Электричество изобрели: Ученые придумали электростанцию, генерирующую ток из воздуха

Содержание

Географы МГУ изобрели уникальную плавучую электростанцию

Парусный катамаран с гидротурбиной под днищем, способный превращать энергию ветра и волн в электрический ток, а также служить прогулочным судном или плавучим кафе, разработали на Географическом факультете МГУ. Уникальная электростанция будет незаменима в тех районах побережий, где строительство капитальных сооружений на суше невозможно по разным причинам.

«Парусная энергетическая установка», патент на изобретение которой получили учёные Научно-исследовательской лаборатории возобновляемых источников энергии Географического факультета МГУ, после некоторой доработки может появиться на рынке. Использовать её можно у морских побережий, речных берегов, на озёрах и в лагунах.

Ветер и паруса обеспечивают движение плавучей электростанции и вращение турбины под днищем. Судно преобразует энергию сразу двух сред — воздушной и водной. Якорь и система маневрирования позволяют задавать циклический маршрут в определённом районе.

Полученное электричество можно использовать на самом катамаране или передавать на берег.

Разработку географов МГУ можно рекомендовать для рекреационных или природоохранных зон, районов с высокой плотностью инфраструктуры или мест со сложными для строительства инженерно-геологическими условиями. Она практически безопасна для водных и сухопутных экосистем.

«В этих ситуациях разработанная нами плавучая парусная установка не имеет альтернативы. Дополнительным плюсом является мобильность установки. Её можно легко перебрасывать по воде в зависимости от изменения потребностей в энергии», — отметил один из авторов изобретения, кандидат географических наук, научный сотрудник лаборатории

Кирилл Дегтярёв.

По его словам, в России особенно перспективным выглядит использование плавучей станции в незамерзающих акваториях Чёрного и Каспийского морей. Там она сможет работать круглогодично.

Катамаран способен стать не только источником энергии. На его борту можно оборудовать кафе, вышку для прыжков, площадку для купания. Судно также подойдёт для организации обзорных экскурсий вдоль побережья.

В марте и апреле 2021 года были проведены испытания макета установки. Усовершенствования позволили значительно повысить скорость катамарана. Это даст возможность вырабатывать больше электроэнергии.

«Впереди более точные расчёты энергетической и экономической эффективности, проведение натурных испытаний. Только после этого можно будет рассматривать установку как потенциальный коммерческий продукт. Следующие стадии работы сопряжены уже с довольно высокими затратами, требующими поиска и привлечения грантов либо инвесторов, готовых финансировать проекты на стадии научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ. И мы намерены продвигаться дальше в этом направлении», — цитирует слова Дегтярёва пресс-служба Географического факультета МГУ.

Схема работы устройства описана в статье «Парусная энергетическая установка, преобразующая энергию потоков двух сред». Её опубликовал журнал «Окружающая среда и энерговедение».

Самое прочное в мире стекло царапает алмаз и проводит электричество

Ученые-материаловеды из Яньшаньского университета Китая (Yanshan University) и их коллеги из других стран изобрели новый прозрачный материал необычайной прочности. Он также обладает свойствами полупроводника. Статья об этом опубликована в научном журнале National Science Review.

По сообщению издания South China Morning Post, прозрачный материал открывает некоторые захватывающие возможности в области фотоэлектроники.

Названный AM-III, новый материал имеет сходства с алмазом. И это сходство состоит в том, что и алмаз, и AM-III прозрачны, а также составлены из атомов углерода. Однако у алмаза атомы углерода расположены в виде упорядоченной структуры – кристаллической решетки. А у материала AM-III организованной структуры не наблюдается: он аморфный, как стекло и пластмассы.

Впрочем, атомы углерода в материале AM-III все же структурированы. Они упакованы в углеродные молекулы под названием фуллерены. Особенность фуллеренов в том, что каждая их молекула представляет собой многогранник, напоминающий по форме футбольный мяч. В вершинах этого многогранника расположены атомы углерода. Сами же фуллерены в материале AM-III разбросаны в случайном беспорядке. То есть AM-III представляет собой комбинацию порядка и хаоса.

Как выяснили авторы работы, именно эта комбинация порядка с беспорядком и придает новому материалу его особенные свойства. Беспорядок обеспечивает лучшие, чем у кремния, полупроводниковые свойства, а порядок – «алмазную» твердость.

Работа над созданием нового материала была кропотливой. Нужно было довести задуманную учеными углеродную структуру до температуры 1 200° С под давлением 25 Гпа.

Однако фуллерены представляют собой очень мягкий материал. При повышении температуры и давления углеродные «футбольные мячи» дробятся и смешиваются. Поэтому исследователи увеличивали температуру и давление в экспериментальной камере постепенно, в течение 12 часов.

Это позволило добиться нужной структуры AM-III. Потом химики медленно охлаждали новый материал.

Если давление и температура увеличивались слишком быстро, получался просто алмаз, без полупроводниковых свойств.

Издание South China Morning Post отмечает, что в мире разные группы ученых соревнуются между собой в сфере создания сверхтвердых материалов. При этом материал AM-III родился в результате международного сотрудничества. В эксперименте, проведенном в Китае, приняли участие ученые из России, Швеции, США и Германии.

Новый материал AM-III прозрачен, имеет желтоватый оттенок и выдерживает давление 113 ГПа при испытаниях на твердость по Виккерсу. Для сравнения, «мягкая» сталь демонстрирует твердость по Виккерсу около 9 ГПа, а природные алмазы – около 70–100 ГПа.

При испытаниях механических свойств аморфный материал АМ-III оказался способен поцарапать поверхность алмаза. Полупроводниковые свойства АМ-III выражаются в виде ширины запрещенной зоны 1,5–2 эВ и схожи с таковыми у кремния.

Сочетание выдающихся электрических и механических свойств делает AM-III привлекательным для устройств на основе фотоэлектрических технологий, которые преобразуют свет в электричество. Включая оружие, которое должно функционировать в экстремальных условиях – при высоком давлении и температуре, подчеркивает South China Morning Post.

Умелые руки ученых часто создают удивительные новые материалы. Так, ранее мы писали, что на Земле впервые была создана металлическая вода и что она оказалась золотой. А еще мы рассказывали, что ученые ННГУ создали девятислойный кремний, который в 100 раз лучше излучает свет, и что волокно изо льда согнули в дугу.

Больше интересных новостей науки вы найдёте в разделе «Наука» на медиаплатформе «Смотрим».

Голландские учёные научились добывать электричество на рисовых полях. Cleandex

Учёные из Голландии изобрели ещё один альтернативный источник электричества, который работает круглосуточно, и не зависит от наличия яркого солнечного света или сильного ветра. При этом способ хорошо подходит для азиатских деревень и фермерских хозяйств. Речь идёт о рисовых полях.

Схема работы системы

Рисом питается более половины населения всего земного шара. Рис – растение болотное, поэтому постоянные рисовые плантации, занятые из года в год посевами риса, постоянно остаются под водой.

О системе добычи энергии из растений рассказывает Марьоляйн Хельдер, со-основатель компании Plant-e, специализирующейся на этом виде деятельности. Технология добычи энергии была придумана в Вагенингенском университете и запатентована в 2007 году. А в 2009 году была основана компания Plant-e.

По утверждению Хельдер, растения производят больше энергии, чем им требуется для нормальной жизнедеятельности. Для работы системы требуются растения, растущие в воде. На самом деле, это не обязательно должен быть рис – подойдут и мангровые болота, и другие варианты.

При этом система не влияет на рост растений.

Технология работает на излишках органической материи, которые растения выделяют при фотосинтезе. По некоторым оценкам, излишки энергии доходят до 70%. Остатки выходят через корни и поглощаются микроорганизмами. В этом процессе появляются свободные электроны, которые можно «собрать», разместив электроды недалеко от корней растений.

В компании признают, что технология ещё далека от совершенства. Но она уже выглядит многообещающе, и, конечно, при должном развитии сможет обеспечить отдалённые деревни и другие места вдали от цивилизации её благами.

В настоящий момент прототип технологии Plant-e выглядит как квадратные плитки со стороной 50 см, скрепляющихся вместе. Их необходимо размещать под водой, под корнями растений. Такая технология не очень удобна и стоит

порядка 600 евро за 1 кв. м., а электричества выдаёт 0.4 Вт на квадратный метр.

Сейчас компания работает над новой версией устройства, которое будет представлять собой трубки. В таком виде систему гораздо легче будет устанавливать на уже существующие плантации. Кроме того, целью компании является система, которая будет выдавать 3.2 Вт с квадратного метра, то есть со 100 кв. м. выдаст 2800 кВт*ч в год. По оценкам компании, это чуть меньше, чем потребляет семья из двух человек.

Альтернативным методом для получения энергии из растений остаётся создание биотоплива на основе биомассы при помощи бактерий, но этот процесс пока ещё не отличается высокой эффективностью.

Во Владивостке придумали окна, которые, пропуская свет, вырабатывают электричество » Новости Владивостока и Приморского края

Ученый из Владивостока разрабатывает уникальный экологический проект. Для превращения солнечного света в электричество выпускник Дальневосточного вуза изобрел самый экономичный материал. Генератор преобразования энергии незаметен глазу и даже не занимает места в помещении. Как выглядит ловец ультрафиолетовых лучей?

Мощную энергию, что посылает на Землю небесное светило, люди давно превращают в электричество при помощи солнечных батарей. Однако чем больше требуется киловатт, тем большую площадь занимают столь недешевые панели. Александр Хребтов нашел другой путь использования природного ресурса. Он получил новый полимерный материал, который собирает и преобразовывает лучи Солнца в электрический ток.

Александр Хребтов, разработчик, аспирант ДВФУ: «Самое простое и самое перспективное — это использование разработки в качестве энергогенерирующих окон. Представьте себе прозрачное окно, которое может не только пропускать свет, но и генерировать энергию».

Вместо большого опытного производства — скромная лаборатория. Здесь автор и напыляет на стеклянные образцы собственное изобретение — люминесцентные композиции. В результате на стекле образуется пленка — ловец ультрафиолета. Незаметное глазу покрытие при специальной подсветке само начинает светиться. Так что стеклянные фасады зданий могли бы стать не только энергогенерирующими, но и декоративными.

Иван Тананаев, директор Школы естественных наук ДВФУ, член-корреспондент РАН: «Половина успеха нашей работы это не что иное, как передача квалифицированных специалистов в стены Академии наук. Именно поэтому несколько лет назад был подписан консорциум — документ, который гарантирует совместное сотрудничество всех институтов ДВО РАН с нашим университетом».

Технология, разработанная при участии сотрудников Института химии ДВО РАН не раз оказывалась в центре внимания научных конференций, в том числе и международных.

Александр Хребтов, разработчик, аспирант ДВФУ: «Ультрафиолет поглощается пленкой и направляется в торец окна, где устанавливаются фотоэлементы или солнечные элементы, которые преобразовывают солнечный свет в электричество. И плюс в том, что такую конструкцию можно поставить там, где солнечные батареи установить невозможно!»

Так, для получения электричества годится рассеянный свет, не требуется точной ориентации к его источнику. Силу Солнца — неисчерпаемый кладезь энергии — в Приморье возможно принимать при плотной городской застройке практически даром!

Источник: «Вести:Приморье» [ www.vestiprim.ru ]

Ученые изобрели устройство для превращения энергии падающего снега в электричество: то, как это работает, обманчиво просто

Два ученых из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе изобрели устройство, которое использует силикон, чтобы захватить электрический заряд от снега и превратить его в электрический ток. Фактически оно представляет собой поверхность, которая простая, тонкая, гибкая, недорогая, ей не нужны никакие батареи.

Среднегодовое количество снега на всей планете составляет примерно треть массы Земли. Это огромное количество энергии, которое человечество может использовать, не нанося совершенно никакого вреда окружающей среде.

Однако созданное устройство пока не более чем прототип, доказывающий лишь возможность использования энергии падающего снега, так как его мощность пока очень низкая. При восьми вольтах напряжения устройство может выдавать максимальную плотность тока в 40 микроампер на квадратный метр.

Это значит, что даже если создать такую поверхность площадью в квадратный метр, силы тока все равно не хватит даже на то, чтобы зажечь светодиодную лампочку. Но создатели уже ищут способы усовершенствовать свое устройство, дабы повысить его КПД и сделать пригодным для применения в реальной жизни.

Ботинок с нанесенным на его подошву покрытием, превращающим энергию падающего снега в электричество

То, как это работает, обманчиво просто. Снег несет положительный заряд, а силикон — отрицательный. При падении снег соприкасается с силиконом, может возникать перенос электроэнергии по цепи. Снег создает заряд на своей поверхности из-за того, как молекулы воды упорядочиваются, когда кристаллизуются в снежинки. Когда авторы работы узнали об этом факте, они подумали, почему бы не использовать другой материал с противоположным зарядом, чтобы создать электричество.

Для изготовления устройства они создали слой силикона и еще один слой электропроводного пластика для сбора заряда после его контакта с частицами снега. Такая простая на вид поверхность может создавать электричество при падении снега, и, чем больше площадь его поверхности, тем выше возникающая в цепи сила тока.

По словам создателей этой поверхности, она найдет множество применений. Например, она может питать портативную метеостанцию или носимый гаджет, который отслеживает производительность спортсменов на холоде. По их словам, устройство также можно интегрировать в солнечные панели, добавляя им мощности во время снежных бурь, когда солнечные батареи малоэффективны.

Источник – naked-science.

Окна — генераторы энергии

Исследователи из Атланты разработали смарт-стекло, собирающее энергию от дождя и ветра. Инновационная технология трибоэлектрического наногенератора (TENG), разработанная учеными, позволяет эффективно преобразовывать окружающую механическую энергию в электричество.

Созданная на основе этой технологии «умная» оконная система с автономным питанием включает в себя интегрированное в стекло электрохромное устройство (ECD) с прозрачными наногенераторами TENG, которые запускаются от воздействия на стекло капель дождя и порывов ветра. Выработанный наногенераторами электрический ток используется для электрохимических окислительно-восстановительных реакций, в результате которых меняются оптические свойства стекла, и в особенности степень светопроницаемости, от прозрачного до темно-синего цвета. По сути, ученые изобрели новый вид возобновляемого источника энергии и применили его для создания смарт-стекла.

В конструктивном плане, на поверхности нового стекла наногенераторы расположены в два слоя. Наружный слой наногенераторов собирает статическое электричество от дождя. Наногенераторы, в виде наноскопических пирамид, изготовленных из отрицательно заряженного силиконового материала полидиметилсилоксана, производят электрический ток при попадании на стекло капель дождя (которые имеют положительный заряд).

