Geschiedenis van de elektriciteit

Elektriciteit is voor de meeste mensen een alledaags en vitaal verschijnsel. En zoals elk bekend iets, wordt het zelden opgemerkt. Weinig mensen vragen zich af waar het vandaan komt, hoe het werkt of wat ermee gedaan kan worden. Het is echter al lang voor Christus onderzocht en sommige mysteries blijven onbeantwoord.

Wat wordt bedoeld met een elektrische stroom

Elektriciteit is een complex verschijnsel dat het bestaan van elektrische ladingen impliceert. Het woord dat het meest wordt gebruikt om te verwijzen naar elektrische stroom en alle processen die deze veroorzaakt.

Elektrische stroom is de gerichte beweging van ladingdragende deeltjes onder invloed van een elektrisch veld.

Wie heeft de elektriciteit uitgevonden - geschiedenis

Bijzondere verschijningsvormen van elektriciteit worden al lang voor onze jaartelling bestudeerd. Maar het combineren ervan tot één enkele theorie om bliksemflitsen in de lucht, de aantrekkingskracht van voorwerpen, het vermogen om branden te veroorzaken en lichaamsdelen te verdoven of zelfs de dood van mensen te verklaren, is een uitdaging gebleken.

Wetenschappers hebben de drie verschijningsvormen van elektriciteit sinds de oudheid bestudeerd:

• Vissen die elektriciteit opwekken;
• Statische elektriciteit.;
• Magnetisme.

In het oude Egypte waren de genezers op de hoogte van de vreemde eigenschappen van de Nijlmeerval en probeerden deze te gebruiken om hoofdpijn en andere kwalen te behandelen. Oude Romeinse artsen gebruikten de elektrische pijlstaartrog voor soortgelijke doeleinden. De oude Grieken bestudeerden de vreemde vermogens van de pijlstaartrog in detail en wisten dat het schepsel een mens kon bedwelmen zonder direct contact via een drietand en visnetten.

Iets eerder had men ontdekt dat als men amber op een stuk wol wrijft, het wol en kleine voorwerpen begint aan te trekken. Een ander materiaal met soortgelijke eigenschappen, toermalijn, werd later ontdekt.

Rond 500 voor Christus. Indiase en Arabische wetenschappers waren op de hoogte van stoffen die ijzer kunnen aantrekken en maakten op verschillende gebieden actief gebruik van dit vermogen. Rond 100 v. Chr. vonden Chinese wetenschappers het magnetisch kompas uit.

In 1600 ontdekte William Gilbert, de hofarts van Elizabeth I en James I, dat de hele planeet één groot kompas was en introduceerde hij het begrip "elektriciteit" (van het Griekse "amber"). In zijn geschriften begonnen experimenten met het wrijven van amber op wol en het vermogen van het kompas om naar het noorden te wijzen, samen te smelten tot één theorie. Op de foto hieronder demonstreert hij de magneet aan Elizabeth I.

In 1633 vindt de ingenieur Otto von Guericke de elektrostatische machine uit die voorwerpen zowel kan aantrekken als afstoten en in 1745 bouwt Pieter van Muschenbroek 's werelds eerste elektrische ladingsaccumulator.

In 1800, vindt de Italiaan Alessandro Volta de eerste stroomvoorziening - een elektrische batterij die gelijkstroom. Hij was ook in staat om elektrische stroom over een afstand te zenden. Daarom wordt dit jaar door velen beschouwd als het jaar van de uitvinding van de elektriciteit.

In 1831 ontdekte Mike Faraday het verschijnsel van elektromagnetische inductie en opende daarmee de weg voor de uitvinding van diverse apparaten op basis van elektrische stroom.

Rond de eeuwwisseling van de 19e en de 20e eeuw wordt een groot aantal ontdekkingen en vorderingen gedaan dankzij het werk van Nikola Tesla. Hij vond onder andere de hoogfrequent generator uit en transformatorde elektrische motor, de antenne voor radiosignalen.

De wetenschap van elektriciteit

Elektriciteit is een natuurlijk verschijnsel. Het wordt gedeeltelijk bestudeerd in biologie, scheikunde en natuurkunde. Elektrische ladingen worden het best bestudeerd in het kader van de elektrodynamica - een van de takken van de natuurkunde.

Theorieën en wetten van de elektriciteit

Er zijn weinig wetten die op elektriciteit van toepassing zijn, maar zij beschrijven het verschijnsel volledig:

• De wet van behoud van energie is de fundamentele wet waaraan ook elektrische verschijnselen gehoorzamen;
• De wet van Ohm - de fundamentele wet van elektrische stroom;
• De wet van elektromagnetische inductie - over elektromagnetische en magnetische velden;
• De wet van Ampere - over de wisselwerking van twee geleiders met stromen;
• De wet van Joule-Lenz - over het warmte-effect van elektriciteit;
• De wet van Coulomb - over elektrostatica;
• Regels voor rechts en links - bepaling van de richtingen van de magnetische veldlijnen en van de Ampere-kracht die op een geleider in een magnetisch veld werkt;
• Lenz's regel - bepalen van de richting van inductiestroom;
• Faraday's Wetten - over elektrolyse.

De eerste experimenten met elektriciteit

De eerste experimenten met elektriciteit waren voornamelijk van onderhoudende aard. Hun essentie waren lichte voorwerpen die elkaar aantrokken en afstootten onder invloed van een slecht begrepen kracht. Een andere vermakelijke ervaring was de transmissie van elektriciteit door een ketting van mensen die elkaars handen vasthielden. De fysiologische effecten van elektriciteit werden actief bestudeerd door Jean Nollet, die een elektrische lading door 180 mensen liet gaan.

