חשמל הוא אחד מעמודי התווך של הציוויליזציה המודרנית. חיים ללא חשמל, כמובן, אפשריים, כי אבותינו הרחוקים לא כל כך הסתדרו בלעדיהם. "אני אאיר כאן הכל עם נורות אדיסון וסוואן!" צעק סר הנרי בסקרוויל מ"כלב הבסקרוויל "מאת ארתור קונן דויל כשראה לראשונה את הטירה העגומה שהוא עומד לרשת. אבל החצר הייתה כבר בסוף המאה ה -19.
החשמל והתקדמותו הקשורה בו סיפקו לאנושות הזדמנויות חסרות תקדים. כמעט בלתי אפשרי לפרט אותם, הם כה רבים ועולמיים. כל מה שמקיף אותנו נעשה איכשהו בעזרת חשמל. קשה למצוא משהו שלא קשור אליו. אורגניזם חי? אך חלקם מייצרים כמויות משמעותיות של חשמל בעצמם. והיפנים למדו להגדיל את תפוקת הפטריות על ידי חשיפתם לזעזועי מתח גבוה. השמש? הוא זורח מעצמו, אך האנרגיה שלו כבר מעובדת לחשמל. תיאורטית, בכמה היבטים נפרדים של החיים, אתה יכול להסתדר בלי חשמל, אך כשל כזה יסבך וייקר את החיים. אז אתה צריך לדעת חשמל ולהיות מסוגל להשתמש בו.
1. ההגדרה של זרם חשמלי כזרם אלקטרונים אינה נכונה לחלוטין. באלקטרוליטים של הסוללה, למשל, הזרם הוא זרם יוני המימן. ובמנורות פלורסנט והבזקי צילום, פרוטונים יוצרים זרם יחד עם אלקטרונים, וביחס מוסדר בהחלט.
2. תאלס ממילטוס היה המדען הראשון ששם לב לתופעות חשמליות. הפילוסוף היווני הקדום הרהר בעובדה שמקל ענבר, אם מתחכך בצמר, מתחיל למשוך שערות, אך הוא לא חרג מלהשתקפויות. את המונח "חשמל" טבע הרופא האנגלי ויליאם גילברט, שהשתמש במילה היוונית "ענבר". גילברט גם לא הרחיק לכת מתאר את התופעה של משיכת שערות, חלקיקי אבק ושאריות נייר עם מקל ענבר שנשפשף על צמר - לרופאת בית המשפט של המלכה אליזבת היה מעט זמן פנוי.
תאלס של מילטוס
ויליאם גילברט
3. מוליכות התגלה לראשונה על ידי סטיבן גריי. האנגלי הזה לא היה רק אסטרונום ופיזיקאי מוכשר. הוא הדגים דוגמה לגישה יישומית למדע. אם עמיתיו הגבילו את עצמם לתיאור התופעה וכמקסימום פרסמו את עבודתם, אז גריי הרוויח מיד ממוליכות. הוא הדגים את המספר "ילד מעופף" בקרקס. הילד ריחף מעל הזירה על חבלי משי, גופתו טעונה גנרטור, ועלי כותרת זהובים מבריקים נמשכו. החצר הייתה המאה ה -17 המופלאה, ו"נשיקות חשמליות "הפכו במהרה לאופנתיות - ניצוצות קפצו בין שפתיהם של שני אנשים שטעונים בגנרטור.
4. האדם הראשון שסבל ממטען מלאכותי של חשמל היה המדען הגרמני אוולד יורגן פון קלייסט. הוא בנה סוללה, שנקראה מאוחר יותר צנצנת ליידן, וטען אותה. בזמן שניסה לפרוק את הפחית ספג פון קלייסט הלם חשמלי רגיש מאוד ואיבד את הכרתו.
5. המדען הראשון שמת בחקר החשמל היה עמיתו וחברו של מיכאיל לומונוסוב. ג'ורג 'ריצמן. הוא העביר לביתו חוט ממוט ברזל שהותקן על הגג ובחן חשמל בזמן סופות רעמים. אחד המחקרים הללו הסתיים בעצב. ככל הנראה, סופת הרעמים הייתה חזקה במיוחד - קשת חשמלית החליקה בין ריצ'מן לחיישן החשמל והרגה את המדען שעמד קרוב מדי. גם בנג'מין פרנקלין המפורסם נקלע למצב כזה, אך פני שטר ה מאה הדולר היו בר מזל לשרוד.
מותו של ג'ורג 'ריצמן
6. הסוללה החשמלית הראשונה נוצרה על ידי אלסנדרו וולטה האיטלקי. הסוללה שלה הייתה עשויה מטבעות כסף ודיסקי אבץ, שזוגותיהם הופרדו על ידי נסורת רטובה. האיטלקי יצר את הסוללה שלו באופן אמפירי - מהותו של החשמל לא היה מובן אז. במקום זאת, מדענים חשבו שהם מבינים את זה, אבל הם חשבו שזה לא בסדר.
7. תופעת הפיכתו של מוליך תחת פעולת זרם למגנט התגלתה על ידי הנס כריסטיאן אורסטד. פילוסוף הטבע השבדי הביא בטעות את החוט שדרכו זרם זרם אל המצפן וראה את הסטת החץ. התופעה עשתה רושם על אורסטד, אך הוא לא הבין אילו אפשרויות היא מסתירה בפני עצמה. אנדרה מארי אמפר חקר בפרי אלקטרומגנטיות. הצרפתי קיבל את הלחמניות העיקריות בצורה של הכרה אוניברסאלית ויחידת זרם שנקראה על שמו.
8. סיפור דומה קרה עם האפקט התרמו-אלקטרי. תומאס סיבק, שעבד כעוזר מעבדה במחלקה באוניברסיטת ברלין, גילה שאם מחממים מוליך עשוי שתי מתכות, זרם זורם דרכו. מצאתי אותו, דיווח עליו ושכח. וגיאורג אום פשוט עבד על חוק שייקרא על שמו, והשתמש בעבודתו של סיבק, וכולם מכירים את שמו, בניגוד לשמו של עוזר המעבדה בברלין. אוהם, אגב, הודח מתפקידו כמורה לפיזיקה בבית הספר לניסויים - השר שקל להקים ניסויים כעניין שאינו ראוי למדען אמיתי. הפילוסופיה הייתה אז באופנה ...
ג'ורג 'אוהם
9. אך עוזרת מעבדה אחרת, הפעם במכון המלכותי בלונדון, הרגיזה מאוד את הפרופסורים. מייקל פאראדיי, 22, עבד קשה כדי ליצור את המנוע החשמלי של העיצוב שלו. המפרי דייווי וויליאם וולסטון, שהזמינו את פאראדיי כעוזרי מעבדה, לא יכלו לעמוד בחוצפה כזו. פאראדיי שינה את המנועים שלו כבר כאדם פרטי.
מייקל פאראדיי
10. אבי השימוש בחשמל לצרכים ביתיים ותעשייתיים - ניקולה טסלה. היה זה מדען אקסצנטרי ומהנדס שפיתח את עקרונות השגת זרם חילופין, העברתו, שינויו ושימושו במכשירים חשמליים. יש הסבורים כי אסון טונגוסקה הוא תוצאה של חווייתו של טסלה בהעברה מיידית של אנרגיה ללא חוטים.
ניקולה טסלה
11. בתחילת המאה העשרים הצליח ההייקי אננס ההולנדי להשיג הליום נוזלי. לשם כך היה צורך לקרר את הגז ל -267 מעלות צלזיוס. כשהרעיון הצליח, אונס לא ויתר על הניסויים. הוא קירר את הכספית לאותה טמפרטורה וגילה שההתנגדות החשמלית של הנוזל המתכתי שהתמצק ירדה לאפס. כך התגלתה מוליכות-על.
