Električna energija jedan je od stupova moderne civilizacije. Život bez struje je, naravno, moguć, jer su se i naši ne tako davni preci dobro snašli bez nje. "Ovdje ću sve upaliti žaruljama Edison i Swann!" - viknuo je sir Henry Baskerville iz gospodara Baskervillesa Arthura Conana Doylea kad je prvi put vidio tmurni dvorac koji je trebao naslijediti. No, dvorište je bilo već krajem 19. stoljeća.
Električna energija i s njom povezan napredak pružili su čovječanstvu neviđene mogućnosti. Gotovo ih je nemoguće navesti, toliko su brojni i globalni. Sve što nas okružuje nekako je napravljeno uz pomoć električne energije. Teško je pronaći nešto nepovezano s tim. Živući organizmi? Ali neki od njih sami stvaraju značajne količine električne energije. A Japanci su naučili povećati prinos gljiva izlažući ih visokonaponskim udarima. Sunce? Sija sam od sebe, ali njegova se energija već prerađuje u električnu energiju. Teoretski, u nekim određenim aspektima života možete i bez električne energije, ali takav neuspjeh zakomplicirat će i život učiniti skupljim. Dakle, morate znati električnu energiju i moći je koristiti.
1. Definicija električne struje kao struje elektrona nije apsolutno točna. Na primjer, u elektrolitima akumulatora struja je protok vodikovih iona. A u fluorescentnim svjetiljkama i fotobljeskovima protoni, zajedno s elektronima, stvaraju struju i to u strogo reguliranom omjeru.
2. Tales iz Mileta prvi je znanstvenik koji je obratio pažnju na električne pojave. Drevni grčki filozof razmišljao je o činjenici da jantarni štapić, ako se protrlja o vunu, počinje privlačiti dlake, ali nije otišao dalje od razmišljanja. Izraz "električna energija" skovao je engleski liječnik William Gilbert, koji je koristio grčku riječ "jantar". Gilbert također nije otišao dalje od opisivanja fenomena privlačenja dlaka, čestica prašine i ostataka papira jantarnim štapićem utrljanim na vunu - dvorski liječnik kraljice Elizabete imao je malo slobodnog vremena.
Tales iz Mileta
William Gilbert
3. Vodljivost je prvi otkrio Stephen Gray. Ovaj Englez nije bio samo talentirani astronom i fizičar. Pokazao je primjer primijenjenog pristupa znanosti. Ako su se njegove kolege ograničile na opisivanje fenomena i, maksimalno, objavljivale svoja djela, tada je Gray odmah zaradio profitom od vodljivosti. Pokazao je broj "letećeg dječaka" u cirkusu. Dječak je lebdio nad arenom na svilenim užetima, tijelo mu je bilo nabijeno generatorom, a dlanovi su mu privlačili sjajne zlatne latice. Dvorište je bilo galantno 17. stoljeće, a "električni poljupci" brzo su postali moderni - iskre su skakutale između usana dvoje ljudi nabijenih generatorom.
4. Prva osoba koja je patila od umjetnog naboja električne energije bio je njemački znanstvenik Ewald Jürgen von Kleist. Konstruirao je bateriju, kasnije nazvanu Leyden tegla, i napunio je. Pokušavajući isprazniti limenku, von Kleist je primio vrlo osjetljiv električni udar i izgubio svijest.
5. Prvi znanstvenik koji je umro u proučavanju električne energije bio je kolega i prijatelj Mihaila Lomonosova. Georg Richmann. Provukao je žicu sa željeznog stupa postavljenog na krov u svoju kuću i pregledavao struju za vrijeme grmljavine. Jedna od ovih studija završila je tužno. Očito je grmljavina bila posebno jaka - između Richmana i senzora za električnu struju skliznuo je električni luk, usmrtivši znanstvenika koji je stajao preblizu. Poznati Benjamin Franklin također je dospio u takvu situaciju, ali lice novčanice od sto dolara imalo je sreću da preživi.
Smrt Georga Richmanna
6. Prvu električnu bateriju stvorio je Talijan Alessandro Volta. Njegova je baterija bila izrađena od srebrnih novčića i cinkovih diskova, čiji su parovi bili odvojeni mokrom piljevinom. Talijan je svoju bateriju stvorio empirijski - priroda električne energije tada je bila neshvatljiva. Umjesto toga, znanstvenici su mislili da su to razumjeli, ali mislili su pogrešno.
7. Fenomen transformacije vodiča pod djelovanjem struje u magnet otkrio je Hans-Christian Oersted. Švedski prirodni filozof slučajno je donio žicu kroz koju je struja tekla do kompasa i vidio otklon strelice. Fenomen je ostavio dojam na Oersteda, ali on nije razumio koje mogućnosti u sebi skriva. André-Marie Ampere plodno je istraživao elektromagnetizam. Francuz je dobio glavne lepinje u obliku univerzalnog priznanja i jedinice trenutne snage nazvane po njemu.
8. Slična se priča dogodila s termoelektričnim efektom. Thomas Seebeck, koji je radio kao laborant na odjelu Sveučilišta u Berlinu, otkrio je da ako zagrijete vodič načinjen od dva metala, kroz njega teče struja. Pronašao, prijavio i zaboravio. A Georg Ohm upravo je radio na zakonu koji će dobiti njegovo ime i koristio je rad Seebecka i svi znaju njegovo ime, za razliku od imena berlinskog laboranta. Ohm je, inače, otpušten s mjesta školskog učitelja fizike zbog pokusa - ministar je postavljanje pokusa smatrao nedostojnim stvarnog znanstvenika. Tada je bila u modi filozofija ...
Georg Ohm
9. Ali još je jedan laborant, ovaj put na Kraljevskom institutu u Londonu, jako uznemirio profesore. Michael Faraday, 22, naporno je radio na stvaranju elektromotora svog dizajna. Humphrey Davy i William Wollaston, koji su Faradaya pozvali kao laboratorijske asistente, nisu mogli podnijeti takvu drskost. Faraday je svoje motore modificirao već kao privatna osoba.
Michael Faraday
10. Otac upotrebe električne energije za kućne i industrijske potrebe - Nikola Tesla. Ovaj je ekscentrični znanstvenik i inženjer razvio principe dobivanja izmjenične struje, njezinog prijenosa, transformacije i upotrebe u električnim uređajima. Neki ljudi vjeruju da je Tunguska katastrofa rezultat Teslinog iskustva u trenutnom prijenosu energije bez žica.
Nikola Tesla
11. Početkom dvadesetog stoljeća Nizozemac Heike Onnes uspio je dobiti tekući helij. Za to je bilo potrebno plin ohladiti na -267 ° C. Kad je ideja bila uspješna, Onnes nije odustao od eksperimenata. Hladio je živu na istu temperaturu i otkrio da je električni otpor skrućene metalne tekućine pao na nulu. Tako je otkrivena superprovodljivost.
Heike Onnes - dobitnica Nobelove nagrade
12. Snaga prosječnog udara groma iznosi 50 milijuna kilovata. Činilo bi se kao nalet energije. Zašto još uvijek ne pokušavaju to koristiti na bilo koji način? Odgovor je jednostavan - udar groma vrlo je kratak. A ako ove milijune pretočite u kilovat-sate, koji izražavaju potrošnju energije, ispada da se oslobađa samo 1.400 kilovatsati.
13. Prva komercijalna elektrana na svijetu dala je struju 1882. godine. 4. rujna, generatori koje je dizajnirala i proizvela tvrtka Thomas Edison napajali su nekoliko stotina domova u New Yorku. Rusija je zaostajala vrlo kratko - 1886. godine počela je raditi elektrana smještena točno u Zimskoj palači. Njegova se snaga neprestano povećavala, a nakon 7 godina njime se napajalo 30 000 svjetiljki.
Unutar prve elektrane
14. Edisonova slava kao genija električne energije jako je pretjerana. Bez sumnje je bio genijalan menadžer i najveći u istraživanju i razvoju. Kakav je samo njegov plan za izume, koji je zapravo i proveden! Međutim, želja za stalnim izmišljanjem do navedenog datuma imala je i negativne strane. "Rat struja" između Edisona i Westinghousea samo s Nikolom Teslom koštao je potrošače električne energije (tko je još platio crni PR i ostale povezane troškove?) Stotine milijuna onih s zlatnim dolarima. Ali usput su Amerikanci dobili električnu stolicu - Edison je gurao pogubljenje kriminalaca naizmjeničnom strujom kako bi pokazao njegovu opasnost.
15. U većini zemalja svijeta nominalni napon električnih mreža je 220 - 240 volti. U Sjedinjenim Državama i nekoliko drugih zemalja potrošačima se isporučuje 120 volti. U Japanu mrežni napon iznosi 100 volti. Prijelaz s jednog napona na drugi vrlo je skup. Prije Velikog domovinskog rata u SSSR-u je bio napon od 127 volti, a zatim je započeo postupni prijelaz na 220 volti - s tim se gubici u mrežama smanjuju 4 puta. Međutim, neki su potrošači prebačeni na novi napon već krajem 1980-ih.
16. Japan je krenuo svojim putem u određivanju frekvencije struje u električnoj mreži. S razlikom od godinu dana za različite dijelove zemlje, oprema za frekvencije od 50 i 60 herca kupljena je od stranih dobavljača. Bilo je to krajem 19. stoljeća, a u zemlji još uvijek postoje dva frekvencijska standarda. Međutim, gledajući Japan, teško je reći da je ovo odstupanje u frekvencijama nekako utjecalo na razvoj zemlje.