Waar een elektrische stroom uit bestaat

Een elektrische stroom is een gerichte of geordende beweging van geladen deeltjes (elektronen, ionen). Dergelijke deeltjes worden ladingsdragers genoemd. Om beweging mogelijk te maken, moeten er vrij geladen deeltjes in de materie zijn. Het vermogen van geladen deeltjes om zich in een stof te bewegen bepaalt de geleidbaarheid van die stof. Naar gelang van het geleidingsvermogen worden stoffen onderverdeeld in geleiders, halfgeleiders, diëlektrische stoffen en isolatoren.

In metalen verplaatsen elektronen de lading. De stof zelf vloeit niet weg - de metaalionen zijn stevig gefixeerd op de knooppunten van de structuur en oscilleren slechts lichtjes.

In vloeistoffen dragen ionen de lading: positief geladen kationen en negatief geladen anionen. De deeltjes haasten zich naar elektroden met een tegengestelde lading, waar ze neutraal worden en neerslaan.

In gassen wordt plasma gevormd door krachten met verschillende potentialen. De lading wordt gedragen door vrije elektronen en ionen van beide polen.

In halfgeleiders wordt de lading gedragen door elektronen, die van atoom naar atoom gaan en openingen achterlaten die als positief geladen worden beschouwd.

Waar komt de elektrische stroom vandaan?

Elektriciteit die door draden naar huizen stroomt, wordt opgewekt door een elektrische generator in verschillende elektriciteitscentrales. Daarin is de generator verbonden met een continu draaiende turbine.

Het ontwerp van een generator heeft een rotor, een spoel, die tussen de polen van een magneet is geplaatst. Wanneer de turbine deze rotor laat draaien, wordt een elektrische stroom geïnduceerd of opgewekt in het magnetische veld volgens de wetten van de fysica. Het doel van de generator is dus de kinetische kracht van de rotatie om te zetten in elektriciteit.

Een turbine kan op vele manieren draaien, met verschillende energiebronnen. Deze vallen in drie soorten uiteen:

• Hernieuwbaar - energie uit onuitputtelijke bronnen: waterstromen, zonlicht, wind, geothermische bronnen en biobrandstoffen;
• Niet-hernieuwbaar - energie uit hulpbronnen die zeer langzaam ontstaan, niet evenredig met de snelheid van het verbruik: steenkool, olie, turf, aardgas;
• Kernenergie - energie afkomstig van het proces van kernsplitsing van cellen.

Elektriciteit komt meestal van de werking van:

• Waterkrachtcentrales (HPP's) - gebouwd op rivieren en gebruikmakend van de kracht van de waterstroom;
• Thermische centrales (TPP's) - werken op thermische energie uit de verbranding van brandstof;
• Kerncentrales (NPP) - werken op thermische energie die afkomstig is van het kernreactieproces.

De getransformeerde energie stroomt door de draden naar transformator- en schakelstations en vervolgens naar de eindverbruiker.

Tegenwoordig worden er actief zogenaamde alternatieve vormen van energie ontwikkeld. Hiertoe behoren windturbines, zonnepanelen, gebruik van geothermische bronnen en alle andere middelen om elektriciteit te verkrijgen door ongewone fenomenen. Alternatieve energie is qua prestaties en terugverdientijd veel inferieur aan traditionele bronnen, maar in bepaalde situaties helpen zij om geld te besparen en de belasting van de hoofdnetten te verminderen.

Er is ook een mythe over het bestaan van BTGS - Brandstofloze generatoren. Er zijn video's op het internet waarin wordt gedemonstreerd hoe ze werken, en ze worden te koop aangeboden. Maar er is een groot geschil over de echtheid van deze informatie.

Soorten elektriciteit in de natuur

Het eenvoudigste voorbeeld van in de natuur voorkomende elektriciteit is de bliksem. Waterdeeltjes in wolken botsen voortdurend tegen elkaar en worden positief of negatief geladen. De lichtere, positief geladen deeltjes komen boven in de wolk terecht, terwijl de zwaardere, negatieve naar beneden bewegen. Wanneer twee zulke wolken dicht genoeg bij elkaar zijn, maar op verschillende hoogten, worden de positieve ladingen van de een wederzijds aangetrokken door de negatieve deeltjes van de ander. Dit is wanneer de bliksem inslaat. Dit verschijnsel doet zich ook voor tussen de wolken en het oppervlak van de aarde zelf.

Een andere manifestatie van elektriciteit in de natuur zijn de speciale organen van vissen, roggen en palingen. Ze kunnen er elektrische ladingen mee opwekken om zich tegen roofdieren te verdedigen of hun slachtoffers te verdoven. Hun potentieel varieert van zeer zwakke ontladingen, onzichtbaar voor mensen, tot dodelijke ontladingen. Sommige vissen creëren een zwak elektrisch veld om zich heen om hen te helpen hun prooi te vinden en in troebel water te navigeren. Elk fysiek voorwerp vervormt het op een of andere manier, wat je helpt je omgeving na te bootsen en te "zien" zonder je ogen.

Elektriciteit manifesteert zich ook in het zenuwstelsel van levende organismen. De zenuwimpuls geeft informatie door van de ene cel naar de andere, waardoor u kunt reageren op externe en interne prikkels, kunt denken en uw bewegingen kunt controleren.

Verwante artikelen: