Любопытное из истории электричества

Презентация на тему: » Спор А.Вольты и Л.Гальвани. Луиджи Гальвани (1737- 1798) итальянский учёный, закончил медицинский факультет Болонского университета и стал его преподавателем,» — Транскрипт:

Спор А.Вольты и Л.Гальвани

Луиджи Гальвани ( ) итальянский учёный, закончил медицинский факультет Болонского университета и стал его преподавателем, а позже профессором, и с 1780 г изучал нервы и мышцы животных.

Ещё до опытов Гальвани было известно, что мышцы лягушки сокращаются (дёргаются) при пропускании через них электрического заряда. В середине 18 века многие увлекались опытами с электричеством, и Гальвани не был исключением. На его столе стояла электрическая машина, при вращении рукоятки которой можно было заряжать различные предметы и получать большие электрические искры. Выполняя свои опыты, Гальвани заметил, что мышцы лягушки сокращаются, если при этом проскакивают искры электрической машины. Его удивило, что мышцы сокращались тогда, когда они не касались машины. Значит, электричество может распространяться по воздуху? И в 1786 году Гальвани начал серию опытов, решив изучить действие на мышцы лягушки атмосферного электричества, которое образуется в грозовую погоду.

Он подвесил лапки лягушки к железной решётке балкона своего дома, используя медные крючки. Но мышцы не сокращались ни при ясной погоде, ни при грозе. А сократились они, когда при порыве ветра лапки коснулись железной решётки балкона. Это вновь удивило Гальвани и, как упорный учёный, он вернулся в лабораторию. Он положил лягушачьи лапки на железную пластинку и, прижав к пластине и лапкам медные крючки, наблюдал сокращение мышц. Гальвани провёл опыты с различными металлами. Сокращения были в одних случаях сильнее, в других – слабее.

Результаты экспериментов Гальвани опубликовал в 1791 году в «Трактате о силах электричества при мышечном движении». В нём он писал: «Если держать висящую лягушку пальцами за одну лапку так, чтобы медный крючок, проходящий через спинной мозг, касался серебряной пластинки, а другая лапка свободно могла касаться той же пластинки, то как только лапка касается указанной пластинки, мышцы начинают сокращаться». Гальвани заключил, что электрические заряды вырабатываются вследствие каких-то жизненных процессов в лапке лягушки, поскольку в то время учёные-физики (в том числе Гальвани) считали, что металлы могут быть только проводниками и не могут создавать электрический ток.

В данном выводе усомнился итальянский профессор Павийского университета Алессандро Вольта ( ). Он провёл серию опытов, пробуя различные сочетания металлов, и пришёл к заключению, что контакт двух разных металлов, соприкасающихся с жидкостью в мышцах лягушки, является источником электричества. На него и реагирует лягушачья лапка. Вольта утверждал, что причиной сокращения мышц служит не «животное электричество», а наличие именно двух различных металлов (например, меди и железа или цинка и серебра и др.) А влажная лапка лягушки служит проводником и чувствительным электрометром.

Для доказательства своей правоты Вольта использовал два разнородных металла, положив их на язык. Роль электропроводящей жидкости играла слюна языка, но сокращения мышц языка не было – Вольта лишь чувствовал «электрическое пощипывание» на поверхности языка, где он касался металлов

Важно, что пощипывание отсутствовало, если два металла были одинаковыми! Тем самым Вольта доказал, что не мышца, а именно два разных металла являются возбудителями электричества

Доводы Вольты разрушали надежды Гальвани на создание нового «электрического» направления в медицине. Поэтому он направляет все усилия на то, чтобы доказать свою правоту. Он проводит серию опытов, в которых не использует металлы, а лишь стеклянные палочки, и находит, что между нормальным и повреждённым участками нерва любых животных течёт электрический ток. Так Гальвани открыл «животное» электричество.

Итак, многолетний спор закончился – оба его участника оказались правы. Биолог Гальвани стал первопроходцем в изучении биологического электричества, а физик Вольта – создателем химического источника тока, которому современники дали название «вольтова столба». Этот простой прибор сослужил огромную роль в физике и технике.

Спасибо за внимание!

Появление электричества в России

Через некоторое время после введения термина «электричество» это явление начали исследовать во многих странах. Началом перемен можно считать появление освещения. В каком году появилось электричество в России? Согласно эта дата — 1879 год. Именно тогда в Петербурге впервые была проведена электрификация с помощью ламп.

Но на год раньше в Киеве, в одном из железнодорожных цехов, были установлены электрические фонари. Поэтому дата появления электричества в России — несколько спорный вопрос. Но так как это событие осталось без внимания, то официальной датой можно считать именно освещение Литейного моста.

Но есть еще одна версия, когда появилось электричество в России. С юридической точки зрения эта дата — тридцатое января 1880 года. В этот день в Русском техническом обществе появился первый электротехнический отдел. В его обязанности вменялось курировать внедрение электричества в повседневную жизнь. В 1881 г. Царское село стало первым европейским городом, который был полностью освещен.

Еще одна знаковая дата — пятнадцатое мая 1883 г. В этот день впервые была проведена иллюминация Кремля. Событие было приурочено к вступлению на российский трон Александра III. Для освещения Кремля на специалистами-электриками была установлена небольшая электростанция. После этого события освещение сначала появилось на главной улице Петербурга, а потом в Зимнем дворце.

Летом 1886 г. указом императора было учреждено «Общество электроосвещения». Оно занималось электрификацией всего Петербурга и Москвы. А в 1888 г. начали строиться первые электростанции в крупнейших городах. Летом 1892 г. в России был запущен дебютный электротрамвай. А в 1895 г. появилась Она была построена в Петербурге, на р. Большая Охта.

А в Москве первая электростанция появилась в 1897 г. Она была построена на Раушской набережной. Электростанция вырабатывала переменный трехфазный ток. И это позволяло передавать электричество на большие расстояния без существенной потери мощности. В других городах начали строиться на заре двадцатого века, перед Первой мировой войной.

Или электрическим током
называют направленно движущийся поток заряженных частиц, например электронов. Также электричеством называется энергия, получаемая в результате такого движения заряженных частиц, и освещение, которое получают на основе этой энергии. Термин «электричество» был введён английским учёным Уильямом Гилбертом в 1600 году в его сочинении «О магните, магнитных телах и о большом магните-Земле».

Гилберт проводил опыты с янтарём, который в результате трения о сукно получил возможность притягивать другие лёгкие тела, то есть приобрёл некий заряд. А так как янтарь переводится с греческого как электрон, то наблюдаемое ученым явление получило название «электричество».

Электрический ток

Семейная жизнь

Супругой итальянского ученого стала графиня Тереза Перегрини, родившая ему троих сыновей.В 1819 году, находящийся в годах ученый, покидает общественную жизнь и удаляется к себе в имение. Алессандро Вольта скончался 5 марта 1827 года в собственном имении Камнаго и был захоронен на его территории. Впоследствии оно получило новое название Камнаго-Вольта.

После смерти судьба сыграла с ученым злую шутку. Во время выставки, посвященной вековому юбилею создания «Вольтова столба» случился большой пожар, практически полностью уничтоживший его личные вещи и приборы, а причиной возгорания была названа неисправность электрических проводов.

Ранние годы

Грей родился в Кентербери, графство Кент, и после некоторого базового образования он поступил в ученики к своему отцу (а позже и старшему брату) в ремесло крашения ткани. Его интересы лежали в области естественных наук и особенно астрономии; ему удалось обучиться этим развивающимся дисциплинам, в основном через богатых друзей в округе, которые предоставили ему доступ к своим библиотекам и научным инструментам. Наука в то время была увлечением богатых людей.

Он заземлил свои линзы и сконструировал собственный телескоп, и с этим инструментом он сделал ряд мелких открытий (в основном в области солнечных пятен), заработав репутацию точного наблюдателя. Некоторые из его отчетов были опубликованы Королевское общество через посредство друга Генри Ханта, который был членом секретарского персонала Общества.

Гальвани против Вольты [ править ]

Электроды соприкасаются с лягушкой, и ее лапы поднимаются вверх

Вольта, профессор экспериментальной физики Университета Павии , был одним из первых ученых, которые повторили и проверили эксперименты Гальвани. Сначала он увлекся животным электричеством. Однако он начал сомневаться в том, что проводимость была вызвана определенным электричеством, присущим ногам или другим частям тела животного. Вольта полагал, что сокращения зависели от металлического кабеля, который Гальвани использовал для соединения нервов и мышц в своих экспериментах.

