الكهرباء ركن من أركان الحضارة الحديثة. الحياة بدون كهرباء ، بالطبع ، ممكنة ، لأن أسلافنا غير البعيدين كانوا على ما يرام بدونها. "سأضيء كل شيء هنا بمصابيح Edison و Swann!" صرخ السير هنري باسكرفيل من كتاب آرثر كونان دويل The Hound of the Baskervilles عندما رأى لأول مرة القلعة الكئيبة التي كان على وشك أن يرثها. لكن الساحة كانت بالفعل في نهاية القرن التاسع عشر.
وفرت الكهرباء والتقدم المرتبط بها للبشرية فرصًا غير مسبوقة. يكاد يكون من المستحيل سردها ، فهي عديدة وعالمية. كل ما يحيط بنا مصنوع بطريقة ما بمساعدة الكهرباء. من الصعب العثور على شيء لا علاقة له به. كائنات حية؟ لكن البعض منهم يولد كميات كبيرة من الكهرباء بأنفسهم. وقد تعلم اليابانيون زيادة محصول الفطر من خلال تعريضهم لصدمات الجهد العالي. الشمس؟ يضيء من تلقاء نفسه ، لكن طاقته يتم تحويلها بالفعل إلى كهرباء. من الناحية النظرية ، في بعض جوانب الحياة المعينة ، يمكنك الاستغناء عن الكهرباء ، لكن هذا الفشل سيعقد ويجعل الحياة أكثر تكلفة. لذا فأنت بحاجة إلى معرفة الكهرباء والقدرة على استخدامها.
1. إن تعريف التيار الكهربائي على أنه تيار من الإلكترونات ليس صحيحًا تمامًا. في إلكتروليتات البطارية ، على سبيل المثال ، التيار هو تدفق أيونات الهيدروجين. وفي مصابيح الفلورسنت ومضات الصور ، تخلق البروتونات والإلكترونات تيارًا وبنسب منظمة بدقة.
2. كان طاليس من ميليتس أول عالم يهتم بالظواهر الكهربائية. فكر الفيلسوف اليوناني القديم في حقيقة أن عصا العنبر ، إذا فركت على الصوف ، تبدأ في جذب الشعر ، لكنه لم يذهب إلى أبعد من الانعكاسات. مصطلح "كهرباء" ابتكره الطبيب الإنجليزي ويليام جيلبرت ، الذي استخدم الكلمة اليونانية "العنبر". لم يذهب جيلبرت أيضًا إلى أبعد من وصف ظاهرة جذب الشعر وجزيئات الغبار والقصاصات الورقية بعصا كهرمان فرك على الصوف - لم يكن لدى طبيب بلاط الملكة إليزابيث سوى القليل من وقت الفراغ.
طاليس ميليتس
وليام جيلبرت
3. تم اكتشاف الموصلية الكهربائية لأول مرة بواسطة ستيفن جراي. لم يكن هذا الإنجليزي عالم فلك وفيزيائي موهوب فقط. أظهر مثالا على نهج تطبيقي للعلم. إذا اقتصر زملاؤه على وصف الظاهرة وقاموا بنشر أعمالهم كحد أقصى ، فإن جراي جنى على الفور ربحًا من الموصلية. أظهر رقم "الصبي الطائر" في السيرك. كان الصبي يحوم فوق الساحة على حبال الحرير ، وكان جسده مشحونًا بمولد كهربائي ، وانجذبت بتلات ذهبية لامعة إلى كفيه. كان الفناء من القرن السابع عشر الشجاع ، وسرعان ما ظهرت "القبلات الكهربائية" - قفزت الشرر بين شفتي شخصين مشغولين بمولد كهربائي.
4. كان العالم الألماني إيوالد يورغن فون كلايست أول شخص يعاني من شحنة اصطناعية للكهرباء. قام ببناء بطارية ، أطلق عليها لاحقًا اسم جرة Leyden ، وشحنها. أثناء محاولته تفريغ العلبة ، تلقى فون كليست صدمة كهربائية شديدة الحساسية وفقد وعيه.
5. أول عالم مات في دراسة الكهرباء كان زميل وصديق ميخائيل لومونوسوف. جورج ريتشمان. قام بتمرير سلك من عمود حديدي مثبت على السطح إلى منزله وفحص الكهرباء أثناء العواصف الرعدية. انتهت إحدى هذه الدراسات بحزن. على ما يبدو ، كانت العاصفة الرعدية قوية بشكل خاص - انزلق قوس كهربائي بين ريتشمان ومستشعر الكهرباء ، مما أسفر عن مقتل العالم الذي كان يقف بالقرب منه. دخل بنجامين فرانكلين الشهير أيضًا في مثل هذا الموقف ، لكن وجه فاتورة المائة دولار كان محظوظًا بالبقاء.
وفاة جورج ريتشمان
6. تم ابتكار أول بطارية كهربائية بواسطة الإيطالي أليساندرو فولتا. كانت بطاريتها مصنوعة من العملات الفضية وأقراص الزنك ، والتي تم فصل أزواجها بواسطة نشارة الخشب الرطبة. ابتكر الإيطالي بطاريته تجريبياً - كانت طبيعة الكهرباء آنذاك غير مفهومة. بدلاً من ذلك ، اعتقد العلماء أنهم فهموا ذلك ، لكنهم ظنوا أنه خطأ.
7. اكتشف هانز كريستيان أورستد ظاهرة تحول الموصل تحت تأثير تيار كهربائي إلى مغناطيس. قام الفيلسوف الطبيعي السويدي بطريق الخطأ بإحضار السلك الذي يتدفق من خلاله التيار إلى البوصلة ورأى انحراف السهم. تركت هذه الظاهرة انطباعًا على أورستد ، لكنه لم يفهم الاحتمالات التي تخفيها في حد ذاتها. أجرى أندريه ماري أمبير أبحاثًا مثمرة حول الكهرومغناطيسية. تلقى الفرنسي الكعك الرئيسي في شكل اعتراف عالمي ووحدة القوة الحالية التي سميت باسمه.
8. حدثت قصة مماثلة مع التأثير الكهروحراري. اكتشف توماس سيبيك ، الذي عمل مساعد مختبر في قسم بجامعة برلين ، أنه إذا قمت بتسخين موصل مصنوع من معدنين ، فإن تيارًا يتدفق عبره. وجدتها ، أبلغت عنها ، ونسيت. وكان جورج أوم يعمل على القانون الذي سيتم تسميته باسمه ، واستخدم أعمال سيبيك ، والجميع يعرف اسمه على عكس اسم مساعد مختبر برلين. بالمناسبة ، تم فصل أوم من منصبه كمدرس للفيزياء في المدرسة لإجراء التجارب - اعتبر الوزير إجراء التجارب أمرًا لا يليق بعالم حقيقي. كانت الفلسفة في الموضة ثم ...
جورج أوم
9. لكن مساعد مختبر آخر ، هذه المرة في المعهد الملكي في لندن ، أزعج الأساتذة بشكل كبير. عمل مايكل فاراداي ، 22 عامًا ، بجد لإنشاء المحرك الكهربائي من تصميمه. همفري ديفي وويليام ولاستون ، اللذان دعيا فاراداي كمساعدين في المختبر ، لم يستطعوا تحمل مثل هذه الوقاحة. قام فاراداي بتعديل محركاته بالفعل كشخص عادي.
مايكل فارادي
10. والد استخدام الكهرباء للاحتياجات المنزلية والصناعية - نيكولا تيسلا. كان هذا العالم والمهندس غريب الأطوار هو الذي طور مبادئ الحصول على التيار المتردد ونقله وتحويله واستخدامه في الأجهزة الكهربائية. يعتقد بعض الناس أن كارثة تونغوسكا هي نتيجة تجربة تسلا في النقل الفوري للطاقة بدون أسلاك.
نيكولا تيسلا
11. في بداية القرن العشرين تمكن الهولندي هايكه أونز من الحصول على الهيليوم السائل. لهذا ، كان من الضروري تبريد الغاز إلى -267 درجة مئوية. عندما نجحت الفكرة ، لم يتخل أونز عن التجارب. قام بتبريد الزئبق إلى نفس درجة الحرارة ووجد أن المقاومة الكهربائية للسائل المعدني المتصلب انخفضت إلى الصفر. هذه هي الطريقة التي تم اكتشاف الموصلية الفائقة.
هايك أونز - الحائز على جائزة نوبل
12. قوة صاعقة البرق بمتوسط 50 مليون كيلوواط. يبدو وكأنه انفجار للطاقة. لماذا لا يزالون لا يحاولون استخدامه بأي شكل من الأشكال؟ الجواب بسيط - ضربة البرق قصيرة جدًا. وإذا قمت بترجمة هذه الملايين إلى كيلوواط / ساعة ، والتي تعبر عن استهلاك الطاقة ، يتبين أنه يتم إطلاق 1400 كيلو وات / ساعة فقط.
