Električna energija jedan je od stubova moderne civilizacije. Život bez električne energije je, naravno, moguć, jer su se i naši ne tako davni preci dobro snašli bez njega. "Ovdje ću sve upaliti žaruljama Edison i Swann!" Vikao je sir Henry Baskerville iz gospodara Baskervillesa Arthura Conan Doylea kada je prvi put vidio turobni dvorac koji je trebao naslijediti. Ali dvorište je bilo već krajem 19. stoljeća.
Električna energija i s njom povezan napredak pružili su čovječanstvu neviđene mogućnosti. Gotovo ih je nemoguće navesti, toliko su brojni i globalni. Sve što nas okružuje nekako je napravljeno uz pomoć električne energije. Teško je pronaći nešto nepovezano s tim. Živi organizmi? Ali neki od njih sami proizvode značajne količine električne energije. A Japanci su naučili povećati prinos gljiva izlažući ih visokonaponskim udarima. Sunce? Sija sam od sebe, ali njegova se energija već prerađuje u električnu energiju. Teoretski, u nekim određenim aspektima života možete i bez električne energije, ali takav kvar će zakomplicirati i poskupiti život. Dakle, morate znati električnu energiju i moći je koristiti.
1. Definicija električne struje kao struje elektrona nije apsolutno tačna. Na primjer, u elektrolitima baterija, struja je protok vodonikovih jona. A u fluorescentnim lampama i fotobljeskovima protoni, zajedno sa elektronima, stvaraju struju i to u strogo regulisanom omjeru.
2. Tales iz Mileta bio je prvi naučnik koji je obratio pažnju na električne pojave. Drevni grčki filozof razmišljao je o činjenici da jantarni štap, ako se protrlja o vunu, počinje privlačiti dlake, ali on nije prelazio dalje od razmišljanja. Izraz "električna energija" skovao je engleski ljekar William Gilbert, koji je koristio grčku riječ "jantar". Gilbert takođe nije otišao dalje od opisivanja fenomena privlačenja dlaka, čestica prašine i ostataka papira jantarnim štapićem utrljanim na vunu - dvorski ljekar kraljice Elizabete imao je malo slobodnog vremena.
Tales iz Mileta
William Gilbert
3. Vodljivost je prvi otkrio Stephen Gray. Ovaj Englez nije bio samo talentovani astronom i fizičar. Pokazao je primjer primijenjenog pristupa nauci. Ako su se njegove kolege ograničile na opisivanje fenomena i, maksimalno, objavljivale svoja djela, tada je Gray odmah profitirao na provodljivosti. Pokazao je broj "letećeg dječaka" u cirkusu. Dječak je lebdio nad arenom na svilenim užadima, tijelo mu je bilo nabijeno generatorom, a dlanovi su mu privlačili sjajne zlatne latice. Dvorište je bilo galantno 17. stoljeće, a "električni poljupci" brzo su postali moderni - iskre su skakale između usana dvoje ljudi nabijenih generatorom.
4. Prva osoba koja je patila od umjetnog naboja električne energije bio je njemački naučnik Ewald Jürgen von Kleist. Konstruisao je bateriju, kasnije nazvanu Leyden tegla, i napunio je. Pokušavajući isprazniti limenku, von Kleist je primio vrlo osjetljiv strujni udar i izgubio svijest.
5. Prvi naučnik koji je umro u proučavanju električne energije bio je kolega i prijatelj Mihaila Lomonosova. Georg Richmann. Provukao je žicu sa željeznog stuba postavljenog na krovu u svoju kuću i ispitivao struju za vrijeme grmljavine. Jedna od ovih studija završila je tužno. Očigledno je grmljavina bila posebno jaka - električni luk je skliznuo između Richmana i senzora električne energije, usmrtivši naučnika koji je stajao preblizu. Poznati Benjamin Franklin također je došao u takvu situaciju, ali lice novčanice od sto dolara imalo je sreće da preživi.
Smrt Georga Richmanna
6. Prvu električnu bateriju stvorio je Talijan Alessandro Volta. Njegova baterija bila je izrađena od srebrnih novčića i cink-diskova, čiji su parovi bili odvojeni vlažnom piljevinom. Italijan je svoju bateriju stvorio empirijski - priroda električne energije tada je bila neshvatljiva. Umjesto toga, naučnici su mislili da su to razumjeli, ali mislili su pogrešno.
7. Fenomen transformacije vodiča pod dejstvom struje u magnet otkrio je Hans-Christian Oersted. Švedski prirodni filozof slučajno je doveo žicu kroz koju je struja tekla do kompasa i vidio otklon strelice. Fenomen je ostavio dojam na Oersteda, ali on nije razumio koje mogućnosti sam po sebi krije. André-Marie Ampere plodno je istraživao elektromagnetizam. Francuz je dobio glavne lepinje u obliku univerzalnog priznanja i jedinice trenutne snage nazvane po njemu.
8. Slična priča dogodila se sa termoelektričnim efektom. Thomas Seebeck, koji je radio kao laborant na katedri na Univerzitetu u Berlinu, otkrio je da ako zagrijete provodnik napravljen od dva metala, kroz njega struja prolazi. Pronašao, prijavio i zaboravio. A Georg Ohm je upravo radio na zakonu koji će dobiti njegovo ime i koristio je rad Seebecka i svi znaju njegovo ime, za razliku od imena berlinskog laboranta. Ohm je, inače, otpušten sa radnog mjesta školskog učitelja fizike zbog eksperimenata - ministar je postavljanje eksperimenata smatrao pitanjem koje nije vrijedno pravog naučnika. Tada je bila u modi filozofija ...
Georg Ohm
9. Ali još jedan laborant, ovoga puta na Kraljevskom institutu u Londonu, jako je uznemirio profesore. Michael Faraday (22) naporno je radio na stvaranju elektromotora svog dizajna. Humphrey Davy i William Wollaston, koji su Faradaya pozvali kao laboratorijske asistente, nisu mogli podnijeti takvu drskost. Faraday je svoje motore modifikovao već kao privatna osoba.
Michael Faraday
10. Otac upotrebe električne energije za domaće i industrijske potrebe - Nikola Tesla. Ovaj ekscentrični naučnik i inženjer razvio je principe dobivanja naizmjenične struje, njenog prenosa, transformacije i upotrebe u električnim uređajima. Neki ljudi vjeruju da je Tunguska katastrofa rezultat Teslinog iskustva u trenutnom prijenosu energije bez žica.
Nikola Tesla
11. Početkom dvadesetog vijeka Holanđanin Heike Onnes uspio je dobiti tečni helij. Za to je bilo potrebno plin hladiti na -267 ° C. Kada je ideja bila uspješna, Onnes nije odustao od eksperimenata. Hladio je živu na istu temperaturu i otkrio da je električni otpor očvrsle metalne tečnosti pao na nulu. Tako je otkrivena superprovodljivost.
Heike Onnes - dobitnica Nobelove nagrade
12. Snaga prosječnog udara groma iznosi 50 miliona kilovata. Izgledalo bi kao nalet energije. Zašto još uvijek ne pokušavaju to koristiti na bilo koji način? Odgovor je jednostavan - udar groma je vrlo kratak. A ako ove milione prevedete u kilovat-sate, koji izražavaju potrošnju energije, ispada da je oslobođeno samo 1.400 kilovat-sati.
13. Prva komercijalna elektrana na svijetu dala je struju 1882. godine. 4. septembra generatori koje je dizajnirala i proizvela kompanija Thomas Edison napajali su nekoliko stotina domova u New Yorku. Rusija je zaostajala vrlo kratko - 1886. godine počela je raditi elektrana smještena u Zimskoj palati. Njegova snaga se neprestano povećavala, a nakon 7 godina njime se napajalo 30.000 lampi.
Unutar prve elektrane
14. Edisonova slava kao genija električne energije je jako pretjerana. Bio je nesumnjivo genijalan menadžer i najveći u istraživanju i razvoju. Kakav je samo njegov plan za izume, koji je zapravo i sproveden! Međutim, želja da se nešto stalno izmišlja do navedenog datuma imala je i negativne strane. "Rat struja" između Edisona i Westinghousea samo s Nikolom Teslom koštao je potrošače električne energije (ko je još platio crni PR i ostale povezane troškove?) Stotine miliona onih koji su podržani zlatnim dolarima. Ali usput su Amerikanci dobili električnu stolicu - Edison je gurao pogubljenje kriminalaca naizmjeničnom strujom kako bi pokazao njegovu opasnost.
15. U većini zemalja svijeta nominalni napon električnih mreža je 220 - 240 volti. U Sjedinjenim Državama i nekoliko drugih zemalja potrošači se napajaju sa 120 volti. U Japanu mrežni napon iznosi 100 volti. Prijelaz s jednog napona na drugi vrlo je skup. Prije Drugog svjetskog rata u SSSR-u je bio napon od 127 volti, a zatim je počeo postupni prijelaz na 220 volti - s tim se gubici u mrežama smanjuju 4 puta. Međutim, neki potrošači prebačeni su na novi napon već krajem 1980-ih.
16. Japan je krenuo svojim putem u određivanju frekvencije struje u električnoj mreži. Sa razlikom od godinu dana za različite dijelove zemlje, oprema za frekvencije od 50 i 60 herca kupljena je od stranih dobavljača. Bilo je to krajem 19. vijeka, a u zemlji još uvijek postoje dva standarda frekvencije. Međutim, gledajući Japan, teško je reći da je ovo odstupanje u frekvencijama nekako uticalo na razvoj zemlje.
17. Varijabilnost napona u različitim zemljama dovela je do činjenice da na svijetu postoji najmanje 13 različitih vrsta utikača i utičnica. Na kraju, svu tu kakofoniju plaća potrošač koji kupuje adaptere, dovodi različite mreže u kuće i, što je najvažnije, plaća gubitke u žicama i transformatorima. Na Internetu možete pronaći mnogo pritužbi Rusa koji su se preselili u Sjedinjene Države da u stambenim zgradama u stanovima nema mašina za pranje rublja - oni su uglavnom u zajedničkom praonici negdje u podrumu. Upravo zato što perilicama rublja treba zasebna linija, što je skupo instalirati u stanovima.
Ovo nisu sve vrste prodajnih mjesta
18. Čini se da je ideja o vječnom pokretaču, koji je zauvijek umro u Boseu, zaživjela u ideji pumpanih akumulacionih elektrana (PSPP). Prvobitna zvučna poruka - da se ublaže dnevne oscilacije u potrošnji električne energije - dovedena je do točke apsurda. Počeli su dizajnirati PSP-ove i pokušavati graditi čak i tamo gdje nema dnevnih fluktuacija ili su one minimalne. U skladu s tim, lukavi drugovi počeli su zatrpavati političare očaravajućim idejama. Na primjer, u Njemačkoj se ove godine razmatra projekat stvaranja podmorske pumpe sa pumpom u moru. Prema zamisli kreatora, ogromnu šuplju betonsku kuglu trebate potopiti pod vodu. Gravitacijom će se napuniti vodom. Kada je potrebna dodatna struja, voda iz lopte dovodit će se u turbine. Kako služiti? Električne pumpe, naravno.
19. Još nekoliko kontroverznih, blago rečeno, rješenja iz područja nekonvencionalne energije. U SAD-u su smislili tenisice za trčanje koje generiraju 3 vata električne energije na sat (naravno, u šetnji). A u Australiji postoji termoelektrana koja ukratko govori. Jedna i po tona školjki pretvara se u jedan i po megavat struje za jedan sat.
20. Zelena energija praktično je dovela jedinstveni australijski elektroenergetski sistem do stanja "podivljanja". Nestašica električne energije koja je nastala nakon zamjene kapaciteta TE solarnim i vjetroelektranama dovela je do njenog poskupljenja. Rast cijena naveo je Australce da instaliraju solarne panele na svoje domove i vjetroturbine u blizini svojih domova. To će dodatno izbalansirati sistem. Operateri moraju uvesti nove kapacitete, za što je potreban nov novac, odnosno nova poskupljenja. S druge strane, vlada subvencionira svaki kilovat električne energije koju dobije u dvorištu, dok tradicionalnim elektranama nameće nepodnošljive takse i zahtjeve.
Australijski krajolik
21. Svi već dugo znaju da je električna energija primljena iz termoelektrana „prljava“ - emituje se CO2 , efekt staklene bašte, globalno zagrijavanje itd. Istodobno, ekolozi šute o činjenici da isti CO2 Također se generira u proizvodnji solarne, geotermalne, pa čak i energije vjetra (za njezino dobivanje potrebne su vrlo neekološke tvari). Najčistije vrste energije su nuklearne i vodene.
22. U jednom od gradova Kalifornije, lampica sa žarnom niti, koja je bila upaljena 1901. godine, neprekidno gori u vatrogasnoj postrojbi. Svjetiljku snage samo 4 vata stvorio je Adolphe Scheie, koji je pokušao konkurirati Edisonu. Ugljenični filament nekoliko je puta deblji od filamenata modernih žarulja, ali trajnost Chaier lampe nije određena ovim faktorom. Savremeni filamenti (tačnije, spirale) usijanja sagorevaju kada se pregreju. Karbonski filamenti u istoj situaciji samo daju više svjetla.
Svjetiljka za rekorder
23. Elektrokardiogram se uopće naziva električnim, jer se dobiva uz pomoć električne mreže. Svi mišići ljudskog tijela, uključujući srce, skupljaju se i generiraju električne impulse. Uređaji ih snimaju, a liječnik, gledajući kardiogram, postavlja dijagnozu.
24. Gromobran je, kao što svi znaju, izumio Benjamin Franklin 1752. godine. Samo u gradu Nevyansk (danas regija Sverdlovsk) 1725. godine završena je izgradnja kule visine veće od 57 metara. Nevjanska kula već je bila okrunjena gromobranom.
Nevyansk toranj
25. Više od milijarde ljudi na Zemlji živi bez pristupa električnoj energiji iz domaćinstva.