Исследования Вольта вскоре привели к изобретению одной из первых батарей . Гальвани считал, что электричество животного исходит от мускулов в его тазу . Вольта, в свою очередь, рассуждал, что животное электричество было скорее металлическим электричеством, вызванным взаимодействием между двумя металлами, участвовавшими в эксперименте.

Каждая клетка имеет клеточный потенциал ; биологическое электричество имеет те же химические основы, что и ток между электрохимическими ячейками , и, таким образом, может дублироваться вне тела. Интуиция Вольта была правильной. Вольта, по сути, возражал против выводов Гальвани о «животной электрической жидкости», но два ученых уважительно не согласились, и Вольта ввел термин «гальванизм» для постоянного электрического тока, производимого химическим воздействием. Таким образом, из-за спора между ними относительно источника или причины электричества, Вольта построил первую батарею, чтобы специально опровергнуть теорию своего соратника. «Куча» Вольта стала известна как гальваническая свая .

После спора с Вольтой Гальвани держался в тени отчасти из-за своего отношения к спорам, а отчасти из-за того, что его здоровье и настроение ухудшились, особенно после смерти его жены Лючии в 1790 году.

Поскольку Гальвани не хотел вмешиваться в полемику с Вольтой, он доверил своему племяннику Джованни Альдини выступить в качестве главного защитника теории животного электричества.

Проблема сохранения энергии

Главный камень преткновения в получении бесплатного электричества – закон сохранения энергии. Из-за наличия электрического сопротивления в самом генераторе, соединительных проводах и в других элементах электрической сети, согласно законов физики, происходит потеря выходной мощности. Энергия расходуется и для ее пополнения требуется постоянная подпитка извне или система генерации должна создавать такой избыток электрической энергии, чтобы ее хватало и для питания нагрузки, и для поддержания работы генератора. С математической точки зрения генератор свободной энергии должен иметь КПД более 1, что не укладывается в рамки стандартных физических явлений.

[править] Война переменного и постоянного тока

Противостояние Томаса Эдисона и Николы Теслы (а также Джорджа Вестингауза) в борьбе за использование постоянного и переменного тока соответственно. «Война» продолжалась свыше ста лет и закончилась в конце ноября 2007 года с окончательным переходом Нью-Йорка с постоянного тока на переменный. Война токов берет своё начало с 80-х годов XIX века, когда электричество начинает активно применяться при котором возникает проблема распределения и подачи электроэнергии на дальние расстояния. Постоянны ток не мог похвастаться передачей электроэнергии на дальние, а если и эта электроэнергия могла быть передана, то электрическое напряжение было очень маленьким следовательно не выгодным для использования. Переменный ток может менять своё напряжение с помощью трансформаторов — это способствует передавать электроэнергию на большие расстояния по магистральным линиям. При кратковременном воздействии переменного тока на человека вызывает сбой в работе сердечной мышцы, а действие постоянного тока на человека даже используется в медицине, действие постоянного тока способствует очищения кожи человека от сыпи и бактерий. Переменный ток имел проблемы в распространении для больших масс в том, что не было соответствующих моторов и счетчиков. Вскоре к 1882 году Тесла справился с этой проблемой и изобрел многофазный электромотор, который получил патент в 1888 году и в этом же году появляется первый счётчик переменного тока. Противостояние Когда Томас Эдисон начинает понимать, что общество постепенно переходит на переменный ток и, следовательно, отказывается от постоянного, он начинает проводить политику черного пиара против переменного тока. Это выражалось в том, что Эдисон публично убивал животных действием на ни переменным током. Он открыто высказывался, то переменный ток является более опасным чем постоянный. Черный пиар Эддисона ни к чему не приводил. Люди, работавшие с переменным током, получали огромные заказы на освещение разных объектов(одним из таких объектов стала Чикагская ярмарка в 1893 году). Война завершается победой переменной тока в середине 90-х годов XX столетия. Эта победа обуславливается сворачивание сетей постоянного тока. Хотя и по сей день в разных районах Америки до сих пор используется постоянный ток для поддержания работы устройств работающих изначально на постоянном токе, например, раритетные лифты.