הייקה אננס - חתן פרס נובל
12. כוחה של שביתת ברק ממוצעת הוא 50 מיליון קילוואט. זה נראה כמו פרץ של אנרגיה. מדוע הם עדיין לא עושים ניסיונות להשתמש בו בשום צורה שהיא? התשובה היא פשוטה - מכת הברק קצרה מאוד. ואם מתרגמים את המיליונים הללו לקילוואט-שעה, המבטאים את צריכת האנרגיה, מתברר כי משוחררים רק 1,400 קילוואט-שעות.
13. תחנת הכוח המסחרית הראשונה בעולם נתנה זרם בשנת 1882. ב -4 בספטמבר, גנרטורים שתוכננו ויוצרו על ידי החברה של תומאס אדיסון הפעילו כמה מאות בתים בעיר ניו יורק. רוסיה פיגרה זמן קצר מאוד - בשנת 1886 התחילה לעבוד תחנת כוח שנמצאת ממש בארמון החורף. כוחו גדל ללא הרף, ואחרי 7 שנים הופעלו על ידיו 30,000 מנורות.
בתוך תחנת הכוח הראשונה
14. תהילתו של אדיסון כגאון החשמל מוגזמת מאוד. הוא ללא ספק היה מנהל גאוני והגדול ביותר במו"פ. מה רק תוכנית ההמצאות שלו, שבוצעה בפועל! עם זאת, לרצון להמציא כל הזמן עד לתאריך הנקוב היו גם צדדים שליליים. "מלחמת הזרמים" בין אדיסון לווסטינגהאוס עם ניקולה טסלה לבדה עלתה לצרכני חשמל (מי עוד שילם על יחסי ציבור שחורים ועלויות נלוות אחרות?) מאות מיליוני אלה המגובים בדולרי זהב. אבל על הדרך האמריקנים קיבלו כיסא חשמלי - אדיסון דחף דרך הוצאה להורג של עבריינים עם זרם חילופין כדי להראות את הסכנה שלו.
15. ברוב מדינות העולם, המתח הנומינלי של רשתות החשמל הוא 220 - 240 וולט. בארצות הברית ובכמה מדינות אחרות, 120 וולט מסופקים לצרכנים. ביפן מתח המתח הוא 100 וולט. המעבר ממתח אחד למשנהו הוא יקר מאוד. לפני מלחמת העולם השנייה היה מתח של 127 וולט בברית המועצות, ואז החל מעבר הדרגתי ל -220 וולט - איתו הפסדים ברשתות פחתו פי 4. עם זאת, חלק מהצרכנים הועברו למתח החדש כבר בסוף שנות השמונים.
16. יפן הלכה בדרכה בקביעת תדירות הזרם ברשת החשמל. בהפרש של שנה לחלקים שונים בארץ נרכש ציוד לתדרים של 50 ו -60 הרץ מספקים זרים. זה היה בסוף המאה ה -19, ועדיין ישנם שני תקני תדרים במדינה. עם זאת, כשמסתכלים על יפן, קשה לומר שפער זה בתדרים השפיע איכשהו על התפתחות המדינה.
17. שונות המתחים במדינות שונות הובילה לכך שישנם לפחות 13 סוגים שונים של תקעים ושקעים בעולם. בסופו של דבר כל הקקופוניה הזו משולמת על ידי הצרכן שקונה מתאמים, מביא רשתות שונות לבתים ובעיקר משלם עבור הפסדים בחוטים ובשנאים. באינטרנט תוכלו למצוא תלונות רבות של רוסים שעברו לארצות הברית כי אין מכונות כביסה בבנייני דירות בדירות - הן, לכל היותר, נמצאות במכבסה משותפת אי שם במרתף. בדיוק מכיוון שמכונות כביסה זקוקות לקו נפרד, שיקר להתקנה בדירות.
