GİRİİŞ

"Sabit akım" terimi yerine "sabit voltaj" terimini kullanmak daha iyidir. Aynı şey "alternatif akım" terimi için de geçerlidir; "sabit voltaj" terimini kullanmak daha iyidir. Pil ağındaki voltaj, kural olarak birincildir, sabit bir değerdir (acil durum modları hariç) ve mevcut değer yüke bağlıdır (Ohm yasasına göre): I = U/R, burada I mevcut güç (amper cinsinden), U - voltaj (volt cinsinden), R - direnç (ohm cinsinden). Tüm birimler SI sistemindedir, teknoloji, fizik vb. alanlarda kullanılır. Kilovolt (1000 x volt) gibi birden fazla miktar da kullanılır.

Elektrik akımı yüklü parçacıkların düzenli (yönlendirilmiş) hareketidir. Elektrik akımı, serbest elektronların (metallerde) veya iyonların (elektrolitlerde) düzenli hareketinden kaynaklanır.

Doğru voltaj arasındaki temel fark, büyüklüğü ve işareti bakımından sabit olması ve doğru akımın, örneğin metal teller (akım taşıyıcıları elektronlardır) aracılığıyla voltaj kaynağının negatif terminalinden pozitif terminale kadar tek yönde "akması"dır. (elektrolitlerde akım pozitif ve negatif iyonlar tarafından oluşturulur) .

Alternatif gerilim ve akım sinüzoid yasasına göre değişir, sıfırdan pozitif genlik değerine (pozitif maksimum) yükselir, sonra sıfıra düşer ve negatif genlik değerine (negatif maksimum) azalmaya devam eder, sonra sıfırdan geçerek artar tekrar pozitif bir genlik değerine ulaşır.

Alternatif akımın hem büyüklüğü hem de akım hareketinin yönü bir süre boyunca değişir.

Dönem boyunca ortalama cari değer sıfırdır.

Alternatif akımın etkin değeri, alternatif akım devresindeki bir iletkende salınan ortalama gücün, bir doğru akım devresindeki aynı iletkende salınan güce eşit olduğu doğru akımın gücüdür. Alternatif akım ağındaki akım ve gerilimlerden bahsettiklerinde, onların etkin değerlerini kastediyorlar. 220 volt şebeke voltajı mevcut şebeke voltajıdır.

ELEKTRİK AKIMININ TARİHİ

İnsanlığın en büyük keşiflerinden biri elektriktir. Elektrik sayesinde medeniyetimiz yoğun bir şekilde gelişebildi ve bugün de gelişmeye devam ediyor. Elektrik belki de en çevre dostu enerji türüdür. Ve muhtemelen gezegenimizin hammadde kaynaklarını tükettikten sonra ana enerji türü haline gelecektir. Peki elektriği kim icat etti veya keşfetti? Her şeyi sırasıyla konuşalım...

Elektriğin keşfi çok eskilere dayanıyor. Ego, MÖ 7. yüzyılda Yunan filozof Thales tarafından keşfedildi. e. Kehribarın yüne sürülmesi durumunda hafif nesneleri çekebileceğini keşfetti. Bu arada, Yunanca'da elektron "kehribar", elektrik ise "kehribar" anlamına gelir. Bu terimler ilk kez 1600'de ortaya çıktı çünkü Thales'in gözlemleri gözlem olarak kaldı.

1650 Magdeburg belediye başkanı Otto von Guericke elektrostatik bir tesis inşa etti. Bu, üzerine bir kükürt topunun tutturulduğu metal bir çubuktur. Bu cihazla çekme ve itme özelliklerini gözlemlemek mümkün oldu.

1745 Bu yıl Leyden kavanozu adı verilen ilk elektrik kapasitörünün montajı yapıldı. Bu buluşun yazarı Hollandalı Pieter van Musschenbroek'tir.

1747 Amerikalı Benjamin Franklin'in “Elektrik Üzerine Deneyler ve Gözlemler” adlı eseri (deneme) ortaya çıktı. Aslında bu, Franklin'in elektriği "maddi olmayan akışkan" terimiyle tanımladığı ilk elektrik teorisiydi. Bu çalışma aynı zamanda pozitif ve negatif yüklerin varlığına ilişkin bir teori de ortaya koymaktadır. B. Franklin bir paratoner icat etti ve onun yardımıyla yıldırımın elektriksel nitelikte olduğunu açıkça kanıtlayabildi.

1785 Bu yıl bir dönüm noktası oldu ve elektrik çalışmalarının bilimsel düzeye aktarılmasını mümkün kıldı. Bu Coulomb Yasasının keşfidir.

1800 yılında, elektriği daha spesifik olarak incelemeyi ve birçok faydalı deney yapmayı mümkün kılan başka bir önemli buluş daha ortaya çıktı. Bu, İtalyan Volt'un ilk doğru akım kaynağının icadıdır. Bu, gümüş (daha sonra gümüş yerine bakır kullanıldı) ve çinko dairelerden oluşan ve aralarına tuzlu suya batırılmış kağıt yerleştirilen ilk galvanik hücreydi.

1821'de Ampere (Fransız fizikçi), bir iletkenin etrafındaki manyetizmanın yalnızca ona bir elektrik akımı uygulandığında ortaya çıktığını ve statik elektrikte manyetizmanın olmadığını keşfetti.

Bilim adamları Joule, Lenz, Ohm ve Gauss da elektrik çalışmalarına paha biçilmez katkılarda bulundular. Gauss 1830'da elektrostatik alan teorisinin ana teoremini zaten tanımladı.

Faraday aynı zamanda ilk elektrik motorunu da icat etti. Kalıcı bir mıknatısın etrafında dönebilen, elektrik akımı taşıyan bir iletkendi.

Elektriği kim icat etti ve ne zaman oldu? Elektriğin hayatımıza sağlam bir şekilde girmesine ve onu kökten değiştirmesine rağmen çoğu insan bu soruyu cevaplamakta zorlanıyor.

Ve bu şaşırtıcı değil çünkü insanlık binlerce yıldır elektrik çağına doğru ilerliyor.

Işık ve elektronlar.

Elektriğe genellikle elektrik yükleri adı verilen küçük yüklü parçacıkların hareketine ve etkileşimine dayanan bir dizi olay denir.

"Elektrik" teriminin kendisi, Rusçaya "kehribar" anlamına gelen Yunanca "elektron" kelimesinden gelmektedir.

Bu fiziksel olaya bu adın verilmesinin bir nedeni var, çünkü elektrik üretmeye yönelik ilk deneyler çok eskilere, yani 7. yüzyıla kadar uzanıyor. M.Ö e. Antik Yunan filozofu ve matematikçi Thales, yüne sürülen bir kehribar parçasının kağıdı, tüyleri ve diğer hafif nesneleri çekebildiğini keşfetti.

Aynı zamanda ovuşturulan parmağın cama değdirilmesiyle kıvılcım elde edilmeye çalışıldı. Ancak o eski zamanlarda insanların erişebildiği bilgi, sonuçta ortaya çıkan fiziksel olayların kökeninin doğasını açıklamak için açıkça yeterli değildi.

Elektrik araştırmalarında 2 bin yıl sonra gözle görülür ilerleme kaydedildi. 1600 yılında İngiliz kraliçesinin saray doktoru William Gilbert, tarihte ilk kez “elektrik” kelimesini kullandığı “Mıknatıslar, manyetik cisimler ve büyük mıknatıs - Dünya” üzerine bir inceleme yayınladı.

İngiliz bilim adamı, çalışmasında mıknatısa dayalı bir pusulanın çalışma prensibini açıkladı ve elektrikli nesnelerle yapılan deneyleri anlattı. Gilbert, elektriklenme yeteneğinin çeşitli organların karakteristik özelliği olduğu sonucuna varmayı başardı.

William Gilbert'in araştırmasının devamı, 1663'te insanlık tarihindeki ilk elektrostatik makineyi icat etmeyi başaran Alman belediye başkanı Otto von Guericke olarak adlandırılabilir.

Alman'ın icadı, demir bir eksen üzerine monte edilmiş ve ahşap bir tripoda tutturulmuş büyük bir kükürt topundan oluşan bir cihazdı.

Elektrik yükü elde etmek için top dönerken bir bez parçasıyla veya ellerinizle ovuluyordu. Bu basit cihaz, yalnızca hafif nesneleri kendine çekmeyi değil, aynı zamanda onları itmeyi de mümkün kıldı.

1729'da elektrik çalışmalarına ilişkin deneyler İngiltere'den bir bilim adamı olan Stephen Gray tarafından sürdürüldü. Metallerin ve diğer bazı malzeme türlerinin elektrik akımını uzak bir mesafeye iletebildiğini tespit edebildi. Onlara şef denilmeye başlandı.

Gray, deneyleri sırasında doğada elektriği iletemeyen maddelerin bulunduğunu keşfetti. Bunlara amber, cam, kükürt vb. dahildir. Bu tür malzemelere daha sonra yalıtkanlar adı verildi.

Stephen Gray'in deneylerinden 4 yıl sonra Fransız fizikçi Charles Dufay, iki tür elektrik yükünün (reçine ve cam) varlığını keşfetti ve bunların birbirleriyle olan etkileşimlerini inceledi. Daha sonra Dufay'ın anlattığı suçlamalar olumlu ve olumsuz olarak anılmaya başlandı.

Son yüzyılların icatları

18. yüzyılın ortaları elektrikle ilgili aktif bir çalışma döneminin başlangıcını işaret ediyordu. 1745 yılında Hollandalı bilim adamı Pieter van Muschenbrouck, "Leyden kavanozu" adı verilen elektriği depolamak için bir cihaz yarattı.

Aynı dönemde Rusya'da Mikhail Lomonosov ve Georg Richman elektriksel özellikler üzerinde aktif olarak çalıştılar.

Elektriğin bilimsel açıklamasını yapmaya çalışan ilk kişi Amerikalı siyasetçi ve bilim adamı Benjamin Franklin'di.

Onun teorisine göre elektrik, tüm fiziksel maddelerde bulunan maddi olmayan bir sıvıdır. Sürtünme işlemi sırasında bu sıvının bir kısmı bir vücuttan diğerine geçerek elektrik yüküne neden olur.

Franklin'in diğer başarıları şunlardır:

• negatif ve pozitif elektrik yükü kavramının kullanımına giriş;
• ilk paratonerin icadı;
• Yıldırımın elektriksel kökeninin kanıtı.

1785 yılında Fransız fizikçi Charles Coulomb, sabit bir durumda nokta yükler arasındaki etkileşimi açıklayan bir yasa formüle etti.

Coulomb yasası, elektriğin kesin bir bilimsel kavram olarak incelenmesinin başlangıç ​​noktası oldu.

19. yüzyılın başından bu yana dünya çapında elektriğin özelliklerini daha iyi incelememize olanak tanıyan birçok keşif yapıldı.

1800 yılında İtalya'dan bir bilim adamı olan Alessandro Volta, insanlık tarihinde ilk doğru akım kaynağı olan galvanik hücreyi icat etti. Kısa süre sonra Rus fizikçi Vasily Petrov, voltaik ark adı verilen bir gaz boşalmasını keşfetti ve tanımladı.

19. yüzyılın 20'li yıllarında Andre-Marie Ampere, "elektrik akımı" kavramını fiziğe tanıttı ve manyetik alanlar ile elektrik alanları arasındaki ilişki hakkında bir teori formüle etti.

19. yüzyılın ilk yarısında fizikçiler James Joule, Georg Ohm, Johann Gauss, Michael Faraday ve diğer dünyaca ünlü bilim adamları keşiflerini yaptılar. Faraday özellikle elektrolizin, elektromanyetik indüksiyonun keşfinden ve elektrik motorunun icadından sorumludur.

19. yüzyılın son onyıllarında fizikçiler elektromanyetik dalgaların varlığını keşfettiler, akkor lambayı icat ettiler ve elektrik enerjisini uzun mesafelere iletmeye başladılar. Bu dönemden itibaren elektrik yavaş ama emin adımlarla gezegene yayılmaya başlıyor.

Buluşu, her biri bir zamanlar elektriğin özelliklerini incelemek ve bilgi ve keşiflerini sonraki nesillere aktarmak için her türlü çabayı gösteren dünyanın en büyük bilim adamlarının isimleriyle ilişkilidir.

Siteyi yer imlerine ekleyin

Elektriğin tarihi

Elektrik, elektrik yüklü cisimlerin veya parçacıkların varlığı, hareketi ve etkileşiminden kaynaklanan bir dizi olay. Elektrik yüklerinin etkileşimi, bir elektromanyetik alan (sabit elektrik yükleri durumunda - bir elektrostatik alan) kullanılarak gerçekleştirilir.

Hareketli yükler (elektrik akımı) elektrikle birlikte aynı zamanda manyetik bir alanı da harekete geçirir, yani elektromanyetik etkileşimin meydana geldiği bir elektromanyetik alan üretirler (manyetizma çalışması, genel elektrik çalışmasının ayrılmaz bir parçasıdır). Elektromanyetik olaylar Maxwell denklemlerine dayanan klasik elektrodinamik ile tanımlanır.

Klasik elektrik teorisinin yasaları çok sayıda elektromanyetik süreci kapsar. Doğada var olan 4 tür etkileşim (elektromanyetik, yerçekimi, güçlü ve zayıf) arasında, tezahürlerin genişliği ve çeşitliliği açısından elektromanyetik olanlar ilk sırada yer almaktadır. Bunun nedeni, tüm cisimlerin zıt işaretli elektrik yüklü parçacıklardan oluşmasıdır; aralarındaki etkileşimler, bir yandan yerçekimi ve zayıf olanlardan çok daha yoğun, diğer yandan ise uzundur. -güçlü etkileşimlerin aksine aralık. Atomik kabukların yapısı, atomların moleküller halinde birleşmesi (kimyasal kuvvetler) ve yoğunlaşmış maddenin oluşumu elektromanyetik etkileşim tarafından belirlenir.

En basit elektriksel ve manyetik olaylar eski çağlardan beri bilinmektedir. Demir parçalarını çeken mineraller bulunmuştur ve ayrıca yün üzerine sürülen kehribarın (Yunanca elektron, elektron, dolayısıyla elektrik terimi) hafif nesneleri çektiği (sürtünme yoluyla elektriklenme) keşfedilmiştir. Ancak, yalnızca 1600 W. Gilbert, elektrik ve manyetik olaylar arasındaki farkı ilk kez belirledi. Manyetik kutupların varlığını ve birbirinden ayrılamazlığını keşfetti ve ayrıca dünyanın dev bir mıknatıs olduğunu tespit etti.

XVIII yüzyılların XVII - 1. yarısında. Elektrikli gövdelerle çok sayıda deney yapıldı, sürtünme yoluyla elektrifikasyona dayanan ilk elektrostatik makineler yapıldı, iki tür elektrik yükünün varlığı belirlendi (C. Dufay) ve metallerin elektriksel iletkenliği keşfedildi (İngiliz bilim adamı S. Gri). İlk kapasitörün (Leyden kavanozu (1745)) icadıyla büyük elektrik yüklerinin biriktirilmesi mümkün hale geldi. 1747-53'te Franklin, elektrik olaylarıyla ilgili ilk tutarlı teorinin ana hatlarını çizdi, sonunda yıldırımın elektriksel doğasını belirledi ve paratoneri icat etti.

18. yüzyılın 2. yarısında. elektriksel ve manyetik olayların niceliksel çalışması başladı. İlk ölçüm cihazları ortaya çıktı - çeşitli tasarımlarda elektroskoplar, elektrometreler. G. Cavendish (1773) ve C. Coulomb (1785), sabit nokta elektrik yüklerinin etkileşim yasasını deneysel olarak oluşturdu (Cavendish'in çalışmaları yalnızca 1879'da yayınlandı).

Bu temel elektrostatik yasası (Coulomb yasası), ilk kez elektrik yüklerini aralarındaki etkileşim kuvvetleriyle ölçmek için bir yöntem oluşturmayı mümkün kıldı. Coulomb ayrıca uzun mıknatısların kutupları arasındaki etkileşim yasasını oluşturdu ve mıknatısların uçlarında yoğunlaşan manyetik yükler kavramını ortaya attı.

Elektrik biliminin gelişimindeki bir sonraki aşama, 18. yüzyılın sonundaki keşifle ilişkilidir. L. Galvani "hayvan elektriği" ve çalışmaları A.Voltyİlk elektrik akımı kaynağını icat eden - uzun süre sürekli (doğru) bir akım oluşturan galvanik bir element (voltaik sütun adı verilen, 1800). 1802 yılında, çok daha güçlü bir galvanik hücre inşa eden V.V. Petrov, elektrik arkını keşfetti, özelliklerini inceledi ve bunu aydınlatmanın yanı sıra metalleri eritmek ve kaynaklamak için kullanma olasılığına dikkat çekti. G. Davy, alkalilerin sulu çözeltilerinin elektrolizi yoluyla daha önce bilinmeyen metalleri (sodyum ve potasyum) elde etti (1807). J.P. Joule (1841), bir iletkende elektrik akımı tarafından üretilen ısı miktarının akımın karesiyle orantılı olduğunu tespit etti; bu yasa E.H. Lenz'in kesin deneyleriyle (Joule-Lenz yasası) doğrulandı (1842).

G. Ohm (1826) elektrik akımının devredeki voltaja niceliksel bağımlılığını kurdu. K.F. Gauss elektrostatiğin temel teoremini formüle etti (1830).

En temel keşif 1820 yılında H. Oersted tarafından yapılmıştır; elektrik akımının manyetik bir iğne üzerindeki etkisini keşfetti; bu, elektrik ile manyetizma arasındaki bağlantıya tanıklık eden bir olaydı. Bunu takiben, aynı yıl A.M. Ampere, elektrik akımlarının etkileşim yasasını (Ampere yasası) oluşturdu. Ayrıca kalıcı mıknatısların özelliklerinin, mıknatıslanmış cisimlerin moleküllerinde sabit elektrik akımlarının (moleküler akımlar) dolaştığı varsayımına dayanarak açıklanabileceğini gösterdi. Böylece Ampere'ye göre, tüm manyetik olaylar akımların etkileşimlerine indirgenirken, manyetik yükler mevcut değildir. Oersted ve Ampere'nin keşiflerinden bu yana manyetizma doktrini, elektrik doktrininin ayrılmaz bir parçası haline geldi.

19. yüzyılın 2. çeyreğinden itibaren. Elektriğin teknolojiye hızlı bir şekilde nüfuz etmesi başladı. 20'li yıllarda İlk elektromıknatıslar ortaya çıktı. Elektriğin ilk kullanım alanlarından biri 30'lu ve 40'lı yıllarda telgraf cihazlarıydı. Elektrik motorları ve akım jeneratörleri yapıldı ve 40'lı yıllarda elektrikli aydınlatma cihazları vb. Üretildi. Daha sonra elektriğin pratik kullanımı giderek arttı ve bu da elektrik doktrinini önemli ölçüde etkiledi.

30-40'larda. XIX yüzyıl Tüm elektriksel ve manyetik olayların tek bir bakış açısıyla ele alındığı genel elektromanyetik olay doktrininin yaratıcısı M. Faraday, elektrik biliminin gelişimine büyük katkı sağlamıştır. Deneylerin yardımıyla, elektrik yüklerinin ve akımlarının etkilerinin üretim yöntemine bağlı olmadığını kanıtladı [Faraday'dan önce “sıradan” (sürtünme yoluyla elektriklenmeyle elde edilen), atmosferik, “galvanik”, manyetik arasında ayrım yapıyorlardı. , termoelektrik, “hayvansal” ve diğer enerji türleri. ].

Arago'nun deneyi ("dönme manyetizması").

1831'de Faraday, elektromanyetik indüksiyonu keşfetti - alternatif bir manyetik alanda bulunan bir devrede elektrik akımının uyarılması. Bu olgu (1832'de J. Henry tarafından da gözlemlenmiştir) elektrik mühendisliğinin temelini oluşturur. 1833-34'te Faraday elektroliz yasalarını belirledi; Bu çalışmaları elektrokimyanın başlangıcını işaret ediyordu. Daha sonra elektriksel ve manyetik olaylar ile optik olaylar arasındaki ilişkiyi bulmaya çalışırken, dielektriklerin polarizasyonunu (1837), paramanyetizma ve diyamanyetizma olaylarını (1845), ışığın polarizasyon düzleminin manyetik dönüşünü (1845) vb. keşfetti. .

Faraday ilk olarak elektrik ve manyetik alan kavramını ortaya attı. Savunucuları, cisimlerin (boşluk yoluyla) uzaktan birbirlerine doğrudan etki ettiğine inanan uzaktan eylem kavramını reddetti.

Faraday'ın fikirlerine göre, yükler ve akımlar arasındaki etkileşim, ara maddeler aracılığıyla gerçekleştirilir: yükler ve akımlar, etkileşimin noktadan noktaya iletildiği yardımıyla çevredeki alanda elektrik veya (sırasıyla) manyetik alanlar yaratır (kavram) kısa menzilli eylem). Elektrik ve manyetik alanlarla ilgili fikirleri, varsayımsal bir ortamda (eski elastik iplikler veya kordonlara benzer şekilde eter) mekanik oluşumlar olarak gördüğü kuvvet çizgileri kavramına dayanıyordu.

Faraday'ın elektromanyetik alanın gerçekliğine ilişkin fikirleri hemen kabul görmedi. Elektromanyetik indüksiyon yasalarının ilk matematiksel formülasyonu f tarafından verilmiştir. Neumann, 1845'te uzun menzilli eylem kavramının dilinde.

Ayrıca akımların öz ve karşılıklı indüksiyon katsayıları gibi önemli kavramları da tanıttı. Bu kavramların anlamı daha sonra W. Thomson (Lord Kelvin) bir kapasitör (kapasitans) ve bir bobinden (endüktans) oluşan bir devredeki elektriksel salınım teorisini geliştirdiğinde (1853) tamamen ortaya çıktı.
Elektrik doktrininin gelişmesi için büyük önem taşıyan şey, yeni elektriksel ölçüm aletlerinin ve yöntemlerinin yanı sıra Gauss ve W. Weber tarafından oluşturulan birleşik bir elektriksel ve manyetik ölçüm birimleri sisteminin oluşturulmasıydı.

1846'da Weber, bir iletkendeki akım kuvveti ile elektrik yüklerinin yoğunluğu ve bunların düzenli hareket hızı arasındaki ilişkiye dikkat çekti. Ayrıca, elektrostatik ve elektromanyetik yük birimlerinin oranı olan ve hız boyutuna sahip yeni bir evrensel elektrodinamik sabiti içeren hareketli nokta yüklerinin etkileşimi yasasını da oluşturdu.

Deneysel olarak belirlendiğinde (Weber ve F. Kohlrausch, 1856), bu sabit ışık hızına yakın bir değerle elde edilmiş; bu, elektromanyetik olaylarla optik olaylar arasındaki bağlantının kesin bir göstergesiydi.

1861-73'te elektrik doktrini J. C. Maxwell'in çalışmalarında geliştirildi ve tamamlandı. Elektromanyetik olayların ampirik yasalarına dayanarak ve alternatif bir elektrik alanı tarafından manyetik alanın üretilmesine ilişkin hipotezi ortaya koyan Maxwell, kendi adını taşıyan klasik elektrodinamiğin temel denklemlerini formüle etti. Aynı zamanda Faraday gibi o da elektromanyetik olayları eterdeki mekanik süreçlerin belirli bir biçimi olarak görüyordu.

