Немного истории.
Давайте быстро пробежимся по хронологии событий истории электричества, не особо сильно вдаваясь в подробности, что бы иметь общее понимание происходящего.
Так вот, в самом начале об электричестве люди знали только от электрических рыб. Те плавали себе, никого не трогали, а тех кто им не нравился били током. Но люди всё равно понятия не имели что это такое. А потом кто-то заметил, что если потереть янтарь о шерсть, тот начинает притягивать лёгкие предметы. И вот на основе этого эффекта, Отто фон Герике, изобрёл электростатическую машину (электрофор), которая позволила наблюдать не только эффект притягивания, но и эффект отталкивания. Он изготовил шар из серы и вставил в него железную ось. Вращаясь вокруг неподвижной оси, шар от трения о железо наэлектризовывался и начинал притягивать лёгкие предметы, например пёрышко. Пёрышко следовало за шаром при его перемещении и само начинало притягивать к себе пылинки или притягиваться к крупным предметам, например к протянутой руке. Прилипнув к шару, пёрышко потом резко отталкивалось от него. Это было статическое электричество.
На этом, конечно же, никто не остановился и проводя опыты по передаче электричества на расстояние, обнаружили, что вещества проводят электричество по-разному. Хорошо проводящие электричество вещества позднее были названы проводниками, а не проводящие — диэлектриками или изоляторами. Это всё здорово, скажете вы, но как же накапливать и хранить электричество? И с ответом на данный вопрос к нам приходит товарищ Питер ван Мушенбрук, со своим первым электрическим конденсатором или лейденской банкой.
Заряд, с шара электрофора Герике, накапливался на внутреннем металлическом слое банки. Кстати, подобные банки можно встретить на электрофорных машинах, которые используют и по сей день для демонстрации высоковольтных электрических разрядов.
Первую же теорию электричества создаёт Бенджамин Франклин. Да-да, именно тот, который изображён на банкноте в 100 долларов США. Он ввёл понятия положительного и отрицательного заряда, а также изобрёл молниеотвод и тем самым доказал электрическую природу молний.
Далее, дядька, Алессандро Вольта (в честь него назвали единицу измерения напряжения), в ходе своих опытов понял, что электричество можно получать с помощью химии. Он заметил, что если соединить проводником медную и цинковую пластины и поместить их в кислоту, то по проводнику потечёт ток. Так он изобрёл первую в мире батарейку, источник постоянного тока.
Другие учёные тоже не отставали, так Андре-Мари Ампер (в его честь названа единица измерения силы тока), нашёл взаимосвязь между электричеством и магнетизмом. А Джоуль, Ленц и Ом всё больше расширяли понятие электричества. Не отставал и Майкл Мишка Фарадей. Он, руководствуясь опытом своих коллег, нашёл интересную штуку, электромагнитную индукцию, когда игрался с магнитом и проводниками. И на основе этого явления создал первый в мире генератор электроэнергии.
А дальше понеслось... Электрические лампочки, электродвигатели, электрочайники, электропоезда, электросамокаты... Всё электро! И вот, примерно так, электричество дошло до наших дней.
Ещё в истории электричества, в перерывах между исследованиями и изобретениями, было противостояние двух великих умов. Томаса Эдисона и Николы Тесла. Один был сторонником постоянного, а второй переменного тока. Эдисон утверждал, что будущее за постоянным током, но будущее выбрало Тесла и его переменный ток.
Как сегодня получают электричество?
Электричество получают с помощью генераторов. Там всё как у Фарадея, медные катушки вращаются в магнитном поле или магнитное поле вращается рядом с катушками.
Такие генераторы стоят на электростанциях. Сам процесс представляет собой преобразование какой-либо энергии в электрическую. Так, на гидроэлектростанции(ГЭС) используется энергия воды, большой поток воды вращает турбину с генератором. А на тепловых электростанциях(ТЭС), путём сжигания топлива разогревают воду, которая превращается в пар и тоже вращает турбину. Атомные электростанции(АЭС) работают по тому же принципу, что и ТЭС, только воду разогревает ядерная реакция. В ветрогенераторах, ветер вращает лопасти генератора. Бывают ещё солнечные электростанции, там ничего не вращается, а в роли генератора выступают солнечные панели. Солнечные панели преобразуют свет солнца в постоянный ток, дальше тот накапливается в аккумуляторах и через специальный преобразователь(инвертор), превращается в переменный и поступает к потребителям.
Ну и совсем экзотические, на мой взгляд, это приливные(ПЭС) и геотермальные(ГеоТЭС) электростанции. Первые используют энергию приливов и отливов, а вторые геотермальные источники земли.
Постоянный или переменный?
Что же такое постоянный и переменный ток? Давайте разбираться. Если с постоянным током всё ясно и просто, есть плюс "+", есть минус "-" и ничего не меняется со временем, то с переменным... также, всё ясно и просто. В переменном токе также, есть плюс и минус, только они плавно сменяют друг друга с определенной частотой, которая измеряется в герцах(количество колебаний в секунду). Вот и вся разница. Для наглядности вот их графики:
И тут может возникнуть вопрос. Почему же выбрали именно переменный ток? А дело тут вот в чём. У переменного тока много достоинств, к примеру: машины переменного тока проще и дешевле в изготовлении, переменный ток проще преобразовать в постоянный, нежели наоборот, переменный ток легко трансформируется(повышается/понижается), чего не скажешь о постоянном токе... Но есть у него и недостатки, куда же без них, не может же быть всё так хорошо. Так вот, при передаче электроэнергии на очень большие расстояния наступает момент, когда проще и дешевле передавать электроэнергию именно постоянным током, даже не смотря на то, что преобразование постоянного тока в переменный стоит дорого. И дело всё в том, что длинные линии электропередач образуют собой огромный конденсатор, который мешает протеканию переменного тока. Подробнее о том, какое воздействие оказывает конденсатор на переменный ток, мы рассмотрим позже, в статье о конденсаторах. А пока продолжим. К недостаткам переменного тока можно отнести ещё синхронизацию генераторов, входящих в общую сеть. Все генераторы одной сети переменного тока должны работать как бы в унисон друг с другом и на одной частоте.
В разных странах свои стандарты сетей переменного тока, они отличаются по частоте и напряжению. Так в России, в настоящее время, это напряжение 230 Вольт и частота 50 Герц, в США — 127 Вольт и 60 Герц. А в Японии, так вообще, у половины страны 50 Герц, а у другой половины 60 Герц, при напряжении 127 Вольт. И что бы соединить сети Японии между собой как раз и используют линии постоянного тока. На одном конце преобразуется переменный ток с частотой 50 Герц в постоянный, передается на расстояние и потом преобразуется обратно, в переменный, но уже с другой частотой. Как-то так.
Надеюсь было интересно. Ставим палец вверх, если узнали что-то новое и делимся своими мыслями, впечатлениями и дополнениями в комментариях. Поправляем, если где не прав. Продолжение следует.
PS За грамматические ошибки прошу понять и простить :)
#proпаять #электричество #Переменный ток #постоянный ток
