Использование электрического освещения в России
Напряженность электрического поля
Ещё со школьной скамьи люди помнят историю появления электрических лампочек в России. Первый опыт в создании этих приборов был проведён русским учёным Яблочковым. Их устройство было основано на возникновении искры между двумя каолиновыми электродами.
В 1874 г. Яблочков впервые представил прибор освещения с использованием электрической дуги. Этот год можно считать отправной точкой, когда впервые появилось световое электричество в России. Впоследствии свечи Яблочкова использовались как дуговые прожектора на паровозах.
До появления ламп накаливания Эдисона угольные свечи Яблочкова ещё долго использовались как единственный источник электрического освещения в России.
Когда и как было открыто
История открытия этого явления была очень длительной. Само слово придумал греческий ученый Фалес. Оно стало производным от понятия «электрон», которое переводится как «янтарь». Появился этот термин до нашей эры, благодаря Фалесу, заметившему свойство янтаря после того, как его потереть, притягивать легкие предметы. Произошло это за семь столетий до н.э. Фалес проводил много опытов, изучая увиденное. Это были первые опыты с зарядами в мире. На этом его наблюдения и закончились. Далее он не смог продвинуться, но именно этот ученый считается основоположником теории электроэнергии, ее первооткрывателем, хотя как наука это явление не получило развития. Его наблюдения были надолго забыты, не вызвав интереса у ученых.
История
То, как люди стали производить, распределять и использовать электроэнергию и устройства, на которых протекают процессы генерации, является кульминацией почти 300 летней истории исследований и разработок электричества.
Сегодня ученые считают, что человечество начало использовать электроэнергию намного раньше. Примерно в 600 году до н.э. древние греки обнаружили, что потирание меха на янтаре вызывает притяжение между ними. Это явление демонстрирует статическое электричество, которое полностью описали ученые в 17 веке в пояснениях, как появляется электричество.
Кроме того, исследователи и археологи в 1930-х годах обнаружили горшки с листами меди внутри, и объяснили их происхождение, как древние батареи, предназначенные для получения света в древнеримских местах. Подобные устройства также были найдены в археологических раскопках возле Багдада, а это означает, что древние персы также могли открыть конструкцию ранней формы батарей.
К 17 веку было сделано много открытий, связанных с электричеством, таких как изобретение раннего электростатического генератора, разграничение положительных и отрицательных зарядов и классификация материалов в качестве проводников или изоляторов.
Важно! В 1600 году английский врач Уильям Гилберт использовал латинское слово «electricus», чтобы описать силу, которую некоторые вещества создают, если их потереть друг с другом. Чуть позже другой английский ученый Томас Браун, написал несколько книг с использованием термина «электричество», чтобы описать свои исследования, основанные на работе Гилберта
Эпоха «Великих открытий»
Сделанные открытия и осуществленные разработки позволили выполнить системный анализ явления и его возможностей, после которого сделались возможными проекты различных электрических систем и устройств. Кстати, к чести России можно сказать, что первым населенным пунктом на планете, который был освещен электричеством, стало Царское Село в 1881 году. Так, в результате труда нескольких поколений мы можем жить в максимально комфортном мире.
История электричества: видео
- Первая помощь при поражении электротоком — практические советы
- Все правила и технические нормы установки электросчетчиков
- Инфракрасные обогреватели: плюсы, минусы и мифы
Древнее время
Термин «электричество» происходит от древнегреческого слова «электрон», что в переводе означает «янтарь». Первое упоминание об этом явлении связано с античными временами. Древнегреческий математик и философ Фалес Милетский в VII веке до н. э. обнаружил, что если произвести трение янтаря о шерсть, то у камня появляется способность притягивать мелкие предметы.
Фактически это был опыт изучения возможности производства электроэнергии. В современном мире такой метод известен, как трибоэлектрический эффект, который дает возможность извлекать искры и притягивать предметы с легким весом. Несмотря на низкую эффективность такого метода, можно говорить о Фалесе, как о первооткрывателе электричества.
В древнее время было сделано еще несколько робких шагов на пути к открытию электричества:
- древнегреческий философ Аристотель в IV веке до н. э. изучал разновидности угрей, способных атаковать противника разрядом тока;
- древнеримский писатель Плиний в 70 году нашей эры исследовал электрические свойства смолы.
Все эти эксперименты вряд ли помогут нам разобраться в том, кто открыл электричество. Эти единичные опыты не получили развития. Следующие события в истории электричества состоялись много веков спустя.
Развлечения и городской облик
Любимым занятием простого люда в часы досуга были поездки в парки с провизией и самоварами. Примечательно, что в качестве мест отдыха часто выступали кладбища — Ваганьковское, Сущевское и Лазаревское.
Писатель Михаил Загоскин в середине XIX века писал об этом странном переплетении живого и мёртвого: «Тут среди древних могил гремит разгульный хор цыганок; там на гробовой плите стоит самовар, бутылки с ромом и пируют русские купцы…»
Ещё одним местом гуляний было Бульварное кольцо, появившееся на месте снесённой в конце XVIII века стены Белого города. Бульвары в отличие от кладбищ привлекали смешанную публику. На Тверском можно было увидеть дворянскую Москву, представители которой удивляли публику костюмами по последней моде и могли себе позволить посещение находившейся тут галереи, предлагавшей чай, лимонад, конфеты и мороженое. На других бульварах отдыхали люди попроще.
Современники описывают Москву начала XIX — конца XVIII века как большую деревню, поскольку большая часть домов и даже мостовые в городе были деревянными. Только главные городские артерии были замощены крупным булыжником. На улицах соседствовали домики, напоминающие крестьянские избы, усадьбы родовитых аристократов и купеческие особняки. Рядом с простыми строениями летом на завалинке жители общались, лузгая семечки.
Дворянские городские усадьбы, как правило, не выходили фасадами на улицу, а находились в глубине участков, поэтому прохожий мог видеть только забор. Мир аристократов был отгорожен от средних и мелких обывателей, которые без стеснения выбрасывали на улицу помои и позволяли бродить по переулкам домашним животным.
Летом дворяне уезжали в свои поместья, возвращаясь в Москву лишь зимой. Это были бывшие чиновники, переехавшие из Петербурга после отставки, а также помещики, которые не искали службы. Любимым занятием этой публики в городе были званые обеды, собрания и балы, которые часто завершались картами. Подобные игры особенно процветали в знаменитом Английском клубе. Слуги любили карты не меньше дворян, дополняя свои забавы шашками.
Наука, изучающая электричество
Электричество – природное явление. Оно частично изучается в биологии, химии и физике. Наиболее полно электрические заряды рассматриваются в рамках электродинамики – одного из разделов физики.
Теории и законы электричества
Законов, которым подчиняется электричество немного, но они полностью описывают явление:
- Закон сохранения энергии – фундаментальный закон, которому подчиняются и электрические явления;
- Закон Ома – основной закон электрического тока;
- Закон электромагнитной индукции – о электромагнитном и магнитном полях;
- Закон Ампера – о взаимодействии двух проводников с токами;
- Закон Джоуля-Ленца – о тепловом эффекте электричества;
- Закон Кулон – об электростатике;
- Правила правой и левой руки – определяющие направления силовых линий магнитного поля и силы Ампера, действующей на проводник в магнитном поле;
- Правило Ленца – определяющее направление индукционного тока;
- Законы Фарадея – об электролизе.
Первые опыты с электричеством
Первые опыты с электричеством носили, в основном, развлекательный характер. Их суть была в лёгких предметах, которые притягивались и отталкивались под действием плохо изученной силы. Другой занимательный опыт – передача электричества через цепочку людей, взявшихся за руки. Физиологическое действие электричества активно изучал Жан Нолле, заставивший пройти электрический заряд через 180 человек.
Немного об электричестве
Понятие «электричество» обозначает форму движения материи, охватывает явление существования и взаимодействия заряженных частиц. Термин появился в 1600 году от слова «электрон», что с греческого переводится как «янтарь». Автор этого понятия – Уильям Гилберт – человек открывший электричество Европе.