13. أعطت أول محطة للطاقة التجارية في العالم التيار في عام 1882. في 4 سبتمبر ، قامت شركة توماس إديسون بتصميم وتصنيع المولدات الكهربائية بتشغيل عدة مئات من المنازل في مدينة نيويورك. تخلفت روسيا عن الركب لفترة قصيرة جدًا - في عام 1886 ، بدأت محطة للطاقة ، تقع مباشرة في Winter Palace ، في العمل. كانت قوتها تتزايد باستمرار ، وبعد 7 سنوات تم تشغيل 30000 مصباح بها.
داخل أول محطة كهرباء
14. شهرة اديسون باعتباره عبقري الكهرباء مبالغ فيها إلى حد كبير. لقد كان بلا شك مديرًا بارعًا والأعظم في مجال البحث والتطوير. ما هي سوى خطته للاختراعات التي تم تنفيذها بالفعل! ومع ذلك ، فإن الرغبة في ابتكار شيء ما باستمرار بحلول التاريخ المحدد لها جوانب سلبية أيضًا. لقد كلفت "حرب التيارات" بين إديسون ووستنجهاوس مع نيكولا تيسلا وحده مستهلكي الكهرباء (من دفع ثمن العلاقات العامة السوداء والتكاليف الأخرى ذات الصلة؟) مئات الملايين من هؤلاء المدعومين بالدولارات الذهبية. لكن على طول الطريق ، تلقى الأمريكيون كرسيًا كهربائيًا - دفع إديسون من خلال إعدام المجرمين بتيار متناوب لإظهار خطره.
15. في معظم بلدان العالم ، يبلغ الجهد الاسمي للشبكات الكهربائية 220-240 فولت. في الولايات المتحدة والعديد من البلدان الأخرى ، يتم تزويد المستهلكين بجهد 120 فولت. في اليابان ، جهد التيار الكهربائي 100 فولت. الانتقال من جهد إلى آخر مكلف للغاية. قبل الحرب العالمية الثانية ، كان هناك جهد 127 فولت في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ، ثم بدأ الانتقال التدريجي إلى 220 فولت - حيث انخفضت الخسائر في الشبكات بمقدار 4 مرات. ومع ذلك ، تم تحويل بعض المستهلكين إلى جهد جديد في وقت مبكر من أواخر الثمانينيات.
16. قطعت اليابان طريقها الخاص في تحديد وتيرة التيار في الشبكة الكهربائية. مع فارق عام لأجزاء مختلفة من البلاد ، تم شراء معدات للترددات 50 و 60 هرتز من موردين أجانب. كان هذا في نهاية القرن التاسع عشر ، ولا يزال هناك معياران للتردد في البلاد. ومع ذلك ، بالنظر إلى اليابان ، من الصعب القول أن هذا التناقض في الترددات أثر بطريقة ما على تطور البلاد.
17. أدى تباين الفولتية في مختلف البلدان إلى وجود ما لا يقل عن 13 نوعًا مختلفًا من القوابس والمآخذ في العالم. في النهاية ، يتم دفع ثمن كل هذا النشاز من قبل المستهلك الذي يشتري المحولات ، ويجلب شبكات مختلفة إلى المنازل ، والأهم من ذلك ، يدفع ثمن الخسائر في الأسلاك والمحولات. على الإنترنت ، يمكنك العثور على العديد من الشكاوى من الروس الذين انتقلوا إلى الولايات المتحدة من عدم وجود غسالات في المباني السكنية في الشقق - فهم ، على الأكثر ، في مغسلة مشتركة في مكان ما في الطابق السفلي. بالتحديد لأن الغسالات تحتاج إلى خط منفصل ، وهو مكلف للتركيب في الشقق.
هذه ليست كل أنواع المنافذ
18. يبدو أن فكرة آلة الحركة الدائمة ، التي ماتت إلى الأبد في Bose ، ظهرت في فكرة محطات توليد الطاقة بالضخ (PSPP). الرسالة الأولية السليمة - لتخفيف التقلبات اليومية في استهلاك الكهرباء - وصلت إلى حد العبثية. بدأوا في تصميم PSPs ومحاولة البناء حتى في حالة عدم وجود تقلبات يومية أو تكون ضئيلة. وبناءً على ذلك ، بدأ الرفاق الماكرون في إرباك السياسيين بأفكار ساحرة. في ألمانيا ، على سبيل المثال ، يجري النظر هذا العام في مشروع لإنشاء محطة طاقة تخزين تحت الماء في البحر. كما تصورها المبدعون ، تحتاج إلى غمر كرة خرسانية ضخمة مجوفة تحت الماء. سوف تملأ بالماء بالجاذبية. عند الحاجة إلى كهرباء إضافية ، سيتم تزويد التوربينات بالماء من الكرة. كيف تخدم؟ المضخات الكهربائية طبعا.
19. زوجان أكثر إثارة للجدل ، بعبارة ملطفة ، حلول من مجال الطاقة غير التقليدية. في الولايات المتحدة ، ابتكروا أحذية جري تولد 3 واط من الكهرباء في الساعة (عند المشي بالطبع). وفي أستراليا توجد محطة طاقة حرارية تحترق باختصار. يتم تحويل طن ونصف من القذائف إلى ميغاواط ونصف من الكهرباء في ساعة واحدة.
20. دفعت الطاقة الخضراء عمليا نظام الطاقة الأسترالي الموحد إلى حالة "جامحة". أدى نقص الكهرباء ، الذي نشأ بعد استبدال سعات TPP بمحطات الطاقة الشمسية وطاقة الرياح ، إلى ارتفاع أسعارها. دفع ارتفاع الأسعار الأستراليين إلى تركيب الألواح الشمسية في منازلهم ، وتوربينات الرياح بالقرب من منازلهم. سيؤدي هذا إلى عدم توازن النظام. يتعين على المشغلين تقديم قدرات جديدة ، الأمر الذي يتطلب أموالًا جديدة ، أي زيادات جديدة في الأسعار. من ناحية أخرى ، تدعم الحكومة كل كيلووات من الكهرباء تتلقاها في الفناء الخلفي ، بينما تفرض مطالب ومطالب لا تطاق على محطات الطاقة التقليدية.
المناظر الطبيعية الأسترالية
21. يعلم الجميع منذ فترة طويلة أن الكهرباء الواردة من محطات الطاقة الحرارية "قذرة" - ينبعث ثاني أكسيد الكربون2 ، وتأثيرات الاحتباس الحراري ، والاحتباس الحراري ، وما إلى ذلك. وفي الوقت نفسه ، لا يتحدث علماء البيئة عن حقيقة أن نفس ثاني أكسيد الكربون2 يتم توليدها أيضًا في إنتاج الطاقة الشمسية وطاقة حرارة الأرض وحتى طاقة الرياح (للحصول عليها ، هناك حاجة إلى مواد غير بيئية للغاية). أنظف أنواع الطاقة النووية والمياه.
22. في إحدى مدن كاليفورنيا ، يضاء المصباح المتوهج ، الذي أضاء عام 1901 ، باستمرار في قسم الإطفاء. المصباح بقوة 4 واط فقط تم إنشاؤه بواسطة Adolphe Scheie ، الذي حاول منافسة Edison. يكون خيوط الكربون أكثر سمكًا بعدة مرات من خيوط المصابيح الحديثة ، لكن هذا العامل لا يحدد متانة مصباح Chaier. الخيوط الحديثة (بتعبير أدق ، اللوالب) المتوهجة تحترق عند ارتفاع درجة حرارتها. خيوط الكربون في نفس الموقف تعطي المزيد من الضوء.
مصباح حامل السجل
23. يسمى مخطط كهربية القلب بالكهرباء على الإطلاق لأنه يتم الحصول عليه بمساعدة شبكة كهربائية. تتقلص جميع عضلات جسم الإنسان ، بما في ذلك القلب ، وتولد نبضات كهربائية. الأجهزة تسجلهم ، والطبيب ، بالنظر إلى مخطط القلب ، يقوم بالتشخيص.
24. مانعة الصواعق ، كما يعلم الجميع ، اخترعها بنجامين فرانكلين عام 1752. فقط في مدينة نيفيانسك (الآن منطقة سفيردلوفسك) في عام 1725 تم الانتهاء من بناء برج يزيد ارتفاعه عن 57 مترًا. توج برج نيفيانسك بالفعل بقضيب صواعق.
برج نيفيانسك
25- يعيش أكثر من مليار شخص على وجه الأرض بدون كهرباء منزلية.
