Rafmagn er ein af máttarstólpum nútíma menningar. Líf án rafmagns er auðvitað mögulegt, því forfeður okkar, sem ekki eru svo fjarlægir, stóðu sig bara vel án þess. "Ég mun lýsa öllu hérna með Edison og Swann perum!" - hrópaði Sir Henry Baskerville úr Hound of the Baskervilles eftir Arthur Conan Doyle og sá í fyrsta skipti dapra kastalann sem hann átti að erfa. En garðurinn var þegar í lok 19. aldar.
Rafmagn og framfarir þess hafa veitt mannkyninu fordæmalaus tækifæri. Það er næstum ómögulegt að telja þau upp, þau eru svo mörg og alþjóðleg. Allt sem umlykur okkur er einhvern veginn búið til með hjálp rafmagns. Það er erfitt að finna eitthvað ótengt því. Lifandi lífverur? En sum þeirra framleiða verulegt magn af rafmagni sjálf. Og Japanir hafa lært að auka uppskeru sveppa með því að verða fyrir háspennuáföllum. Sólin? Það skín af sjálfu sér en nú þegar er verið að vinna orku þess í rafmagn. Fræðilega séð, í sumum sérstökum þáttum lífsins, geturðu verið án rafmagns, en slík bilun flækir og gerir lífið dýrara. Svo þú þarft að þekkja rafmagn og geta notað það.
1. Skilgreining rafstraums sem rafeindastraums er ekki alveg rétt. Í rafgeymum rafgeyma er straumur til dæmis flæði vetnisjóna. Og í blómstrandi lampum og ljósmyndaviftum skapa róteindir ásamt rafeindum straum og í stranglega stjórnað hlutfalli.
2. Thales frá Miletus var fyrsti vísindamaðurinn sem veitti rafmagnsfyrirbærum athygli. Forngríski heimspekingurinn hugleiddi þá staðreynd að rauður stafur, ef hann er nuddaður við ull, byrjar að laða að sér hár, en hann fór ekki lengra en speglun. Hugtakið „rafmagn“ var búið til af enska lækninum William Gilbert, sem notaði gríska orðið „gulbrúnt“. Gilbert fór heldur ekki lengra en að lýsa því fyrirbæri að laða að sér hár, rykagnir og pappírsskrot með gulbrúnri staf sem nuddað var á ull - dómslæknir Elísabetar drottningar hafði lítinn frítíma.
Thales frá Miletus
William Gilbert
3. Leiðni uppgötvaði fyrst Stephen Gray. Þessi Englendingur var ekki aðeins hæfileikaríkur stjörnufræðingur og eðlisfræðingur. Hann sýndi dæmi um notaða nálgun að vísindum. Ef kollegar hans takmörkuðu sig við að lýsa fyrirbærinu og sem mest birtu verk sín, þá græddi Gray strax á leiðni. Hann sýndi fram á númerið „fljúgandi strákur“ í sirkusnum. Drengurinn sveimaði yfir vettvangnum á silki reipi, líkami hans var hlaðinn rafal og glansandi gullblöð laðaðust að lófunum. Garðurinn var galin 17. öld og „rafknús“ kom fljótt í tísku - neistaflug stökk á milli varanna tveggja manna sem hlaðnir voru rafal.
4. Sá fyrsti sem þjáðist af tilbúinni hleðslu rafmagns var þýski vísindamaðurinn Ewald Jürgen von Kleist. Hann smíðaði rafhlöðu, seinna kallað Leyden krukkuna, og hlaðði hana. Meðan hann reyndi að losa dósina fékk von Kleist mjög viðkvæmt raflost og missti meðvitund.
5. Fyrsti vísindamaðurinn sem dó í rannsókn á rafmagni var samstarfsmaður og vinur Mikhail Lomonosov. Georg Richmann. Hann rak vír frá járnstöng á þakinu inn í hús sitt og kannaði rafmagn í þrumuveðri. Ein þessara rannsókna lauk því miður. Eins og gefur að skilja var þrumuveðrið sérstaklega sterkt - rafboga rann á milli Richman og rafmagnsskynjarans og drap vísindamanninn sem stóð of nálægt. Hinn frægi Benjamin Franklin lenti líka í slíkum aðstæðum en andlitið á hundrað dollara seðlinum var heppið að lifa af.
Dauði Georg Richmann
6. Fyrsta rafhlaðan var búin til af Ítalanum Alessandro Volta. Rafhlaða þess var gerð úr silfurpeningum og sinkdiskum en pör þeirra voru aðskilin með blautu sagi. Ítalinn bjó til rafhlöðu sína á empírískan hátt - eðli rafmagns var þá óskiljanlegt. Frekar, vísindamenn töldu sig skilja það, en þeir töldu það rangt.
7. Fyrirbærið umbreytingu leiðara undir aðgerð straums í segul uppgötvaði Hans-Christian Oersted. Sænski náttúruheimspekingurinn kom óvart með vírinn sem straumurinn streymdi að áttavita og sá að sveigja örina. Fyrirbærið setti svip sinn á Oersted en hann skildi ekki hvaða möguleika það leynir í sjálfu sér. André-Marie Ampere rannsakaði á frjóan hátt rafsegulfræði. Frakkinn fékk helstu bollurnar í formi alhliða viðurkenningar og einingar núverandi styrkleika sem kenndir eru við hann.
8. Svipuð saga gerðist með hitavirkniáhrifin. Thomas Seebeck, sem starfaði sem aðstoðarmaður rannsóknarstofu við eina deild deildarinnar í Berlín, uppgötvaði að ef leiðari úr tveimur málmum er hitaður streymir straumur um hann. Fann það, tilkynnti það og gleymdi. Og Georg Ohm var bara að vinna að lögum sem verða kennd við hann og notaði verk Seebeck og allir vita nafn hans, öfugt við nafn aðstoðarmanns rannsóknarstofunnar í Berlín. Ohm, við the vegur, var rekinn úr starfi sínu sem eðlisfræðikennari í skóla fyrir tilraunir - ráðherra taldi að setja upp tilraunir sem væri óverðugt raunverulegum vísindamanni. Heimspeki var í tísku þá ...
Georg Ohm
9. En annar aðstoðarmaður rannsóknarstofu, að þessu sinni við Konunglegu stofnunina í London, setti prófessorana í uppnám. Michael Faraday, 22 ára, vann hörðum höndum við að búa til rafmótor hönnunar sinnar. Humphrey Davy og William Wollaston, sem buðu Faraday sem aðstoðarmenn rannsóknarstofu, þoldu ekki slíka frekju. Faraday breytti mótorum sínum þegar sem einkaaðili.
Michael Faraday
10. Faðir rafmagnsnotkunar til heimilis- og iðnaðarþarfa - Nikola Tesla. Það var þessi sérvitur vísindamaður og verkfræðingur sem þróaði meginreglurnar um að fá varstraum, flutning hans, umbreytingu og notkun í raftækjum. Sumir telja að stórslysið í Tunguska sé afleiðing af reynslu Tesla í tafarlausri orkuflutningi án víra.
Nikola Tesla
11. Í byrjun tuttugustu aldar tókst Hollendingnum Heike Onnes að fá fljótandi helíum. Til þess var nauðsynlegt að kæla gasið niður í -267 ° C. Þegar hugmyndin heppnaðist lét Onnes ekki af tilraununum. Hann kældi kvikasilfrið að sama hitastigi og komst að því að rafviðnám storkna málmvökvans fór niður í núll. Þannig uppgötvaðist ofurleiðni.
Heike Onnes - Nóbelsverðlaunahafi
12. Kraftur eldingarbylgju að meðaltali er 50 milljónir kílóvatta. Það virðist vera springa af orku. Af hverju gera þeir samt ekki tilraunir til að nota það á nokkurn hátt? Svarið er einfalt - eldingin er mjög stutt. Og ef þú þýðir þessar milljónir í kílóvattstundir, sem tjá orkunotkun, kemur í ljós að aðeins 1.400 kílóvattstundir losna.
13. Fyrsta verslunarorkuver heims gaf straum árið 1882. Hinn 4. september keyrðu rafalar hannaðir og framleiddir af fyrirtæki Thomas Edison nokkur hundruð heimili í New York borg. Rússland var eftir í mjög stuttan tíma - árið 1886 fór virkjun, staðsett rétt í Vetrarhöllinni, að vinna. Kraftur hennar var stöðugt að aukast og eftir 7 ár voru 30.000 lampar knúnir af honum.
Inni í fyrstu virkjuninni
14. Frægð Edisons sem snillingur rafmagns er mjög ýkt. Hann var tvímælalaust snjall stjórnandi og mestur í rannsóknum og þróun. Hver er aðeins áætlun hans um uppfinningar, sem raunverulega var framkvæmd! Löngunin til að finna stöðugt upp eitthvað fyrir tilgreindan frest hafði þó einnig neikvæðar hliðar. Aðeins eitt „straumastríð“ milli Edison og Westinghouse við Nikola Tesla kostaði neytendur raforku (og hverjir aðrir greiddu fyrir svartan PR og annan tengdan kostnað?) Hundruð milljóna þeirra sem studdir voru með gulldölum. En á leiðinni fengu Bandaríkjamenn rafstól - Edison ýtti í gegnum afplánun glæpamanna með víxlstraumi til að sýna hættuna.
15. Í flestum löndum heims er netspenna rafkerfa 220 - 240 volt. Í Bandaríkjunum og nokkrum öðrum löndum eru 120 volt afhent neytendum. Í Japan er netspennan 100 volt. Umskipti frá einni spennu til annarrar eru mjög dýr. Fyrir síðari heimsstyrjöldina var 127 volt spenna í Sovétríkjunum, síðan hófust smám saman umskipti í 220 volt - þar með minnkaði tap í netkerfum um 4 sinnum. Hins vegar voru sumir neytendur skiptir yfir í nýju spennuna strax í lok níunda áratugarins.
16. Japan fór sínar leiðir við að ákvarða tíðni straumsins í rafkerfinu. Með ársmun fyrir mismunandi landshluta var búnaður fyrir tíðni 50 og 60 hertz keyptur frá erlendum birgjum. Þetta var aftur í lok 19. aldar og enn eru tveir tíðnistaðlar í landinu. Hins vegar, þegar litið er til Japans, er erfitt að segja að þetta misræmi í tíðni hafi einhvern veginn haft áhrif á þróun landsins.
17. Breytileiki spennu í mismunandi löndum hefur leitt til þess að það eru að minnsta kosti 13 mismunandi gerðir af innstungum og innstungum í heiminum. Að lokum er öll þessi kakófónía greidd af neytandanum sem kaupir millistykki, færir mismunandi netkerfi til húsanna og síðast en ekki síst greiðir fyrir tap á vírum og spennum. Á Netinu er að finna margar kvartanir frá Rússum sem hafa flutt til Bandaríkjanna um að engar þvottavélar séu í fjölbýlishúsum í íbúðum - þær eru í mesta lagi í sameiginlegum þvottahúsi einhvers staðar í kjallaranum. Einmitt vegna þess að þvottavélar þurfa sérstaka línu, sem er dýrt að setja í íbúðir.
Þetta eru ekki allar tegundir af verslunum
18. Það vill svo til að hugmyndin um sívél, sem hafði dáið að eilífu í Bose, lifnaði við í hugmyndinni um dælubirgðastöðvar (PSPP). Upphaflega hljóðskilaboðin - til að jafna út daglegar sveiflur í raforkunotkun - voru færð að fáránleikanum. Þeir byrjuðu að hanna og byggja dælubirgðastöðvar jafnvel þar sem ekki eru daglegar sveiflur eða þær eru í lágmarki. Samkvæmt því fóru slægir félagar að yfirgnæfa stjórnmálamenn með heillandi hugmyndum. Í Þýskalandi er til dæmis verið að huga að verkefni til að búa til neðansjávar dælugeymslu á sjó í eitt ár. Eins og hugmyndamennirnir hafa hugsað sér, þarftu að sökkva risastórum holum steypukúlu undir vatn. Það mun fyllast af vatni með þyngdaraflinu. Þegar þörf er á auknu rafmagni verður vatninu frá boltanum komið til túrbínanna. Hvernig á að þjóna? Rafdælur auðvitað.
19. Nokkur umdeildari, vægast sagt lausnir frá sviði óhefðbundinnar orku. Í Bandaríkjunum komu þeir upp með strigaskó sem býr til 3 wött af rafmagni á klukkustund (þegar maður gengur auðvitað). Og í Ástralíu er hitavirkjun sem brennir hnotskurn. Einu og hálfu tonni af skeljum er breytt í eitt og hálft megavött af rafmagni á einni klukkustund.
20. Græn orka hefur nánast keyrt sameinaða ástralska raforkukerfið í „slæmt ástand“. Skortur á rafmagni, sem skapaðist eftir að TPP-afkasti var skipt út fyrir sólar- og vindorkuver, leiddi til þess að það hækkaði í verði. Verðhækkunin hefur orðið til þess að Ástralar hafa sett upp sólarplötur á heimili sín og vindmyllur nálægt húsunum. Þetta mun koma jafnvægi á kerfið enn frekar. Rekstraraðilar verða að kynna nýja getu, sem krefst nýrra peninga, það er að segja nýjar verðhækkanir. Ríkisstjórnin niðurgreiðir aftur á móti hvert kílóvatt af rafmagni sem það fær í bakgarðinum en leggur óbærilegar kröfur og kröfur til hefðbundinna virkjana.
Ástralskt landslag
21. Allir hafa vitað lengi að rafmagnið sem berst frá varmaorkuverum er „óhreint“ - CO er losað2 , gróðurhúsaáhrif, hlýnun jarðar o.fl. Á sama tíma þegja vistfræðingar um þá staðreynd að sama СО2 það myndast einnig við framleiðslu sólar, jarðhita og jafnvel vindorku (til að fá það þarf mjög ekki vistfræðileg efni). Hreinustu tegundir orku eru kjarnorku og vatn.
22. Í einni af borgum Kaliforníu er glóandi lampi, sem var kveiktur árið 1901, stöðugt tendraður í slökkviliði. Lampinn með aðeins 4 watta afl var búinn til af Adolphe Scheie, sem reyndi að keppa við Edison. Kolefnisþráðurinn er nokkrum sinnum þykkari en þræðir nútímalampa en þessi þáttur ákvarðar ekki endingu Chaier lampa. Nútíma þræðir (nánar tiltekið, spíralar) glóðarinnar brenna út þegar þeir eru ofhitnir. Kolefnisþræðir í sömu aðstæðum gefa einfaldlega meira ljós.
Plötuljós
23. Hjartalínurit er kallað raflaust alls ekki vegna þess að það er fengið með hjálp rafkerfis. Allir vöðvar mannslíkamans, þar á meðal hjartað, dragast saman og mynda raf hvata. Tækin skrá þau og læknirinn, sem horfir á hjartalínuritið, gerir greiningu.
24. Eldingarstöngin, eins og allir vita, var fundin upp af Benjamin Franklin árið 1752. En aðeins í borginni Nevyansk (nú Sverdlovsk hérað) árið 1725 var byggingu turns sem var meira en 57 metrar að hæð lokið. Nevyansk turninn var þegar krýndur með eldingarstöng.
Nevyansk turninn
25. Meira en milljarður manna á jörðinni lifir án aðgangs að rafmagni heimilanna.