Это понятие, прежде всего не искусственное изобретение, а явление, связанное со свойством некоторых тел. Поэтому на вопрос: «Кто открыл электричество?» — ответить не так легко. В природе оно проявляется в виде молний, что обусловлено различными зарядами верхних и нижних слоев атмосферы планеты.
Оно является важной частью жизни человека и животных, ведь работа нервной системы осуществляется благодаря электрическим импульсам. Некоторые рыбы, например, скаты и угри, генерируют электричество для поражения добычи или врага
Многие растения, такие как венерина мухоловка, мимоза стыдливая, также способны вырабатывать электрические разряды.
«Прозябал бы в неизвестности»
Тем досаднее, что в самой России к изобретению инженера поначалу отнеслись прохладно, без должного внимания. Лишь в октябре 1878 года было произведено пробное освещение в Кронштадте, в казармах и на площади у дома командира морского порта. Затем 8 шаров со «свечами Яблочкова» установили в здании Большого (Каменного) театра в Санкт-Петербурге. Публика оказалась впечатлена.
Статья по теме
По стопам Кулибина. 10 изобретений, которые качественно изменили нашу жизнь Там же, в Северной столице, была основана акционерная . Она занялась обустройством этого самого освещения в крупных городах страны. «Ничто не распространялось так быстро, как свечи Яблочкова», — писали газеты в то время. Это был триумф.
Только убедившись в том, что его научно-техническая деятельность получила признание на родине, инженер вернулся в Россию. Знаменитое «нет пророка в своём отечестве» — это как раз об истории его изобретения. Вот что писал журнал «Наука и жизнь» в 1890 году: «Как это ни прискорбно, но в России нет места русским изобретателям, пока они не получат заграничного клейма. <…> Яблочков и поныне „прозябал бы в неизвестности“, если бы не побывал в Лондоне и Париже».
К концу XIX века появились более совершенные конструкции электрических ламп, и от «свечи Яблочкова» постепенно стали отказываться. Изобретатель умер в родном Саратове в возрасте всего лишь 46 лет, до последнего дня работая над чертежами электрического освещения этого города. На его могильном памятнике, установленном в селе Сапожок, выбиты слова, которые он когда-то сказал: «Электрический ток будет подаваться в дома, как газ или вода».
Новый виток исследований
Когда известный английский учёный в области физики Майкл Фарадей ознакомился с работой Х. Эрстеда, он провёл исследования в области взаимосвязи электромагнитных и электрических явлений и обнаружил, что магнит вращается вокруг проводника тока и, наоборот, проводник — вокруг магнита.
После этих опытов учёный ещё 10 лет пытался трансформировать магнетизм в электрический ток, а в результате открыл электромагнитную индукцию и основы теории электромагнитного поля, а также помог сформировать основу для появления новой отрасли науки — радиотехники. В 20 годы прошлого столетия, когда на территории СССР была начата организация масштабная электрификация, появился термин «лампочка Ильича».
Так как многие разработки проводились параллельно в разных странах, историки спорят о том, кто изобрёл электричество первым. В развитие науки об электричестве вложили свои силы и знания многие учёные-изобретатели: Ампер и Ленц, Джоуль и Ом. Благодаря таким усилиям современный человек не испытывает проблем с организацией подачи электричества в свои дома и другие помещения.
Из чего состоит электрический ток
Электрический ток – это направленное или упорядоченное движение заряженных частиц (электронов, ионов). Такие частицы называют носителями электрического заряда. Для того чтобы движение появилось, в веществе должны быть свободные заряженные частицы. Способность заряженных частиц перемещаться в веществе определяет проводимость этого вещества. По проводимости вещества различают на проводники, полупроводники, диэлектрики и изоляторы.
В металлах заряд перемещают электроны. Само вещество при этом никуда не утекает – ионы металла надёжно закреплены в узлах структуры и лишь слегка колеблются.
В жидкостях заряд переносят ионы: положительно заряженные катионы и отрицательно заряженные анионы. Частицы устремляются к электродам с противоположным зарядом, где становятся нейтральными и оседают.
В газах под действием сил с разными потенциалами образуется плазма. Заряд переносится свободными электронами и ионами обоих полюсов.
