Когда появилось электричество: история возникновения

Если начать разбираться, когда появилось электричество, то нужно вспомнить греческого философа Фалеса. Именно он первый обратил внимание на это явление в 700 г. до н. э. Фаллес обнаружил, что при трении янтаря о шерсть камень начинает притягивать к себе легкие предметы.

В каком году появилось электричество? После греческого философа долгое время это явление никто не исследовал. И знаний в этой области не прибавлялось до 1600 г. В этом году Уильям Гилберт ввел термин «электричество», исследовав магниты и их свойства. С того времени это явление начали интенсивно изучать ученые.

Природа явления

Изобретения электричества как такового не было, поскольку это явление природное и изучение его началось еще в Древней Греции в 7 веке до нашей эры. Философ и естествоиспытатель Фалес Милетский обратил внимание на то, что если янтарь натереть шерстью овцы, то у камня появляется способность притягивать к себе некоторые легкие предметы. Он же и сформулировал термин. Поскольку по-гречески янтарь называется «электрон», то выявленная сила была означена Фалесом «электричеством».

Из чего состоит электрический ток

Электрический ток – это направленное или упорядоченное движение заряженных частиц (электронов, ионов). Такие частицы называют носителями электрического заряда. Для того чтобы движение появилось, в веществе должны быть свободные заряженные частицы. Способность заряженных частиц перемещаться в веществе определяет проводимость этого вещества. По проводимости вещества различают на проводники, полупроводники, диэлектрики и изоляторы.

В металлах заряд перемещают электроны. Само вещество при этом никуда не утекает – ионы металла надёжно закреплены в узлах структуры и лишь слегка колеблются.

В жидкостях заряд переносят ионы: положительно заряженные катионы и отрицательно заряженные анионы. Частицы устремляются к электродам с противоположным зарядом, где становятся нейтральными и оседают.

В газах под действием сил с разными потенциалами образуется плазма. Заряд переносится свободными электронами и ионами обоих полюсов.

В полупроводниках, заряд перемещают электроны, перемещаясь от атома к атому и оставляя после себя разрывы, считающиеся положительно заряженными.

Великие открытия в области электричества

Опыты Петрова в России способствовали тому, что в 1809 году ученый Деларю в Англии сконструировал первую в мире лампу накаливания. А сто лет спустя американский химик и Нобелевский лауреат И. Ленгмюр выпустил первую лампочку, у которой была светящаяся спираль из вольфрама, помещенная в запаянную колбу с инертным газом. Это дало старт новой эпохе. Многие ученые и в Европе, и в США, и в России проводили многочисленные опыты и исследования, чтобы лучше понять природу электричества и поставить его на службу человеку.

Так, в 1820 году датчанин Эрстред выявил взаимодействие электрических частиц, а в 1821 знаменитый Ампер выдвинул и доказал теорию о связи магнетизма и электрических явлений. Свойства электромагнитного поля углубленно исследовал англичанин М. Фарадей, он же открыл закон электромагнитной индукции, гласящий, что в замкнутом проводящем контуре при временном изменении магнитного потока возникают электрические импульсы, а также сконструировал первый электрогенератор. Работы этих ученых и десятков других менее известных привели к появлению новой науки, которой немецкий инженер Вернер фон Сименс дал название «электротехника».

В 1826 году Г.С.Ом после многочисленных опытов выдвинул закон электроцепи (известный также, как «закон Ома»), а также новые термины: «проводимость», «электрическая движущая сила», «напряжение электротока». Его последователь, А-М. Ампер, вывел знаменитое правило «правой руки», т.е. определение направлений течения электротока с помощью магнитной стрелки. Он же изобрел прибор для усиления электрополя – катушки медных проводов вокруг железных сердечников. Эти наработки стали предвестниками одного из главных изобретений в области электротехники (электромагнитного телеграфа) немецким учёным Самуилом Томасом Земмерингом.

Электромагнитный телеграф Земмеринга

В России изобретатель Александр Лодыгин придумал лампочку, максимально напоминающую современные аналоги: вакуумная колба, внутри которой помещена спиралевидная нить накаливания, сделанная из тугоплавкого вольфрама. Ученый продал права на это изобретение американской корпорации «Дженерал Электрик», которая запустила их в массовое производство. Поэтому справедливо было бы считать первооткрывателем лампочек именно россиянина, хотя во всех американских учебниках физики «отцом лампочки» значится их ученый Т.Эдисон, который тоже внес немалый вклад в изобретение электричества.

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.

Краткая историческая справка [ править ]

Впервые на электрический заряд обратил внимание Фалес Милетский за 600 лет до н. э. Он обнаружил, что янтарь, потёртый о шерсть, приобретает свойства притягивать легкие предметы (пушинки, кусочки бумаги). На протяжении более двух тысячелетий этим наблюдением ограничивались сведения о новом физическом явлении . [4]

Позже это использовалось для чистки от пыли одежды, для которой было критично любое повреждение краски. Считалось, что таким свойством обладает только янтарь.

Но только после становления физики как экспериментальной науки, заложенной Галилео Галилеем, это явление стало изучаться как средство для исследования и использования свойств физических тел.

Термин «электричество» ( англ. electricity ) введён английским естествоиспытателем, лейб-медиком королевы Елизаветы Тюдор Уильямом Гилбертом в его сочинении «О магните, магнитных телах и о большом магните — Земле» (1600 год), в котором объясняется действие магнитного компаса и описываются некоторые опыты с наэлектризованными телами. Он установил, что свойством наэлектризовываться обладают и другие вещества. Название «электричество» происходит от др.-греч. ἤλεκτρον — «янтарь». Весьма характерным для того времени было то, что зная о существовании у ряда тел магнитных свойств, Гильберт не видел связи между электрическими и магнитными явлениями . [4]

В середине XVII века Отто фон Герике разработал электростатическую машину трения. Кроме того, им было обнаружено свойство электрического отталкивания однополярно заряженных предметов.

В 1729 г. английский учёный Стивен Грей обнаружил разделение тел на проводники электрического тока и изоляторы . [4]

Вскоре его коллега Роберт Симмер, наблюдая за электризацией своих шёлковых чулок, пришёл к выводу, что электрические явления обусловлены тем, что электричество представлено двумя взаимодополняющими субстанциями, свойства которых стали обозначать понятием «заряд», различая положительный и отрицательный заряд тел. Данные субстанции разделяются при трении тел друг о друга, что и вызывает электризацию этих тел, то есть электризация — это накопление на теле заряда одного типа, причём заряды одного знака отталкиваются, а заряды разного знака притягиваются друг к другу и компенсируются при соединении, делая тело нейтральным (незаряженным).

Читайте также  Приспособление для вышивания

К тем же выводам пришёл в 1729 г.у Шарль Дюфе. Он установил, что существует два рода зарядов. Опыты, проведённые Дюфе, говорили, что один из зарядов образуется при трении стекла о шёлк, а другой — при трении смолы о шерсть. Поэтому Дюфе назвал заряды «стеклянным» и «смоляным».

Понятие о положительном и отрицательном заряде ввёл немецкий естествоиспытатель-горбун Георг Кристоф Лихтенберг, по версии США Бенджамин Франклин, который также обнаружил электрическую природу молний (атмосферное электричество) и изобрёл молниеотвод.

Первая работа, в которой была предпринята попытка теоретически объяснить электрические явления, была написана американским физиком В Франклином в 1747 г.. Для объяснения электризации он предположил существование некой электрической жидкости (флюида), которая входит в качестве составной части во всякую материю. Наличие двух видов электричества он связывал с существованием двух типов жидкостей — «положительной» и «отрицательной». Обнаружив, что при трении друг о друга стекло и шелк электризуются по-разному, Франклин сделал вывод, что положительные и отрицательные заряды появлояются одновременно и в равных количествах. Особо следует подчеркнуть то, что теория Франклина предполагала одновременное существование трех физических сущностей — материи, положительной и отрицательной электрических жидкостей. Электричество у Франклина существовало независимо от материи. Именно Франклин первым высказал важнейшее предположение об атомарной, зернистой природе электричества: «Электрическая материя состоит из частичек, которые должны быть чрезвычайно мелкими» . [4]

Ряд глубоких мыслей о возможном механизме действия электрических сил высказал М. В. Ломоносов. Он предположил существование «нечувствительной материи вне электризованного тела, которая и производит это действие». Это было замечательной интуитивной догадкой великого русского ученого: ведь он предугадывал тем самым современное понятие электрического поля . [4]

В 1745 г.у был создан первый электрический конденсатор — Лейденская банка. Гальвани открыл биологические эффекты электричества.

Основные понятия в науке об электричестве удалось сформулировать лишь после того, как появились первые количественные исследования. Закон взаимодействия зарядов был экспериментально установлен в 1785 г. Шарлем Кулоном с помощью разработанных им чувствительных крутильных весов: (F=kfrac), где (q_1) и (q_2) электрические заряды, r — расстояние между ними, F — сила взаимодействия между зарядами, k — коэффициент пропорциональности. Это открытие поставило науку об электричестве в ранг точных дисциплин, в которых можно применять математические методы . [4]

Итальянский ученый Вольта в 1800 г. изобрёл первый источник постоянного тока — гальванический элемент. Это был столб из цинковых и серебряных кружочков, разделенных смоченной в подсооленной воде бумагой . [4]

В 1802 г.у Василий Петров обнаружил вольтову дугу. Работы Джоуля, Ленца, Ома по изучению электрического тока. Гаусс формулирует основную теорему теории электростатического поля (1830 ).

Фарадей открывает электромагнитную индукцию (1831) и законы электролиза (1834), вводит понятие электрического и магнитного полей. Анализ явления электролиза привел Фарадея к мысли, что носителем электрических сил являются не какие-либо электрические жидкости, а атомы — частицы материи. «Атомы материи каким-то образом одарены электрическими силами» — утверждает он. Фарадеевские исследования электролиза сыграли принципиальную роль в становлении электронной теории . [4]

Термин электричество (electricity) введён английским естествоиспытателем, лейб-медиком королевы Елизаветы Тюдор Вильямом Гилбертом в его сочинении «О магните, магнитных телах и о большом магните — Земле» (1600 год), в котором объясняется действие магнитного компаса и описываются некоторые опыты с наэлектризованными телами. Само свойство электризации (от греческого названия янтаря — электрон) при трении тела о шерсть было известно ещё древним грекам (его первооткрывателем считают философа Фалеса из Милета, жившего в 640—550 годах до нашей эры), но только после становления физики как экспериментальной науки, заложенной Галилео Галилеем, это явление стало изучаться как средство для исследования и использования свойств физических тел. В начале XVIII века английский учёный Стивен Грей обнаружил, что существуют вещества (металлы), которые проводят электричество от одного тела к другому, а вскоре его коллега Роберт Симмер, наблюдая за электризацией своих шелковых чулок, пришёл к выводу, что электрические явления обусловлены тем, что электричество представлено двумя взаимодополняющими субстанциями, свойства которых стали обозначать понятием «заряд», различая положительный и отрицательный заряд тел. Данные субстанции разделяются при трении тел друг о друга, что и вызывает электризацию этих тел, то есть электризация — это накопление на теле заряда одного типа, причём заряды одного знака отталкиваются, а заряды разного знака притягиваются друг к другу и компенсируются при соединении, делая тело нейтральным (незаряженным).

Закон взаимодействия зарядов был экспериментально изучен в 1785 году Шарлем Кулоном с помощью разработанных им чувствительных крутильных весов — он нашёл, что сила взаимодействия между заряженными телами обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними, и это поставило науку об электричестве в ранг точных дисциплин, в которых можно применять математические методы. Таким образом сложилась электрическая теория вещества, согласно которой физические тела представляют собой комплексы взаимодействующих частиц, имеющих электрические заряды, и многие свойства физических тел определяются и могут быть описаны с помощью законов, математическими соотношениями количественно выражающих их взаимодействие и движение. Это было экспериментально подтверждено многими опытами, в том числе открытием Джозефом Томсоном (получившим за это титул лорда Кельвина) в 1897 году носителя отрицательного заряда — частицы, получившей название «электрон», и исследованием структуры атома Эрнстом Резерфордом (получившим за это титул лорда Нельсона), Фредериком Содди и другими учёными.

В настоящее время электрическая концепция вещества является главной парадигмой физики и позволяет предсказывать и формировать необходимые на практике свойства физических тел и процессов (например, передачи информации или уничтожения промышленных центров неприятеля). В быту электрические явления получили повсеместное распространение, главным образом как средство генерации, передачи и применения энергии (электрические двигатели, электрическое освещение и т. п.) или информации (телефон, радио, телевидение, электронное фото) — то есть, для изменения энтропии (разупорядоченности) среды обитания человека.

История открытия

Родоначальником всех научных открытий в теме «электричества» стал древнегреческий философ Фалес. Он обнаружил, что янтарь после трения о шерстяную материю, может притягивать к поверхности предметы небольшой массы. Произошло это событие в VII веке до н.э. и стало первым наблюдением великой силы будущего.

«Электричество» так и переводится — «янтарный», а «электрон» звучит на языке Гомера как «янтарь». Открытие греческого ученого на долгие годы стало лишь любопытным фактом, не имеющим практического применения.

Намного позже, в 1650 году, немец Отто фон Герике создал первое подобие механизма, который производит электричество. Шар из серы Герике прикрепил к металлическому стержню и пронаблюдал его способность притягивать и отталкивать предметы, то есть электростатику.

Еще дальше пошли в начале и середине XVIII века европейские ученые, открыв новые свойства электричества. Стивен Грей из Англии провел опыты передачи электричества на расстоянии, а Шарль Дюфе из Франции пришел к выводу, что есть еще два типа электричества: стеклянное и смоляное. Они выделялись также при трении этих природных материалов о шерсть.

Читайте также  Формы для заливки бетона

9 самых важных электрических открытий, сделанных когда-либо

Получайте на почту один раз в сутки одну самую читаемую статью. Присоединяйтесь к нам в Facebook и ВКонтакте.

Без открытия электричества жизнь людей была бы совершенно другой. Будучи естественным явлением, электричество было открыто, а не изобретено. Впервые термин «электричество» был произнесен британским физиком Уильямом Гилбертом, изучавшим влияние магнетизма и электричества на янтарь. Фактически в переводе с латыни electricus обозначает «янтарь». Работы великих ученых, среди которых Ом, Фарадей, Вольт, Тесла, позволили нам использовать это явление в повседневной жизни.

1. Переменный ток

Это открытие — самое важное среди всех электрических изобретений. В сравнении с постоянным током, переменный менее опасный и более эффективный при использовании на больших расстояниях. Открытый физиком Николаем Теслей, переменный ток стал основополагающим фактором для электрификации многих стран мира. К его заслугам также можно отнести появление в дальнейшем трансформаторов и электродвигателей.

2. Электрическая лампочка

До изобретения лампочки освещение улиц и домов во всем мире осуществлялось с помощью восковых свечей, масляных или газовых ламп. Это были малоэффективные осветители, требующие постоянного контроля и обслуживания. Электрическая лампочка также относится к одному из величайших изобретений человечества.

Интересный факт от Novate.ru: Кто же изобрел электрическую лампочку? Основной принцип работы лампы накаливания был открыт сэром Хамфри Дэви более двухсот лет назад. В 1830 году другим изобретателем Уоррен де ла Рю была разработана практическая модель лампочки с нитью накала из платины. Однако этот проект не имел успеха, так как платина была очень дорогим материалом. В 1879 году Томас Эдисон, проведя многочисленные опыты, разработал лампочку с нитью накаливания из углеродной нити. Это был правильный шаг как для практического использования, так и с коммерческой точки зрения.

3. Интернет

Без Интернета невозможна современная жизнь. Мы так привыкли к нему, что думаем, что это было всегда. Истоки Интернета уходят к шестидесятым годам прошлого столетия. В последующие десятилетия происходили незначительные сдвиги в этой отрасли. Кульминацией и прорывом стал 1989 год. Новаторская работа Тима Бернерса-Ли, известная как World Wide Web (Всемирная паутина) навсегда изменила жизнь всех людей мира. Этот проект смог значительно облегчить поиск и передачу информации в любую точку земного шара.

4. MP3-плееры

Изобретение МР3-плееров навсегда изменили способ слушать музыку. Практически за одну ночь старые компакт-дички, кассеты и другие медиа-формы ушли в прошлое. Однако для практического использования МР3-плееров потребовался период длиной в 20 лет. Жизнеспособная коммерция этих медиа-проигрывателей началась только в конце 1990 года. Первый прототип МР3 был разработан специалистами компании Saehan Information Systems. Разработка этой компании MPMan мог вместить от 6 до 12 песен. Другие компании использовали потенциал Apple и в 2001 году выпустили инновационный iPod.

5. Транзисторы

Транзисторы — одно из важных технических изобретений. Работа современной электроники невозможна без использования этих элементов. Основная функция транзисторов — включение и выключение электрического тока. По мнению специалистов, изобретение транзисторов продвинуло современную технику далеко вперед. Без этих крохотных элементов не могли бы работать ни смартфоны, ни компьютеры. У нас бы вообще не было распределения электрической энергии по сети. «Отцами-основателями» транзисторов по праву считаются Уильям Шокли, Джон Бардин и Уолтер Браттейн, получившие в 1956 году за это изобретение Нобелевскую Премию.

6. Системы глобального позиционирования

Система глобального позиционирования или ГМС — это определение местоположения любого объекта через навигационные спутники. Global Positioning System начиналась как секретный военный проект в 60-ых годах прошлого столетия. К 1995 году GPS стала полностью функциональной благодаря трем ученым: Ивану А. Гетингу, Роджеру Истону и Брэдфорду Паркинсону. Такие системы круглосуточно обеспечивают информацию для пользователей, имеющих специального оборудование (Glospace, GPS-приемник) о трехмерном положении, времени и скорости контролируемого объекта.

7. Цифровые камеры

Сегодня современный мир невозможно представить без этого удобного гаджета. Первоначало цифровые камеры были достоянием ученых и военных. Концепция камер без пленок уже разрабатывалась в 60-ых годах прошлого столетия. В 1975 году инженер компании Eastman Kodak Стивен Сассон разработал первую «цифровую» камеру.

8. Электромобили

Многие думают, что электромобили появились сравнительно недавно. С подачи Илона Маска о них узнал весь мир. Вместе с тем, электромобили были известны еще в 1880 году. Однако альтернативное развитие двигателей внутреннего сгорания предопределило спрос на них. В 70 годах прошлого столетия интерес к ним снова появился, но был кратковременным. Современные достижения в области систем управления и аккумуляторных технологий наконец-то позволили электромобилям заявить о себе. Спрос на эти машины увеличивается с каждым днем.

9. Электродвигатель

Электродвигатели — одно из весомых электронных изобретений всех времен. Именно благодаря им были полностью модернизированы крупные промышленные предприятия. Замена парового двигателя на двигатель, преобразующий электрическую энергию в механическую — огромный шаг человечества в области технического прогресса.

А ведь благодаря этому появились настоящие умные города.

Понравилась статья? Тогда поддержи нас, жми:

Электродвигатель

Первый электродвигатель был изготовлен в 1831 году американским изобретателем Джозефом Генри (1797-1878). Это была миниатюрная демонстрационная модель, состоящая из роликового кронштейна, установленного на центральной оси, электромагнитно управляемого по принципу электромагнетизма, обнаруженного датским физиком Гансом Христианом Оершдадом (1777-1851). Его простой режим работы в основном такой же, как и у большинства других более сложных двигателей.

Насколько полезной была эта статья?

Нажмите на звезду, чтобы оценить это!

Средний рейтинг / 5. Подсчет голосов:

Пока нет голосов! Будьте первым, кто оценит этот пост.