Elektrická energia je jedným z pilierov modernej civilizácie. Život bez elektriny je samozrejme možný, pretože naši nie tak vzdialení predkovia si bez nej počínali dobre. „Všetko tu zapálim žiarovkami Edison a Swann!“ Keď prvýkrát uvidel bezútešný hrad, ktorý sa chystal zdediť, vykríkol sir Henry Baskerville z filmu Pes baskervillského od Arthura Conana Doyla. Ale dvor bol už na konci 19. storočia.
Elektrina a s ňou spojený pokrok poskytli ľudstvu bezprecedentné príležitosti. Je takmer nemožné uviesť ich na zozname, sú tak početné a globálne. Všetko, čo nás obklopuje, sa nejako vyrába pomocou elektriny. Je ťažké nájsť niečo, čo s tým nesúvisí. Živé organizmy? Ale niektoré z nich sami vyrábajú značné množstvo elektriny. A Japonci sa naučili zvyšovať úrodu húb vystavením šokom vysokého napätia. Slnko? Svieti sám o sebe, ale jeho energia sa už teraz spracováva na elektrinu. Teoreticky sa v niektorých konkrétnych aspektoch života zaobídete bez elektriny, ale takáto porucha sa skomplikuje a predraží. Musíte teda poznať elektrinu a vedieť ju používať.
1. Definícia elektrického prúdu ako prúdu elektrónov nie je úplne správna. Napríklad v batériových elektrolytoch je prúdom tok vodíkových iónov. A vo žiarivkách a fotografických bleskoch vytvárajú protóny spolu s elektrónmi prúd v prísne regulovanom pomere.
2. Thales z Milétu bol prvým vedcom, ktorý venoval pozornosť elektrickým javom. Starogrécky filozof sa zamyslel nad tým, že keď sa jantárová tyčinka vtiera o vlnu, začne priťahovať vlasy, ale nešiel ďalej ako odlesky. Termín „elektrina“ vytvoril anglický lekár William Gilbert, ktorý používal grécke slovo „jantár“. Gilbert tiež nešiel ďalej, ako popísal fenomén prilákania chĺpkov, prachových častíc a zvyškov papiera jantárovou tyčinkou vtieranou do vlny - dvorný lekár kráľovnej Alžbety mal málo voľného času.
Táles z Milétu
William Gilbert
3. Vodivosť prvýkrát objavil Stephen Gray. Tento Angličan bol nielen talentovaným astronómom a fyzikom. Predviedol príklad aplikovaného prístupu k vede. Ak sa jeho kolegovia obmedzili na popísanie javu a v maximálnej miere zverejnili svoju prácu, potom Gray z vodivosti okamžite profitoval. Predviedol číslo „lietajúci chlapec“ v cirkuse. Chlapec sa vznášal nad arénou na hodvábnych lanách, jeho telo bolo nabité generátorom a jeho dlane priťahovali lesklé zlaté okvetné lístky. Nádvorie bolo galantné v 17. storočí a „elektrické bozky“ sa rýchlo stali módnymi - medzi perami dvoch ľudí nabitých generátorom preskakovali iskry.
4. Prvým človekom, ktorý trpel umelým nábojom elektriny, bol nemecký vedec Ewald Jürgen von Kleist. Skonštruoval batériu, ktorú neskôr nazvali Leydenská nádoba, a nabil ju. Pri pokuse o vyprázdnenie plechovky dostal von Kleist veľmi citlivý elektrický šok a stratil vedomie.
5. Prvým vedcom, ktorý zomrel pri štúdiu elektriny, bol kolega a priateľ Michaila Lomonosova. Georg Richmann. Prešiel drôtom zo železného stĺpa nainštalovaného na streche do svojho domu a počas búrok skúmal elektrinu. Jedna z týchto štúdií sa skončila smutne. Zrejme bola búrka obzvlášť silná - medzi Richmanom a elektrickým senzorom prekĺzol elektrický oblúk a zabil vedca, ktorý stál príliš blízko. Do takejto situácie sa dostal aj slávny Benjamin Franklin, no tvár stodolárovej bankovky mala šťastie, že prežila.
Smrť Georga Richmanna
6. Prvú elektrickú batériu vytvoril Talian Alessandro Volta. Jeho batéria bola vyrobená zo strieborných mincí a zinkových diskov, ktorých páry boli oddelené mokrými pilinami. Talian svoju batériu vytvoril empiricky - podstata elektriny bola potom nepochopiteľná. Vedci si skôr mysleli, že to chápu, ale mysleli to zle.
7. Fenomén transformácie vodiča pri pôsobení prúdu na magnet objavil Hans-Christian Oersted. Švédsky prírodný filozof omylom priniesol drôt, ktorým prúdil prúd, na kompas a uvidel vychýlenie šípky. Fenomén urobil na Oersteda dojem, ale nechápal, aké možnosti v sebe skrýva. André-Marie Ampere plodne skúmal elektromagnetizmus. Francúz dostal hlavné buchty v podobe univerzálneho uznania a po ňom pomenovanú jednotku prúdu.
