Электричество настолько повсеместно присутствует в нашей повседневной жизни, что мы склонны считать его такой же фундаментальной необходимостью, как и водопроводная вода. Однако правда заключается в том, что люди лишь относительно недавно воспользовались его преимуществами. Изучаемое с конца XVI века, электричество - под которым понимаются наблюдаемые электрические явления - долгое время было лишь предметом любопытства и развлечения, прежде чем стало частью нашей повседневной жизни. Если вы когда-либо задавались вопросом, как и почему произошли эти изменения, вы найдете ответы на многие из них в этой краткой истории электричества.

В компании Dimatech Costa del Sol s.l. мы занимаемся установкой светодиодных светильников, электрических панелей, поломкой газовых котлов, установкой зарядных устройств для электромобилей и всеми видами электромонтажных работ в Марбелье, Сан-Педро-Алькантаре, Эстепоне, Канселаде и других близлежащих городах Коста-дель-Соль, поэтому вся наша работа вращается вокруг этой проблемы электричества. Мы являемся электриками для частных лиц и компаний рядом с вами. Хотите узнать подробности? Если да, читайте дальше.

Открытие электричества: его принципы

До конца 18 века термин "электричество" относился к телам, которые при трении друг о друга притягивались или отталкивались - область, известная сегодня как электростатика. В любом случае, притяжение легких тел к наэлектризованным объектам за счет трения известно с древности. Его открытие приписывают греческому философу Фалесу Милетскому (6 век до н.э.), который заметил, что после энергичного растирания небольшого кусочка янтаря он приобрел свойство притягивать мелкие частицы. Действительно, слово "электричество" происходит от греческого elektron, что означает "янтарь". Однако систематическое изучение электричества началось лишь в конце XVI века, когда английский ученый Уильям Гильберт (1544-1603) стал автором первого известного трактата на эту тему.

Вклад Гилберта был подхвачен немцем Отто фон Герике (1602-1686), который изобрел первую вакуумную машину. Это облегчало притяжение наэлектризованных тел, поскольку воздух больше не был препятствием. Фон Герике был также архитектором первой электростатической машины: в данном случае - большого серного шара, который ученый наэлектризовал, потирая его руками. Эти элементарные приборы позволили ему открыть как явление электропроводности, то есть способность этой таинственной энергии передаваться через определенные тела, так и силу точек, то есть склонность заостренных предметов проявлять электрические свойства.

Последний эффект был использован столетие спустя американцем Бенджамином Франклином (1706-1790), после того как в 1752 году он продемонстрировал, что молния - это электрическое явление, своего рода гигантская искра. Это наблюдение, а также выводы фон Герике о заостренных предметах позволили ему изобрести громоотвод. Это был заостренный стержень, который, будучи помещенным на здания или корабли, защищал их от воздействия электричества из облаков.

В XVIII веке экспериментальная работа, начатая в предыдущем столетии, ускорилась. Вскоре были обнаружены другие эффекты и появились новые инструменты, а также были определены новые понятия, что является необходимым предварительным шагом для понимания электростатических явлений. Англичанину Стивену Грею (1666-1673) мы обязаны открытием электризации путем воздействия, заключающейся в возможности электризации тела на расстоянии, без непосредственного контакта, а также различием между проводящими телами, которые позволяют электричеству распространяться, и изолирующими телами, которые препятствуют этой передаче.

Положительные и отрицательные заряды и напряжение

В 1733 году французский физик и химик Шарль дю Фей (1698-1739) сделал еще один ключевой вклад в историю электричества. Дю Фей обнаружил, что существует два типа электричества - то, что мы сейчас называем электрическими зарядами: первый тип, получаемый при трении стекла, который он назвал стеклянным электричеством, и второй тип, получаемый при трении смолистых тел, который он назвал смолистым электричеством. Названия, безусловно, хорошо расположены и делают причину их появления вполне понятной. Два тела с одинаковым электрическим зарядом отталкиваются друг от друга, а два тела с разным электрическим зарядом притягиваются друг к другу. По этой причине Бенджамин Франклин спустя годы принял концепцию положительного и отрицательного электричества. Это то, что мы всегда слышали в школе.

Но настоящая революция пришла из неожиданного места: работа итальянского анатома Луиджи Гальвани (1737-1798) над мышцами препарированных лягушачьих лапок. В 1791 году он обнаружил, что эти мышцы проявляют любопытные электрические свойства, когда вступают в контакт с двумя металлами разной природы. Во что он играл, чтобы осознать это странное обстоятельство?

Вскоре после этого итальянский физик Алессандро Вольта (1745-1827) подхватил достижения своего соотечественника и показал, что лягушка играет лишь второстепенную роль: электрический эффект возникает в результате контакта двух металлов разной природы через влажную ткань. Вдохновленный этим выводом, в 1800 году он разработал первую электрическую батарею, которая состояла из груды - отсюда и название - медных и цинковых дисков, между которыми были соединены ткани, пропитанные кислотой. Это действительно была электрическая революция, которая приближает нас к более современным понятиям электричества и электриков.

Это изобретение произвело революцию в электричестве: в отличие от электростатических машин, которые нужно было заряжать трением - и которые разряжались за очень короткое время - батарея Вольта создавала своего рода непрерывный разряд, который французский физик Андре-Мари Ампер (отсюда и термин Ампер) (1775-1836) в 1820 году окрестил электрическим током. Это понятие относится к перемещению зарядов внутри проводника. В честь Ампера международная единица измерения силы электрического тока, т.е. количества зарядов, проходящих через участок проводника в единицу времени, называется ампер. В честь Вольты был придуман термин "напряжение", т.е. способность батареи вырабатывать электрический ток. Это количество будет выражено в вольтах.