17. Varijabilnost napona u različitim zemljama dovela je do činjenice da na svijetu postoji najmanje 13 različitih vrsta utikača i utičnica. Na kraju, svu tu kakofoniju plaća potrošač koji kupuje adaptere, dovodi različite mreže u kuće i, što je najvažnije, plaća gubitke u žicama i transformatorima. Na Internetu možete pronaći brojne pritužbe Rusa koji su se preselili u Sjedinjene Države da u stambenim zgradama u stanovima nema perilica rublja - oni su, uglavnom, u zajedničkom praonici negdje u podrumu. Upravo zato što perilicama treba zasebna linija, što je skupo instalirati u stanove.
To nisu sve vrste prodajnih mjesta
18. Čini se da je ideja o vječnom pokretaču, koji je zauvijek umro u Boseu, oživjela u ideji pumpanih akumulacijskih elektrana (PSPP). Prvotno zvučna poruka - kako bi se ublažile dnevne oscilacije u potrošnji električne energije - dovedena je do točke apsurda. Počeli su dizajnirati PSP-ove i pokušavati ih graditi čak i tamo gdje nema dnevnih fluktuacija ili su one minimalne. Sukladno tome, lukavi drugovi počeli su zasipati političare očaravajućim idejama. Primjerice, u Njemačkoj se ove godine razmatra projekt stvaranja podmorske crpne hidroelektrane u moru. Prema zamisli kreatora, ogromnu šuplju betonsku kuglu trebate potopiti pod vodu. Gravitacijom će se napuniti vodom. Kad je potrebna dodatna električna energija, voda iz lopte dovodit će se u turbine. Kako poslužiti? Električne pumpe, naravno.
19. Još nekoliko kontroverznih, blago rečeno, rješenja s područja nekonvencionalne energije. U SAD-u su smislili tenisice za trčanje koje generiraju 3 vata električne energije na sat (naravno, u šetnji). A u Australiji postoji termoelektrana koja ukratko govori. Jedna i pol tona školjki pretvara se u jedan i pol megavat električne energije za jedan sat.
20. Zelena energija praktički je dovela jedinstveni australski elektroenergetski sustav do stanja "lošeg stanja". Nestašica električne energije, koja je nastala nakon zamjene kapaciteta TE solarnim i vjetroelektranama, dovela je do njezina poskupljenja. Rast cijena naveo je Australce da instaliraju solarne panele na svoje domove i vjetroturbine u blizini svojih domova. To će dodatno disbalansirati sustav. Operateri moraju uvesti nove kapacitete, za što je potreban nov novac, odnosno nova poskupljenja. S druge strane, vlada subvencionira svaki kilovat električne energije koju dobije u dvorištu, istovremeno postavljajući nepodnošljive zahtjeve i zahtjeve tradicionalnim elektranama.
Australski krajolik
21. Svi već dugo znaju da je električna energija dobivena iz termoelektrana „prljava“ - emitira se CO2 , efekt staklenika, globalno zagrijavanje itd. Istodobno, ekolozi šute o činjenici da isti CO2 Također se generira u proizvodnji sunčeve, geotermalne, pa čak i energije vjetra (za njezino dobivanje potrebne su vrlo neekološke tvari). Najčišće vrste energije su nuklearne i vodene.
22. U jednom od gradova Kalifornije žarulja sa žarnom niti, koja je bila upaljena 1901. godine, neprestano svijetli u vatrogasnoj postrojbi. Svjetiljku snage samo 4 vata stvorio je Adolphe Scheie, koji se pokušao natjecati s Edisonom. Ugljična nit je nekoliko puta deblja od niti suvremenih žarulja, ali trajnost Chaierove žarulje nije određena ovim čimbenikom. Suvremeni filamenti (točnije, spirale) usijanja izgaraju kad se pregriju. Ugljični filamenti u istoj situaciji samo daju više svjetlosti.
Svjetiljka za rekorder
23. Elektrokardiogram se uopće naziva električnim jer se dobiva uz pomoć električne mreže. Svi mišići ljudskog tijela, uključujući srce, skupljaju se i generiraju električne impulse. Uređaji ih snimaju, a liječnik, gledajući kardiogram, postavlja dijagnozu.
24. Gromobran je, kao što svi znaju, izumio Benjamin Franklin 1752. godine. Samo u gradu Nevyansk (danas regija Sverdlovsk) 1725. godine završena je izgradnja kule visine veće od 57 metara. Nevjanski toranj već je okrunjen gromobranom.
Nevjanska kula
25. Više od milijarde ljudi na Zemlji živi bez pristupa električnoj energiji u domaćinstvu.