8. Podobný príbeh sa stal aj s termoelektrickým javom. Thomas Seebeck, ktorý pracoval ako laborant na jednom z katedier na univerzite v Berlíne, zistil, že ak ohrejete vodič z dvoch kovov, potom ním preteká prúd. Našiel, nahlásil a zabudol. A Georg Ohm práve pracoval na zákone, ktorý bude po ňom pomenovaný, a využil dielo Seebecka a jeho meno je na rozdiel od mena berlínskeho laboranta známe každému. Ohm, mimochodom, bol prepustený z funkcie školského učiteľa fyziky pre experimenty - minister považoval uskutočňovanie experimentov za vec nehodný skutočného vedca. Filozofia bola vtedy v móde ...
Georg Ohm
9. Ale ďalší laborant, tentokrát na Kráľovskom inštitúte v Londýne, profesorov veľmi rozladil. Michael Faraday (22) tvrdo pracoval na vytvorení elektromotora svojho dizajnu. Humphrey Davy a William Wollaston, ktorí pozvali Faradaya ako laborantov, nemohli zniesť takú drzosť. Faraday upravil svoje motory už ako súkromná osoba.
Michael Faraday
10. Otec využívania elektriny na domáce a priemyselné potreby - Nikola Tesla. Bol to tento výstredný vedec a inžinier, ktorý vyvinul princípy získavania striedavého prúdu, jeho prenosu, transformácie a použitia v elektrických zariadeniach. Niektorí ľudia veria, že katastrofa Tunguska je výsledkom Teslovej skúsenosti s okamžitým prenosom energie bez drôtov.
Nikola Tesla
11. Na začiatku dvadsiateho storočia sa Holanďanovi Heike Onnesovi podarilo získať tekuté hélium. Na to bolo potrebné ochladiť plyn na -267 ° C. Keď bola myšlienka úspešná, Onnes sa experimentov nevzdal. Ochladil ortuť na rovnakú teplotu a zistil, že elektrický odpor stuhnutej kovovej kvapaliny klesol na nulu. Takto bola objavená supravodivosť.
Heike Onnes - nositeľ Nobelovej ceny
12. Sila priemerného úderu blesku je 50 miliónov kilowattov. Vyzeralo by to ako výbuch energie. Prečo sa stále nesnažia ho nejako využiť? Odpoveď je jednoduchá - úder blesku je veľmi krátky. A ak tieto milióny premeníte na kilowatthodiny, ktoré vyjadrujú spotrebu energie, ukáže sa, že sa uvoľní iba 1 400 kilowatthodín.
13. Prvá komerčná elektráreň na svete dala prúd v roku 1882. 4. septembra generátory, ktoré navrhla a vyrobila spoločnosť Thomasa Edisona, napájali niekoľko stoviek domov v New Yorku. Rusko zaostávalo veľmi krátko - v roku 1886 začala pracovať elektráreň umiestnená priamo v Zimnom paláci. Jeho výkon sa neustále zvyšoval a po 7 rokoch ním bolo napájaných 30 000 žiaroviek.
Vo vnútri prvej elektrárne
14. Sláva Edisona ako génia elektriny je značne prehnaná. Bol nepochybne dômyselným manažérom a najväčším v oblasti výskumu a vývoja. Aký je iba jeho plán vynálezov, ktorý sa skutočne uskutočnil! Túžba neustále niečo vymýšľať do stanoveného dátumu však mala aj negatívne stránky. Samotná „vojna prúdov“ medzi Edisonom a Westinghouse s Nikolom Teslom stála spotrebiteľov elektriny (kto iný zaplatil za čierne PR a ďalšie súvisiace náklady?) Stovky miliónov z nich krytých zlatými dolármi. Američania ale počas cesty dostali elektrické kreslo - Edison pretláčal popravu zločincov striedavým prúdom, aby ukázal svoje nebezpečenstvo.
15. Vo väčšine krajín sveta je nominálne napätie elektrických sietí 220 - 240 voltov. V Spojených štátoch a niekoľkých ďalších krajinách je spotrebiteľom dodávaných 120 voltov. V Japonsku je sieťové napätie 100 voltov. Prechod z jedného napätia na druhé je veľmi nákladný. Pred druhou svetovou vojnou bolo v ZSSR napätie 127 voltov, potom sa začal postupný prechod na 220 voltov - s ním sa straty v sieťach znižovali štvornásobne. Niektorí spotrebitelia však prešli na nové napätie už koncom 80. rokov.
16. Japonsko išlo svojou vlastnou cestou pri určovaní frekvencie prúdu v elektrickej sieti. S rozdielom roka pre rôzne časti krajiny bolo zariadenie pre frekvencie 50 a 60 Hz zakúpené od zahraničných dodávateľov. Bolo to späť na konci 19. storočia a v krajine stále existujú dva frekvenčné štandardy. Pri pohľade na Japonsko je však ťažké povedať, že tento rozdiel vo frekvenciách nejako ovplyvnil vývoj krajiny.
17. Variabilita napätia v rôznych krajinách viedla k skutočnosti, že na svete existuje najmenej 13 rôznych typov zástrčiek a zásuviek. Nakoniec všetku túto kakofóniu platí spotrebiteľ, ktorý si kupuje adaptéry, prináša do domov rôzne siete a čo je najdôležitejšie, platí straty za drôty a transformátory. Na internete nájdete veľa sťažností Rusov, ktorí sa presťahovali do Spojených štátov, že v bytových domoch v bytoch nie sú práčky - oni sú maximálne v spoločnej práčovni niekde v suteréne. Práve preto, že práčky potrebujú samostatný riadok, ktorého inštalácia v bytoch je nákladná.
Nie sú to všetky typy predajní
18. Zdá sa, že myšlienka stroja na trvalý pohyb, ktorý navždy zomrel v Bose, ožila v myšlienke prečerpávacích elektrární (PSPP). Spočiatku zvuková správa - vyrovnať denné výkyvy v spotrebe elektriny - sa dostala do bodu absurdnosti. Začali navrhovať PSP a snažiť sa stavať aj tam, kde nedochádza k denným výkyvom alebo sú minimálne. Podľa toho prefíkaní súdruhovia začali zahlcovať politikov očarujúcimi myšlienkami. Napríklad v Nemecku sa rok uvažuje o projekte vytvorenia podmorskej prečerpávacej elektrárne v mori. Podľa koncepcie tvorcov musíte ponoriť obrovskú dutú betónovú guľu pod vodu. Naplní sa vodou samospádom. Ak je potrebná ďalšia elektrina, voda z gule sa dodá do turbín. Ako slúžiť? Samozrejme elektrické pumpy.
19. Pár kontroverznejších, mierne povedané riešení z oblasti nekonvenčnej energie. V USA prišli s bežeckou obuvou, ktorá generuje 3 watty elektriny za hodinu (samozrejme pri chôdzi). A v Austrálii je tepelná elektráreň, ktorá horí v skratke. Jeden a pol tony mušlí sa za jednu hodinu premení na jeden a pol megawattu elektriny.
20. Zelená energia prakticky uviedla jednotný austrálsky energetický systém do stavu „divokého“. Nedostatok elektriny, ktorý vznikol po nahradení kapacít TPP solárnymi a veternými elektrárňami, viedol k jej zdražovaniu. Rast cien viedol Austrálčanov k inštalácii solárnych panelov na ich domy a veterných turbín v blízkosti ich domov. To ďalej spôsobí nerovnováhu systému. Prevádzkovatelia musia zaviesť nové kapacity, čo si vyžaduje nové peniaze, to znamená nové zvyšovanie cien. Vláda na druhej strane dotuje každý kilowatt elektriny, ktorú získa na záhrade, a zároveň ukladá neúnosné poplatky a požiadavky na tradičné elektrárne.
Austrálska krajina
21. Každý už dávno vie, že elektrina prijímaná z tepelných elektrární je „špinavá“ - emituje sa CO2 , skleníkový efekt, globálne otepľovanie atď. Ekológovia zároveň mlčia o tom, že ten istý CO2 vyrába sa tiež pri výrobe slnečnej, geotermálnej a dokonca aj veternej energie (na jej získanie sú potrebné veľmi neekologické látky). Najčistejšími druhmi energie sú jadrová energia a voda.
22. V jednom z kalifornských miest žiarovka, ktorá bola zapnutá v roku 1901, nepretržite svieti v hasičskom zbore. Lampu s výkonom iba 4 watty vytvoril Adolphe Scheie, ktorý sa snažil konkurovať Edisonovi. Uhlíkové vlákno je niekoľkonásobne hrubšie ako vlákna moderných žiaroviek, ale životnosť Chaierovej žiarovky nie je určená týmto faktorom. Moderné vlákna (presnejšie špirály) žiarovky vyhoria pri prehriatí. Uhlíkové vlákna v rovnakej situácii len vydávajú viac svetla.
Lampa na držiak záznamu
23. Elektrokardiogram sa vôbec nazýva elektrický, pretože sa získava pomocou elektrickej siete. Všetky svaly ľudského tela, vrátane srdca, sa sťahujú a vytvárajú elektrické impulzy. Prístroje ich zaznamenávajú a lekár pri pohľade na kardiogram stanoví diagnózu.
24. Bleskozvod, ako každý vie, vynašiel Benjamin Franklin v roku 1752. Ale až v meste Nevjansk (dnešná oblasť Sverdlovsk) v roku 1725 bola dokončená výstavba veže s výškou viac ako 57 metrov. Nevyanská veža už bola korunovaná bleskozvodom.
Nevjanská veža
25. Viac ako miliarda ľudí na Zemi žije bez prístupu k elektrickej energii pre domácnosť.
