電気の歴史

電気は、ほとんどの人にとって共通の重要な現象です。そして、おなじみのものと同様に、めったに気付かれません。それがどこから来て、どのように機能し、何ができるのか疑問に思う人はほとんどいません。しかし、その研究は私たちの時代よりずっと前に行われており、まだいくつかの謎が解明されていません.

電流とは

電気は、電荷の存在に関連する現象の複合体です。この言葉は、ほとんどの場合、電流とそれが引き起こすすべてのプロセスを指します。

電流は、電場の影響下で電荷を運ぶ粒子の方向性のある動きです。

誰が電気を発明したか - 歴史

電気の特定の現象は、私たちの時代よりずっと前に研究されていました。しかし、それらを 1 つの理論にまとめて、空での稲妻の閃光、物体の引力、火災を引き起こしたり体の一部を麻痺させる能力、さらには人間の死を説明することは、簡単なことではないことが証明されています。

科学者たちは古代から電気の 3 つの現象を研究してきました。

• 魚の発電;
• 静電気。;
• 磁気。

古代エジプトでは、ヒーラーはナマズの奇妙な能力を知っており、頭痛やその他の病気の治療にそれを使用しようとしました.古代ローマの医師も同様の目的で電気アカエイを使用していました。古代ギリシャ人はアカエイの奇妙な能力を詳細に研究し、この生物がトライデントや漁網を介して直接接触しなくても人を気絶させることができることを知っていました。

少し前に、羊毛に琥珀をこすると、羊毛や小さな物体が引き寄せられることが発見されました。同様の特性を持つ別の素材であるトルマリンが後に発見されました。

紀元前500年頃。インドとアラビアの科学者は、鉄を引き付けることができる物質を知っており、この能力をさまざまな分野で積極的に利用していました.紀元前 100 年頃、中国の科学者が磁気コンパスを発明しました。

1600 年、エリザベス 1 世とジェームズ 1 世の宮廷医であったウィリアム ギルバートは、地球全体が 1 つの巨大な羅針盤であることを発見し、「電気」の概念を (ギリシャ語の「琥珀」から) 導入しました。彼の著作では、羊毛に琥珀をこすりつける実験と北を指す羅針盤の能力が 1 つの理論に結び付き始めました。下の写真では、彼はエリザベス 1 世への磁石のデモンストレーションを行っています。

1633 年、技術者のオットー フォン ゲリケは、物体を引き寄せるだけでなく反発もできる静電機械を発明し、1745 年にはピーター ファン ムッシェンブロークが世界初の電荷蓄積器を構築しました。

1800 年、イタリア人のアレッサンドロ ボルタが最初の 電源 - 発電する電池 直流.彼はまた、電流を遠くに送ることができました。そのため、今年は多くの人が電気の発明の年であると考えています。

1831年、マイク・ファラデーは電磁誘導現象を発見し、電流に基づくさまざまな装置の発明への道を開きました。

19 世紀から 20 世紀にかけて、ニコラ テスラの功績により、数多くの発見と進歩がもたらされました。とりわけ、彼は高周波発生器と 変成器電気モーター、無線信号のアンテナ。

電気の科学

電気は自然現象です。それは部分的に生物学、化学、および物理学で研究されています。電荷は、物理学の分野の 1 つである電気力学の枠組みの中で最も完全に考慮されます。

電気の理論と法則

電気が従う法則はほとんどありませんが、現象を完全に説明しています。

• エネルギー保存則は、電気現象も従う基本的な法則です。
• オームの法則は電流の基本法則です。
• 電磁誘導の法則 - 電磁場と磁場について;
• アンペアの法則 - 2 つの導体と電流との相互作用について。
• ジュール・レンツの法則 - 電気の熱効果について;
• クーロンの法則 - 静電気について;
• 右手と左手の法則 - 磁場内の導体に作用する磁力線とアンペア力の方向を決定します。
• レンツの法則 - 誘導電流の方向を決定します。
• ファラデーの法則 - 電気分解について。

電気の最初の実験

電気を使った最初の実験は、主に娯楽的なものでした。それらの本質は、よく理解されていない力の作用の下で引き寄せられたり反発したりする軽い物体でした。もう 1 つの面白い体験は、手を繋いでいる人々の連鎖による送電でした。電気の生理学的影響は、180 人に電荷を通過させた Jean Nollet によって積極的に研究されました。

