Die Geschichte der Entdeckung der Elektrizität

Elektrizität ist für die meisten Menschen ein alltägliches und lebenswichtiges Phänomen. Und wie alle vertrauten Dinge fällt es selten auf. Nur wenige Menschen fragen sich, woher es kommt, wie es funktioniert, was man damit machen kann. Seine Forschungen wurden jedoch lange vor unserer Zeitrechnung durchgeführt, und bis heute bleiben einige Rätsel ungeklärt.

Was versteht man unter elektrischem strom

Elektrizität ist ein Komplex von Phänomenen, die mit der Existenz elektrischer Ladungen verbunden sind. Dieses Wort bedeutet meistens elektrischer Strom und alle Prozesse, die er verursacht.

Elektrischer Strom ist die gerichtete Bewegung geladener Teilchen unter dem Einfluss eines elektrischen Feldes.

Wer hat den Strom erfunden - Geschichte

Besondere Erscheinungsformen der Elektrizität wurden lange vor unserer Zeitrechnung untersucht.Aber sie zu einer Theorie zu kombinieren, die Blitze am Himmel, die Anziehung von Objekten, die Fähigkeit, Feuer und Taubheit von Körperteilen oder sogar den Tod einer Person zu verursachen, erklärt, erwies sich als schwierige Aufgabe.

Seit der Antike haben Wissenschaftler drei Manifestationen von Elektrizität untersucht:

• Fische, die Strom erzeugen;
• Statische Elektrizität;
• Magnetismus.

Schon im alten Ägypten wussten Heiler um die seltsamen Fähigkeiten des Nilwelses und versuchten damit Kopfschmerzen und andere Krankheiten zu behandeln. Antike römische Ärzte verwendeten eine elektrische Rampe für ähnliche Zwecke. Die alten Griechen studierten die seltsamen Fähigkeiten des Stachelrochens im Detail und wussten, dass eine Kreatur eine Person ohne direkten Kontakt durch einen Dreizack und Fischernetze betäuben konnte.

Etwas früher wurde entdeckt, dass, wenn Sie Bernstein auf ein Stück Wolle reiben, es anfängt, Wolle und kleine Gegenstände anzuziehen. Später wurde ein anderes Material mit ähnlichen Eigenschaften entdeckt - Turmalin.

Um 500 v. Indische und arabische Wissenschaftler wussten um Substanzen, die Eisen anziehen können, und nutzten diese Fähigkeit aktiv auf verschiedenen Gebieten. Um 100 v. Chr. Chinesische Wissenschaftler haben den Magnetkompass erfunden.

Im Jahr 1600 entdeckte William Gilbert, der Hofarzt von Elizabeth I und James I, dass der gesamte Planet ein riesiger Kompass ist und führte das Konzept der „Elektrizität“ (vom griechischen „Bernstein“) ein. In seinen Schriften wurden Experimente mit dem Reiben von Bernstein auf Wolle und die Fähigkeit eines Kompasses, nach Norden zu zeigen, zu einer Theorie kombiniert. Auf dem Bild unten zeigt er Elisabeth I. den Magneten.

1633 erfindet der Ingenieur Otto von Guericke eine elektrostatische Maschine, die Gegenstände nicht nur anziehen, sondern auch abstoßen kann, und 1745 baut Peter van Muschenbroek den weltweit ersten elektrischen Ladungsspeicher.

1800 erfindet der Italiener Alessandro Volta den ersten aktuelle Quelle - eine elektrische Batterie, die produziert Gleichstrom. Er war auch in der Lage, elektrischen Strom über eine Entfernung zu übertragen. Daher wird dieses Jahr von vielen als das Jahr der Erfindung der Elektrizität angesehen.

1831 entdeckt Mike Faraday das Phänomen der elektromagnetischen Induktion und ebnet den Weg für die Erfindung verschiedener Geräte, die auf elektrischem Strom basieren.

Um die Jahrhundertwende des 19. und 20. Jahrhunderts wurden dank der Aktivitäten von Nikola Tesla eine Vielzahl von Entdeckungen und Errungenschaften gemacht. Unter anderem erfand er den Hochfrequenzgenerator und Transformator, Elektromotor, Antenne für Funksignale.

Die Wissenschaft, die Elektrizität untersucht

Elektrizität ist ein Naturphänomen. Es wird teilweise in Biologie, Chemie und Physik studiert. Die vollständigsten elektrischen Ladungen werden im Rahmen der Elektrodynamik betrachtet - einem der Zweige der Physik.