Внутренний слой наногенераторов расположен прямо под наружным слоем и собирает энергию от ветра. Этот слой состоит из двух пластин заряженного прозрачного пластика, разделенных наноскопическими витками пружины. При порывах ветра пружины сжимаются, и при приближении заряженных пластин пластика создается электрический ток.

В экспериментах, проведенных учеными, новое смарт-стекло способно производить до 130 милливатт на квадратный метр, чего достаточно для питания кардиостимулятора или смартфона в спящем режиме. В настоящее время исследователи продолжают работу над повышением энергоэффективности трибоэлектрических наногенераторов.


Все новости»

Школьники из Электростали изобрели наноструктрурный преобразователь ядерной энергии в электричество

24 апреля 2012 года на базе ОАО «Машиностроительный завод» (г.Электросталь, Московская обл.) в рамках единой информационно-образовательной программы Топливной компании «ТВЭЛ» «Первый шаг в атомный проект» состоялась научно-практическая конференция среди старшеклассников средних общеобразовательных учреждений городского округа.

Проект реализуется с 2009 года совместно ОАО «Машиностроительный завод» и Управлением образования городского округа Электросталь под патронатом Топливной компанией Росатома «ТВЭЛ» с целью повышения информированности общественности о достижениях российской атомной отрасли и ядерных технологиях, повышении престижа профессии атомщика, пропаганды точных и естественных наук, развития творческого потенциала молодежи и школьников.

Научно-практическая конференция проходила в два этапа. Было представлено 54 работы, подготовленных 89 учащимися 8-11 классов под руководством 43 педагогов школ, гимназий, лицеев. Для участия в финале компетентной комиссией, в состав которой вошли педагоги и представители руководства ОАО «Машиностроительный завод», были отобраны 16 тематических исследовательских и проектных работ, посвященные широкому кругу актуальных проблем использования мирного атома.  Победителями признаны 7 работ 12 авторов:

  • «Ядерная энергетика – такая, какая есть» Антона Рыжова, учащегося МОУ «Гимназия № 21»;
  • «Роль ядерной энергетики в освоении Крайнего Севера и Дальнего Востока» Хохлушиной  Анны, учащейся МОУ «СОШ № 18»;
  • «АЭС: «за» или «против» Геюшова Тарлана и Гасимова Михаила, учащихся МОУ «Лицей № 14;
  • «Радиофобия. Мы и радиация» Малининой Натальи, учащейся МОУ «СОШ № 12 с УИИЯ»; школьная газета «ALMA mater»: специальный выпуск «Мирный атом» Максимовой Алены и Багдатьева Александра, учащихся МОУ «Гимназия № 17»;
  • проект проведения школьной научной конференции «Атомная энергетика, история, функционирование, наука» Сидоренко Ксении, Афонина Александра и Андрея Фонарева, учащихся МОУ «СОШ № 1».

Выступление воспитанников МОУ «Лицей № 7» Владислава Бусова и Ильи Мездрохина,  замахнувшихся на создание «наноструктурных прямых преобразователей ядерной энергии в электричество» вызвало восторженную тишину и почтение в зале.

 

 

 

Участников научно-практической конференции «Первый шаг в Атомный проект» приветствовали:  начальник Управления образования городского округа Электросталь Марианна Кокунова, Глава администрации городского округа Электросталь Андрей Суханов, директор по производству ОАО «Машиностроительный завод» Ашот Григорьянц. Выступавшие подчеркнули важность мероприятия для осознанного выбора школьниками будущей профессии, повышения престижа предприятий отечественной атомной отрасли как ответственных, привлекательных, заинтересованных в молодых в высококлассных специалистах современных высокотехнологичных производствах.

Все участники финальной игры и их педагоги были отмечены дипломами и ценными подарками от Топливной компании «ТВЭЛ».

 

Бенджамин Франклин — Человек, электричество и Соединенные Штаты

Что общего у изучения электричества, Гольфстрима, публичных библиотек, бифокальных линз и Декларации независимости Соединенных Штатов? Бенджамин Франклин, истинный человек эпохи Возрождения, внес значительный вклад в их все

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 каждого из своих детей для определенного занятия, и Бенджамин был отправлен в школу, чтобы стать 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, понимание, которое он будет использовать на протяжении всей своей жизни.


Сила письменного слова обогатила его дух – и банковский счет.Франклин в типографии | Источник: Научная фотобиблиотека.

Филадельфия, первый раунд

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 прибытии 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 полиграфический бизнес был 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!

Наряду с обширной издательской работой 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 в воздухе

Отличное финансовое положение Франклина позволило ему объявить себя джентльменом, передать управление своим бизнесом в руки других 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 электричества.

Франклин понял, что банка Ван Мюсшенбрука позволит проводить различные опыты 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 «электрическим огнём». 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».Заявление 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 воздуха 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: Научная фотобиблиотека

.

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 формой божественного возмездия, также вид электричества.В 1749 году Франклин обобщил 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 провод 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 небольшому проводу.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 значительное время, прежде чем появились какие-либо признаки того, что он был наэлектризован. Одно очень многообещающее облако пронеслось над ним без всякого эффекта; когда, наконец, когда он уже начал разочаровываться в своем изобретении, он заметил, что несколько выбившихся нитей конопляной струны стояли прямо и избегали друг друга, как если бы они были подвешены на обычном проводнике.Пораженный этим многообещающим видом, 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 драматическому вкладу в понимание электричества Франклин также изобрел несколько знакомых нам сегодня устройств, в том числе бифокальные очки — линзы, позволяющие зрителю видеть как на короткие, так и на большие расстояния с помощью одних и тех же линз (1784 г. ), усовершенствованную печь (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: Научная фотобиблиотека.

Присоединяйся или умри!

Впечатляющие писательские способности Франклина в сочетании с его успехом в бизнесе и 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 связи 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 представляемых им колоний 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 губернатором Массачусетса Томасом Хатчинсоном, в которых он пытался обвинить губернатора, а не английское правительство, в высоких налогах.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 Второй Континентальный Конгресс 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 (о чем официально было объявлено 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.

Песня The Decemberists о Бенджамине Франклине и его жизненных достижениях (содержит явное содержание):

Эта статья была переведена: Офир Куперман и Эли Шимшони

Вы можете ошибаться в том, кто на самом деле изобрел электрический свет

Томас Эдисон: образ настойчивости.

Вы не найдете ни одной книги по самопомощи или маркетингу, в которой упорство Томаса Эдисона не упоминается как истинная причина его успеха и, в частности, открытия электрической лампочки. На самом деле он воплощает в себе многие деловые ценности. Можно даже сказать, что он был не только изобретателем, но и великим предпринимателем.

Его отношение принесло ему место в истории, как и работа его предшественников , которую он усовершенствовал. Дело в том, что Томас Эдисон просто продвинулся на несколько шагов дальше, основываясь на работе, которую уже проделал Джозеф Уилсон Свон.Ему удалось заставить лампочку работать эффективнее и дольше.

Следующим шагом было получить патент и начать продавать свой продукт. Это произошло 27 января 1880 года.

Его лампа накаливания восходит к 1879 году, когда он установил свою первую электрическую установку, состоящую из 115 лампочек. Три года спустя он построил первую в мире электростанцию ​​в Нью-Йорке, транспортирующую электроэнергию по подземным сетям.

Но лампочка была не единственным его патентом.Он также был гением создания кинетографа, камеры с 17-метровой пленкой, и кинетоскопа, индивидуального окуляра, используемого для просмотра последовательных изображений.

 

Еще один великий Томас… но испанец.

Впервые лампочки были привезены в Испанию Томасом Далмау, который в 1881 году создал в Барселоне завод по производству лампочек, который он назвал La Sociedad de Electricidad.

Его луковицы постепенно распространились по всей стране. Сначала они появились на Пасео-Колон в Барселоне, затем на Пуэрта-дель-Соль в Мадриде и, наконец, достигли всех улиц полуострова.

 

И последний и решающий гений — это ты.

Потому что, как бы ни было важно сделать возможным для нас сегодня электрический свет, не менее важно знать, как правильно его использовать. Другими словами, выбирая лучшие тарифы для нашего образа жизни , заботясь об окружающей среде, разумно и ответственно потребляя. .. и, в конечном счете, стремясь создать лучший мир, видя свет.

Кто изобрел электричество? Изобретения и изобретатели для детей***

Определение электричества: Электричество определяется как форма энергии, физическое явление, происходящее в природе, связанное с неподвижными или движущимися электронами и протонами.Энергия, называемая электричеством, становится доступной за счет протекания электрического тока или заряда через проводник.

Определение статического электричества: Определение: Статическое электричество — это накопление электрического заряда на поверхности объекта. Когда электричество собирается в одном месте, оно известно как статическое электричество. Электричество, которое перемещается из одного места в другое, называется текущим электричеством. Пример статического электричества: когда вы запускаете воздушный шар против джемпера, он прилипает, как магнит.Это происходит потому, что трение воздушного шара придает ему электрический заряд (небольшое количество электричества). Вы можете получить удар током, коснувшись нейлона или чего-то металлического, например дверной ручки.

Факт 1: Кто изобрел электричество? До власти искусственного электричества зимой было темное, мрачное, чумазое, холодное место, освещаемое или отапливаемое дровами, древесным углем, углем, нефтью или газом. Представьте себе изменения в вашей жизни, если бы вы жили в мире без электричества. Представьте себе мир без всех электроприборов, которые делают жизнь проще и удобнее, и вы поймете, почему искусственное электричество так важно.

Факт 2: Кто изобрел электричество? Фалес Милетский: Люди знали о существовании статического электричества тысячи лет. В 600 г. до н.э. греческий математик и астроном по имени Фалес Милетский заметил, что когда янтарь натирают шелком, он притягивает перья и подобные легкие предметы. Так Фалес Милетский открыл статическое электричество.

Факт 3: Кто изобрел электричество? Уильям Гилберт: Слово «электричество» было изобретено в 1600 году Уильямом Гилбертом (1544–1603), елизаветинским ученым и врачом королевы Елизаветы I. Уильям Гилберт получил новое слово от греческого слова «электра», означающего янтарь, в честь открытия Фалеса Милетского. Уильям Гилберт был первым, кто описал магнитное поле Земли и признал, что существует связь между магнетизмом и электричеством.

Факт 4: Кто изобрел электричество? Фрэнсис Хоксби: В 1705 году Фрэнсис Хоксби (1666-1713) изобрел электростатический генератор, который позволил ему создавать «статическое электричество». Электростатический генератор Хоксби состоял из стеклянного шара, который можно было быстро вращать с помощью ручного колеса.Это позволяло генерировать электрический заряд, протирая стеклянный шар хлопчатобумажной тканью.

Факт 5: Кто изобрел электричество? Бенджамин Франклин: В 1752 году Бенджамин Франклин, используя свой знаменитый эксперимент с воздушным змеем, смог доказать, что электричество можно использовать из молнии. Бенджамин Франклин изобрел громоотвод.

Факт 6: Кто изобрел электричество? Алессандро Вольта: В 1800 году Алессандро Вольта (1745 — 1827) изобрел машину, генерирующую заряд, названную «Вольтов столб», предшественницу современной батареи, которая служила источником постоянного тока. Любое практическое использование электричества требовало источника постоянного тока. Изобретение батареи Voltaic Pile имело решающее значение для изобретения искусственного электричества и будущих исследований в области электромагнетизма (взаимодействия электрических токов или полей и магнитных полей). Слова «вольт» и «напряжение» произошли от имени Алессандро Вольта.

Факт 7: Кто изобрел электричество? Сэр Хамфри Дэви В 1801 году сэр Хамфри Дэви (1778 — 1829), используя батарею «Вольтов столб», обнаружил, что при пропускании электрического тока через некоторые вещества они разлагаются.Позже этот процесс стал известен как электролиз. Эксперименты с электролизом позволили сэру Хамфри Дэви открыть шесть элементов; натрий, калий, магний, кальций, барий и стронций.

Факт 8: Кто изобрел электричество? Ганс Христиан Эрстед: В 1820 году датский изобретатель Ганс Христиан Эрстед (1777 — 1851) открыл, что электрические токи создают магнитные поля. Это была первая обнаруженная связь между электричеством и магнетизмом.

Факт 9: Кто изобрел электричество? Майкл Фарадей: В 1821 году Майкл Фарадей (1791-1867) обнаружил, что когда магнит перемещается внутри катушки с медной проволокой, по ней протекает слабый электрический ток.Это было важное открытие, потому что оно привело к изобретению электродвигателей.

Факт 10: Кто изобрел электричество? Томас Иоганн Зеебек:  В 1821 году немецкий физик Томас Иоганн Зеебек открыл термоэлектричество — название, данное электричеству, вырабатываемому теплом.

Факт 11: Кто изобрел электричество? Андре Ампер: В 1826 году Андре Ампер (1775-1836) опубликовал свои теории об электричестве и магнетизме, объясняющие электродинамическую теорию.Единица электрического тока, называемая «Ампер», была названа в честь Андре Ампера.

Факт 12: Кто изобрел электричество? Георг Ом:  В 1827 году Георг Ом (1789–1854) опубликовал свою полную математическую теорию электричества. Закон Ома касается соотношения между напряжением и током в идеальном проводнике. Международная стандартная единица электрического сопротивления (СИ) под названием «Ом» названа в его честь.

Факт 13: Кто изобрел электричество? Сэр Чарльз Уитстон: В 1834 году сэр Чарльз Уитстон (1802–1875) изобрел мост Уитстона, устройство, точно измеряющее электрическое сопротивление.

Факт 14: Кто изобрел электричество? Samuel Morse: В 1837 году Samuel Morse (1791-1872) изобрел первый электрический телеграф и азбуку Морзе. Телеграфная система передала сигналы с помощью электрического устройства, состоящего из машины для отправки сигналов по проводам на приемную машину.

Факт 15: Кто изобрел электричество? Александр Грэм Белл: В 1876 году Александр Грэм Белл (1847 — 1922) впервые изобрел телефон, использующий электричество для передачи речи.

Факт 16: Кто изобрел электричество? Томас Эдисон: В 1879 году Томас Эдисон (1847–1931) изобрел первую практическую лампочку накаливания и построил электростанции для выработки электроэнергии.

Факт 17: Кто изобрел электричество? Джеймс Вимшерст: В 1882 году британский изобретатель Джеймс Вимшерст (1832–1903) изобрел машину Вимшерста, которая могла легко и надежно производить статическое электричество.

Факт 18: Кто изобрел электричество? Никола Тесла: В 1888 году Никола Тесла (1856 — 1943) разработал двигатель переменного тока (переменного тока) и систему выработки электроэнергии переменного тока, которая стала признанным источником питания в Соединенных Штатах.Никола Тесла также изобрел катушку Telsa, производящую ток чрезвычайно высокой частоты, что позволило ему разработать некоторые из первых неоновых и флуоресцентных ламп.

