Umeme ni moja ya nguzo za ustaarabu wa kisasa. Maisha bila umeme, kwa kweli, inawezekana, kwa sababu babu zetu ambao hawakuwa mbali walifanya vizuri bila hiyo. "Nitawasha kila kitu hapa na balbu za Edison na Swann!" Alipiga kelele Sir Henry Baskerville kutoka Arthur Conan Doyle's The Hound of the Baskervilles wakati alipoona kasri ya dreary ambayo alikuwa karibu kuirithi. Lakini yadi ilikuwa tayari mwishoni mwa karne ya 19.
Umeme na maendeleo yake yanayohusiana yamepa ubinadamu fursa ambazo hazijawahi kutokea. Haiwezekani kuziorodhesha, ni nyingi na za ulimwengu. Kila kitu kinachotuzunguka kimetengenezwa kwa msaada wa umeme. Ni ngumu kupata kitu kisichohusiana nayo. Viumbe hai? Lakini baadhi yao hutoa kiasi kikubwa cha umeme wenyewe. Na Wajapani wamejifunza kuongeza mavuno ya uyoga kwa kuwaangazia mshtuko mkubwa wa voltage. Jua? Inaangaza yenyewe, lakini nishati yake tayari inasindika kuwa umeme. Kinadharia, katika hali fulani mahususi ya maisha, unaweza kufanya bila umeme, lakini kutofaulu kama huko kutatatiza na kufanya maisha kuwa ghali zaidi. Kwa hivyo unahitaji kujua umeme na kuweza kuutumia.
1. Ufafanuzi wa mkondo wa umeme kama mkondo wa elektroni sio sahihi kabisa. Kwa elektroliti za betri, kwa mfano, sasa ni mtiririko wa ioni za haidrojeni. Na katika taa za umeme na mwangaza wa picha, protoni, pamoja na elektroni, huunda sasa, na kwa uwiano uliodhibitiwa kabisa.
2. Thales wa Mileto alikuwa mwanasayansi wa kwanza kuzingatia matukio ya umeme. Mwanafalsafa wa kale wa Uigiriki alifikiria juu ya ukweli kwamba fimbo ya kahawia, ikiwa imesuguliwa dhidi ya sufu, huanza kuvutia nywele, lakini hakuenda zaidi ya tafakari. Neno "umeme" lenyewe lilibuniwa na daktari wa Kiingereza William Gilbert, ambaye alitumia neno la Kiyunani "amber". Gilbert pia hakuenda mbali zaidi ya kuelezea hali ya kuvutia nywele, chembe za vumbi na mabaki ya karatasi na fimbo ya kahawia iliyosuguliwa kwenye sufu - Daktari wa korti ya Malkia Elizabeth alikuwa na wakati kidogo wa bure.
Thales wa Mileto
William Gilbert
3. Uendeshaji uligunduliwa kwanza na Stephen Grey. Mwingereza huyu hakuwa tu mtaalam wa nyota na fizikia. Alionyesha mfano wa njia inayotumika kwa sayansi. Ikiwa wenzake walijizuia kuelezea jambo hilo na, kama kiwango cha juu, walichapisha kazi yao, basi Grey mara moja alipata faida kutoka kwa mwenendo. Alionyesha nambari "mvulana anayeruka" katika sarakasi. Mvulana huyo alikuwa juu ya uwanja kwenye kamba za hariri, mwili wake ulishtakiwa na jenereta, na petali za dhahabu zenye kung'aa zilivutiwa na mitende yake. Uani ulikuwa wa karne ya 17, na "busu za umeme" ziliingia haraka kwa mitindo - cheche ziliruka kati ya midomo ya watu wawili walioshtakiwa na jenereta.
4. Mtu wa kwanza kuugua malipo ya bandia ya umeme alikuwa mwanasayansi wa Ujerumani Ewald Jürgen von Kleist. Aliunda betri, baadaye akaita jarida la Leyden, na akaichaji. Wakati akijaribu kutoa kopo, von Kleist alipokea mshtuko nyeti wa umeme na kupoteza fahamu.
5. Mwanasayansi wa kwanza aliyekufa katika utafiti wa umeme alikuwa mwenzake na rafiki wa Mikhail Lomonosov. Georg Richmann. Alikimbia waya kutoka kwa nguzo ya chuma iliyowekwa juu ya paa ndani ya nyumba yake na kukagua umeme wakati wa ngurumo. Moja ya masomo haya yalimalizika kwa kusikitisha. Inavyoonekana, ngurumo ya radi ilikuwa kali haswa - safu ya umeme iliteleza kati ya Richman na sensa ya umeme, ikimuua mwanasayansi aliyekuwa amesimama karibu sana. Benjamin Franklin maarufu pia aliingia katika hali kama hiyo, lakini mtu wa muswada wa dola mia moja alikuwa na bahati ya kuishi.
Kifo cha Georg Richmann
6. Betri ya kwanza ya umeme iliundwa na Italia Alessandro Volta. Betri yake ilitengenezwa kwa sarafu za fedha na rekodi za zinki, ambazo jozi zake zilitengwa na machujo ya mvua. Mtaliano huyo aliunda betri yake kwa nguvu - hali ya umeme wakati huo haikueleweka. Badala yake, wanasayansi walidhani wanaielewa, lakini walidhani ni makosa.
7. Jambo la mabadiliko ya kondakta chini ya hatua ya sasa kuwa sumaku iligunduliwa na Hans-Christian Oersted. Mwanafalsafa wa asili wa Uswidi alileta waya kwa njia ambayo mkondo ulikuwa unapita kwa dira na kuona kupunguka kwa mshale. Jambo hilo lilivutia Oersted, lakini hakuelewa ni uwezekano gani unajificha yenyewe. André-Marie Ampere alichunguza kwa ufanisi umeme wa umeme. Mfaransa huyo alipokea buns kuu kwa njia ya utambuzi wa ulimwengu na kitengo cha sasa kilichoitwa baada yake.
8. Hadithi kama hiyo ilitokea na athari ya thermoelectric. Thomas Seebeck, ambaye alifanya kazi kama msaidizi wa maabara katika idara katika Chuo Kikuu cha Berlin, aligundua kuwa ikiwa kondakta aliyetengenezwa kwa metali mbili amewaka moto, sasa mtiririko unapita. Nimepata, nikaripoti, na ukasahau. Na Georg Ohm alikuwa akifanya tu sheria ambayo itapewa jina lake, na alitumia kazi ya Seebeck, na kila mtu anajua jina lake, tofauti na jina la msaidizi wa maabara ya Berlin. Ahm, kwa njia, alifutwa kazi kama mwalimu wa fizikia ya shule kwa majaribio - waziri alifikiria kuanzisha majaribio kama jambo lisilostahili mwanasayansi wa kweli. Falsafa ilikuwa katika mitindo wakati huo ...
Georg Ohm
9. Lakini msaidizi mwingine wa maabara, wakati huu katika Taasisi ya Royal huko London, aliwakasirisha sana maprofesa. Michael Faraday, 22, amefanya kazi kwa bidii kuunda motor ya umeme ya muundo wake. Humphrey Davy na William Wollaston, ambao walimwalika Faraday kama wasaidizi wa maabara, hawangeweza kuhimili ujinga kama huo. Faraday alibadilisha motors zake tayari kama mtu wa kibinafsi.
Michael Faraday
10. Baba wa matumizi ya umeme kwa mahitaji ya nyumbani na viwandani - Nikola Tesla. Ilikuwa mwanasayansi na mhandisi wa eccentric ambaye aliunda kanuni za kupata mbadala ya sasa, usafirishaji wake, mabadiliko na matumizi katika vifaa vya umeme. Watu wengine wanaamini kuwa janga la Tunguska ni matokeo ya uzoefu wa Tesla katika upelekaji wa nishati bila waya.
Nikola Tesla
11. Mwanzoni mwa karne ya ishirini, Mholanzi Heike Onnes aliweza kupata heliamu ya kioevu. Kwa hili, ilikuwa ni lazima kupoza gesi hadi -267 ° C. Wakati wazo hilo lilifanikiwa, Onnes hakuacha majaribio hayo. Alipoa zebaki kwa joto lile lile na kugundua kuwa upinzani wa umeme wa kioevu kilichoimarishwa cha metali imeshuka hadi sifuri. Hii ndio jinsi superconductivity iligunduliwa.
Heike Onnes - Tuzo ya Tuzo ya Nobel
12. Nguvu ya mgomo wa umeme wastani ni kilowatts milioni 50. Inaonekana kama kupasuka kwa nguvu. Kwa nini bado hawafanyi majaribio ya kuitumia kwa njia yoyote? Jibu ni rahisi - mgomo wa umeme ni mfupi sana. Na ikiwa utatafsiri mamilioni haya kuwa masaa ya kilowatt, ambayo yanaelezea utumiaji wa nishati, zinageuka kuwa masaa 1,400 tu ya kilowatt ndiyo hutolewa.