Bu denklemlerden ortaya çıkan temel yeni sonuç, ışık hızında yayılan elektromanyetik dalgaların varlığıdır. Maxwell denklemleri elektromanyetik ışık teorisinin temelini oluşturdu. Maxwell'in teorisi, G. Hertz'in elektromanyetik dalgaların varlığını deneysel olarak kanıtladığı 1886-89'da kesin bir doğrulama buldu. Keşfinden sonra elektromanyetik dalgalar kullanılarak iletişim kurma girişimleri yapıldı, radyonun yaratılmasıyla sonuçlandı ve radyo mühendisliği alanında yoğun araştırmalar başladı.

19. yüzyılın sonu - 20. yüzyılın başı. elektrik teorisinin gelişiminde yeni bir aşama başladı. Elektrik deşarjları üzerine yapılan araştırmalar, J. J. Thomson'un elektrik yüklerinin ayrık doğasını keşfetmesiyle sonuçlandı. 1897'de bir elektronun yükünün kütlesine oranını ölçtü ve 1898'de bir elektronun yükünün mutlak değerini belirledi. H. Lorentz, Thomson'un keşfine ve moleküler kinetik teorinin sonuçlarına dayanarak, maddenin yapısına ilişkin elektronik teorinin temellerini attı. Klasik elektronik teorisinde madde, hareketi klasik mekanik yasalarına tabi olan elektrik yüklü parçacıkların bir toplamı olarak kabul edilir. Maxwell denklemleri elektron teorisinin denklemlerinden istatistiksel ortalama alınarak elde edilir.

Klasik elektrodinamik yasalarını hareketli ortamlardaki elektromanyetik süreçlerin incelenmesine uygulama girişimleri önemli zorluklarla karşılaştı. Bunları çözmeye çalışan A. Einstein (1905) teorinin göreliliğine geldi. Bu teori nihayet mekanik özelliklere sahip bir eterin varlığı fikrini çürüttü. Görelilik teorisinin yaratılmasından sonra elektrodinamik yasalarının klasik mekaniğin yasalarına indirgenemeyeceği ortaya çıktı.

Küçük uzay-zaman aralıklarında, klasik elektrik teorisinin dikkate almadığı elektromanyetik alanın kuantum özellikleri önem kazanmaktadır. Elektromanyetik süreçlerin kuantum teorisi - kuantum elektrodinamiği - 20. yüzyılın 2. çeyreğinde oluşturuldu. Madde ve alanın kuantum teorisi halihazırda elektriğin incelenmesinin ötesine geçmekte ve temel parçacıkların hareket yasaları ve yapılarıyla ilgili daha temel problemleri inceliyor.

Yeni gerçeklerin keşfedilmesi ve yeni teorilerin oluşturulmasıyla birlikte klasik elektrik doktrininin önemi azalmadı; yalnızca klasik elektrodinamiğin uygulanabilirliğinin sınırları belirlendi. Bu sınırlar içinde, modern elektrik teorisinin temeli olan Maxwell denklemleri ve klasik elektron teorisi geçerliliğini koruyor.

Klasik elektrodinamik, elektrik mühendisliği, radyo mühendisliği, elektronik ve optiğin çoğu dalının temelini oluşturur (istisna kuantum elektroniğidir). Denklemlerini kullanarak çok sayıda teorik ve uygulamalı problem çözüldü. Özellikle laboratuvar koşullarında ve uzayda plazma davranışına ilişkin çok sayıda problem Maxwell denklemleri kullanılarak çözülmektedir.

. (Olayın keşfinin tarihi)

1600'den önce Avrupalıların elektrik hakkındaki bilgisi, buharlı jet motorları teorisinin gelişim tarihini tekrarlayan eski Yunanlıların seviyesinde kaldı (A. Heron'un "Eleopilos").

Avrupa'da elektrik biliminin kurucusu, Cambridge ve Oxford mezunu, İngiliz fizikçi ve Kraliçe Elizabeth'in saray doktoruydu. -William Gilbert(1544-1603). W. Gilbert, "versor"unun (ilk elektroskop) yardımıyla yalnızca ovuşturulmuş kehribarın değil, aynı zamanda elmas, safir, karborundum, opal, ametist, kaya kristali, cam, kayrak taşı vb.'nin de çekme yeteneğine sahip olduğunu gösterdi. hafif cisimler (samanlar). "elektrik" mineraller.

Ayrıca Gilbert, alevin cisimlerin sürtünme yoluyla edinilen elektriksel özelliklerini "yok ettiğini" fark etti ve ilk kez manyetik olayları inceleyerek şunları tespit etti:

Bir mıknatısın her zaman iki kutbu vardır; kuzey ve güney;
- benzer kutuplar iter ve farklı kutuplar çeker;
- bir mıknatısı keserek tek kutuplu bir mıknatıs elde edemezsiniz;
- bir mıknatısın etkisi altındaki demir nesneler manyetik özellikler kazanır (manyetik indüksiyon);
- doğal manyetizma demir bağlantı parçalarıyla artırılabilir.

Manyetik bir iğne kullanarak mıknatıslanmış bir topun manyetik özelliklerini inceleyen Gilbert, bunların Dünya'nın manyetik özelliklerine karşılık geldiği ve Dünyanın en büyük mıknatıs olduğu ve bu da manyetik iğnenin sabit eğimini açıkladığı sonucuna vardı.

1650: Otto von Guericke(1602-1686), kükürtten dökülmüş ovuşturulmuş bir toptan önemli kıvılcımlar çıkaran ve enjeksiyonları acı verici bile olabilen ilk elektrikli makineyi yarattı. Ancak özelliklerin gizemi "elektrik sıvısı" Bu fenomenin o zamanlar adlandırıldığı gibi, o zamanlar herhangi bir açıklama yapılmadı.