Факт 19: Кто изобрел электричество? Сэр Чарльз Парсонс:  В 1884 году сэр Чарльз Парсонс (1854–1931) построил турбинный двигатель, который он использовал для привода электрического генератора. Генераторы с турбинным приводом были введены для производства электроэнергии в 1890 году.

Факт 20: Кто изобрел электричество? Генрих Герц: В 1886 году Генрих Герц (1857 — 1894) произвел и обнаружил электрические волны в атмосфере.

Факт 21: Кто изобрел электричество? Дж. Дж. Томсон: В 1897 г. Дж. Дж. Томсон (сэр Джозеф Джон Томсон: 1856–1940) открыл электрон.

Факт 22: Кто изобрел электричество? Альберт Эйнштейн: В 1905 году Альберт Эйнштейн (1879–1955) доказал, что световая энергия может быть использована для производства электричества, и эта идея легла в основу фотогальванических элементов.

Факт 23: Великие изобретения во время промышленной революции в эпоху электричества привели к изобретению холодильника, электрического освещения, радио, электрического утюга, стиральной машины, электрического одеяла, телефона, фонографа и многих , многое другое.

Олимп электричества: гении, подарившие нам энергию

В наше время нам было бы трудно жить без искусственного освещения, без кранов, которые снабжают нас горячей и холодной водой, без отопления или без транспортных средств, которые перевозят нас из одного места в другое. Но даже если мы связываем эти удобства с разными источниками энергии, все они непоправимо зависят от одного и того же технического прогресса: электричества. Без овладения, производства и распределения этой энергии мы вернулись бы в средневековый мир, основанный на животной тяге и огне.

Но электричество — это не только фундамент технологической цивилизации, но и один из лучших примеров научного прогресса как коллективного труда, плод вклада многочисленных отцов . Здесь мы рассмотрим вклад основных гениев, заслуживающих особого места на Олимпе истории электричества.

Уильям Гилберт

Статическое электричество известно с древних времен, но именно в 1600 году британский ученый Уильям Гилберт (24 мая 1544 – 30 ноября 1603 года) впервые приступил к его научному изучению.Выполняя заказ английской королевы Елизаветы I по изучению работы компаса, Гилберт обнаружил, что магнетизм связан с притяжением янтаря к мелким предметам при трении. Гилберт ввел для этого явления термин electricus , от греческого слова, обозначающего янтарь, elektron .

Портрет Уильяма Гилберта.
Источник: Библиотека Wellcome

Бенджамин Франклин

После исследований Гилберта другие люди науки начали исследовать свойства этой странной электрической материи, которую можно было создать, хранить в так называемых лейденских бутылках и передавать по проводам.Однако отсутствовали доказательства того, что эта загадочная жидкость существовала за пределами лабораторий. Американский эрудит Бенджамин Франклин (18 октября 1785 г. – 5 ноября 1788 г.) в 1752 году с помощью своего знаменитого эксперимента с воздушным змеем продемонстрировал, что энергия бурь и энергия лейденских бутылок – одно и то же, тем самым положив начало науке о воздушном змее. электричество.

Изображение эксперимента Бенджамина Франклина с воздушным змеем.
Источник: Wikimedia

Луиджи Гальвани

В 1780-х годах итальянский ученый Луиджи Гальвани (9 сентября 1737 — 4 декабря 1798) и его жена Лючия Галеацци описали «животное электричество» как энергию, которую нервы передают через жидкую среду, вызывая движение мышц. Идея гальванизма привлекла всеобщий интерес к электричеству живых существ, вплоть до того, что вдохновила писательницу Мэри Уолстонкрафт Шелли на написание своей работы « Франкенштейн» или современного Прометея . Работа Гальваниса заложила основы более поздних знаний об электрофизиологии нервной системы.

Эксперимент Луиджи Гальвани с лягушачьей лапкой.
Источник: Wikimedia

Алессандро Вольта

Современник и друг Гальвани, хотя и соперник в научной области, тоже итальянец Алессандро Вольта оспаривал теорию животного электричества, утверждая, что ток, наблюдаемый в опытах его коллеги с лягушачьими лапками, имеет внешнее происхождение.Когда Вольта заменил биологический материал картоном, пропитанным солевым раствором, он изобрел первую батарею — постоянный источник электрического тока, не зависящий от генерации электростатического заряда.

Изобретение гальванической батареи в 1799 году дало ученым ценный инструмент для изучения электричества. В знак признания его работы его имя было дано единице электрического потенциала, вольту.

Вольта демонстрирует Наполеону электрическую батарею.
Источник: Майк Лихт

Шарль-Огюстен де Кулон

Во второй половине 18-го века такие ученые, как Джозеф Пристли или Генри Кавендиш, оба англичане, начали экспериментально наблюдать, что сила притяжения или отталкивания между двумя зарядами зависит от величины зарядов и обратно пропорциональна расстоянию между ними. между ними, как гравитационная сила, описанная Исааком Ньютоном.Французский инженер и физик Шарль-Огюстен де Кулон (14 июня 1736 — 23 августа 1806) в 1785 году сформулировал закон, носящий его имя. В 1908 году в его честь была названа единица заряда — кулон.

Портрет Шарля Огюстена де Кулона (1736-1806).
Художник: Луи Иерле

Андре-Мари Ампер

Если импульс Кулона был решающим для формулировки электростатики, то именно его соотечественник Андре-Мари Ампер заложил основы электродинамики. Основываясь на более ранней работе датского физика и химика Ганса Кристиана Эрстеда, в 1820-х годах Ампер начал придавать физическую и математическую форму силе притяжения или отталкивания между двумя параллельными проводами, проводящими электрический ток. Закон силы Ампера открыл путь к пониманию и математическому определению электромагнетизма, который в 1881 г. был признан путем присвоения единице измерения электрического тока имени ампера.

Георг Ом

В то время как Ампер исследовал силу, действующую между двумя электрическими проводами, немецкий физик и математик Георг Ом (16 марта 1789 г. — 6 июля 1854 г.) использовал батареи Вольта и самодельные устройства для изучения того, как ток (I) изменяется в зависимости от приложенное напряжение (В) и сопротивление цепи (R).Этот вопрос уже интересовал таких ученых, как Кавендиш, который использовал свое тело, чтобы замкнуть цепь и испытать силу удара током в каждом случае. Закон, обобщающий результаты Ома, I = V/R, сегодня может показаться почти очевидным, однако публикация его первоначальной формулировки в 1827 г. вызвала больше подозрений, чем аплодисментов. Впоследствии вклад Ома воплотился в название единицы электрического сопротивления — Ом.

немецкий физик Георг Симон Ом.
Источник: Wikimedia

Майкл Фарадей

В девятнадцатом веке, в эпоху расцвета науки об электричестве, было много ученых, посвятивших себя разгадке физических и математических принципов электричества.Но кому-то еще предстояло превратить все эти знания в практические технологии, и в этой области выделялся англичанин Майкл Фарадей (22 сентября 1791 – 25 августа 1867 года), разработавший то, что впоследствии стало электродвигателем. Однако Фарадей не ограничился изобретательством, и его наблюдения дали материал для построения полной теории электромагнетизма. Он был ученым-самоучкой, чье скромное происхождение привело его к работе на химика Хамфри Дэви не только в качестве помощника, но и в качестве камердинера.Гений Фарадея привел к тому, что его слава превзошла славу его наставника, и сегодня единица измерения электрической емкости носит его имя — фарад.

Лаборатория Фарадея в Королевском институте. Источник: Институт истории науки

Джеймс Клерк Максвелл

Можно сказать, что последним штрихом золотого века науки об электричестве стала работа шотландского ученого Джеймса Клерка Максвелла (13 июня 1831 г. – 5 ноября 1879 г.), который в период с 1861 по 1862 год опубликовал ряд уравнений, превративших интуитивные наблюдения Фарадея в в полную теорию электромагнетизма.Уравнения Максвелла, число которых со временем сократилось до четырех, собрали и обобщили всю работу его предшественников, чтобы служить табличками закона в едином царстве электромагнитного поля. В свою очередь, учитывая, что наука обычно представляет собой коллективную конструкцию без начала и конца, уравнения Максвелла станут в следующем столетии одной из отправных точек для рождения другой новой науки: квантовой физики.

Джеймс Клерк Максвелл.
Источник: Wikimedia

Хавьер Янес

@ yanes68

Кто изобрел электричество : AskHistorians

Электричество — природное явление, поэтому его нельзя было изобрести, а только открыть. При этом до 1930-х годов можно было сказать, что практические эксперименты с электричеством, а точнее, с созданием и использованием электрического заряда, начались где-то в середине 17 века. В 1936 году открытие в Месопотамии поставило под сомнение это представление, когда Вильгельм Кениг нашел небольшой кувшин, наполненный асфальтом и снабженный медными и железными стержнями, во время раскопок возле Худжут-Рабу, недалеко от древнего города Ктесифон. Из-за близости места к современной столице Ирака загадочное устройство стало широко известно как «Багдадская батарея».Хотя никаких описаний подобных предметов не существует, последующие раскопки большего количества образцов привели исследователей к предположению, что такие устройства действительно были мокрыми батареями, использующими уксус в качестве электролита и, скорее всего, использовавшимися для гальванического покрытия мелких предметов золотом. В настоящее время до сих пор неизвестно, было ли это так (существуют убедительные доказательства того, что предметы были позолочены в процессе термического амальгамирования, а конструкция батареи несколько отсутствует). Предполагая, что это действительно были батареи, мы также не знаем, имели ли пользователи этих предметов хотя бы самое простое понимание принципа работы устройства, или это было скорее результатом удачи или процесса проб и ошибок.Тем не менее, «Багдадская батарея», датируемая сасанидским периодом (с начала 3-го до середины 7-го века н.э.), часто упоминается как старейшее известное электрическое устройство в мире, хотя правдивость этого утверждения все еще оспаривается.

Современные эксперименты с электричеством, основанные на многовековых случайных наблюдениях за реакцией янтаря на трение и поведением стрелок компаса, обычно начинаются в начале 17 века или, возможно, в последние годы 16 века, а Уильям Гилберт обычно считается первый ученый, активно работавший над этой темой в наше время.Хотя в первую очередь интересовался естественным магнетизмом (он был первым, кто постулировал, что Земля сама по себе является магнитом с большим запасом железа в его центре), он также баловался экспериментами со статическим электричеством, введя латинский термин «electricus». что означает «подобный янтарю»), который позже был использован в качестве основы для термина «электричество» сэром Томасом Брауном в 1640-х годах и описывал то, что могло быть истолковано как первые модели электрических полей и токов. Благодаря своим экспериментам с магнитными компасами он также сконструировал первые примитивные электроскопы, способные обнаруживать статические заряды.

Несколько десятилетий спустя, в 1663 году, немецкий физик (в то время мэр Магдебурга) Отто фон Герике построил первый электрический генератор, использующий вращение твердой серной сферы для выработки статического электричества. Эта конструкция была развита британским физиком Фрэнсисом Хоксби, который в 1706 году представил машину, в которой использовалась вакуумированная стеклянная сфера, наполненная парами ртути, которая позволяла зрителям фактически видеть небольшие разряды внутри сферы. В 1729 году Стивен Грей заметил, что электрическая сила передается не только по воздуху, но также может передаваться через некоторые жидкости и твердые тела, что привело к открытию проводимости (термины «проводник» и «изолятор» в контексте электричество было позже придумано Джоном Дезагюлье, помощником Ньютона и знакомым Грея (который также присвоил себе некоторые изобретения последнего, используя свое положение и репутацию члена Королевского общества).

С начала 18 века были предприняты попытки уловить и сохранить электрический заряд, что привело к изобретению первых конденсаторов, независимо построенных в 1745 году Эвальдом фон Клейстом из Камина фон Поммерна (ныне Камень Поморски в Польше) и Питером ван Мюшенбрук из Лейдена. Последний, будучи известным профессором и ученым, чаще упоминается в связи с первым конденсатором, поскольку его изобретение стало более широко известным, что привело к его общему названию «лейденская банка» (хотя в 1746 году Даниэль Гралат, ученый и член Общество экспериментальной физики в Данциге написало петицию во Французскую академию наук, заявив, что фон Клейст построил свое устройство по крайней мере за несколько месяцев до того, как это сделал ван Мюсшенбрук).«Лейденская банка» использовалась еще в 1746 году Жаном-Антуаном Нолле, который продемонстрировал, что электричество может проходить через человеческие тела и металлические предметы даже на большие расстояния. Он был известен тем, что продемонстрировал это, нанеся удар током первому человеку в «человеческих цепях», часто включающем несколько сотен человек, держащихся за руки или металлические предметы, и показав это с последующими людьми, демонстрирующими эффекты удара одновременно). Это устройство использовал Бенджамин Франклин во время своего эксперимента с воздушным змеем в 1752 году, когда ему удалось доказать, что атмосферные молнии на самом деле представляют собой электрические разряды, мало чем отличающиеся от тех, которые могли бы быть получены искусственно с помощью электростатических машин.Опираясь на заключение французского натуралиста Шарля дю Фэя, который заявил в 1733 году, что существует два «типа» электрического заряда, он также представил теорию положительного и отрицательного заряда, способствовав более позднему развитию концепции электрического тока.

Вскоре последовали дальнейшие исследования и изобретения: Эбенезер Киннерсли экспериментировал с электрическими источниками тепла в 1760-х годах, Луиджи Гальвани продемонстрировал влияние электричества на естественные ткани в 1780-х годах и, таким образом, заложил основы для областей биоэлектричества, а Алессандро Вольта разработал несколько устройства для измерения электричества и, наконец, представление вольтова столба в 1800 году.В начале 19 века электричество и электромагнетизм становились все более и более известными благодаря исследованиям, например, Ганс Кристиан Эрстед, Андре-Мари Ампер и Джеймс Кларк Максвелл. После демонстрации Гемфри Дэви первого электрического прибора накаливания в 1807 году и Майкла Фарадея, сконструировавшего первый электродвигатель в 1821 году, электричество стало хорошо известным, весьма популярным и, что наиболее важно, практическим явлением.

И если уж на то пошло, ни Эдисон, ни Тесла не изобрели и не улучшили лампочку.Это более старое изобретение, которое существовало в своей первоначальной форме за годы до того, как любой из них родился.

Когда было изобретено электричество? — History Answers

Немногие открытия оказали такое большое влияние на развитие человечества и историю, как электричество. Так когда же он был изобретен?