От теории к точной науке

Проведенные исследования и опыты позволили изучению электричества перейти в категорию точной науки. Первым в череде научных достижений стало открытие закона Кулона.

Закон взаимодействия зарядов

Французский инженер и физик Шарль Огюстен де Кулон
в 1785 году открыл закон, который отображал силу взаимодействия между статичными точечными зарядами. Кулон до этого изобрел крутильные весы. Появление закона состоялось благодаря опытам Кулона с этими весами. С их помощью он измерял силу взаимодействия заряженных металлических шариков.

Закон Кулона являлся первым фундаментальным законом, объясняющим электромагнитные явления, с которых началась наука об электромагнетизме. В честь Кулона в 1881 году была названа единица электрического заряда.

Изобретение батареи

В 1791 году итальянский врач, физиолог и физик написал «Трактат о силах электричества при мышечном движении». В нем он фиксировал наличие электрических импульсов в мышечных тканях животных. А также он обнаружил разность потенциалов при взаимодействии двух видов металла и электролита.

Открытие Луиджи Гальвани получило свое развитие в работе итальянского химика, физика и физиолога Алессандро Вольты. В 1800 году он изобретает «Вольтов столб» — источник непрерывного тока. Он представлял собой стопку серебряных и цинковых пластин, которые были разделены между собой смоченными в соленом растворе бумажными кусочками. «Вольтов столб» стал прототипом гальванических элементов, в которых химическая энергия преобразовывалась в электрическую.

В 1861 году в его честь было введено название «вольт» — единица измерения напряжения.

Гальвани и Вольта являются одними из основоположников учения об электрических явлениях. Изобретение батареи спровоцировало бурное развитие и последующий рост научных открытий. Конец XVIII века и начало XIX века можно характеризовать как время, когда изобрели электричество.

Появление понятия тока

В 1821 году французский математик, физик и естествоиспытатель Андре-Мари Ампер
в собственном трактате установил связь магнитных и электрических явлений, которая отсутствует в статичности электричества. Тем самым он впервые ввел понятие «электрический ток».

Ампер сконструировал катушку с множественными витками из медных проводов, которую можно классифицировать как усилитель электромагнитного поля. Это изобретение послужило созданию в 30-х годах 19 века электромагнитного телеграфа.

Благодаря исследованиям Ампера стало возможным рождение электротехники. В 1881 в его честь единица силы тока была названа «ампером», а приборы, измеряющие силу — «амперметрами».

Закон электрической цепи

Физик из Германии Георг Симон Ом
в 1826 году представил закон, который доказывал связь между сопротивлением, напряжением и силой тока в цепи. Благодаря Ому возникли новые термины:

падение напряжения в сети;
проводимость;
электродвижущая сила.

Его именем в 1960 году названа единица электросопротивления, а Ом, несомненно, входит в список тех, кто изобрел электричество.

Английский химик и физик Майкл Фарадей
совершил в 1831 году открытие электромагнитной индукции, которая лежит в основе массового производства электроэнергии. На основе этого явления он создает первый электродвигатель. В 1834 году Фарадей открывает законы электролиза, которые привели его к выводу, что носителем электрических сил можно считать атомы. Исследования электролиза сыграли существенную роль в возникновении электронной теории.

Фарадей является создателем учения об электромагнитном поле. Он сумел предсказать наличие электромагнитных волн.

Первые ГЭС

Отечественная история электричества в царский период ознаменовалась и первыми небольшими гидроэлектростанциями. Самая ранняя появилась на Зыряновском руднике в Алтайских горах. Большая известность обрушилась на станцию в Петербурге на реке Большой Охте. Одним из ее строителей был все тот же Роберт Классон. Кисловодская гидроэлектростанция «Белый уголь» служила источником энергии для 400 уличных фонарей, трамвайных линий и насосов на минеральных водах.

К 1913 году на разных российских речках были уже тысячи ГЭС небольшого размера. По подсчетам специалистов их общая мощность составляла 19 мегаватт. Самой крупной ГЭС была Гиндукушская станция в Туркестане (она работает и сегодня). При этом накануне Первой мировой войны сложилась заметная тенденция: в центральных губерниях упор делался на строительство тепловых станций, а в далекой провинции – на силу воды. История создания электричества для российских городов началась с больших вложений иностранцев. Даже оборудование для станций почти все было зарубежным. Например, турбины закупали отовсюду – от Австро-Венгрии до США.

В период 1900-1914 гг. темп российской электрификации являлся одним из самых высоких во всем мире. В то же время существовал заметный перекос. Электричество поставлялось в основном для промышленности, а вот спрос на бытовые приборы оставался достаточно низким. Ключевая же проблема продолжала заключаться в отсутствии централизованного плана модернизации страны. Движение вперед осуществлялось частными компаниями, при этом в массе своей – иностранными. Немцы и бельгийцы в основном финансировали проекты в двух столицах и старались не рисковать своими средствами в далекой российской провинции.

Радио

Несмотря на то, что большая часть людей считает автором этого изобретения Гильермо Маркони, это не так. Никола Тесла, изобретения которого, как мы уже говорили, опережали свое время, придумал радио за многие годы до Маркони. Именно Тесла продемонстрировал национальной ассоциации электрического света, что радиосигналы являются определенной частотой волн, и для их трансляции нужны передатчик и приемник. Он даже оформил два патента на свое изобретение в 1897 и в 1904 годах. Но позднее патентное бюро США опротестовало свое решение и выдало патент на изобретение радио Гильермо Маркони. И уже после того, как Верховный суд Соединенных Штатов получил подтверждение этих фактов, патент Маркони от 1943 года был официально отменен.

Божественность в целом

Фалесу приписывают концепцию «Panta Plere Theon», Что означает» все исполнено божественного «в гораздо более широком смысле, чем нынешний (одного бога).

Эту концепцию можно объяснить следующим образом: поскольку божественное существует — понимаемое как нечто понятное, вечное и необходимое, — тогда можно говорить о целом.

Для Фалеса то, что является принципом, уже самим фактом того, что он первый, делает его божественным. Затем он утверждает, что все божественно или что «все полно богов», но не в понимании многих физических сущностей, а как принцип, который приветствует всю природу и является частью ее жизненной динамики.

Первые изучения проводников

Стивен Грей, британский астроном любитель, заинтересовался опытами со стеклянными трубками как «источниками электрической силы». Он сам провёл ряд опытов, но одно его наблюдение внесло прорыв в развитие электричества. Оно в какой-то мере повторило опыт Герике с льняной нитью, но так как Герике не придал этому должного значения, то оно и не получило соответствующего признания.

Сами стеклянные трубки с одной стороны закрывались пробкой, что бы в них не попадала пыль и грязь. Стивен Грей как-то заметил, что пробка тоже притягивает к себе пылинки. Поняв, что на неё передается заряд, он вскочил и бросился на поиски нового материала для подтверждения догадки. Схватив валяющуюся ветку на улице, он вернулся в лабораторию и вставил её в трубку. Эффект повторился! Тогда исследователь вставил в трубку пеньковую бечевку, а к другому концу веревки присоединил шар из слоновой кости. Потерев стеклянную трубку, он увидел, что к шару из слоновой кости стали притягиваться пылинки и прочие мелкие объекты — так же, как к стеклянной трубке. Итак, он смог передать электричество на расстояние.

Видимо, изначально Стивен Грей считал, что передача осуществляется за счёт гравитации, поэтому первые опыты он проводил, свешивая с балкона вниз всякие предметы на бечевке.

Позже он выявил, что распространение идёт не благодаря гравитации, и электричество так же может перемещаться в любом направлении. Кроме того, он сделал вывод, что электричество может перемещаться под любым углом бечевки, а не только по прямой.

Кроме того, в ходе экспериментов, он выявил, что на передачу электричества влияет не толщина, а в первую очередь материал проводника.

Все его дальнейшие опыты заключались в нахождении ответа на вопрос — Как далеко можно передать электричество? В 1730 году он смог протянуть нить на 270 метров и успешно передать заряд на это расстояние.

Так же, одной из заслуг Стивена Грея была в том, что он показал, что электричество можно передавать, не касаясь трубкой линии, а при помощи электростатической индукцией, держа трубку возле веревки.