電流が構成されているもの

電流は、荷電粒子 (電子、イオン) の指向性または秩序ある動きです。このような粒子は電荷キャリアと呼ばれます。運動が起こるためには、物質中に自由荷電粒子がなければなりません。荷電粒子が物質内を移動する能力によって、その物質の導電率が決まります。導電率によって、物質は導体、半導体、誘電体、絶縁体に区別されます。

金属では、電荷は電子によって移動します。物質自体が漏れることはありません。金属イオンは構造のノードにしっかりと固定されており、わずかに変動します。

液体では、イオンは電荷を持っています。正に帯電した陽イオンと負に帯電した陰イオンです。粒子は反対の電荷を持つ電極に突入し、そこで中性になって落ち着きます。

気体では、プラズマは異なる電位の力の作用下で形成されます。電荷は自由電子と両極のイオンによって運ばれます。

半導体では、電荷は電子によって運ばれ、原子から原子へと移動し、正に帯電していると見なされる不連続性を残します。

電流はどこから来るのか

電線を通って家庭に流れる電気は、さまざまな発電所の発電機によって生成されます。これらでは、発電機は常に回転するタービンに接続されています。

デザインでは 発電機の 磁石の極の間に置かれた回転子、コイルを持っています。タービンがこのローターを磁場の中で回転させると、物理法則に従って、電流が発生または誘導されます。したがって、発電機の目的は、回転の運動力を電気に変換することです。

さまざまなエネルギー源を使用して、さまざまな方法でタービンを回転させることができます。それらは次の 3 つのタイプに分類されます。

• 再生可能 - 無尽蔵の資源から得られるエネルギー: 水の流れ、太陽光、風、地熱源、バイオ燃料。
• 非再生可能エネルギー - 非常にゆっくりと発生し、消費率に釣り合わない資源から得られるエネルギー: 石炭、石油、泥炭、天然ガス。
• 核 - 細胞の核分裂のプロセスに由来するエネルギー。

電気は、ほとんどの場合、次の操作によって生成されます。

• 水力発電所 (HPP) - 川の上に建設され、水流の力を利用します。
• 火力発電所 (TPP) - 燃料の燃焼による熱エネルギーで稼働します。
• 原子力発電所 (NPP) は、核反応プロセスから得られる熱エネルギーで動作します。

変換されたエネルギーは電線を通って変電所や開閉装置に流れ、最終消費者に到達します。

現在、いわゆる代替エネルギーの開発が活発に行われています。これらには、風力タービン、ソーラー パネル、地熱源の使用、および異常な現象によって電気を得るその他の方法が含まれます。代替エネルギーは、従来のエネルギー源に比べて性能と回収率が大幅に劣りますが、特定の状況では、コストを節約し、主要な送電網の負担を軽減するのに役立ちます。

の存在の神話もあります。 BTGS - 無燃料発電機。彼らの作品を実演し、それらを販売することを申し出ているビデオがインターネット上にあります。しかし、この情報の信頼性については大きな議論があります。

自然界の電気の種類

自然に発生する電気の最も単純な例は雷です。雲の中の水粒子は絶えず衝突し、プラスまたはマイナスに帯電しています。より軽い正に荷電された粒子は雲の頂上にたどり着き、重い負の粒子は下に移動します。このような 2 つの雲が十分に離れているが、高さが異なる場合、一方の正電荷は他方の負の粒子によって相互に引き付けられます。この時、雷が発生します。この現象は、雲と地表の間でも起こります。

自然界における電気のもう 1 つの現れは、魚、エイ、ウナギの特別な器官です。それらを使用して、捕食者から身を守るため、または犠牲者を気絶させるための電荷を作成できます。それらの潜在的な範囲は、人間には見えない非常に弱い放電から致命的なものまでさまざまです。一部の魚は、獲物を探して濁った水の中を移動するのを助けるために、自分の周りに弱い電界を作ります.物理的なオブジェクトは何らかの形でそれを歪め、周囲の空間を再現し、目なしで「見る」のに役立ちます。

電気は、生物の神経系にも現れます。神経インパルスは、ある細胞から別の細胞に情報を伝達し、外部および内部の刺激に反応し、考え、動きを制御できるようにします。

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