Электричество было не столько изобретено, сколько открыто, поскольку это природное явление, а записи о статическом электричестве датируются 600 г. до н.э. в Древней Греции.Термин «электричество» впервые был использован в 1600 году, а машина, производящая статическое электричество, была изобретена в 1663 году.

Лампочка крупным планом

Чтобы узнать больше об истории электричества и его открытии, читайте дальше.

Что такое электричество?

Для чего-то столь вездесущего, как электричество, довольно сложно объяснить, что это такое.

В сущности, вся материя состоит из частиц, и эти частицы имеют либо положительный, либо отрицательный заряд, причем электричество, по сути, относится к наличию или потоку этого заряда, а отрицательно заряженные частицы называются электронами.Те, у кого положительный заряд, называются протонами, а те, у кого нет заряда, — нейтронами, вместе они составляют атомы.

Хотя эти электроны есть во всей материи, они свободно перемещаются в проводящих материалах, таких как металлы, а это означает, что электроны могут перемещаться по цепи и, таким образом, переносить электрический ток. Эти токи мы используем для питания электрических устройств, при этом электричество вырабатывается в генераторах, таких как те, которые впервые построил Майкл Фарадей в начале 19 -го -го века.

Электричество относится к явлениям, связанным с электрическими зарядами, включая молнию и статическое электричество, которые люди наблюдали давным-давно.Поскольку это природные явления, их нельзя изобрести, но можно понять и ими можно манипулировать.

Открытие электричества

Приблизительно в 600 г. до н.э. в Древней Греции ученый Фалес из Милета заметил, что трение меха животных и янтаря приводит к тому, что они притягиваются друг к другу, а именно к статическому электричеству. На самом деле, elektron — это древнегреческое слово, обозначающее янтарь, которое на латыни превратилось в электрум и привело к термину «электричество» в 1600 году, использованному Уильямом Гилбертом для описания этого понятия.

Артефакт также был найден в Ираке, вероятно, относящийся к 200–600 годам нашей эры, который, возможно, мог генерировать электричество для гальваники из-за того, что в нем были керамический горшок, медная трубка и железный стержень, возможно похожий на устройство использовал Фарадей в 19 веке. Тем не менее, цель этого объекта до сих пор является предметом споров, поскольку существует альтернативная гипотеза, заключающаяся в том, что он предназначался только для хранения свитков.

В 1663 году Отто фон Герике изобрел машину, которая могла производить статическое электричество, что положило начало периоду исследований и открытий о свойствах электричества в грядущем столетии.Электрическая проводимость была доказана в 1729 году, а положительные и отрицательные заряды были выдвинуты в 1733 году. который использовался в 1747 году для разряда в электрической цепи. В этот момент также существовала теория о том, что молния и электричество могут быть связаны, что Бенджамин Франклин лихо доказал в 1752 году, используя лейденскую банку, ключ, воздушного змея и грозу (вопреки распространенному мнению, он не открывал электричество) .

Возникновение электричества

Основанные на этом росте понимания, продолжались исследования этого явления, а также ценные изобретения и открытия. В 1780 году, например, Луиджи Гальвани обнаружил, что нервы реагируют на электрические импульсы, экспериментируя с лягушачьими лапками, показывая важность электричества в наших собственных телах.

В 1800 году Вольта обнаружил, что химические реакции могут создавать электрический заряд и аноды и катоды. Это привело к изобретению батареи и помогло обеспечить источник электричества; он увековечен в слове вольт, относящемся к единице разницы между анодом и катодом.

Всего три десятилетия спустя, в 1831 году, Фарадей изобрел динамо-машину и создал постоянный источник электрического тока, окружив магнит медной проволокой.

Эти открытия привели к дальнейшим изобретениям, таким как электрическая лампочка и уличные фонари, которые были изобретены Томасом Эдисоном в конце 19 -го -го века. Еще одной ключевой фигурой в развитии электричества является Никола Тесла, чьи исследования и работа в области переменного тока помогли заложить основы современных электрических систем.

Когда было изобретено электричество?

Короче говоря, хотя изобрести электричество невозможно, первое упоминание о его наблюдении относится к 600 г. до н.э. Другие ключевые даты включают изобретение фон Герике в 1660 году, лейденскую банку в 1745 году и динамо-машину Фарадея в 1831 году.

Бен Франклин живет в вашем смартфоне | В Смитсоновском институте

Бен Франклин работы Джозефа-Сиффреда Дюплесси, ок. 1785 г. Национальная портретная галерея, Wikimedia Commons

Бенджамина Франклина давно нет, но как всемирно известный изобретатель , некоторые из его теорий все еще работают у вас на ладони.В свое время он значительно расширил мировое понимание электричества, создав идеи, которые сегодня можно найти в смартфонах и других устройствах.

Вопреки часто рассказываемой и во многом апокрифической истории о том, как он самодеятельно открыл электричество, будучи пораженным ударом молнии, Франклин, живший до появления слова «ученый», был уважаемым «натурфилософом». как ученые были известны в то время. Франклин получил награды от организаций по обе стороны Атлантики; он был всемирно известен задолго до того, как стал известным дипломатом.А дома, в американских колониях, более четверти века он сделал себе имя как издатель и автор-призрак для Альманаха Бедного Ричарда .

За столетия до жизни Франклина исследователи мира природы подозревали, что молния — это форма электричества, но именно Франклин предложил способ доказать эту гипотезу. То, что позже превратилось в идею использования воздушного змея, началось с плана по привлечению электричества молнии от высокой церковной шпили.

В этой идиллической сцене 1835 года Бен Франклин со своим маленьким сыном проводят эксперименты, которые доказали, что молния является формой электричества. Вопреки распространенному мнению, изобретатель не был поражен молнией, а получил лишь небольшой удар током от своего приключения с запуском воздушного змея. Дар музея CIGNA и коллекции произведений искусства, NMAH

Другие экспериментаторы следовали дорожной карте Франклина, чтобы доказать электрическую природу молнии еще до того, как он применил свои собственные идеи на практике.И когда он попытался доказать свою теорию, он испытал лишь крошечный шок от своего приключения с запуском воздушного змея; однако швед Георг Вильгельм Рихманн был убит в 1753 году при попытке воспроизвести сценарий Франклина без каких-либо оснований.

Новый экспонат «Электрический доктор Франклин», недавно выставленный в Национальном музее американской истории Смитсоновского института, разбирает компоненты смартфона, которые обязаны изобретательности Франклина. Экспозиция демонстрирует продолжающееся влияние работы изобретателя 18-го века и включает в себя деконструированный смартфон, радиоконденсатор и радиомикрофон, а также устройства, использовавшиеся в эпоху Франклина.

«Мы используем смартфон как крючок», — говорит куратор Гарольд Д. Уоллес-младший, который надеется, что это привлечет больше посетителей к участию в истории Франклина. Уоллес видит наибольший вклад Франклина в изучение электричества в использовании изобретателем конденсаторов, устройств, используемых для хранения электричества. Во времена Франклина этой цели служили лейденские банки, и он сыграл ключевую роль в определении того, как они работают и почему. Сегодня конденсаторы вносят свой вклад в функциональность смартфонов разными способами.«Они встроены в компьютерные чипы, — говорит Уоллес, — и часто используются в микрофонах смартфонов. Лейденские банки, одна из которых выставлена ​​в музейной витрине, представляют собой стеклянные сосуды, покрытые фольгой для удерживания электрических зарядов. Франклин обнаружил, что положительные заряды находятся на одной стороне стекла, а отрицательные — на другой. Из этого осознания он понял, что «с идеей притяжения и отталкивания вы можете получить вращательное движение», — говорит Уоллес.

