Сегодня электричество воспринимается как данность. В розетках квартиры, в портативных зарядных устройствах для мобильных телефонов, в уличных фонарях - человечество уже не мыслимо без электричества.
С научной точки зрения электричество стало возможно благодаря сочетанию открытий, теорий и изобретений, которые позволили превратить электричество из интересного лабораторного явления в источник полезной для каждого человека энергии.
🔎Этот процесс включал столетия исследований в области электричества, создание устройств, которые стали основой для развития электротехники, и применение электричества в различных областях.
Где электричество берет начало?
💡Электричество (от лат. electricus) — совокупность явлений, обусловленных существованием, взаимодействием и движением электрических зарядов. Термин введён английским естествоиспытателем Уильямом Гильбертом в его сочинении «О магните, магнитных телах и о большом магните — Земле» (1600 год).
Главная движущая частица для электричества — электрон, который является структурной частью каждого атома, от воды до микросхем.
⚛️Электроны вращаются вокруг ядра. При этом существует система орбит, по которым происходит это вращение. Ближние к ядру орбиты, и орбиты, удаленные от ядра.
Электроны — главные «актеры» в электронике. Именно они создают ток, управляют работой схем и «переносят» энергию от одного узла к другому.
Электроны, которые находятся на самых удалённых от ядра орбитах, довольно слабо связаны с ним связаны. Они могут довольно легко переходить от одного атома к другому. Если внутри металла нет электрического поля, то движение этих свободных электронов чем-то напоминает движение поднятого в воздух роя мошкары.
Когда между двумя точками цепи есть разность потенциалов (то есть напряжение), электроны начинают двигаться от одной точки к другой. Это строго направленное движение называется электрическим током.
⚡️Когда появляется напряжение, создаётся электрическое поле — «векторная команда» для движения электронов. Поле распространяется мгновенно и задает направление току.
История электричества начинается с наблюдений электростатики. Ещё Фалес Милетский (624–548 гг. до н. э.) заметил, что натёртый янтарь («электрон») способен притягивать лёгкие предметы.
До 1800 года:
✅описаны первые электрические и магнитные явления
✅созданы базовые электростатические машины
✅сформированы ранние теории электричества.
Следующий этап — формирование научных основ электротехники (1800–1830). В конце XVIII века Луиджи Гальвани обнаружил сокращение мышц лягушки под действием электрической машины, что стимулировало интерес к природе тока.
Ключевым событием стало создание в 1799 году «вольтова столба» — первого источника непрерывного тока. Он обеспечил стабильное напряжение и открыл возможность систематических электрофизических исследований.
Отечественный ученый Василий Петров детально изучил работы Алессандро Вольта, перевёл их на русский язык и значительно развил направление гальванических источников. В 1802 году он собрал крупнейшую батарею своего времени: 4200 медных и цинковых дисков диаметром 35 мм с нашатырным спиртом в качестве электролита. Установка обеспечивала напряжение до 1700 В и позволила получить устойчивую электрическую дугу.
Работа Петрова стала фундаментом развития дуговых разрядов, электролиза и практического применения тока высокой мощности.
Петров первым провёл комплексные исследования по электролизу. Он установил различия поведения веществ под действием тока, определил, что требуемое напряжение зависит от химической природы вещества: от нескольких вольт для воды до порядка 1000 В для масел. Он выявил влияние температуры на интенсивность электролиза — повышение температуры увеличивало выход процесса и ток батареи.