לא כל אלה סוגי שקעים
18. נראה כי הרעיון של מכונת תנועה תמידית, שמתה לנצח בבוס, התעורר ברעיון של תחנות כוח אחסון שאובות (PSPP). המסר הנשמע בתחילה - להחלקת התנודות היומיומיות בצריכת החשמל - הובא עד כדי אבסורד. הם החלו לעצב PSPs ולנסות לבנות גם במקום בו אין תנודות יומיות או שהם מינימליים. בהתאם, החברים הערמומיים החלו להציף את הפוליטיקאים ברעיונות קסומים. בגרמניה, למשל, שוקלים פרויקט להקמת תחנת כוח לאחסון שאיבה תת-מימית בים למשך שנה. כפי שהגהו היוצרים, עליכם להטביע כדור בטון חלול ענק מתחת למים. הוא יתמלא במים בכוח המשיכה. כאשר יש צורך בחשמל נוסף, המים מהכדור יסופקו לטורבינות. איך מגישים? משאבות חשמליות, כמובן.
19. עוד כמה שנויות במחלוקת, בלשון המעטה, בפתרונות מתחום האנרגיה הלא שגרתית. בארה"ב הם הגיעו עם נעלי ריצה המייצרות 3 וואט חשמל לשעה (בהליכה, כמובן). ובאוסטרליה יש תחנת כוח תרמית ששורפת קליפה. טון וחצי פגזים הופכים לשעה אחת למגה וואט חשמל.
20. אנרגיה ירוקה הובילה למעשה את מערכת הכוח האוסטרלית המאוחדת למצב של "רע". המחסור בחשמל, שנוצר לאחר החלפת יכולות TPP בתחנות כוח סולאריות ורוח, הביא לעליית מחירו. עליית המחירים הביאה את האוסטרלים להתקין פאנלים סולאריים על בתיהם, וטורבינות רוח ליד בתיהם. זה עוד יביא לאיזון המערכת. על המפעילים להציג יכולות חדשות, שדורשות כסף חדש, כלומר עליות מחירים חדשות. לעומת זאת הממשלה מסבסדת כל קילוואט חשמל שהיא מקבלת בחצר האחורית, תוך הטלת אגרות ודרשות בלתי נסבלות על תחנות כוח מסורתיות.
נוף אוסטרלי
21. כולם ידעו זמן רב שהחשמל המתקבל מתחנות כוח תרמיות "מלוכלך" - CO נפלט2 , אפקט חממה, התחממות כדור הארץ וכו '. יחד עם זאת, אקולוגים שותקים לעובדה שאותו CO2 הוא נוצר גם בייצור אנרגיה סולארית, גיאותרמית ואפילו רוח (כדי להשיג אותה, יש צורך בחומרים מאוד לא אקולוגיים). סוגי האנרגיה הנקיים ביותר הם גרעין ומים.
22. באחת מערי קליפורניה, מנורת ליבון, שהופעלה בשנת 1901, דולקת ברציפות בכבאות. המנורה בהספק של 4 וואט בלבד נוצרה על ידי אדולף שיי, שניסה להתחרות באדיסון. נימת הפחמן עבה פי כמה מחוטים של מנורות מודרניות, אך עמידותה של מנורת צ'ייר אינה נקבעת על ידי גורם זה. חוטים מודרניים (ליתר דיוק, ספירלות) של ליבון נשרפים כאשר הם מתחממים יתר על המידה. חוטים מפחמן באותו מצב פשוט מוציא יותר אור.
מנורת בעל שיא
23. אלקטרוקרדיוגרמה נקראת חשמל כלל לא מכיוון שהיא מתקבלת בעזרת רשת חשמל. כל שרירי גוף האדם, כולל הלב, מתכווצים ויוצרים דחפים חשמליים. המכשירים מתעדים אותם, והרופא, מביט בקרדיוגרמה, מבצע אבחנה.
24. מוט הברק, כפי שכולם יודעים, הומצא על ידי בנג'מין פרנקלין בשנת 1752. אך רק בעיר נוויאנסק (כיום אזור סברדלובסק) בשנת 1725 הושלמה בנייתו של מגדל בגובה של יותר מ -57 מטרים. מגדל נוויאנסק כבר הוכתר במוט ברק.
מגדל נוויאנסק
25. יותר ממיליארד אנשים בכדור הארץ חיים ללא גישה לחשמל ביתי.