13. Kiwanda cha kwanza cha umeme ulimwenguni kilitoa sasa mnamo 1882. Mnamo Septemba 4, jenereta zilizoundwa na kutengenezwa na kampuni ya Thomas Edison zilisaidia nyumba mia kadhaa katika Jiji la New York. Urusi ilibaki nyuma kwa muda mfupi sana - mnamo 1886, mmea wa umeme, ulio kwenye Jumba la Majira ya baridi, ulianza kufanya kazi. Nguvu yake ilikuwa ikiongezeka kila wakati, na baada ya miaka 7 taa 30,000 ziliendeshwa nayo.
Ndani ya mmea wa kwanza wa umeme
14. Umaarufu wa Edison kama fikra ya umeme ni chumvi sana. Bila shaka alikuwa msimamizi hodari na mmoja wa wataalam wakubwa katika R&D. Je! Ni mpango gani tu wa uvumbuzi, ambao ulifanywa kweli! Walakini, hamu ya kuvumbua kila kitu kwa tarehe ya mwisho iliyoainishwa pia ilikuwa na pande hasi. "Vita ya mikondo" moja tu kati ya Edison na Westinghouse na Nikola Tesla iligharimu watumiaji wa umeme (na ni nani mwingine aliyelipa PR nyeusi na gharama zingine zinazohusiana?) Mamia ya mamilioni ya wale wanaoungwa mkono na dola za dhahabu. Lakini njiani, Wamarekani walipokea kiti cha umeme - Edison alisukuma kunyongwa kwa wahalifu na sasa mbadala ili kuonyesha hatari yake.
15. Katika nchi nyingi za ulimwengu, voltage ya majina ya mitandao ya umeme ni volts 220 - 240. Nchini Merika na nchi zingine kadhaa, watumiaji hutolewa na volts 120. Japani, voltage kuu ni volts 100. Mpito kutoka kwa voltage moja hadi nyingine ni ghali sana. Kabla ya Vita Kuu ya Uzalendo, kulikuwa na voltage ya volts 127 katika USSR, kisha mabadiliko ya polepole hadi volts 220 yalianza - nayo, hasara kwenye mitandao hupungua kwa mara 4. Walakini, watumiaji wengine walibadilishwa kwa voltage mpya mapema kama miaka ya 1980.
16. Japani ilienda kwa njia yake mwenyewe katika kuamua mzunguko wa sasa kwenye mtandao wa umeme. Na tofauti ya mwaka kwa sehemu tofauti za nchi, vifaa vya masafa ya 50 na 60 hertz vilinunuliwa kutoka kwa wauzaji wa kigeni. Hii ilikuwa nyuma mwishoni mwa karne ya 19, na bado kuna viwango viwili vya masafa nchini. Walakini, ukiangalia Japani, ni ngumu kusema kwamba tofauti hii katika masafa kwa njia fulani imeathiri maendeleo ya nchi.
17. Utofauti wa voltages katika nchi tofauti umesababisha ukweli kwamba kuna angalau aina 13 tofauti za plugs na soketi ulimwenguni. Mwishowe, cacophony hii yote hulipwa na mtumiaji ambaye hununua adapta, huleta mitandao tofauti kwa nyumba na, muhimu zaidi, hulipa hasara kwa waya na transfoma. Kwenye mtandao, unaweza kupata malalamiko mengi kutoka kwa Warusi ambao wamehamia Merika kwamba hakuna mashine za kuosha katika majengo ya ghorofa katika vyumba - wao, kwa kawaida, wako kwenye kufulia pamoja mahali pengine kwenye basement. Hasa kwa sababu mashine za kuosha zinahitaji laini tofauti, ambayo ni ghali kusanikisha katika vyumba.
