Кто первым изобрел электричество: в каком году появилось и кто изобрел, история открытия постоянного и переменного тока

в каком году появилось и кто изобрел, история открытия постоянного и переменного тока

В жизни современного человека огромную роль играет электричество. До сих пор многие не понимают, как когда-то люди жили без электрического тока. В наших домах есть свет, вся бытовая техника, начиная от телефона и заканчивая компьютером, работает от электрического напряжения. Кто изобрёл электричество и в каком году это произошло, знают далеко не все. А вместе с тем это открытие положило начало новому периоду в истории человечества.

• На пути к появлению электричества
• Первое применение электроэнергии
• Использование освещения в России
• Переменный и постоянный ток
  • Основные области потребления
  • Электроток в жизни и природе

На пути к появлению электричества

Древнегреческий философ Фалес, живший в 7 веке до нашей эры, выяснил, что если потереть янтарь о шерсть, то к камню начнут притягиваться мелкие предметы. Лишь спустя много лет, в 1600 году, английский физик Уильям Гилберт ввел термин «электричество». С этого момента ученые стали уделять ему внимание и проводить исследования в этой области. В 1729 Стивен Грей доказал, что электричество можно передавать на расстоянии. Важный шаг был сделан после того, как французский ученый Шарль Дюфэ открыл, как он считал, существование двух видов электричества: смоляного и стеклянного.

Первым, кто попробовал объяснить, что такое электричество, был Бенджамин Франклин, портрет которого нынче красуется на стодолларовой купюре. Он считал, что все вещества в природе имели «особую жидкость». В 1785 был открыт закон Кулона. В 1791 году итальянский ученый Гальвани исследовал мышечные сокращения у животных. Он выяснил, проводя опыты на лягушке, что мышцы постоянно возбуждаются мозгом и передают нервные импульсы.

Огромный шаг на пути к изучению электричества был сделан в 1800 году итальянским физиком Алессандром Вольта, который придумал и изобрел гальванический элемент — источник постоянного тока. В 1831 году англичанин Майкл Фарадей изобрел электрический генератор, который работал на основе электромагнитной индукции.

Огромный вклад в развитие электричества внес выдающийся ученый и изобретатель Никола Тесла. Он создал приборы, которые до сих пор используются в быте. Одна из самых известных его работ — двигатель переменного тока, на основе которого был создан генератор переменного тока. Также он проводил работы в области магнитных полей. Они позволяли использовать переменный ток в электродвигателях.

Еще одним ученым внесшим вклад в развитие электричества, был Георг Ом, который экспериментальным путем вывел закон электрической цепи. Другим выдающимся ученым был Андре-Мари Ампер. Он изобрел конструкцию усилителя, которая представляла собой катушку с витками.

Также важную роль в изобретении электричества сыграли:

• Пьер Кюри.
• Эрнест Резерфорд.
• Д. К. Максвелл.
• Генрих Рудольф Герц.

Первое применение электроэнергии

В 1870-х годах русским ученым А. Н. Лодыгиным была изобретена лампа накаливания. Он, предварительно откачав из сосуда воздух, заставил светиться угольный стержень. Чуть позже он предложил заменить угольный стержень на вольфрамовый. Однако запустить лампочку в массовое производство смог другой ученый — американец Томас Эдисон. Поначалу в качестве нити в лампе он использовал обугленную стружку, полученную из китайского бамбука. Его модель получилась недорогой, качественной и могла прослужить относительно долгое время. Значительно позже Эдисон заменил нить на вольфрамовую.

Никто не знает, в каком году изобрели электричество, но начиная с XIX века оно активно вошло в жизнь человека. Поначалу это было просто освещение, затем электрический ток начали применять и для других сфер жизни (транспорта, средств передачи информации, бытовой техники).

Использование освещения в России

Пытаясь выяснить, в каком году появилось электричество в России, учёные склоняются к мнению, что это случилось в 1879 году. Именно тогда был освещен Литейный мост в Петербурге. 30 января 1880 года был создан электротехнический отдел в Русском техническом обществе. Это общество и занималось развитием электричества в Российской империи. В 1883 году произошло знаковое в истории электричества событие — было выполнено освещение Кремля, когда к власти пришел Александр III. По его указу образовывается специальное общество, которое занимается разработкой генерального плана по электрификации Петербурга и Москвы.

Переменный и постоянный ток

Когда открыли электричество, между Томасом Эдисоном и Никола Теслой разгорелся спор, какой ток использовать в качестве основного, переменный или постоянный. Противостояние между учёными даже было прозвано «Войной токов». В этой борьбе победил переменный ток, так как он:

• легко передается на большие расстояния;
• не несет огромных потерь, передаваясь на расстоянии.

Основные области потребления

В повседневной жизни постоянный ток применяется довольно часто. От него работают различные бытовые приборы, генераторы и зарядные устройства. В промышленности его используют в аккумуляторах и двигателях. В некоторых странах им оснащаются линии электропередач.

Переменный ток способен меняться по направлению и величине в течение определенного промежутка времени. Он применяется чаще постоянного. В наших домах его источником служат розетки, к ним подключают различные бытовые приборы под разным напряжением. Переменный ток часто применяется в промышленности и при освещении улиц.

Электроток в жизни и природе

Сейчас электричество в наши дома поступает благодаря электрическим станциям. На них установлены специальные генераторы, которые работают от источника энергии. В основном эта энергия тепловая, которая получается при нагревании воды. Для нагревания воды используют нефть, газ, ядерное топливо или уголь. Пар, образовывающийся при нагревании воды, приводит в действие огромные лопасти турбин, которые, в свою очередь, запускают генератор. В качестве питания генератора можно использовать энергию воды, падающую с высоты (с водопадов или плотин). Реже используется сила ветра или энергия солнца.

Затем генератор при помощи магнита создает поток электрических зарядов, проходящих по медным проводам. Для того чтобы передавать ток на большие расстояния, необходимо повысить напряжение. Для этой роли используется трансформатор, который повышает и понижает напряжение. Потом электричество с большой мощностью передается по кабелям к месту его применения. Но перед попаданием в дом необходимо понизить напряжение с помощью другого трансформатора. Теперь оно готово к использованию.

Когда заводят разговор об электричестве в природе, первыми на ум приходят молнии, но это далеко не единственный его источник. Даже наши с вами тела имеют электрический заряд, он существует в тканях человека и передает нервные импульсы по всему организму. Но не только человек содержит в себе электрический ток. Многие обитатели подводного мира также способны выделять электричество, например, скат содержит в себе заряд мощностью 500 Ватт, а угорь может создать напряжение до 0,5 киловольт.

когда придумали, в каком году появилось, история открытия

Электричество представляет собой совокупность явлений, которые обусловлены существованием, взаимодействием и перемещением электрических зарядов. Сегодня сложно представить себе жизнь людей без применения этого открытия. Но далеко не каждый знает, кто конкретно изобрел электричество. Первым этот термин использовал английский ученый Уильям Гильберт. В своей работе он описал ряд экспериментов с наэлектризованными телами.

Содержание

Первое знакомство человека с электричеством

Современные ученые считают, что электричество у людей появилось очень давно. Приблизительно в 600 году до нашей эры людям Древней Греции удалось установить, что трение меха об янтарь приводит к появлению притяжения между ними. Это явление служит демонстрацией статического электричества. Его полностью описали ученые семнадцатого века.

Также в первой половине двадцатого века ученым удалось найти горшки с медными листами внутри. Они трактовали их использование в качестве древних батарей, которые предназначались для получения света в Древнем Риме. Также устройства также были найдены около Багдада. Это свидетельствует о том, что древние персы тоже могли пользоваться такими батареями.

К семнадцатому веку ученым удалось сделать немало открытий в сфере электричества. К ним относится создание электростатического генератора, разделение зарядов на положительные и отрицательные, разграничение материалов на изоляторы и проводники.

Происхождение слова

Слово «electricus» придумал английский естествоиспытатель Уильям Гилберт. Он использовал этот термин для описания силы, которую создают определенные вещества при трении друг с другом. Несколько позже английский исследователь Томас Браун издал несколько книг, в которых применял термин «электричество». Там он описывал свои исследования, которые базировались на работе Гилберта.

История открытия

В каком именно году открыли электричество? Этот вопрос интересует многих. Тем не менее, дать однозначный ответ на него сложно. Дело в том, что свой вклад в изучение этого явления внесли многие исследователи. Это привело к появлению многих значимых устройств и приборов.

Труды Уильяма Гилберта

Ульям Гилберт – это придворный медик и физик, который работал при английском дворе в конце семнадцатого века. Источником его вдохновения были работы древнегреческого мыслителя. После чего он начал проводить свои собственные исследования в направлении изучения электричества.

Ученый придумал особый прибор для исследования электричества, который назывался «версор». С помощью этого устройства ученый сумел расширить знания об электрических явлениях. Так ему удалось установить, что похожими на янтарь характеристиками отличаются сланцы, алмаз, опал, карборунд. Также подобные свойства присущи стеклу и аметист.

Помимо этого, Гилберт определил связь между электричеством и огнем. Также он сделал ряд других значимых открытий. Благодаря этому современные исследователи называют его родоначальником электротехники.

В 1663 году бургомистр Магдебурга Отто фон Герике продолжил труды Гилберта. В результате чего им была создана электростатическая машина. Устройство применялось для изучения притягивания и отталкивания различных тел.

Вклад Шарля Франсуа Дюфе

Химик из Франции Шарль Франсуа Дюфе сделал ряд важных открытий начала семнадцатого века. Он создал теорию о двух видах электричества, а именно – смолистом и стекловидном. Сегодня они известны как отрицательный и положительный заряды. К тому же исследователь прояснил ряд важных заблуждений – к примеру, что электрические характеристики объекта имеют связь с его цветом.

Исследования Б. Франклина

В середине семнадцатого века Бенджамин Франклин занимался изучением и выполнял множество экспериментов для лучшего понимания электричества. В 1748 году он создал электрическую батарею. Для этого он взял несколько стеклянных листов и зажал их между пластинами из свинца. Также ученый открыл закон сохранения заряда.

В 1752 году Франклин выполнил важный эксперимент с применением воздушного змея. Он сумел доказать, что молния представляет собой электричество. Для этого ученый запустил в грозу воздушного змея. Как и ожидалось, змей сумел собрать небольшое количество заряда из грозовых облаков. После чего ток передался веревке. Опыт помог доказать, что молния характеризуется электрической природой. Эксперимент ученого стал основой для создания громоотвода.

Открытия Луиджи Гальвани

Луиджи Гальвани, физик и биолог из Италии, сделал важные открытия в сфере биоэлектромагнетизма. В каком именно году он проводил свои эксперименты? В 1780 году исследователь выполнил несколько опытов на лягушках и установил, что электричество представляет собой среду, через которую нейроны посылают сигналы мышечным тканям.

Изобретение А. Вольта

Итальянский физик Алессандро Вольта открыл, что в результате ряда химических реакций может синтезироваться постоянный электрический ток. Ученый сконструировал электрическую батарею для получения непрерывного потока электрического заряда. Она состояла из меди и цинка, которые послойно чередовались друг с другом.

Ученый также отличал электрический потенциал и заряд. Исследователь описывал, что эти явления пропорциональны для рассматриваемого объекта. Современные ученые называют это законом емкости Вольта. Именно поэтому единица измерения электрического потенциала получила название в честь исследователя.

Исследования, проведенные Вольтом, заинтересовали других ученых и побудили их провести похожие исследования. Это в результате стало причиной возникновения нового направления в области физической химии, которая называется электрохимией.

Впоследствии Георгу Ому удалось установить связь между сопротивлением электрической цепи, напряжением и силой тока. Это произошло в 1826 году. Это помогло сделать существенный вклад в развитие науки. Сегодня открытое ученым явлением именуют законом Ома.

Открытие магнитных полей

В первой половине девятнадцатого века датский физик Ханс Эрстед выявил прямую взаимосвязь между магнетизмом и электричеством. В 1820 году он сделал публикацию и описал, как стрелка компаса может под влиянием электротока отклоняться. Разработки Эрстеда легли в основу работ французского ученого Андре-Мари Ампера.

В 1822 году ученому удалось открыть магнитный эффект у соленоида во время протекания электрического тока по нему. Исследователь предложил применять стальной сердечник для усиления магнитного поля. Его помещали в соленоид.

В двадцатые годы девятнадцатого века Ампер придумал много приборов. Среди наиболее известных устройств стоит выделить электромагнит и электрический телеграф.

Практичное применение электричества от Фарадея

Фарадей считается автором концепции электромагнитного поля. Он установил, что световые лучи находятся под влиянием магнетизма. Он придумал электромагнитные вращательные приборы, которые стали основой технологии электрических двигателей.

Затем Фарадей разработал электрическую динамомашину. Это случилось в 1831 году. Новое устройство давало возможность постоянно трансформировать механическую энергию вращения в электрическую. Благодаря этому удалось производить электричество.

После своих экспериментов исследователь в течение 10 лет старался преобразовать магнетизм в электрический ток. К тому же Фарадею удалось создать базу для возникновения новой научной отрасли – радиотехники.

Теория Максвелла

Британский исследователь Джеймс Максвелл сумел решить задачу создания математической теории, которая объединяла концепции силовых линий и дальнодействия. Физик записал уравнения, которые определяли взаимодействия токов и зарядов. Это случилось в 1873 году.

Благодаря этому удалось установить, что электрическое поле, которое со временем меняется, приводит к возникновению магнитного поля. В свою очередь, это приводит к появлению электрического пола. Такое взаимодействие способствует распространению электромагнитных волн в пространстве со скоростью света.

Впоследствии Генрих Герц доказал эту теорию касательно электрического тока. После чего знаменитый итальянец Маркони воспользовался явлением волн и придумал радио.

Коммерческая революция Эдисона

Важным изобретением Томаса Эдисона считается лампочка, которая могла служить довольно долго. Это приспособление было придумано в 1879 году. Следующим изобретением ученого стало создание электросистемы, которая могла обеспечивать людей энергией для работы таких ламп. В 1882 году исследователь построил электростанцию, которая могла синтезировать электроэнергию и перемещать ее в жилища людей. Она располагалась в Лондоне.

Через несколько месяцев исследователь создал еще одну электростанцию. Она располагалась в Нью-Йорке и могла обеспечивать электричеством часть Манхэттена. При этом 85 потребителей смогли получить достаточное количество энергии, чтобы зажечь 5 тысяч ламп.

На заводе ученого применялись возвратно-поступательные двигатели, которые позволяли включать генераторы постоянного тока. В 1906 году Эдисон начал изготавливать лампы накаливания, дополненные вольфрамовой нитью.

Переменный ток Теслы

Многих людей интересует, когда конкретно появилось новое явление переменного тока. Важные изменения в развитии электричества начались, когда Никола Тесла поступил на службу к Эдисону. Спустя полгода ученый уволился из Edison Machine Works из-за бонусов, которые были ему не выплачены. В скором времени Тесла смог создать новый тип двигателя, в основе которого лежала технология переменного тока. Также исследователь обнаружил особую технологию распространения электроэнергии.

В результате ученый объединился с Вестингаузом для получения патента на новую систему переменного тока. Он хотел обеспечить страну высококачественной электрической энергией. Энергосистема, придуманная Теслой, получила широкое распространение в США и в Европе. Это было связано с рядом преимуществ. Прежде всего, они касались передаче электроэнергии на значительные расстояния.

Под руководством Теслы была построена гидроэлектростанция. Она располагалась в Ниагарском водопаде и позволяла перемещать электроэнергию больше, чем на 200 миль. При этом созданная Эдисоном электростанция постоянного тока давала возможность перемещать электричество не больше, чем на 1 милю.

Сейчас выработкой переменного тока занимается большинство электростанций. Его применяют практически все системы распределения электрической энергии.

Герц и электромагнитные волны

Пока Тесла изобретал и распределял переменный ток, Генрих Герц занимался экспериментами по изучению электромагнитных волн. В 1887 году исследователь имел возможность видеть фотоэлектрический эффект. Оно представляет собой явление, при котором происходит испускание электронов при попадании на материал электромагнитного излучения.

В 1905 году Эйнштейн описал фотоэлектрические эффекты. Он предположил, что перемещение световой энергии осуществляется дискретными квантованными пакетами. Это стало важным моментом в формировании и изучении квантовой механики. Именно за это исследование Эйнштейну выдали Нобелевскую премию. Это произошло в 1921 году.

Фотоэлектрический эффект часто применяется в солнечных батареях. Они синтезируют напряжение и подают электроток, когда туда попадает солнечный свет. Сегодня в мире активно применяется солнечная энергия, и при этом ее объем постоянно нарастает.

Сложно представить себе жизнь современных людей без электричества. При этом сложно сказать, кто из ученых открыл это явление. Вклад в его изучение внесло довольно много людей. К тому же они проводили свои разработки параллельно. В любом случае работы исследователей позволили придумать много интересных устройств и приборов, которые существенно облегчили жизнь людей. При этом разработки в этой сфере не прекращаются и сегодня.