1733: Fransız fizikçi Paris Bilimler Akademisi üyesi , Charles François Dufay (Dufay, Du Fay, 1698-1739) “cam” ve “reçine” adını verdiği iki tür elektriğin varlığını keşfetti. Birincisi cam, kaya kristali, değerli taşlar, yün, saç vb. üzerinde meydana gelir; ikincisi - kehribar, ipek, kağıt vb.

Çok sayıda deneyden sonra Ch. Dufay, insan vücuduna elektrik veren ve ondan kıvılcımlar "alan" ilk kişi oldu. Bilimsel ilgi alanları arasında kristallerdeki manyetizma, fosforesans ve çift kırılma yer alıyordu; bunlar daha sonra optik lazerlerin yaratılmasının temelini oluşturdu. Elektrik ölçümlerini tespit etmek için Gilbert'in versorunu kullanarak onu çok daha hassas hale getirdi. Şimşek ve gök gürültüsünün elektriksel doğası fikrini ilk kez dile getirdi.

1745: Leiden Üniversitesi (Hollanda) mezunu fizikçi Pieter van Muschenbrouck(Musschenbroek Pieter van, 1692-1761) ilk otonom elektrik kaynağını - Leyden kavanozunu icat etti ve onunla bir dizi deney gerçekleştirdi; bu sırada elektrik deşarjı ile bunun canlı bir organizma üzerindeki fizyolojik etkisi arasındaki ilişkiyi kurdu.

Leyden kavanozu, duvarları içi ve dışı kurşun folyoyla kaplı cam bir kaptı ve ilk elektrik kondansatörüydü. O. von Guericke tarafından bir elektrostatik jeneratörden yüklenen bir cihazın plakaları ince bir tel ile bağlanırsa, o zaman hızla ısınır ve bazen erir, bu da bankada uzaklara taşınabilecek bir enerji kaynağının varlığını gösterir. şarj edileceği yer.

1747: Paris Bilimler Akademisi üyesi, Fransız deneysel fizikçi Jean Antoine Nollet(1700-1770) icat edildi Elektrik potansiyelini değerlendiren ilk cihaz - elektroskop, elektriğin keskin cisimlerden daha hızlı "boşaltıldığı" gerçeğini kaydetti ve ilk kez elektriğin canlı organizmalar ve bitkiler üzerindeki etkisine dair bir teori oluşturdu.

1747–1753: Amerikalı devlet adamı, bilim adamı ve eğitimci Benjamin (Benjamin) Franklin(Franklin, 1706-1790) elektrik fiziği üzerine bir dizi çalışma yayınladı:
- elektrik yüklü durumlar için artık genel olarak kabul edilen tanımı tanıttı «+» Ve «–» ;
- Leyden kavanozunun çalışma prensibini açıkladı ve içindeki ana rolün iletken plakaları ayıran dielektrik tarafından oynandığını belirledi;
- atmosferik ve sürtünmeden kaynaklanan elektriğin kimliğini belirledi ve yıldırımın elektriksel doğasına dair kanıt sağladı;
- yere bağlı metal noktaların, elektrik yüklerini yüklü cisimlerden, onlarla temas etmeden bile uzaklaştırdığını tespit etti ve bir paratoner önerdi;
- bir elektrik motoru fikrini ortaya attı ve elektrostatik kuvvetlerin etkisi altında dönen bir “elektrikli tekerlek” gösterdi;
- ilk olarak barutu patlatmak için elektrik kıvılcımı kullanıldı.

1759: Rusya'da fizikçi Franz Ulrich Theodor Aepinus(Aepinus, 1724-1802), ilk kez elektrik ve manyetik olaylar arasında bir bağlantının varlığına dair bir hipotez ortaya attı.

1761:İsviçreli tamirci, fizikçi ve astronom Leonard Euler(L. Euler, 1707-1783), radyal olarak yapıştırılmış deri plakalara sahip, dönen bir yalıtım malzemesinden oluşan yeni bir elektrostatik makineyi tanımlamaktadır. Elektrik yükünü ortadan kaldırmak için, küresel uçlu bakır çubuklara bağlı ipek kontakları diske bağlamak gerekiyordu. Küreleri birbirine yaklaştırarak atmosferin elektriksel bozulma sürecini (yapay yıldırım) gözlemlemek mümkün oldu.

1785-1789: Fransız fizikçi Charles Augustin Kolye(S. Coulomb, 1736-1806) yedi eser yayımlar. Burada elektrik yükleri ile manyetik kutupların etkileşimi yasasını (Coulomb yasası) tanımlıyor, manyetik moment kavramını ve yüklerin polarizasyonunu tanıtıyor ve elektrik yüklerinin her zaman bir iletkenin yüzeyinde bulunduğunu kanıtlıyor.

1791:İtalya'da yayınlanan inceleme Luigi Galvani(L. Galvani, 1737-1798), “De Viribus Electricitatis In Motu Musculari Commentarius” (“Kas hareketi sırasında elektrik kuvvetleri üzerine inceleme”), şunu kanıtladı: elektrik canlı bir organizma tarafından üretilir ve en etkili şekilde farklı iletkenlerin temasında kendini gösterir. Günümüzde elektrokardiyografların çalışma prensibinin temelinde bu etki yatmaktadır.

1795:İtalyan profesör Alexander Volta(Alessandro Guiseppe Antonio Anastasio Volta, 1745-1827) bu fenomeni araştırıyor çeşitli metallerin temas potansiyeli farkı ve kendi tasarımı olan bir elektrometreyi kullanarak bu olgunun sayısal bir değerlendirmesini yapıyor. A. Volta, deneylerinin sonuçlarını ilk kez 1 Ağustos 1786'da arkadaşına yazdığı bir mektupta anlattı. Günümüzde metal yapılara yönelik termokupllarda ve anodik (elektrokimyasal) koruma sistemlerinde kontak potansiyeli farkının etkisi kullanılmaktadır.

1799:. A. Volta bir kaynak icat ediyor galvanik(elektrik akımı - volt kutbu. İlk voltaik sütun, tuzlu suyla nemlendirilmiş bez parçalarıyla ayrılmış 20 çift bakır ve çinko daireden oluşuyordu ve sözde 40-50 V voltaj ve 1 A'ya kadar akım üretebiliyordu.

1800 yılında Kraliyet Cemiyeti'nin Felsefi İşlemleri, Cilt. "Farklı Türlerdeki İletken Maddelerin Sadece Teması İle Uyarılan Elektrik Üzerine" başlıklı 90", "elektromotor aparat" adı verilen bir cihazı tanımladı, A. Volta, mevcut kaynağının çalışma prensibinin bir temas potansiyeli farkına dayandığına inanıyordu, ve ancak yıllar sonra emf'nin nedeninin olduğu tespit edildi. galvanik bir hücrede metallerin iletken bir sıvı - bir elektrolit ile kimyasal etkileşimi vardır. 1801 sonbaharında Rusya'da 150 gümüş ve çinko diskten oluşan ilk galvanik pil oluşturuldu. Bir yıl sonra, 1802 sonbaharında, 4200 bakır ve çinko diskten 1500 V voltaj üreten bir pil yapıldı.

1820: Danimarkalı fizikçi Hans Christian Oersted(Ersted, 1777-1851) akım taşıyan bir iletkenin etkisi altında manyetik bir iğnenin sapması üzerine yapılan deneyler sırasında, elektriksel ve manyetik olaylar arasında bir bağlantı kurdu. Bu fenomenin 1820'de yayınlanan raporu, elektromanyetizma alanındaki araştırmaları teşvik etti ve sonuçta modern elektrik mühendisliğinin temellerinin oluşmasına yol açtı.

H. Oersted'in ilk takipçisi Fransız fizikçiydi André Marie Ampere(1775-1836) aynı yıl, manyetik bir iğne üzerindeki elektrik akımının hareket yönünü belirleme kuralını formüle etti ve buna "yüzücü kuralı" (Ampere veya sağ el kuralı) adını verdi, ardından etkileşim yasaları elektrik ve manyetik alanlar belirlendi (1820) , bu çerçevede, bir elektrik sinyalinin uzaktan iletimi için elektromanyetik olayları kullanma fikri ilk kez formüle edildi.

1822'de A. Ampere ilk elektromanyetik alan amplifikatörünü yarattı- içine yumuşak demir çekirdeklerin (solenoidler) yerleştirildiği, bakır telden yapılmış çok turlu bobinler, icat ettiği şeyin teknolojik temeli haline geldi 1829 Modern telekomünikasyon çağını başlatan elektromanyetik telgraf.

821: İngiliz fizikçi Michael Faraday(M. Faraday, 1791-1867) H. Oersted'in manyetik bir iğnenin akımlı bir iletken yakınındaki sapması (1820) hakkındaki çalışmasıyla tanıştı ve elektrik ve manyetik olaylar arasındaki ilişkiyi inceledikten sonra dönme gerçeğini tespit etti. Akım ile bir iletkenin etrafında bir mıknatısın hareketi ve bir mıknatıs etrafında akım ile bir iletkenin dönüşü.

Sonraki 10 yıl boyunca M. Faraday "manyetizmayı elektriğe dönüştürmeyi" denedi ve bunun sonucunda 1831'de elektromanyetik indüksiyonun keşfi Elektromanyetik alan teorisinin temellerinin oluşmasına ve yeni bir endüstri olan elektrik mühendisliğinin ortaya çıkmasına yol açtı. 1832'de M. Faraday, elektromanyetik etkileşimlerin yayılmasının atmosferde sonlu bir hızda meydana gelen bir dalga süreci olduğu fikrinin ortaya atıldığı ve yeni bir bilgi dalının - radyo - ortaya çıkmasının temeli haline gelen bir çalışma yayınladı. mühendislik.

Farklı elektrik türleri arasında niceliksel ilişkiler kurmak amacıyla M. Faraday, 1833-1834'te elektroliz üzerine araştırmalara başladı. yasalarını formüle etti. 1845 yılında, çeşitli malzemelerin manyetik özelliklerini incelerken M. Faraday, paramanyetizma ve diyamanyetizma olaylarını keşfetti ve manyetik alanda ışığın polarizasyon düzleminin dönme gerçeğini (Faraday etkisi) belirledi. Bu, daha sonra J. Maxwell'in elektromanyetik ışık teorisi çerçevesinde açıklanan, manyetik ve optik olaylar arasındaki bağlantının ilk gözlemiydi.

Aynı sıralarda bir Alman fizikçi elektriğin özelliklerini inceledi. Georg Simon Ohm(G.S. Ohm, 1787-1854). Bir dizi deney yaptıktan sonra G. Ohm 1826'da elektrik devresinin temel yasasını formüle etti(Ohm yasası) ve 1827'de teorik gerekçesini vererek "elektromotor kuvvet", devrede voltaj düşüşü ve "iletkenlik" kavramlarını ortaya attı.

Ohm kanunu, doğru elektrik akımının gücünün BEN bir iletkendeki potansiyel fark (voltaj) ile doğru orantılıdır sen bu iletkenin iki sabit noktası (bölümü) arasında; RI = U . Orantılılık faktörü R 1881 yılında ohmik direnç veya kısaca direnç adını alan direnç, iletkenin sıcaklığına ve geometrik ve elektriksel özelliklerine bağlıdır.

G. Ohm'un araştırması, elektrik mühendisliğinin gelişimindeki ikinci aşamayı, yani modern elektrik enerjisi mühendisliğinin temeli haline gelen elektrik devrelerinin özelliklerini hesaplamak için teorik bir temelin oluşturulmasını tamamlıyor.

Aydınlatma, araba, ekipman, dijital ve diğer teknolojiler olmadan modern yaşam imkansızdır; bunlar tek bir kaynağa dayanmaktadır, bununla bağlantılı olarak birçok kişi her yerde kullanılan elektriği kimin icat ettiğini merak etmektedir. Bilimin ve üretimin gelişimini başlatan, mevcut yaşam konforunu potansiyel olarak mümkün kılan kişi kimdi?

Bu doğal bir olay olduğundan ve elektriğin incelenmesi M.Ö. 7. yüzyılda Antik Yunanistan'da başladığından, elektriğin icadı yoktu. Filozof ve doğa bilimci Milet Thales, kehribarın koyun yünü ile ovulması durumunda taşın bazı hafif nesneleri çekme yeteneği kazandığına dikkat çekti. Ayrıca terimi de formüle etti. Kehribar Yunanca'da "elektron" olarak adlandırıldığından ortaya çıkan kuvvet Thales tarafından "elektrik" olarak adlandırılmıştır.

Bilimsel araştırma

Elektriğin doğasına ilişkin gerçek bilimsel araştırmalar ancak 17. yüzyılda Rönesans döneminde başladı. O zamanlar Magdeburg'da Otto von Guericke belediye başkanı olarak görev yapıyordu, ancak memurun gerçek tutkusu güç değildi. Boş zamanlarının tamamını laboratuvarında geçirdi; burada Miletli Thales'in eserlerini dikkatle inceledikten sonra dünyanın ilk elektrikli makinesini icat etti. Doğru, uygulanması pratik değildi, aksine bilimseldi; mucidin elektriksel kuvvet yoluyla çekim ve itme etkilerini incelemesine olanak sağladı. Makine, üzerinde bir kükürt topunun döndüğü bir çubuktu; bu tasarımda kehribarın yerini aldı.

Elektrik Mühendisliği Kurucusu

Ayrıca 17. yüzyılın sonlarında saray doktoru ve fizikçi William Gilbert İngiliz sarayında çalışıyordu. Kendisi de antik Yunan düşünürünün eserlerinden ilham alarak bu konu üzerinde kendi araştırmalarına yöneldi. Bu mucit, elektriği incelemek için bir cihaz geliştirdi - versor. Onun yardımıyla elektrik olayları hakkındaki bilgisini genişletmeyi başardı. Böylece şist, opal, elmas, karborundum, ametist ve camın kehribarla benzer özelliklere sahip olduğunu tespit etti. Ayrıca Gilbert, alev ve elektrik arasındaki ilişkiyi kurdu ve modern bilim adamlarının onu elektrik mühendisliğinin kurucusu olarak adlandırmasına olanak tanıyan bir dizi başka keşif de yaptı.

Elektriğin uzak mesafelere iletilmesi

18. yüzyılda konuyla ilgili araştırmalar başarıyla sürdürüldü. İngiltere'den iki bilim adamı, Grenville Wheeler ve Stephen Gray, elektriğin bazı malzemelerden (bunlara iletken deniyordu) geçtiğini, diğerlerinden geçmediğini buldu. Ayrıca elektrik kuvvetinin uzak mesafeye iletilmesiyle ilgili ilk deneyi de gerçekleştirdiler. Akıntı kısa bir mesafe kat etti. Yani endüstriyel elektriğin hangi yılda icat edildiği sorusuna cevap verirken ilk tarih olarak 1729 denilebilir. Diğer keşifler birbirini takip etti:

• Hollandalı bir matematik profesörü Maschenbroek, özünde ilk kapasitör olan “Leyden kavanozunu” icat etti;
• Fransız doğa bilimci Charles Dufay elektrik kuvvetlerini cam ve reçine kuvvetleri olarak sınıflandırdı;
• Mikhail Lomonosov, yıldırımın potansiyel farklılıklar nedeniyle oluştuğunu kanıtladı ve ilk paratoneri icat etti;
• Fransa'dan Profesör Charles Coulomb, nokta formatındaki sabit yükler arasındaki ilişki yasasını keşfetti.

Belirlenen tüm gerçekler, suçlamaların hem olumlu hem de olumsuz olabileceği gibi birçok umut verici teori de öneren Benjamin Franklin tarafından tek bir kapak altında toplandı.

Teoriden pratiğe

Tespit edilen tüm gerçekler doğruydu ve pratik gelişmelerin temelini oluşturuyordu. 19. yüzyılda bilimsel araştırmalar birbiri ardına pratik uygulama buldu:

• İtalyan bilim adamı Volt, bir doğru elektrik akımı kaynağı geliştirdi;
• Danimarkalı bilim adamı Oersted nesneler arasında elektriksel ve manyetik ilişkiler kurdu;
• St.Petersburg'dan bir bilim adamı Petrov, odaları aydınlatmak için elektrik akımının kullanılmasını mümkün kılan bir devre geliştirdi;
• İngiliz Delarue dünyanın ilk akkor lambasını icat etti

• Ampere, manyetik alanın statik yüklerden değil, elektrik alanından oluştuğunu keşfetti;
• Faraday elektromanyetik indüksiyonu keşfetti ve ilk motoru tasarladı;
• Gauss elektrik alanı teorisini geliştirdi;
• İtalyan fizikçi Galvani, insan vücudunda elektriğin varlığını, özellikle de kas hareketlerinin elektrik akımı yoluyla gerçekleştirildiğini tespit etti.

Yukarıda adı geçen bilim adamlarının her birinin çalışmaları belirli yönlerin temelini oluşturdu, bu nedenle bunlardan herhangi birine, dünyada elektriği icat eden ilk bilim adamı olarak güvenle çağrılabilir.

"Büyük Keşifler" Çağı

Yapılan keşifler ve gerçekleştirilen gelişmeler, olayın ve yeteneklerinin sistematik bir analizinin yapılmasını mümkün kıldı ve ardından çeşitli elektrik sistem ve cihazlarının projeleri mümkün hale geldi. Bu arada, Rusya'nın takdirine göre, gezegende elektrikle aydınlatılan ilk yerleşim bölgesinin 1881'de Tsarskoe Selo olduğunu söyleyebiliriz. Böylece birkaç neslin çalışması sonucunda mümkün olan en konforlu dünyada yaşayabiliriz.

Elektriğin tarihi: video