«Электрический доктор Франклин» исследует новаторскую научную работу Бена Франклина с артефактами той эпохи и устройствами, созданными под влиянием отца-основателя. НМАХ

Франклин предположил, что соединение нескольких банок может увеличить размер заряда, который они могут удерживать. Он назвал эти соединенные банки «батареей» и стал первым, кто использовал этот термин для описания электрического устройства, хотя первая настоящая батарея, какой мы ее знаем сегодня, была изобретена только спустя почти десятилетие после его смерти.Пытаясь понять, как работают лейденские банки, Франклин понял, что банка ему не нужна: «Вы можете сложить вместе несколько стеклянных пластин и получить тот же эффект конденсатора», — говорит Уоллес.

Итак, Франклин запускал воздушного змея? Да, по-видимому, он это сделал, хотя в этом есть некоторые сомнения, потому что он не объявлял об этом событии до нескольких месяцев после того, как, как сообщается, состоялся эксперимент. Он объявил, что подтвердил, что молния представляет собой разряд электричества; однако он просто проверил электрический заряд.И в него не попала молния.

Учитывая его многочисленные тесты и теории об электричестве, биограф Карл Ван Дорен пришел к выводу, что Франклин «нашел электричество диковинкой и оставил его наукой».

Франклин также разработал «учение о точках», которое заключалось в том, что электричество притягивается к остроконечным объектам. Это привело его к разработке громоотводов для защиты конструкций от ударов молнии. Прутья на крыше завоевали популярность как в Европе, так и в английских колониях в Северной Америке.

Некоторые возражали, что громоотвод мешает воле Бога, но Франклин категорически отверг это утверждение. В письме ботанику и нью-йоркскому политику Кадваладеру Колдену он утверждал, что «несомненно, Небесный Гром не более сверхъестественен, чем Небесный Дождь, Град или Солнечное Сияние, от Неудобств которых мы без зазрения совести охраняем Крышами и Тенями».

Во времена Франклина лейденские банки использовались для хранения электроэнергии, и изобретатель сыграл ключевую роль в определении того, как они работают.НМАХ

Громоотвод был лишь одним из многих известных изобретений Франклина, включая знаменитые камины Франклина, первые гибкие мочевые катетеры и бифокальные очки, хотя утверждалось, что бифокальные очки принадлежат и другим. Ему также приписывают начало предсказания погоды, потому что он предположил, как тепло, поднимающееся в воздухе в южных колониях, порождает системы низкого давления в северных штатах. Он и Колден поделились идеями по таким разным темам, как кровообращение, потоотделение, кометы и многие другие научные темы.

Работа Франклина была частью международной попытки распутать нити теории электричества. Его частый корреспондент Питер Коллинсон взял на себя ответственность за публикацию многих теорий Франклина в Европе. Уоллес считает, что, хотя время отставания в общении иногда оставляло Франклина в неведении относительно новых открытий, оно, возможно, помогло его научным исследованиям, потому что позволило ему «по-настоящему поиграть с экспериментами и все обдумать без немедленной критики.»

В противном случае, отмечает Уоллес, он мог бы пойти дальше и прийти к выводу, что его идеи «не являются частью общепринятой мудрости современной теории». Например, во время своего собственного испытания воздушного змея Франклин не знал, что его теория уже была подтверждена учеными в Европе, поэтому он сам провел эксперимент с помощью своего сына Уильяма в июне 1752 года.

В 1751 году Коллинсон опубликовал первую серию писем Франклина в 86-страничном буклете, озаглавленном « экспериментов и наблюдений за электричеством, сделанных в Филадельфии в Америке» мистером Франклином.Бенджамина Франклина, и сообщалось в нескольких письмах г-ну П. Коллинсону из Лондона, ФРС. В последующие годы к первоначальной публикации были выпущены дополнительные сборники писем.

Эти работы укрепили репутацию Франклина как эксперта в области изучения электричества и подняли филадельфийского «Бедного Ричарда» в разряд экспертов по изучению мира природы. Франклин прославился во всем мире как один из величайших умов в науке и как фигура, положившая начало эпохе великих открытий.

Франклин предположил, что соединение нескольких лейденских банок может увеличить размер заряда, который они могут удерживать, и назвал массив «батареей», впервые употребив этот термин. Дар Принстонского университета, NMAH

В 1753 году Йельский и Гарвардский университеты присвоили ему почетные степени, а Лондонское Королевское общество наградило его медалью Копли — старейшей в мире научной премией за достижения. Он был первым получателем, который жил за пределами Великобритании. С тех пор среди других обладателей медали были Чарльз Дарвин, Альберт Эйнштейн и Стивен Хокинг.

Изучение электричества Франклином уменьшилось, когда он отправился в Англию в 1757 году, где до 1776 года он представлял интересы колонистов при дворе Сент-Джеймс. В следующем году, работая во Франции, он заключил с этой страной военный союз. (В Национальном музее американской истории хранится шелковый костюм-тройка, который Франклин носил в 1778 году, когда участвовал в заключении договора о союзе с Францией во время революции.) После Американской революции, как представитель молодых Соединенных Штатов, он вел переговоры договор с англичанами 1783 г.

«Конечно, Небесный Гром не более сверхъестественен, чем Небесный Дождь, Град или Солнечное Сияние». — Бен Франклин

Восхищение, которое он получил во время заграничной поездки во второй половине 18 века, потрясло его. Он был принят французским монархом Людовиком XV во время его первого пребывания в Англии. К началу 1770-х годов, когда его книга теорий выходила в четвертом издании, маркиз де Кондорсе, выдающийся математик Франции, писал Франклину: «Вам дано просветить человеческие умы истинными принципами науки об электричестве, чтобы ваши дирижеры успокоили их от ужасов грома и подсластили их чувства самой трогательной и учтивой музыкой.Франклин сказал своей семье: «Моя фотография везде, на крышках табакерок, на кольцах, бюстах. Продажи невероятные. Мой портрет — бестселлер, у вас есть оттиски, и копии оттисков и копии от копий разлетаются повсюду».

В 1799 году, через девять лет после смерти Франклина, Алессандро Вольта из Италии создал первую действующую батарею в современном понимании. Это было изобретение Вольта. Однако Уоллес отмечает, что беседы с Франклином помогли вдохновить Вольту и повлиять на него.

«Он сложил чередующиеся диски из разнородных металлов между пропитанными соленой водой подушечками и генерировал постоянный электрический ток, и это стало источником современной батареи», — говорит Уоллес. Затем волна перемен распространилась с работами Майкла Фарадея и Ганса Христиана Эрстеда в 19 веке, которые внесли свой вклад в научное понимание электромагнетизма, и Сэмюэля Морса, который смог построить первый полезный телеграф с батарейным питанием.

Будучи ученым и государственным деятелем, Франклин изменил правила игры.Ведущий французский экономист той эпохи Анн Робер Жак Тюрго почтил его многочисленные заслуги, написав: «Он вырвал молнию с неба и скипетр у тиранов».

«Электрический доктор Франклин» выставлен на втором этаже Смитсоновского национального музея американской истории в Вашингтоне, округ Колумбия.

Американская история Американский исторический музей Бен Франклин Электричество Отцов-основателей изобретения Технология Погода

Рекомендуемые видео

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.