Кто на самом деле открыл электричество?

Сегодня мы не можем представить мир без электричества, так кому же мы обязаны честью изобретения этого чуда? Во-первых, как форму энергии электричество нельзя изобрести. Что касается того, кто его открыл, как и большинство фундаментальных исследований, электричество изучалось рядом ученых на протяжении веков.

Некоторые считают, что Бен Франклин был первым, кто открыл электричество, но, как мы узнаем позже в этой статье, его знаменитый эксперимент с воздушным змеем и ключом на самом деле показал, что молния — это форма электричества. Электричество как физическое явление было открыто за тысячи лет до Франклина.

Содержание

• 1 Что такое электричество?
• 2 Электричество в древнем мире: история багдадской «батареи»
• 3 Бен Франклин и его эксперимент с воздушным змеем
• 4 Первые практические применения электричества
• 5 Первые практические применения электричества
• 6 Электричество сегодня и в будущем

Что такое электричество?

Электричество просто означает движение электронов через проводящий материал, такой как медный провод.

РЕКЛАМА

Сила, приложенная к электронам, чтобы протолкнуть их через проводник, известна как напряжение , а скорость потока электронов известна как ток .

Если представить токопроводящий провод в виде трубы, по которой может течь вода, напряжение — это давление, приложенное для того, чтобы заставить воду течь, а ток — это количество воды, протекающей по трубе каждую секунду.

В металлах электроны могут свободно двигаться, что делает их отличными проводниками электричества. Однако некоторые материалы не проводят электричество — это изоляторы. Однако бывают случаи, когда изолятор может нести электрический заряд. Если вы потрите друг о друга два разных изолирующих материала, таких как воздушный шар и перемычка, электроны перейдут от перемычки к воздушному шару, который зарядится отрицательным зарядом. Это скопление электронов на изоляторе известно как статическое электричество — если вы прикоснетесь к воздушному шару, вы можете почувствовать эту физику в действии с легким ударом.

Электричество в древнем мире: история багдадской «батареи»

Насколько нам известно, греки были первыми, кто открыл понятие электрического заряда более 2600 лет назад. Они заметили, что натирание окаменевшей древесной смолы или янтаря мехом животных заставляет его притягивать сухую траву. По сути, греки столкнулись со статическим электричеством.

РЕКЛАМА

Мы также знаем из древних текстов, что египтяне знали, что некоторые виды электрических рыб могут вызывать удары тока в теле. Фактически, древние египтяне, вероятно, использовали электрического нильского сома для лечения головных и нервных болей — практика, известная как ихтиоэлектроанальгезия, которая использовалась в медицине до конца 1600-х годов.

Мумия сома.

Но, без сомнения, самым удивительным образцом электричества в древности является багдадская батарея . Этот своеобразный инструмент был обнаружен экспедицией под руководством доктора Вильгельма Кенига из Иракского музея в Багдаде в 1936 году. Находка состояла из глиняной вазы высотой около 14 сантиметров и наибольшим диаметром 8 сантиметров.

Датировка предполагает, что артефакту около 2000 лет, он относится к I веку нашей эры, когда этот регион был оккупирован Парфянской империей.

Хотя его внешний вид не казался необычным, ученые быстро поняли, что в маленьком глиняном горшке есть гораздо больше, когда они заглянули внутрь.

Ваза содержит полый цилиндр из листа меди высокой чистоты. Нижний конец цилиндра был покрыт куском листовой меди, а внутреннее дно цилиндра было покрыто слоем асфальта толщиной всего 3 миллиметра. Верхний конец цилиндра был забит тяжелым и толстым слоем асфальта. В центре вилки был сплошной кусок железа.

Копия и схема одного из древних электрических элементов (батарей), найденных в Худжут Рабуа, недалеко от Багдада.

Во время открытия Кенинг понял, что банка и ее странная металлическая конструкция имели конфигурацию, предполагающую, что она могла функционировать как батарея с жидкостными элементами. На самом деле, похоже, он не служил никакой другой цели, кроме как генерировать слабый электрический ток.

Эксперименты, проведенные с копиями кувшина с использованием различных кислот, показали, что смесь уксусной кислоты (дистиллированного уксуса) и грейпфрутового сока генерировала 0,5 вольта в течение нескольких дней.

Еще больше таких артефактов было обнаружено на протяжении многих лет в местах на территории современного Ирака, которые были созданы парфянами и сасанидами. Однако какой цели могли служить эти древние батареи, если не было найдено ни двигателей, ни осветительных приборов, ни подобных электрических устройств?

Одним из возможных применений багдадской батареи является медицинская терапия, поскольку греки и римляне того времени обычно использовали обычный электрический луч, чтобы поражать пациентов электрическим током для лечения боли.

Это отсутствие какого-либо очевидного применения электрического тока заставило некоторых задаться вопросом, действительно ли эти древние кувшины использовались в качестве батарей. Вместо этого их можно было использовать для хранения важных документов, чтобы влага не повредила папирус.

Более того, поскольку нет никаких записей о том, что парфяне, да и вообще кто-либо в древнем мире, обладали формальной теорией электричества, открытие батарей, скорее всего, было случайностью.

Перенесемся на 1600 лет вперед. В это время английский физик по имени Вильям Гилберт опубликовал трактат о привлекательной природе янтаря и использовал латинское слово 9.0047 electricus , чтобы описать это. Вскоре после этого другой англичанин по имени Томас Браунед публикует книгу по физике, в которой он использует слово «электричество» для описания работы Гилберта.

Бен Франклин и его эксперимент с воздушным змеем

Фотография картины, изображающей знаменитого воздушного змея Франклина и ключевой эксперимент. Фото: Чарльз Э. Миллс, Библиотека Конгресса, Вашингтон, округ Колумбия,

Многих в начальной школе учили, что Бенджамин Франклин, отец-основатель и известный изобретатель, открыл электричество, привязав ключ к воздушному змею, стоя во время грозы. Однако это совсем не так. Франклин не был первым ученым, изучавшим заряженные частицы, и он никогда не собирался открывать электричество — его исследования просто стремились продемонстрировать, что молния — это форма статического электричества.

В середине 18-го века, задолго до того, как он приступил к своему знаменитому эксперименту, Франклин играл с электрическими трубками, которые дал ему его друг Питер Коллинсон. Именно после этих опытов Франклин выдвинул гипотезу о том, что молния представляет собой «массивную электрическую искру», и предложил эксперимент с приподнятым стержнем, чтобы «вытягивать электрический огонь» из облака. Хорошо зная о связанных с этим опасностях, Франклин также упомянул в одном из своих писем Коллинсону, что любые люди, участвующие в таком эксперименте, должны будут наблюдать за явлением под защитой ограждения, похожего на солдатскую будку.

Слухи о теориях Франклина достигли Европы, где француз Томас Франсуа Д’Алимбар использовал 50-футовый вертикальный стержень для привлечения «электрической жидкости» (молнии). Он добился успеха 10 мая 1752 года в Париже. В июле англичанин Джон Кантон успешно повторил эксперимент. Позднее к такому же выводу после собственного эксперимента пришел и русский химик Михаил Ломоносов.

Франклин, по-видимому, не подозревая об этих событиях за океаном, провел свою собственную версию эксперимента во время грозы в июне 1752 года в Филадельфии. Он стоял снаружи под навесом, держась за шелкового змея с привязанным к нему ключом. Когда ударяла молния, электричество проходило по ключу, а его заряд собирался в лейденской банке — старинном электрическом компоненте, который хранит электрический заряд высокого напряжения и может высвобождать его позже.

Многие считают, что воздушный змей на самом деле собирал электрический заряд из атмосферы и не был прямо поражен молнией — иначе Франклин мог быть поджарен в тот роковой день.

Сам Франклин позже написал в Pennsylvania Gazette  19 октября 1752 года, подробно описав свои выводы и предложив инструкции по воссозданию эксперимента:

Провод вытянет из них Электрический Огонь, и Воздушный Змей со всей Веревкой наэлектризуется, а распущенные Нити Веревки будут торчать во все стороны и притягиваться к приближающемуся Пальцу. И когда Дождь намочит Воздушного змея и Шнур, так что он сможет свободно проводить Электрический Огонь, вы обнаружите, что он обильно вытекает из Ключа при приближении вашего сустава. На этом Ключе можно зарядить Флакон; и из полученного таким образом электрического огня можно зажигать духов и проводить все другие электрические эксперименты, которые обычно выполняются с помощью натертого стеклянного шара или трубки; и тем самым полностью продемонстрировано тождество Электрической Материи с Материей Молнии».

При этом Франклин не открывал электричество. Он даже не был первым, кто провел эксперимент, показывающий, что освещение — это электричество, и не написал о результатах. Тем не менее, он считается первым ученым, сформулировавшим гипотезу и условия эксперимента.

Первое практическое использование электричества

После разоблачений экспериментов Франклина наука процветала во всех областях, включая электромагнетизм.

В 1800 году итальянский врач Луиджи Гальвани обнаружил, что когда лягушка касается двух разных металлов, ее лапка дергается. Основываясь на этих выводах, его коллега Алессандро Вольта пришел к выводу, что между двумя металлическими пластинами существует своего рода электрический потенциал, заставляющий электрический заряд проходить через лапку лягушки.

Вольта использовал это понимание, чтобы изобрести первые современные батареи. В его честь мы теперь называем одно из свойств электричества, электрический потенциал (или напряжение ), его именем.

В 1808 году Хамфри Дэви приписывают изобретение первой эффективной «дуговой лампы» — куска углерода, который излучал свет при подключении к батарее. Дэви, по сути, изобрел первую электрическую лампочку.

В 1820 году Ганс Христиан Эрстед, А.М. Ампера и Д.Ф.Г. Араго подтвердил связь между электричеством и магнетизмом. Ампер, французский математик и физик, считается отцом электродинамики. Базовая единица электрического тока в Международной системе единиц (СИ), «ампер» или «ампер», названа в его честь. Позднее, в 1826 году, Георг Ом определил взаимосвязь между мощностью, напряжением, током и сопротивлением в «Законе Ома». Основная единица сопротивления, ом, носит его имя.

Первое практическое использование электричества

В 1831 году Майкл Фарадей изобрел электрическую динамо-машину — по сути, грубый генератор энергии — который использовал магнит, который двигался внутри катушки из медной проволоки, создавая слабый электрический ток.

Это подготовило почву для электрической революции во всем мире. В 1878 году американский изобретатель Томас Эдисон представил первую практическую лампочку накаливания, которая могла генерировать свет в течение нескольких часов подряд.

Позже, в конце 1800-х годов, сербско-американский изобретатель Никола Тесла впервые начал работать с переменным током, асинхронным двигателем и многофазной системой распределения. У Теслы также были конкурирующие с Маркони патенты на изобретение радио.

Электричество сегодня и в будущем

Момент, когда человечество использовало электричество, стал важной вехой в истории. Мир никогда не был бы прежним, и большинство изобретений, которые мы считаем само собой разумеющимися сегодня, были бы просто невозможны без электричества.

Сегодня электричество питает мир. В то же время весь удивительный прогресс и процветание, обеспечиваемые электричеством, имели скрытую цену.

