Sejarah Listrik

Listrik adalah fenomena umum dan vital bagi kebanyakan orang. Dan seperti hal-hal yang akrab, itu jarang diperhatikan. Hanya sedikit orang yang bertanya-tanya dari mana asalnya, bagaimana cara kerjanya, dan apa yang bisa dilakukan dengannya. Namun, studinya telah dilakukan jauh sebelum era kita dan masih ada beberapa misteri yang belum terjawab.

Apa yang dimaksud dengan arus listrik

Listrik adalah fenomena kompleks yang terkait dengan keberadaan muatan listrik. Kata ini paling sering mengacu pada arus listrik dan semua proses yang ditimbulkannya.

Arus listrik adalah gerakan terarah partikel yang membawa muatan di bawah pengaruh medan listrik.

Siapa yang menemukan listrik - sejarah

Manifestasi khusus listrik dipelajari jauh sebelum zaman kita. Tetapi menggabungkannya menjadi satu teori untuk menjelaskan kilatan petir di langit, daya tarik objek, kemampuan untuk menyebabkan kebakaran dan mati rasa bagian tubuh, atau bahkan kematian manusia, terbukti bukan tugas yang mudah.

Para ilmuwan telah mempelajari tiga manifestasi listrik sejak zaman kuno:

• Ikan menghasilkan listrik;
• Listrik statis.;
• Daya tarik.

Di Mesir kuno, penyembuh tahu tentang kemampuan aneh ikan lele Nil dan mencoba menggunakannya untuk mengobati sakit kepala dan penyakit lainnya. Dokter Romawi kuno menggunakan ikan pari listrik untuk tujuan yang sama. Orang Yunani kuno mempelajari secara rinci kemampuan aneh ikan pari dan mengetahui bahwa makhluk itu dapat membuat orang pingsan tanpa kontak langsung melalui trisula dan jaring ikan.

Agak sebelumnya, ditemukan bahwa jika Anda menggosok amber pada sepotong wol, itu akan mulai menarik wol dan benda-benda kecil. Bahan lain dengan sifat serupa, turmalin, kemudian ditemukan.

Sekitar 500 SM. Ilmuwan India dan Arab tahu tentang zat yang mampu menarik besi dan secara aktif menggunakan kemampuan ini di berbagai bidang. Sekitar 100 SM, ilmuwan Cina menemukan kompas magnetik.

Pada tahun 1600, William Gilbert, dokter istana untuk Elizabeth I dan James I, menemukan bahwa seluruh planet adalah satu kompas besar dan memperkenalkan konsep "listrik" (dari bahasa Yunani "amber"). Dalam tulisannya, eksperimen menggosok amber pada wol dan kemampuan kompas untuk menunjuk ke utara mulai digabungkan menjadi satu teori. Pada gambar di bawah, dia menunjukkan magnet itu kepada Elizabeth I.

Pada tahun 1633, insinyur Otto von Guericke menciptakan mesin elektrostatik, yang tidak hanya dapat menarik tetapi juga menolak objek, dan pada tahun 1745 Peter van Musschenbroek membangun akumulator muatan listrik pertama di dunia.

Pada tahun 1800, Italia Alessandro Volta menciptakan yang pertama Sumber Daya listrik - baterai listrik yang menghasilkan arus searah. Dia juga mampu mentransmisikan arus listrik jarak jauh. Oleh karena itu, tahun ini dianggap oleh banyak orang sebagai tahun penemuan listrik.

Pada tahun 1831 Mike Faraday menemukan fenomena induksi elektromagnetik dan membuka jalan bagi penemuan berbagai perangkat berbasis arus listrik.

Pada pergantian abad kesembilan belas dan kedua puluh sejumlah besar penemuan dan kemajuan dibuat berkat karya Nikola Tesla. Antara lain, ia menemukan generator frekuensi tinggi dan transformatormotor listrik, antena untuk sinyal radio.

Ilmu kelistrikan

Listrik adalah fenomena alam. Ini sebagian dipelajari dalam biologi, kimia, dan fisika. Muatan listrik paling lengkap dipertimbangkan dalam kerangka elektrodinamika, salah satu cabang fisika.

Teori dan hukum kelistrikan

Hukum yang dipatuhi oleh listrik hanya sedikit, tetapi mereka sepenuhnya menggambarkan fenomena tersebut:

• Hukum kekekalan energi adalah hukum dasar yang juga dipatuhi oleh fenomena listrik;
• Hukum Ohm adalah hukum dasar arus listrik;
• Hukum induksi elektromagnetik - tentang medan elektromagnetik dan magnet;
• Hukum Ampere - tentang interaksi dua konduktor dengan arus;
• Hukum Joule-Lenz - tentang efek panas listrik;
• Hukum Coulomb - tentang elektrostatika;
• Aturan Tangan Kanan dan Kiri - menentukan arah garis gaya medan magnet dan gaya Ampere yang bekerja pada konduktor dalam medan magnet;
• Aturan Lenz - menentukan arah arus induksi;
• Hukum Faraday - tentang elektrolisis.

Eksperimen pertama dengan listrik

Eksperimen pertama dengan listrik sebagian besar bersifat menghibur. Esensi mereka adalah benda-benda ringan yang menarik dan menolak di bawah aksi kekuatan yang kurang dipahami. Pengalaman menghibur lainnya adalah transmisi listrik melalui rantai orang yang berpegangan tangan. Efek fisiologis listrik dipelajari secara aktif oleh Jean Nollet, yang membuat muatan listrik melewati 180 orang.

Terdiri dari apa arus listrik?

Arus listrik adalah gerakan terarah atau teratur dari partikel bermuatan (elektron, ion). Partikel semacam itu disebut pembawa muatan listrik. Agar gerak terjadi, harus ada partikel bermuatan bebas dalam materi.Kemampuan partikel bermuatan untuk bergerak dalam suatu zat menentukan konduktivitas zat itu. Berdasarkan konduktivitas, zat dibedakan menjadi konduktor, semikonduktor, dielektrik, dan isolator.

Dalam logam, muatan dipindahkan oleh elektron. Materi itu sendiri tidak bocor - ion logam terpasang kuat di simpul struktur dan hanya sedikit berfluktuasi.

Dalam cairan, ion membawa muatan: kation bermuatan positif dan anion bermuatan negatif. Partikel bergegas ke elektroda dengan muatan yang berlawanan, di mana mereka menjadi netral dan mengendap.

Dalam gas, plasma terbentuk di bawah aksi kekuatan dengan potensi yang berbeda. Muatan dibawa oleh elektron dan ion bebas dari kedua kutub.

Dalam semikonduktor, muatan dibawa oleh elektron, bergerak dari atom ke atom dan meninggalkan diskontinuitas yang dianggap bermuatan positif.

Dari mana arus listrik berasal?

Listrik yang mengalir melalui kabel ke rumah-rumah dihasilkan oleh generator listrik di berbagai pembangkit listrik. Dalam hal ini, generator terhubung ke turbin yang terus berputar.

Dalam desain dari sebuah generator memiliki rotor, kumparan, yang ditempatkan di antara kutub magnet. Ketika turbin memutar rotor ini dalam medan magnet, menurut hukum fisika, arus listrik muncul atau diinduksi. Jadi, tujuan dari generator adalah untuk mengubah gaya kinetik rotasi menjadi listrik.

Anda dapat membuat turbin berputar dengan banyak cara, menggunakan berbagai sumber energi. Mereka dibagi menjadi tiga jenis:

• Terbarukan - energi yang berasal dari sumber daya yang tidak habis-habisnya: aliran air, sinar matahari, angin, sumber panas bumi, dan bahan bakar nabati;
• Tidak terbarukan - energi yang berasal dari sumber daya yang muncul sangat lambat, tidak sebanding dengan tingkat konsumsi: batu bara, minyak, gambut, gas alam;
• Nuklir - energi yang diperoleh dari proses pembelahan inti sel.

Listrik paling sering dihasilkan melalui pengoperasian:

• Pembangkit Listrik Tenaga Air (HPP) - dibangun di atas sungai dan menggunakan kekuatan aliran air;
• Pembangkit listrik termal (TPP) - dijalankan dengan energi panas dari pembakaran bahan bakar;
• Pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN) beroperasi pada energi panas yang berasal dari proses reaksi nuklir.

Energi yang diubah mengalir melalui kabel ke gardu transformator dan switchgear, dan kemudian mencapai konsumen akhir.

Saat ini, apa yang disebut jenis energi alternatif sedang aktif berkembang. Ini termasuk turbin angin, panel surya, penggunaan sumber panas bumi dan cara lain untuk mendapatkan listrik melalui fenomena yang tidak biasa. Energi alternatif sangat kalah dengan kinerja dan pengembalian sumber daya tradisional, tetapi dalam situasi tertentu membantu menghemat uang dan mengurangi beban jaringan listrik utama.

Ada juga mitos tentang keberadaan BTGS - Generator tanpa bahan bakar. Ada video di Internet yang mendemonstrasikan pekerjaan mereka dan menawarkan untuk menjualnya. Tetapi ada perdebatan besar tentang keandalan informasi ini.

Jenis listrik di alam

Contoh paling sederhana dari listrik yang timbul secara alami adalah petir. Partikel air di awan terus bertabrakan satu sama lain, menjadi bermuatan positif atau negatif. Partikel yang lebih ringan dan bermuatan positif berakhir di bagian atas awan, sedangkan yang lebih berat dan negatif bergerak ke bawah. Ketika dua awan seperti itu terpisah cukup dekat, tetapi pada ketinggian yang berbeda, muatan positif yang satu akan saling tertarik oleh partikel negatif dari yang lain. Inilah saat petir terjadi. Fenomena ini juga terjadi antara awan dan permukaan bumi itu sendiri.

Manifestasi lain dari listrik di alam adalah organ khusus ikan, pari dan belut. Mereka dapat menggunakannya untuk membuat muatan listrik untuk mempertahankan diri dari pemangsa atau untuk menyetrum korbannya.Potensi mereka berkisar dari pelepasan yang sangat lemah, tidak terlihat oleh manusia, hingga yang mematikan. Beberapa ikan menciptakan medan listrik yang lemah di sekitar mereka untuk membantu mereka mencari mangsa dan bernavigasi di air keruh. Objek fisik apa pun mendistorsinya dengan satu atau lain cara, yang membantu menciptakan kembali ruang di sekitarnya dan "melihat" tanpa mata.

Listrik juga memanifestasikan dirinya dalam sistem saraf organisme hidup. Impuls saraf mentransmisikan informasi dari satu sel ke sel lain, memungkinkan Anda untuk merespons rangsangan eksternal dan internal, berpikir dan mengendalikan gerakan Anda.

Artikel terkait: