ученым был изобретен и запатентован трехфазный трансформатор.

Трехфазная система позволила решить проблему передачи электричества на большие расстояния с наименьшими потерями. В 1891 г. во время проведения международной выставки ученый построил линию электропередачи на 170 км. Это было рекордное расстояние для того времени.

Первые электроприборы

В 1872 году русский ученый Александр Лодыгин подает заявку на патент лампы накаливания с угольным стержнем и получает его в 1874 г.

Такими лампами было впервые осуществлено электрическое освещение Литейного моста в Санкт-Петербурге в 1879 г.

Рисунок 32. Санкт-Петербург, электрическое освещение Литейного моста

Из-за высокой стоимости и небольшого количества света вместо ламп накаливания стали применяться свечи Яблочкова. Патент на свое изобретение русский ученый Павел Яблочков получил в 1876 г. в Париже.

Вместо нити накаливания источником света в ней выступала электрическая дуга, которая горела между двумя угольными стержнями. Стержни были разделены изолирующей перегородкой, а на верхней части закреплялась тонкая проволока.

При включении поволока перегорала и зажигалась дуга. Свеча давала ровный и яркий свет в течение 1,5 часа. Для поддержания горения дуги не требовалось применения механических регуляторов.

Позднее Яблочков усовершенствовал конструкцию свечи и смог избавиться от ее главного недостатка — невозможности повторного включения. Для этого он стал добавлять в изолирующий материал соли разных металлов, благодаря чему также смог менять оттенок дуги.

Благодаря простой конструкции свеча Яблочкова имела меньшую стоимость и была более удобной в эксплуатации, чем лампа накаливания. Осветительные приборы со свечами Яблочкова установили сначала в Париже, затем в Лондоне, а впоследствии и в других городах мира.

Когда появилось в домах и где

Идея перехода с газового и керосинового на электрическое освещение овладела массами в конце 19 века. В это время американцам первым удалось осуществить ее.

В 1879 г. Эдисон продемонстрировал систему освещения при помощи электричества, которая включала лампу накаливания с цоколем, имеющим винтовую резьбу, патрон, штепсельные розетку и вилку, выключатель, предохранители и электросчетчик. В 1906 г. Эдисон начал производство ламп накаливания с вольфрамовой нитью.

В 1882 г. в Нью-Йорке была открыта электростанция “Перл Стрит”, на которой электричество вырабатывалось при помощи шести паровых динамо-машин. Электроэнергия использовалась для освещения целого района Нью-Йорка площадью 2,5 км2.

Уже в конце 19 века в продаже появляются первые электрические бытовые приборы: чайник, кофеварка, электродрель, электроплита, бытовой холодильник, вентилятор и т. п.

Развитие электричества в России и ГОЭЛРО

Распространению электрической энергии в России способствовало создание Особого отдела Русского технического общества. В его состав вошли ученые Яблочков, Лодыгин и Чиколев.

Стараниями общества было организовано электрическое освещение улиц Москвы и Санкт-Петербурга. В Петербурге дуговыми лампами освещали Большой театр и Михайловский Манеж. В Москве обеспечили электрическое освещение площади перед Храмом Христа Спасителя.

По причине высокой стоимости и отсутствия рядом электростанций электрическое освещение в основном применялось в производственных зданиях, магазинах и общественных местах. В жилых домах оно считалось редкостью.

Несмотря на то что в стране отсутствовала государственная поддержка, до 1914 г. темпы роста применения электрической энергии были очень высокими. К сожалению, после начала Первой Мировой войны темпы электрификации значительно снизились, а после Революции и Гражданской войны электроэнергетика пришла в полнейший упадок.

В 1920 г. создается комиссия ГОЭРЛО, целью которой являлась разработка плана по электрификации страны. Под председательством Кржижановского к работе привлекли больше 200 человек.

План был перевыполнен к 1931 г. Количество выработанной электроэнергии в 7 раз превысило объемы дореволюционной выработки. Число введенных в работу электростанций составило 40 штук.

Заключение

Выше указаны только наиболее важные этапы развития применения электрической энергии. Всю историю использования электричества уместить в рамках одной статьи невозможно.