Даже по сей день большая часть нашего электричества производится за счет сжигания ископаемого топлива, такого как уголь, в огромных электрогенераторах. Только часть мировых потребностей в энергии удовлетворяется за счет возобновляемых источников энергии, таких как солнечная или ветровая. Это необходимо изменить, если мы хотим предотвратить глобальную катастрофу, вызванную антропогенным глобальным потеплением.

Итог : электричество было открыто не одним человеком. Понятие электричества было известно людям тысячи лет. Когда, наконец, пришло время сформировать теорию электричества и развить ее в коммерческих целях, многие великие умы одновременно работали над этой проблемой.

Теги: Бенджамин Франклин

Бенджамин Франклин — Человек, электричество и Соединенные Штаты

Что общего у изучения электричества, Гольфстрима, публичных библиотек, бифокальных линз и Декларации независимости США? Бенджамин Франклин, истинный человек эпохи Возрождения, внес значительный вклад во все эти

Бенджамин Франклин родился 17 января 1706 года в городке Бостон в британской колонии Массачусетс. Его отец, Джошуа Франклин, иммигрировал в Америку за двадцать лет до рождения Бенджамина и стал торговцем салом, производя восковые свечи и мыло, чтобы прокормить свою растущую семью. Как свидетельствовал сам Франклин в своей знаменитой автобиографии, Бенджамин был пятнадцатым ребенком в семье из семнадцати детей и «младшим сыном младшего сына в течение пяти поколений назад».

В большой семье Франклинов отец предназначал каждому из своих детей определенную профессию, и Бенджамина отправили в школу, чтобы он стал священником. Однако он бросил школу в возрасте десяти лет, очевидно, из-за финансовых трудностей, и начал помогать отцу в производстве свечей и мыла. Франклин описывает, что за время своего короткого пребывания в школе он научился достаточно хорошо писать, но не смог продвинуться в математике. Эта неудача в математике в юном возрасте не помешала ему внести большой вклад в понимание принципов электричества спустя десятилетия.

В возрасте 12 лет Франклин начал работать в типографии, принадлежавшей его брату Джеймсу, где он познал секреты полиграфического дела. Благодаря своей работе в типографии Бенджамин познакомился с книгами и газетами, поступающими из Европы, что расширило его кругозор в отношении современных культурных и интеллектуальных событий, происходивших на континенте. Здесь же он впервые попробовал свои силы в писательстве, опубликовав серию статей в газете, принадлежащей его брату под псевдонимом Сайленс Догуд — вымышленной бостонской вдове средних лет.

Время, проведенное в типографии его брата, научило Франклина силе письменного слова в распространении идей и создании социальных организаций, и это понимание он с пользой использовал на протяжении всей своей жизни.

Сила письменного слова обогатила его дух – и банковский счет. Франклин в типографии | Источник: Science Photo Library

Филадельфия, раунд первый

В возрасте 16 лет Бенджамин оставил типографию своего брата и переехал в Филадельфию, оставаясь в полиграфическом бизнесе, где его репутация предшествовала ему. Губернатор Филадельфии был настолько впечатлен способностями Франклина, что отправил его в Лондон, пообещав написать ему рекомендательные письма, которые помогут ему установить новые коммерческие связи в Лондоне. Однако по приезде в Лондон 18-летний Франклин узнал, что губернатор не сдержал своего обещания, и в английской столице его не ждут теплые рекомендательные письма. Франклин несколько месяцев работал наборщиком в Лондоне, затем вернулся в Филадельфию и, в конце концов, основал там собственную типографию. Его полиграфический бизнес процветал, и он быстро заключил ряд государственных контрактов, в том числе контракт на печать денежных банкнот Пенсильвании и близлежащих колоний. Его успех в полиграфическом бизнесе предоставил Франклину достаточно денег, чтобы инвестировать в процентные ссуды, а также в местную недвижимость. В 1740 году, когда ему было всего 34 года, он был одним из самых богатых людей Северной Америки.

Уступает только Библии

Для Франклина типография была не только отличным источником дохода. В 1729 году он купил газету Pennsylvania Gazette, которая была одной из самых уважаемых газет в американских колониях, и использовал ее для распространения различных идей. В 1754 году, например, газета опубликовала политическую карикатуру с призывом к объединению американских колоний под названием «Присоединяйся или умри». Кроме того, начиная с 1732 года Франклин также издавал ежегодный журнал под названием «Альманах бедного Ричарда», который представлял собой своего рода календарь, содержащий размышления и некоторые сведения об астрологии для широкой публики. Альманах, напечатанный тиражом 10 000 экземпляров, по одному экземпляру на каждые 50 американцев в то время, был бестселлером, уступавшим только Библии. Идеи, изложенные Франклином в «Альманахе», оказали большое влияние на колонистов, и некоторые из опубликованных в нем афоризмов хорошо известны и по сей день, например, «Кто ляжет с собаками, встанет с блохами», «Грош сэкономленное — это заработанная копейка» или «Любите врагов ваших, ибо они упрекают вас в ваших недостатках». В 1758 году Франклин собрал свои лучшие изречения и советы в книге «Путь к богатству», которая вскоре стала мировым бестселлером. Книга была напечатана десятками изданий на английском, а также на французском, немецком и испанском языках и на многих других языках.

Книги, дамы и господа, книги!

Помимо обширной издательской деятельности, Франклин принимал участие в различных социальных инициативах в Филадельфии. В 1727 году он стал соучредителем «Клуба кожаных фартуков» (известного также как «Хунто»), члены которого собирались по вечерам в пятницу для обсуждения вопросов морали, политики и науки. Клуб был назван так потому, что его членами были ремесленники, например, наборщики, которые носили фартуки. Чтобы расширить доступ членов клуба к книгам, Франклин основал первую в истории библиотеку напрокат. Каждый член должен был заплатить регистрационный взнос в размере 30 шиллингов, а затем ежегодную абонентскую плату в размере 10 шиллингов, чтобы иметь возможность брать книги в библиотеке. Другими начинаниями, которые он продвигал в то время, были создание местной полиции и добровольной пожарной команды. Франклин также основал Академию и Колледж Филадельфии, которые впоследствии стали Пенсильванским университетом, и «Американское философское общество» (1743 г.) — своего рода «Клуб кожаных фартуков», в который также входили члены из других колоний. Политика общества диктовала включение представителей определенных профессий, таких как врач, ботаник, математик, химик. «Американское философское общество» существует и действует по сей день.

Огромный вклад во многих областях. Свидетельство о членстве Франклина в Американской академии искусств и наук | Источник: Научная фотобиблиотека.

Электричество витает в воздухе

Отличное финансовое положение Франклина позволило ему провозгласить себя джентльменом, передать управление своим бизнесом в чужие руки и начать заниматься вопросами, которые его действительно интересовали. Одним из известных, но не до конца изученных в те дни природных явлений было электричество.

В 1745 году Франклин получил письмо от своего лондонского друга Питера Коллинсона. В этом письме Коллинсон описал Франклину, как голландский физик Питер Ван Мушенбрук из Лейденского университета смог хранить электричество в специальном сосуде, который позже стал известен как «лейденская банка» — первоначальная форма конденсатора. Эта банка была покрыта изнутри и снаружи тонкими кусочками металла, способными проводить электричество. Металлический стержень, торчавший из горлышка банки и соединенный с устройством, генерирующим статическое электричество, облегчал ее зарядку. Базовая конструкция лейденской банки из двух проводящих материалов, разделенных изоляционным материалом, по сей день используется в производстве современных конденсаторов — средств для хранения электроэнергии.

Франклин понял, что банка Ван Мюсшенбрука позволит проводить различные эксперименты с электричеством, и поспешил заказать несколько таких банок из Европы.

Существовавшие в то время представления об электричестве не могли объяснить, как работает лейденская банка, поэтому Франклин занялся разработкой новой теории. В то время как общепринятое мнение состояло в том, что электричество состоит из двух типов жидкостей, Франклин воскликнул, что на самом деле это был только один тип жидкости, который он назвал «электрический огонь». Он утверждал, что «электрический огонь» может быть как положительным, так и отрицательным, но что отрицательный «огонь» означает просто отсутствие положительного «огня», но сам по себе не является другим типом «огня». Утверждение Франклина — это ранняя версия того, что сегодня известно в физике как закон «сохранения заряда», появившийся за 150 лет до открытия электрона.

Франклин также создал, казалось бы, из ничего, новый словарь для описания электрических явлений. Термины «заряд», «положительный», «отрицательный» и «проводник» были придуманы им. Даже знакомая маркировка на батареях (+) на одном конце и (-) на другом — изобретение Франклина. Слово «батарея» само по себе также является одним из его нововведений — он использовал его для описания батареи соединенных друг с другом лейденских банок, которые можно было заряжать или разряжать одновременно.

Происхождение слова «батарея»: набор конденсаторных банок, которые Франклин установил для изучения электричества | Источник: Science Photo Library

Использование электричества

Достигнув лучшего понимания электричества, Франклин решил выяснить, является ли молния, которая обычно считалась совершенно отдельным явлением, от «жидкости» в лейденских банках и считалась быть формой божественного возмездия, был также типом электричества. В 1749 г.Франклин резюмировал свойства, общие и для электричества, и для молнии: они быстро перемещаются, излучают свет одинакового цвета и способны убивать людей или животных. Из этого Франклин предположил, что еще одно свойство, которое, как он знал, существует в электричестве, будет также существовать и в молнии: притяжение к заостренным предметам. Как он описал в письме от 18 марта 1755 года Джону Лайнингу: «Электрическая жидкость притягивается точками. Мы не знаем, есть ли это свойство у молнии. Но так как они сходятся во всех частностях, в которых мы уже можем их сравнивать, то не вероятно ли, что они сходятся и в этом? Пусть будет проведен эксперимент».

Уже сам факт того, что Франклин сформулировал гипотезу и придумал экспериментальный метод ее проверки, был сенсационным.

Его предложение заключалось в строительстве высокой башни с выступающим из нее железным стержнем на высоту не менее десяти метров. Проводник эксперимента будет удерживать провод, прикрепленный к земле, и приближать его к железному стержню. Если железный стержень заряжается электричеством в облаках, искра должна пройти от полюса к проводу. Настоящий эксперимент был проведен в городе недалеко от Парижа 10 мая 1752 года демобилизованным солдатом французской королевской армии под руководством физика Тома-Франсуа Далибара. Когда человек приблизил проволоку к железному стержню, искры начали прыгать от провода к стержню, издавая чрезвычайно громкий звук. Встревоженный солдат скрылся с места происшествия, а вместо этого эксперимент завершил местный священнослужитель, который показал, что повторил его шесть раз. Таким образом, используя схему эксперимента Франклина, французские экспериментаторы смогли доказать его гипотезу о том, что молния и электричество — одно и то же физическое явление.

Новости об успехе эксперимента Франклина с молнией вскоре широко распространились по Европе, и эксперимент повторялся несколько раз, как учеными, так и домовладельцами.

Самому Франклину не удалось провести эксперимент в Филадельфии в его исходном формате, и поэтому, чтобы проверить на себе наличие электричества в грозовых облаках, он провел другой эксперимент, используя воздушного змея, прикрепленного к небольшой проволоке. Франклин выяснил, что как только шелковая нить, прикрепленная к воздушному змею, намокнет, она будет проводить электричество от воздушного змея к земле и, таким образом, подтвердит наличие электричества в облаках, подобно эксперименту с башней. Джозеф Пристли, английский химик, прославившийся открытием кислорода, описал эксперимент Франклина с воздушным змеем.

«Воздушный змей был поднят, и прошло немало времени, прежде чем появились какие-либо признаки того, что он был наэлектризован. Одно очень многообещающее облако прошло над ним без всякого эффекта; когда, наконец, когда он уже начал разочаровываться в своем изобретении, он заметил, что несколько выбившихся нитей пеньковой струны стояли прямо и избегали друг друга, как если бы они были подвешены на обычном проводнике. Пораженный этой многообещающей внешностью, он тотчас же поднес костяшку к ключу, и (пусть читатель судит о том изысканном удовольствии, которое он должен был испытать в этот момент) открытие было завершено. Он почувствовал очень явную электрическую искру».

В дополнение к своему выдающемуся вкладу в понимание электричества, Франклин также изобрел несколько устройств, знакомых нам сегодня, в том числе бифокальные линзы, которые позволяют зрителю видеть как на короткие, так и на большие расстояния, используя одни и те же линзы (1784 г.), улучшенный плита (1741) и одометр (1749). Франклин также нанес на карту Гольфстрим (1764 г.) во время одного из своих путешествий из Европы в Америку.

Научные открытия Франклина и его популярные альманахи сделали его настоящей знаменитостью и, возможно, одним из самых известных американцев в мире того времени. Его статус знаменитости позже оказался первоклассным стратегическим активом в борьбе американских колоний за независимость от Британской империи.

Один из самых известных экспериментов в истории. Франклин проверяет электричество в облаках с помощью воздушного змея | Источник: Science Photo Library

Присоединяйся или умри!

Впечатляющие писательские способности Франклина в сочетании с его успехом в бизнесе и его заботой о широкой публике позволили ему на протяжении всей своей жизни занимать длинный список государственных должностей. Уже в 1736 году, в возрасте 30 лет, он был назначен секретарем Генеральной ассамблеи Пенсильвании. Через год он также был назначен почтмейстером Филадельфии — важная должность в то время, поскольку почта была единственным средством сообщения между городами. В 1753 году он был назначен заместителем генерального почтмейстера британских колоний в Северной Америке и улучшил почтовую службу до такой степени, что почта доставлялась из Бостона в Филадельфию всего за два дня. Многие из сегодняшних почтовых компаний могли только хотеть обеспечить уровень обслуживания, достигнутый Франклином почти 300 лет назад.

В 1757 году Франклин намеревался представлять жителей Пенсильвании перед английским правительством в борьбе против потомков Уильяма Пенна, одного из основателей провинции Пенсильвания, за право представлять колонию. Он оставался в Англии до 1775 года, за это время он представлял не только Пенсильванию, но и Джорджию, Нью-Джерси и Массачусетс. Во время своего длительного пребывания в Англии Франклин познакомился со многими европейскими учеными и философами, в том числе с Пристли, шотландским философом Дэвидом Юмом, французским философом Вольтером и известным шотландским социологом и экономистом Адамом Смитом. Во время своих многочисленных путешествий по Европе он получил признание за свой важный вклад в науку и был удостоен звания почетного доктора нескольких учреждений, наиболее известными из которых были Оксфордский университет в Англии и Университет Сент-Эндрюс в Шотландии.

В 1765 году, узнав об ожесточенном противодействии колоний, которые он представлял, новым налоговым законам, установленным британской короной, Франклин сделал все возможное, чтобы отменить указ. Надеясь восстановить отношения между колониями и Короной, в 1772 году он передал американцам письма, написанные Томасом Хатчинсоном, губернатором Массачусетса, в которых он пытался обвинить в высоких налогах губернатора, а не английское правительство. Этот шаг был полным провалом, приведшим к увольнению Франклина со всех официальных должностей, которые он занимал в Англии. Он вернулся в Филадельфию в 1775 году и начал активно продвигать независимость колоний.

По возвращении Франклин был избран на должность во Втором Континентальном Конгрессе в качестве делегата от Пенсильвании и был назначен членом «Комитета пяти», разработавшего американскую Декларацию независимости. Однако на родине он пробыл недолго: в 1776 г., после подписания Декларации независимости (официально провозглашенной 4 июля того же года), Франклин отправился с миссией во Францию ​​от имени колоний, чтобы получить военные и политическая помощь в борьбе против англичан. Имя Франклина предшествовало ему во Франции благодаря его научной и издательской деятельности, и в 1778 году, во многом благодаря его усилиям, французы подписали союзный договор и договор о дружбе и торговле с американскими колониями. В 1783 году Франклин также участвовал в разработке Парижского договора, который официально положил конец американской войне за независимость.

Изобретатель и дипломат вернулся в Пенсильванию в возрасте 77 лет и продолжал активно участвовать в общественной жизни, принимая участие, среди прочего, в разработке Конституции Соединенных Штатов и был одним из ее подписавших. Одним из последних его публичных действий стала публикация петиции против рабства в 1789 году. Бенджамин Франклин скончался 17 апреля 1790 года и был похоронен в Филадельфии.

За свою 84-летнюю жизнь Бенджамин Франклин ломал границы и внедрял инновации почти во всех возможных областях: СМИ, общественные институты, точные науки и политология. Эти поля изменились до неузнаваемости еще при его жизни, во многом благодаря ему. Что было самым важным изобретением, открытием или общественной деятельностью Франклина? Сложно сказать. Несомненно, его участие в достижениях в изучении электричества и его решающий вклад в основание Соединенных Штатов Америки находятся на вершине списка его вкладов в развитие человечества, которыми мы наслаждаемся по сей день.