В полупроводниках, заряд перемещают электроны, перемещаясь от атома к атому и оставляя после себя разрывы, считающиеся положительно заряженными.
Интересные факты из истории появления электричества в России
При изучении вопроса об электрификации страны можно столкнуться с рядом интересных и любопытных фактов. Так, первым европейским городом, полностью освещенным электрическими фонарями, стало в 1881 году Царское село.
В июле 1892 года был запущен первый в империи электрический трамвай. Это произошло в Киеве. В 1895 году построена первая в России ГЭС на реке Большая Охта в Петербурге. Уже в 1897 году была пущена первая электростанция на Раушской набережной в Москве, которая вырабатывала трехфазный переменный ток, что позволяло передавать его без потери мощности на достаточно большие расстояния.
С начала 20 века электростанции стали строиться и в других городах Российской империи (Курск, Ярославль, Чита, Владивосток). По состоянию на 1913 год электростанции страны суммарно вырабатывали около 2 млн МВт/ч в год электроэнергии.
Явления в природе, связанные с электричеством
Природа богата явлениями электрической природы. Примерами таких явлений, которые связаны с электричеством, служат северное сияние, молния и др.
Северное сияние
Верхние слои воздушной оболочки часто накапливают мелкие частички, прилетающие из космоса. Их столкновение с атмосферой и пылью вызывает свечение на небе, которое сопровождают сполохи. Такое явление наблюдают жители полярных районов. Назвали это явление полярным сиянием. Северное свечение длится порой несколько суток, переливаясь разными цветами.
Молния
Перемещаясь с атмосферными потоками, кучевые облака вызывают трение капель и ледяных кристаллов. В результате трения в облаках накапливаются заряды. Это приводит к образованию между облаками и землей гигантских искр. Это и есть молнии. Они сопровождаются раскатами грома.
Накопление электрических зарядов в воздухе иногда вызывает образование небольших светящихся шариков или крупных искр. Эти шары и искры названы шаровым молниями. Они перемещаются с воздухом, взрываясь от контакта с отдельными предметами. Такие молнии нередко вызывают ожоги и гибель живых существ и людей, возгорание предметов. Точно объяснить причины появления молний ученые пока не могут.
Огни святого Эльма
Так называют явление, знакомое плававшим на парусниках морякам с древности. Они радовались, когда видели свечение мачт в непогоду. Моряки считали, что огни свидетельствуют о покровительстве святого Эльма.
Свечение можно наблюдать в грозу на высоких шпилях. Огоньки выглядят как свечи и кисти голубого или светло-фиолетового оттенка. Длина этих огней иногда достигает метра. Сияние порой сопровождает шипение или негромкий свист.
Моряки пытались отломить часть мачты вместе с огнем. Но это никогда не удавалось, поскольку огонь «перетекал» на мачту и поднимался по ней вверх. Пламя это холодное, от него не происходит возгорания, оно не обжигает руки. И гореть может несколько минут, иногда около часа. Современные ученые установили, что эти огни имеют электрическую природу.
От теории к практике
Все установленные факты были верны, и легли в основу практических разработок. В XIX веке научные изыскания одно за другим находили практические воплощения:
- итальянский ученый Вольт разработал источник постоянного электрического тока;
- ученый из Дании Эрстед установил электрические и магнитные взаимосвязи между предметами;
- ученый из Санкт-Петербурга Петров разработал схему, которая позволяла использовать электрический ток для освещения помещений;
- англичанин Деларю изобрел первую в мире лампу накаливания
- Ампер вывил факт, что магнитное поле формируется не статическими зарядами, а электрическим полем;
- Фарадей открыл электромагнитную индукцию и спроектировал первый двигатель;
- Гаусс разработал теорию электрического поля;
- итальянский физик Гальвани установил наличие электричества в организме человека, в частности выполнении движений мышцами посредством электротока.
Работы каждого из вышеназванных ученых мужей послужили основой для тех или иных направлений, поэтому любого их них смело можно назвать первым в мире ученым, кто изобрел электричество.
История возникновения
Много лет назад люди наблюдали за природными явлениями, имеющими электрическую природу. В 600 г. до н.э. в Греции экспериментально установили, что потертая шерстью окаменелая смола притягивает предметы.
В 30-е гг. ХХ веке археологи нашли горшки, внутри которых находились медные листы. Эти своеобразные батареи для освещения были обнаружены в Багдаде, что дает основания предположить, что разработка принадлежит древним персам.
В 1600 году слово electricus использовалось Уильямом Гилбертом для описания статической энергии, возникающей при механическом взаимодействии веществ. Томас Браун в ряде исследовательских трудов использовал категорию «электричество» («янтарность»). С этого времени началась эра экспериментов с целью разгадки природы явления. Дата каждого из них вписана в историю.
Период ранних открытий подготовил базис для развития науки, проведения исследований, разработки оборудования для транспортирования электричества.
Использование электрического освещения в России
Напряженность электрического поля
Ещё со школьной скамьи люди помнят историю появления электрических лампочек в России. Первый опыт в создании этих приборов был проведён русским учёным Яблочковым. Их устройство было основано на возникновении искры между двумя каолиновыми электродами.
В 1874 г. Яблочков впервые представил прибор освещения с использованием электрической дуги. Этот год можно считать отправной точкой, когда впервые появилось световое электричество в России. Впоследствии свечи Яблочкова использовались как дуговые прожектора на паровозах.
До появления ламп накаливания Эдисона угольные свечи Яблочкова ещё долго использовались как единственный источник электрического освещения в России.
Когда и как было открыто
История открытия этого явления была очень длительной. Само слово придумал греческий ученый Фалес. Оно стало производным от понятия «электрон», которое переводится как «янтарь». Появился этот термин до нашей эры, благодаря Фалесу, заметившему свойство янтаря после того, как его потереть, притягивать легкие предметы. Произошло это за семь столетий до н.э. Фалес проводил много опытов, изучая увиденное. Это были первые опыты с зарядами в мире. На этом его наблюдения и закончились. Далее он не смог продвинуться, но именно этот ученый считается основоположником теории электроэнергии, ее первооткрывателем, хотя как наука это явление не получило развития. Его наблюдения были надолго забыты, не вызвав интереса у ученых.
От теории к точной науке
Проведенные исследования и опыты позволили изучению электричества перейти в категорию точной науки. Первым в череде научных достижений стало открытие закона Кулона.
Закон взаимодействия зарядов
Французский инженер и физик Шарль Огюстен де Кулон в 1785 году открыл закон, который отображал силу взаимодействия между статичными точечными зарядами. Кулон до этого изобрел крутильные весы. Появление закона состоялось благодаря опытам Кулона с этими весами. С их помощью он измерял силу взаимодействия заряженных металлических шариков.
Закон Кулона являлся первым фундаментальным законом, объясняющим электромагнитные явления, с которых началась наука об электромагнетизме. В честь Кулона в 1881 году была названа единица электрического заряда.
Изобретение батареи
В 1791 году итальянский врач, физиолог и физик Луиджи Гальвани написал «Трактат о силах электричества при мышечном движении». В нем он фиксировал наличие электрических импульсов в мышечных тканях животных. А также он обнаружил разность потенциалов при взаимодействии двух видов металла и электролита.
Открытие Луиджи Гальвани получило свое развитие в работе итальянского химика, физика и физиолога Алессандро Вольты. В 1800 году он изобретает «Вольтов столб» — источник непрерывного тока. Он представлял собой стопку серебряных и цинковых пластин, которые были разделены между собой смоченными в соленом растворе бумажными кусочками. «Вольтов столб» стал прототипом гальванических элементов, в которых химическая энергия преобразовывалась в электрическую.
В 1861 году в его честь было введено название «вольт» — единица измерения напряжения.
Гальвани и Вольта являются одними из основоположников учения об электрических явлениях. Изобретение батареи спровоцировало бурное развитие и последующий рост научных открытий. Конец XVIII века и начало XIX века можно характеризовать как время, когда изобрели электричество.
Появление понятия тока
В 1821 году французский математик, физик и естествоиспытатель Андре-Мари Ампер в собственном трактате установил связь магнитных и электрических явлений, которая отсутствует в статичности электричества. Тем самым он впервые ввел понятие «электрический ток».
Ампер сконструировал катушку с множественными витками из медных проводов, которую можно классифицировать как усилитель электромагнитного поля. Это изобретение послужило созданию в 30-х годах 19 века электромагнитного телеграфа.
Благодаря исследованиям Ампера стало возможным рождение электротехники. В 1881 в его честь единица силы тока была названа «ампером», а приборы, измеряющие силу — «амперметрами».
Закон электрической цепи
Физик из Германии Георг Симон Ом в 1826 году представил закон, который доказывал связь между сопротивлением, напряжением и силой тока в цепи. Благодаря Ому возникли новые термины:
- падение напряжения в сети;
- проводимость;
- электродвижущая сила.
Его именем в 1960 году названа единица электросопротивления, а Ом, несомненно, входит в список тех, кто изобрел электричество.
Электромагнитная индукция
Английский химик и физик Майкл Фарадей совершил в 1831 году открытие электромагнитной индукции, которая лежит в основе массового производства электроэнергии. На основе этого явления он создает первый электродвигатель. В 1834 году Фарадей открывает законы электролиза, которые привели его к выводу, что носителем электрических сил можно считать атомы. Исследования электролиза сыграли существенную роль в возникновении электронной теории.
Фарадей является создателем учения об электромагнитном поле. Он сумел предсказать наличие электромагнитных волн.
Появление электричества в России
Через некоторое время после введения термина «электричество» это явление начали исследовать во многих странах. Началом перемен можно считать появление освещения. В каком году появилось электричество в России? Согласно общественному резонансу, эта дата – 1879 год. Именно тогда в Петербурге впервые была проведена электрификация Литейного моста с помощью ламп.
Но на год раньше в Киеве, в одном из железнодорожных цехов, были установлены электрические фонари. Поэтому дата появления электричества в России — несколько спорный вопрос. Но так как это событие осталось без внимания, то официальной датой можно считать именно освещение Литейного моста.
Но есть еще одна версия, когда появилось электричество в России. С юридической точки зрения эта дата – тридцатое января 1880 года. В этот день в Русском техническом обществе появился первый электротехнический отдел. В его обязанности вменялось курировать внедрение электричества в повседневную жизнь. В 1881 г. Царское село стало первым европейским городом, который был полностью освещен.
Еще одна знаковая дата – пятнадцатое мая 1883 г. В этот день впервые была проведена иллюминация Кремля. Событие было приурочено к вступлению на российский трон Александра III. Для освещения Кремля на Софийской набережной специалистами-электриками была установлена небольшая электростанция. После этого события освещение сначала появилось на главной улице Петербурга, а потом в Зимнем дворце.
Летом 1886 г. указом императора было учреждено «Общество электроосвещения». Оно занималось электрификацией всего Петербурга и Москвы. А в 1888 г. начали строиться первые электростанции в крупнейших городах. Летом 1892 г. в России был запущен дебютный электротрамвай. А в 1895 г. появилась первая ГЭС. Она была построена в Петербурге, на р. Большая Охта.
А в Москве первая электростанция появилась в 1897 г. Она была построена на Раушской набережной. Электростанция вырабатывала переменный трехфазный ток. И это позволяло передавать электричество на большие расстояния без существенной потери мощности. В других городах России электростанции начали строиться на заре двадцатого века, перед Первой мировой войной.
Конфуз для модниц
В день церемонии в первопрестольной шёл дождь, поэтому иное освещение работало плохо, а электрические лампы произвели на современников «волшебный и небывалый эффект». Сразу после наступления сумерек тысячами огней засверкали колокольня Ивана Великого и церковь Василия Блаженного. Великий князь Константин Николаевич писал, что «3500 мелких лампочек Эдисона рисовали все архитектурные линии и кресты».
Бывшее в конце XIX века большой диковинкой электричество вызывало не только восторги, но и конфузы. Новый тип иллюминации был совершенно непривычен публике, поэтому на состоявшемся в середине 1880-ых годов первом балу с использованием лампочек московские модницы, привыкшие к газовым рожкам и лампам, в новом освещении казались «скверно раскрашенными куклами».