Двигатели и электромагнетизм

Другой важный момент в истории электричества наступил с открытием электролиза - разложения вещества в растворе на ионы под действием электрического тока. Это было сделано с помощью двух твердых стержней, соединенных с клеммами батареи (два электрода, согласно терминологии, введенной Майклом Фарадеем несколько лет спустя). Электролиз позволил английскому химику Хамфри Дэви (1778-1829) открыть в начале XIX века множество доселе неизвестных элементов: натрий, калий, кальций, магний, барий и стронций. Заменив водный раствор газом, заключенным в стеклянный корпус, были получены первые длительные электрические разряды, которые послужили основой для первых городских осветительных приборов во второй половине 19 века. Сейчас мы находимся почти в современном мире. Наконец, в 1841 году англичанин Джеймс Прескотт Джоуль (1818-1899) заметил, что прохождение электрического тока в металлическом проводнике вызывает выделение тепла. Это эффект Джоуля, явление, при котором при протекании электрического тока в проводнике часть кинетической энергии электронов превращается в тепло.

Это открытие вызвало вторую революцию в Северной Европе. В 1820 году Ханс Кристиан Эрстед (1777-1851), профессор физики Копенгагенского университета, заметил, что проводник с электрическим током отклоняет магнитную иглу, расположенную рядом. Этот эксперимент, впервые показав существование магнитных эффектов электричества, положил начало изучению взаимодействий между магнитами и проводами, пересекаемыми током.

Данное исследование имеет значительные теоретические последствия. Например, он показал, что магнит может перемещать проводник, по которому течет ток. Используя этот эффект для включения электрической цепи, Майкл Фарадей уже в 1821 году реализовал то, что можно считать прародителем электродвигателя.

С другой стороны, опыт Эрстеда продемонстрировал существование связей между электричеством и магнетизмом. Эти две области были объединены шотландцем Джеймсом Клерком Максвеллом (1831-1879) в 1864 году, что привело к появлению электромагнетизма.

Эпоха великих электрических изобретений!

Вторая половина 19 века ознаменовалась впечатляющим развитием промышленного или электротехнического электричества. Батарея Вольта вскоре была заменена более эффективными батареями, такими как батарея Даниэля (1836), батарея Бунзена (1841) или батарея Лекланше (1864). В 1859 году француз Гастон Планте (1834-1889) разработал первую перезаряжаемую батарею или аккумулятор. Генераторы пережили аналогичный бум: изобретение динамо-машины в 1870-х годах Зеноби Граммом (1826-1901) ознаменовало появление первых генераторов переменного тока или генераторов переменного тока, в частности, благодаря работе хорватского инженера Николы Теслы, имя которого, безусловно, знакомо нам, по крайней мере, Элону Маску (1856-1943). Эти устройства, приводимые в движение огромными турбинами электростанций, являются центральным элементом в производстве электрической энергии. Развитие генераторов естественным образом сопровождалось развитием инверторных устройств, более известных как электродвигатели.

Эти достижения способствовали развитию электрических приложений на протяжении всего прошлого века. Уже в 1839 году в Англии появился первый телекоммуникационный прибор, использующий электрические сигналы, передаваемые по проводу, - телеграф, разработанный инженерами Уильямом Куком и Чарльзом Уитстоном. В 1876 году американец Александр Грэм Белл (1847-1922) впервые использовал электрические сигналы для передачи человеческого голоса на расстоянии: так появился телефон. Что бы он сказал сейчас, если бы увидел, что никто больше не звонит по телефону и что мы смотрим все только в интернете?

Вскоре пришла очередь электрифицированных средств передвижения: первый электрический трамвай, созданный немецкими инженерами Вернером фон Сименсом и Иоганном Хальске, датируется 1879 годом. Первый электропоезд, изобретенный Томасом Алвой Эдисоном (1847-1931), датируется 1880 годом. Эдисон также был движущей силой многочисленных изобретений, таких как фонограф, кинокамера и лампа накаливания. Он был феноменом, и именно благодаря ему все электрики имеют работу.

Благодаря разработке электрических трансформаторов в 1880-х годах и высокому напряжению, которое обеспечивали эти устройства, стало возможным увеличить расстояние транспортировки электроэнергии от места ее производства до сердца городов, что стало урбанистической революцией. Это также ознаменовало рождение световых вывесок, что стало поворотным моментом в истории рекламы.

На данном этапе истории электричества мы могли бы остановиться на многих других аспектах, которые позволили эволюционировать и усовершенствовать освещение, например, на светодиодной технологии. Или рождение первого телевизора, созданного 26 января 1927 года шотландцем Джоном Логи Бэрдом (1888-1946). Однако достижений так много и они настолько решающие, что заслуживают отдельного поста.

Мы надеемся, что нам удалось пролить свет на тему электричества и его происхождения, на то, как постепенно осознавалась польза энергии, и на те огромные достижения, которые были сделаны за последние несколько столетий и значительно облегчили нашу жизнь. Что предстоит открыть в следующем столетии? Никто не знает, но это должно быть невероятно. Прогресс идет по экспоненте, и я не думаю, что у технического прогресса есть предел.

Мы являемся электриками для компаний и частных лиц и находимся рядом с вами.

DIMATECH COSTA DEL SOL "ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ".

www.dimatech.es