Майкл Фарадей — основоположник закона индукции и электротехники

Майкл Фарадей

Ученый занимавшиеся изучением электричества — великий английский физик и химик Майкл Фарадей (1791-1867). Его заслуга в изучении взаимной магнитной индукции между двумя связанными контурами как основа при производстве электричества огромна. Считают «отцом» электротехники.

Будучи сыном кузнеца, он был самоучкой, благодаря книгам по химии и электричеству, которые он читал во время своего ученичества в переплетной мастерской—работу, которую он начал в возрасте 14 лет. Когда он был еще подростком, у него была возможность посещать лекции великого химика Хамфри Дэви в Королевском институте. В возрасте 21 года Дэви нанял его помощником в Королевский институт, где Фарадей оставался в течение следующих 50 лет, будучи назначен заведующим его лабораторией в 1821 году. Хотя отсутствие формального образования оставляло ему математические пробелы, они были в значительной степени компенсированы поразительной экспериментальной интуицией, которая позволила ему стать одним из самых влиятельных экспериментальных исследователей всех времен.

В 1821 году Фарадей начал исследовать взаимодействие между магнитами и токами. Он разработал концепцию силовой линии (термин, который он ввел) для обоснования фигур, образованных железными опилками вблизи магнита. Используя эту концепцию, в августе 1831 года он открыл взаимную магнитную индукцию, отметив переходный ток, индуцируемый в катушке, когда ток включался и выключался во второй катушке. Обе катушки были намотаны на один и тот же тороидальный железный сердечник.

В октябре 1831 года Фарадей наблюдал самоиндукцию, возникающую в результате тока, индуцируемого в соленоидальной катушке движением магнита внутри ее отверстия.

Фарадей ввел термин электродвижущая сила для такого эффекта, и мы все еще видим это в использовании сегодня.

В 1831 году Фарадей также создал представление электромеханического генератора. Он ввел понятие диэлектрической проницаемости и построил первый переменный конденсатор в 1837 году. Он также изучал оптику и поляризацию света вместе со своим другом Чарльзом Уитстоуном, открыв в 1845 году эффект Фарадея (вращение поляризованного света при прохождении через намагниченную область).

Между 1846 и 1855 годами Фарадей признал магнитные свойства материи и ввел понятие диамагнетизма. Развивая идею силовых линий, он ввел понятия электрического и магнитного полей.

Не менее важными были открытия Фарадея в области химии, где он написал несколько прорывных работ. Он собрал свою колоссальную научную продукцию главным образом в экспериментальных исследованиях, опубликованных в нескольких номерах между 1839 и 1855 годами. Он выступал с памятными лекциями в Королевском институте, был назначен членом Королевского общества в 1824 году и дважды получил медаль Копли, в 1832 и 1838 годах, но отказался от дворянского титула и президентства Королевского института (1864) и не хотел регистрировать никаких патентов.

Подводя итоги

Да, экономить сегодня стало “модно”! Целесообразное внедрение принципиально новых энергетических технологий в будущем позволит людям отказаться от использования атомных, тепловых, бензиновых, дизельных и газотурбинных станций. Люди, научившиеся “добывать” электричество, своими руками себя же и уничтожают, используя устаревшие, но крайне выгодные для “некоторых” методы получения жизненно необходимой человечеству энергии. В случае своевременно принятых мер нам все-таки удастся вернуть планете Земля первозданный облик, оставив в покое истощенные недра, и помочь нашему космическому дому восстановить доведенную до катастрофического состояния экологию.

Источники

https://www.asutpp.ru/generator-svobodnoj-energii.html
https://lightika.com/raznoe/kak-sdelat-samomu-energiyu-iz-efira-dlya-doma-prostye-shemy.html
https://chebo.pro/stroyka-i-remont/kak-sdelat-samomu-energiyu-iz-efira-dlya-doma-prostye-shemy.html
https://rusenergetics.ru/polezno-znat/svobodnaya-energiya-realno-rabotayuschie-skhemy
https://otlad.ru/svet/iz-vozduxa/
https://FB.ru/article/220152/generator-svobodnoy-energii-svoimi-rukami-shema
https://hockey-samara.ru/elektronika/svobodnaya-energiya-svoimi-rukami.html
https://www.tproekt.com/staticeskoe-elektricestvo-iz-vozduha/
https://amperof.ru/elektropribory/svobodnaya-energiya-efira-generatory.html