Hizi sio aina zote za maduka
18. Inaonekana kwamba wazo la mashine ya mwendo wa kudumu, ambayo ilikuwa imekufa milele huko Bose, ilikuja kuishi katika wazo la mimea ya nguvu ya kuhifadhi (PSPP). Ujumbe wa sauti ya awali - kulainisha kushuka kwa thamani ya kila siku kwa matumizi ya umeme - uliletwa kwa ujinga. Walianza kubuni PSP na kujaribu kujenga hata mahali ambapo hakuna mabadiliko ya kila siku au ni ndogo. Kwa hivyo, wandugu wenye hila walianza kuzidi wanasiasa na maoni ya kupendeza. Kwa mfano, huko Ujerumani, mradi wa kuunda mmea wa kuhifadhia maji chini ya maji unasisitizwa. Kama inavyotungwa na waundaji, unahitaji kutumbukiza mpira mkubwa wa saruji chini ya maji. Itajaza maji kwa mvuto. Wakati umeme wa ziada unahitajika, maji kutoka kwa mpira yatasambazwa kwa mitambo. Jinsi ya kutumikia? Pampu za umeme, kwa kweli.
19. Michanganyiko zaidi, kuiweka kwa upole, suluhisho kutoka kwa uwanja wa nishati isiyo ya kawaida. Huko Merika, walikuja na sketi ambayo huzalisha watts 3 za umeme kwa saa (wakati wa kutembea, kwa kweli). Na huko Australia kuna mmea wa umeme unaochoma kifupi. Tani moja na nusu ya makombora hubadilishwa kuwa megawati moja na nusu ya umeme kwa saa moja.
20. Nishati ya kijani imekuwa ikiendesha mfumo wa nguvu wa Australia kwa hali ya "kwenda porini". Uhaba wa umeme, ambao ulitokea baada ya uingizwaji wa uwezo wa TPP na mitambo ya umeme wa jua na upepo, ulisababisha kupanda kwa bei. Kupanda kwa bei kumesababisha Waaustralia kufunga paneli za jua kwenye nyumba zao, na mitambo ya upepo karibu na nyumba zao. Hii itazidisha usawa wa mfumo. Waendeshaji wanapaswa kuanzisha uwezo mpya, ambao unahitaji pesa mpya, ambayo ni, ongezeko la bei mpya. Kwa upande mwingine, serikali inafadhili kila kilowatt ya umeme inayozalishwa nyuma ya nyumba, huku ikiweka mahitaji na mahitaji yasiyostahimili kwa mitambo ya jadi.
Mazingira ya Australia
21. Kila mtu amejua kwa muda mrefu kwamba umeme uliopokelewa kutoka kwa mitambo ya nguvu ya joto ni "chafu" - CO imetolewa2 , athari ya chafu, ongezeko la joto ulimwenguni, nk Wakati huo huo, wanaikolojia wanakaa kimya juu ya ukweli kwamba huo СО2 pia hutengenezwa katika uzalishaji wa nishati ya jua, jotoardhi, na hata nishati ya upepo (vitu visivyo vya ekolojia vinahitajika kuipata). Aina safi zaidi ya nishati ni nyuklia na maji.
22. Katika moja ya miji ya California, taa ya incandescent, ambayo iliwashwa mnamo 1901, inaendelea kuwashwa katika idara ya zima moto. Taa yenye nguvu ya watts 4 tu iliundwa na Adolphe Schaie, ambaye alijaribu kushindana na Edison. Mchanganyiko wa kaboni ni mzito mara kadhaa kuliko filamenti za taa za kisasa, lakini uimara wa taa ya Chaier haujatambuliwa na sababu hii. Filamu za kisasa (haswa, spirals) za incandescence huwaka wakati zimewaka moto. Makaa ya makaa katika hali hiyo hutoa mwanga zaidi.
Taa ya mmiliki wa rekodi
23. Electrocardiogram inaitwa umeme sio kabisa kwa sababu inapatikana kwa msaada wa mtandao wa umeme. Misuli yote ya mwili wa mwanadamu, pamoja na moyo, mkataba na hutengeneza msukumo wa umeme. Vifaa vinazirekodi, na daktari, akiangalia kiu cha moyo, hufanya uchunguzi.
24. Fimbo ya umeme, kama kila mtu anajua, ilibuniwa na Benjamin Franklin mnamo 1752. Lakini tu katika jiji la Nevyansk (sasa mkoa wa Sverdlovsk) mnamo 1725 ujenzi wa mnara na urefu wa zaidi ya mita 57 ulikamilishwa. Mnara wa Nevyansk tayari ulikuwa umetiwa taji na fimbo ya umeme.
Mnara wa Nevyansk
25. Zaidi ya watu bilioni duniani wanaishi bila kupata umeme wa kaya.