Когда появилось электричество ⁠ ⁠

Задумывались ли вы о том, сколько реально устройств и элементов инфраструктуры сейчас работает от электричества? Это явление позволило обеспечить функционирование домов и автомобилей, смартфона, который лежит в вашем кармане и огромных производственных комплексов. И если спросить вас, кем был тот человек, давший старт современной комфортной жизни, вы вряд ли найдете нужное имя в памяти.
Но не спешите перебирать в своей голове имена Николы Тесла, Алессандро Вольта, Андре Ампера или Альберта Эйнштейна. Вы все равно окажетесь далеки от истины. Первые записи об открытии и изучении этого природного явления датируются еще VII в. до н.э. Их автор – греческий натуралист и философ Фалес Милетский. Однажды, занимаясь неведомо какими опытами, он заметил, что после того как он натер янтарный камень шерстью овцы, тот стал притягивать к себе легкие предметы. Также Фалес заложил основу для возникновения термина «электричество», поскольку слово «янтарь» на древнегреческий переводится как «электрон».
Зарождение электротехники
Дальнейшие научные исследования, давшие старт череде опытов в этой сфере, начались уже в эпоху Возрождения (XVI–XVII вв.). В те времена при королевском дворе в Англии работал врач Уильям Гильберт, который также увлекался физикой. Вдохновленный трудами древнегреческого натуралиста Фалеса, он решил провести ряд собственных экспериментов в этой отрасли. В изобретательном уме Гильберта родилась идея создания специального прибора для изучения явления электричества, которую он воплотил в реальность. Версор (именно так назывался прибор) позволил значительно расширить знания о притяжении предметов.
Результаты своих исследований физик изложил в сочинении «О магните, магнитных телах и о большом магните – Земле». Эта работа датируется 1600 годом и объясняет принцип работы магнитного компаса. Также физик установил и описал другие материалы, обладающие свойством наэлектризовываться. Среди них – алмаз, аметист, опал, стекло. Эти и ряд других открытий принесли Гильберту славу основоположника электротехники в современных научных кругах. Именно Уильяму Гильберту принадлежит термин «электричество», который он сформировал от слова «янтарность».
Научные поиски
Теперь перенесемся в 60-е годы XVII века и заглянем в один из магдебургских домов, где жил и работал бургомистр Отто фон Герике. Но чиновничьи дела мало его интересовали, поэтому в свободное от работы время фон Герике внимательно изучал все, что описывал в своих трудах Фалес Милетский. Результатом его поисков стало создание электрической машины в 1663 году. Основой конструкции был стержень с шариком серы, которую фон Герике применил вместо янтаря. Устройство создавалось в исключительно научных целях (для исследования эффекта притяжения и отталкивания предметов) и никакой практической пользы не несло.
О первой передаче электричества на расстояние
Опыты и эксперименты успешно продолжались в XVIII ст. Исследователи из Англии Грэнвилл Уилер и Стивен Грей открыли свойство проводников (тех материалов, которые проводят электричество). Исследования позволили им успешно провести первый в мире эксперимент по передаче электричества на небольшое расстояние. И поэтому 1729 год считается официальной датой изобретения промышленного электричества. После такого прорыва, открытия, связанные с электричеством, просто посыпались. Не будем углубляться в дебри, а рассмотрим самые значимые на то время результаты:
Математик и профессор из Голландии Питер ван Мушенбрук сконструировал «лейденскую банку». Это первый прототип современного конденсатора.Ломоносов Михаил исследовал такое природное явление, как молнии, доказал, что они возникают по причине разности потенциалов.Французский натуралист Шарль Дюфе предложил систему классификации электрических сил.Шарль Кулон (еще один француз) в 1785 году открыл закон о взаимосвязях неподвижных зарядов. Это стало в определенном смысле отсчетной точкой, с которой исследования электричества переходят в категорию точных наук.Подводя некую черту на данном этапе познания природного явления, следует сказать о Бенджамине Франклине. Он известен миру не только своей политической и дипломатической деятельностью, но также рядом научных открытий и изобретений. В процессе изучения атмосферного электричества он собрал под одной обложкой большинство открытий того времени, выдвинул несколько перспективных гипотез. К примеру, он первым предположил, что электрические частицы могут нести и отрицательный, и положительный заряды.
В теории и на практике
Большинство открытий XVII и XVIII столетий были верны с точки зрения природы, а потому XIX век стал временем активных практических разработок. Научные труды стольких практиков и теоретиков нашли свои воплощения:
Всемирно известный итальянский ученый Алессандро Вольт разработал источник постоянного тока.Датский ученый Эрстед установил факт взаимосвязи между предметами на электрическом и магнитном уровнях.Британский астроном Уоррен де ла Рю заложил основы для создания современной лампы накаливания. В своей лаборатории он пропускал ток через платиновую проволоку, которую помещал в стеклянный цилиндр.Русский ученый Александр Лодыгин перевел труды де ла Рю в практическое поле. В 70-х годах XIX столетия он заставил светиться угольный стержень в стеклянном сосуде, из которого был откачан воздух. Позже стержень был заменен на вольфрамовый.Томас Эдисон запустил массовое производство ламп накаливания, чем заложил прочный фундамент электрификации в мире.Проектирование первого двигателя принадлежит Фарадею, который открыл электромагнитную индукцию.Ампер установил, что магнитное поле возникает благодаря электрическому полю, а не статическим зарядам, как считалось ранее.Немецкий математик Карл Гаусс предложил теорию электрического поля.Физик и врач из Италии Луиджи Гальвани предположил и доказал, что движение мышц в теле происходит посредством электротока.Отдельно следует сказать о работах и экспериментах Николы Тесла. Он является творцом таких инженерных конструкций, которые используются и по сей день. Среди них – двигатель переменного тока и созданный на его основе генератор переменного тока.
Еще со школьной программы многие помнят два имени: Георг Ом и Андре-Мари Ампер. Первый ученый в процессе экспериментов вывел законы электрической цепи, второй – создал усилитель, который имеет вид катушки с намоткой.
Работы каждого из вышеперечисленных ученых дали старт для изучения и развития той или иной области такого природного явления, как электричество. Поэтому неправильным будет выделить кого-то одного. Совокупность их трудов сделала возможным наше сегодняшнее комфортное существование.
Как видите, человечество довольно долго шло к приемлемому уровню комфорта в плане электрификации для каждого из нас. Первый кирпичик для появления электричества был заложен еще в VII веке до нашей эры, но активно использовать это природное явление большинство людей смогло только в XIX и XX столетиях.

Кто изобрел электричество и первым придумал понятие электрический ток

Электричество давно и глубоко вошло в повседневную жизнь людей, и у многих возникает вопрос – а кто же изобрел это чудо? На самом деле вопрос, кто изобрел электричество, поставлен не очень корректно – электрические явления существовали всегда, независимо от наших знаний о нем. Но имена ученых, изучивших эти явления и поставивших их на службу человечеству, и их дела достойны того, чтобы вспомнить о них еще раз.

Этапы развития электричества

Электричество всегда существовало в природе параллельно с человечеством и даже до его появления на Земле. Грозы, электрические скаты, искрение в темноте при натирании тканей – все это заставляло пытливые умы задуматься об объяснении этих явлений.

Первые опыты с электричеством

Точная дата открытия электричества неизвестна, но первые упоминания об изучении электростатических явлений относятся к древнегреческому периоду истории. Считается, что ученый и философ Малес Милетский открыл явление электризации предметов трением. С тех пор наука постепенно развивалась, делались определенные открытия. Так, в 18 веке французский исследователь Шарль Дюфе обнаружил, что трением можно получить два типа зарядов, которые сейчас называются положительным и отрицательным.

Эффект притяжения и отталкивания наэлектризованных предметов широко применяется и в настоящее время – в лазерных принтерах и копировальных аппаратах.

Физик который ввел понятие электрический ток

Шли десятилетия и столетия, знания об электричестве постепенно накапливались и систематизировались. Серьезный прорыв в изучении электрических явлений совершил французский физик-электротехник Андре Мари Ампер . По результатам своих опытов он ввел понятие электрического тока, как направленного движения носителей заряда.

В знак признания вклада ученого в развитие электротехники, международная единица измерения силы тока в СИ названа Ампером.

Кто открыл электрическое поле

«Превратил магнетизм в электричество» — написано на могиле Майкла Фарадея . Этот ученый впервые ввел в научный язык понятие поля. Новый термин сначала носил вспомогательный характер, но затем теория поля стала одной из основ современной физики. Развили эту теорию англичане Томсон и Максвелл.

Сначала физики с осторожностью восприняли подобный подход. Согласно ему, тела могли взаимодействовать даже через пустое пространство, что было непривычно. Но, по мере дальнейшего изучения электромагнетизма, выяснилось, что без понятия поля объяснить многие явления затруднительно. По мере накопления фактов прочие теории становились все более противоречивыми и искусственными. В итоге в умах ученых произошел переворот, теория поля получила полнейшее признание. А подготовил этот переворот Фарадей своими блестящими научными экспериментами и их теоретическим обоснованием.

Какой год считается «изобретением» электричества

В заголовке слово «изобретение» взято в кавычки неслучайно. Совершенно непонятно, что можно считать датой открытия того, что существует помимо наших знаний о нем. Поэтому моментом «изобретения» можно считать год, когда был впервые применен термин «электричество». Этот год известен точно – 1600. Английский физик Уильям Гилберт, изучавший электризацию трением янтарных палочек, применил к разделу физики греческое слово «электрон», означающее янтарь.

Другими важными вехами в развитии электротехники можно считать:

• 1729 год – Стивен Грей доказал, что электричество можно передавать на расстояние;
• 1785 год – Шарль Кулон открыл один из знаковых законов электротехники;
• 1800 год – Алессандро Вольта изобрел химический источник тока.

Эти и другие важные даты в равной степени могут претендовать на год открытия электричества, но Уильям Гилберт был первым в хронологическом порядке.

Первая электростатическая машина

Для демонстрации электрического разряда в опытах используют электростатическую (электрофорную) машину. Такое устройство представляет собой генератор высокого напряжения малой мощности (соответственно, и ток будет небольшим). «Отцом» такого аппарата считается изобретатель из Англии Джеймс Уимхерст. Однако он, скорее всего, модифицировал машину, разработанную ранее в Германии. Независимо друг от друга электрофорный аппарат создали Август Теплер и Вильгельм Гольц.

Есть сведения, что конструкция электрофорной машины впервые была разработана итальянцем Алессандро Вольта.

Принцип действия таких устройств – преобразование механической энергии в статическое электричество. При вращении машины диски электризуются за счет терния либо за счет индукции. Получаемый заряд накапливается, и, по достижении определенного уровня, его можно применять для демонстрационных целей. Для промышленного получения электроэнергии такие приборы казались малопригодными.

Первый электроприбор

Понятие «электроприбор» очень широкое. Поэтому первым электрическим прибором можно назвать и вольтов столб, и установки Ампера и Эрстеда для изучения связи магнетизма и электричества и многое другое. Но большая часть людей под электрическим прибором понимают различные бытовые устройства, питающиеся электроэнергией.

Поэтому по праву первым бытовым электроприбором можно считать электрическую лампочку накаливания. Изобретение этой лампочки связывается с именем Эдисона, запатентовавшего свое изделие. На самом деле, Эдисон стоял лишь на вершине пирамиды разработки, вклад в построение которой вносили множество других ученых электротехников. Так, англичанин Де ла Рю впервые опубликовал результаты опытов еще в 1840 году.

Большой шаг в развитии электрического освещения внес российский электротехник Лодыгин. В 1874 году он запатентовал первую в мире электрическую лампочку с угольной нитью. Заслуга Эдисона в том, что он в результате сотен экспериментов подобрал материал нити так, что срок службы лампочки значительно повысился. Лампа стала пригодной к практическому применению. Свой патент он получил в 1879 году.

В настоящее время лампочка накаливания вытесняется практически из всех сфер светодиодными устройствами. Работа этих светоизлучающих элементов основана на иных физических принципах, радикально отличающихся от принципов работы лампы накаливания.

Большой вклад в развитие электрического освещения внес русский ученый Яблочков. Дуговые лампы, изобретенные им, долго освещали улицы городов мира, пока постепенно их не вытеснили лампы накаливания.

Противостояние переменного и постоянного тока

В быту и промышленности в настоящее время используется как постоянный, так и переменный ток. Почему не выработан единый стандарт? Потому, что у каждого рода тока есть свои преимущества, позволяющие использовать каждый вид в определенных сферах.

Главное преимущество переменного тока в том, что его легко можно преобразовать в ток с другим уровнем напряжения посредством трансформации. Это качество очень важно при транспортировке электроэнергии на большие расстояния. Чем больше расстояние, тем выше с экономической (да и с технической) точки зрения должно быть напряжение. Когда электроэнергия доходит до крупных узловых потребителей (промышленных центров, населенных пунктов и т.п.) напряжение можно снизить с помощью тех же трансформаторов.

С помощью трехфазного переменного тока можно создать вращающееся магнитное поле, которое служит причиной вращения роторов асинхронных двигателей. Двигатели подобной конструкции являются наиболее простыми, недорогими и надежными, почему и получили широкое распространение. Кроме того, генераторы переменного тока также проще по конструкции и, соответственно, дешевле в производстве и эксплуатации.

Многим конечным потребителям (особенно в быту) для питания нужен постоянный ток. Но переход от постоянного к переменному (выпрямление) решается легко. А обратный переход (инвертирование) требует довольно сложных технических решений.

У постоянного тока есть свои плюсы. Так, при использовании постоянного тока не возникает реактивной мощности, это означает, что потребляется вся выработанная электроэнергия (за минусом потерь в проводах). Существенным преимуществом является тот факт, что постоянный ток протекает по всему сечению проводника. Переменный же вытесняется на поверхность провода, и этот эффект (скин-эффект) проявляет себя все больше с ростом частоты. Поэтому при использовании постоянного тока сечения проводов можно выбирать меньше при той же передаваемой мощности. Двигатели постоянного тока имеют более сложную конструкцию, зато регулировать их частоту вращения (если есть такая необходимость), технически проще.

Нельзя забывать и о том, что постоянный ток считается более безопасным для человеческого организма. Так, правила охраны труда считают безопасным постоянный ток при напряжении до 120 вольт, а для переменного эта граница равна всего 50 вольтам.

Когда началась электрификация России

Существует мнение, что эпоха электрификации в Росси началась после революции 1917 года, после активации плана ГОЭЛРО. На самом деле, выработка и потребление электроэнергии началась намного раньше.

Россия вообще является страной, где практическое применение электричества началось впервые в мире. В 1838 году в Петербурге появился первый телеграф. Электрификация в современном понимании в России началась несколько позже многих стран.

Но уже в 1900 году в Москве и Петербурге электрическое освещение улиц перестало быть диковинкой. Общая мощность государственных электростанций на тот момент превышало 30 кВт, что в то время было серьезной цифрой. От созданной сети питалось более 600 ламп уличного освещения. Электрификация же частного характера давала еще более впечатляющие цифры. Тем не менее, обеспечение электричеством промышленности существенно отставало от ситуации в развитых государствах (хотя Россия и находилась на 5 месте в мире по этому показателю).

В 1982 году в Киеве впервые в Российской империи началась эксплуатация электрического трамвая, открывшая эпоху городского электротранспорта.

Толчок электрификации дал план ГОЭЛРО, принятый в 1917 году. Согласно этому плану было построено около 30 тепловых и гидроэлектростанций. Выработка электроэнергии увеличилась в 7 раз (по сравнению с 1913 годом). Выполнение плана ГОЭЛРО дало мощный толчок развитию промышленности СССР.

Заключение или как электричество изменило мир

Возможность использовать электричество в своих целях явило, пожалуй, наибольший переворот в технике и промышленности (после, может быть, изобретения колеса). Оно стало основой современного производства, науки и быта. Люди пользуются им везде, и уже невозможно представить улицы, дома, промышленные здания без электрического освещения. Не менее широко применяется тепловая и механическая энергия, преобразованные из электроэнергии – ведь ее можно доставить куда угодно.

И даже читающий эти строки не смог бы этого сделать без электричества – компьютеры без него не работают. Поэтому человек, который на самом деле придумал бы электричество, по праву получил звание самого выдающегося ученого на Земле. Но открытие и применение на практике электрических явлений стало результатом многовековых исследований многих талантливых людей, перечисление которых заняло бы гораздо больше места, чем этот обзор.