Theorien und Gesetze der Elektrizität

Es gibt nur wenige Gesetze, die die Elektrizität regeln, aber sie beschreiben das Phänomen vollständig:

• Der Energieerhaltungssatz ist ein grundlegendes Gesetz, dem auch elektrische Phänomene gehorchen;
• Das Ohmsche Gesetz ist das Grundgesetz des elektrischen Stroms;
• Das Gesetz der elektromagnetischen Induktion - über elektromagnetische und magnetische Felder;
• Ampères Gesetz - über die Wechselwirkung zweier Leiter mit Strömen;
• Joule-Lenz-Gesetz - über die thermische Wirkung von Elektrizität;
• Coulombsches Gesetz - über Elektrostatik;
• Die Regeln der rechten und linken Hand - Bestimmung der Richtungen der Magnetfeldlinien und der auf einen Leiter in einem Magnetfeld wirkenden Ampère-Kraft;
• Lenz-Regel - Bestimmung der Richtung des Induktionsstroms;
• Die Faradayschen Gesetze beziehen sich auf die Elektrolyse.

Erste Experimente mit Elektrizität

Die ersten Experimente mit Elektrizität waren vor allem unterhaltsam. Ihre Essenz bestand in leichten Objekten, die unter dem Einfluss einer kaum verstandenen Kraft angezogen und abgestoßen wurden. Ein weiteres unterhaltsames Erlebnis ist die Übertragung von Strom durch eine Kette von Menschen, die sich an den Händen halten. Die physiologische Wirkung von Elektrizität wurde von Jean Nollet aktiv untersucht, der eine elektrische Ladung durch 180 Personen fließen ließ.

Woraus besteht elektrischer Strom?

Ein elektrischer Strom ist eine gerichtete oder geordnete Bewegung geladener Teilchen (Elektronen, Ionen). Solche Teilchen werden Träger elektrischer Ladung genannt. Damit Bewegung auftreten kann, müssen in der Substanz freie geladene Teilchen vorhanden sein. Die Fähigkeit geladener Teilchen, sich in einer Substanz zu bewegen, bestimmt die Leitfähigkeit dieser Substanz. Durch die Leitfähigkeit werden Stoffe in Leiter, Halbleiter, Dielektrika und Isolatoren unterschieden.

In Metallen wird Ladung durch Elektronen bewegt. Gleichzeitig tritt die Substanz selbst nirgendwo aus - Metallionen sind fest in den Knoten der Struktur fixiert und schwingen nur leicht.

In Flüssigkeiten wird Ladung von Ionen getragen: positiv geladene Kationen und negativ geladene Anionen. Die Teilchen stürzen mit entgegengesetzter Ladung zu den Elektroden, wo sie neutral werden und sich absetzen.

Plasma entsteht in Gasen unter Einwirkung von Kräften mit unterschiedlichen Potentialen. Die Ladung wird von freien Elektronen und Ionen beider Pole getragen.

In Halbleitern wird Ladung durch Elektronen bewegt, die sich von Atom zu Atom bewegen und Diskontinuitäten hinterlassen, die als positiv geladen gelten.

Woher kommt der elektrische Strom

Der Strom, der durch die Leitungen zu den Häusern gelangt, wird von einem Stromgenerator in verschiedenen Kraftwerken erzeugt. Auf ihnen ist der Generator mit einer ständig rotierenden Turbine verbunden.

Im Design Generator Es gibt einen Rotor - eine Spule, die sich zwischen den Polen des Magneten befindet. Wenn die Turbine diesen Rotor in einem Magnetfeld dreht, entsteht nach den Gesetzen der Physik ein elektrischer Strom oder wird induziert. Der Zweck des Generators besteht also darin, die kinetische Rotationskraft in Elektrizität umzuwandeln.

Es gibt viele Möglichkeiten, eine Turbine unter Verwendung einer Vielzahl von Energiequellen zum Drehen zu bringen. Sie werden in drei Typen unterteilt:

• Erneuerbar - Energie aus unerschöpflichen Ressourcen: Wasserströme, Sonnenlicht, Wind, geothermische Quellen und Biokraftstoffe;
• Nicht erneuerbar - Energie, die aus Ressourcen gewonnen wird, die sehr langsam entstehen und nicht im Verhältnis zum Verbrauch stehen: Kohle, Öl, Torf, Erdgas;
• Kernenergie - Energie, die aus dem Prozess der Kernzellteilung gewonnen wird.

Am häufigsten wird Strom durch die Arbeit erzeugt von:

• Wasserkraftwerke (WKW) – an Flüssen gebaut und nutzen die Kraft des Wasserflusses;
• Thermische Kraftwerke (TPPs) - arbeiten mit thermischer Energie aus der Brennstoffverbrennung;
• Kernkraftwerke (KKW) - arbeiten mit thermischer Energie, die aus dem Kernreaktionsprozess gewonnen wird.

Die umgewandelte Energie wird über Leitungen zu Umspannwerken und Schaltanlagen geleitet und gelangt erst dann zum Endverbraucher.

Jetzt entwickeln sich die sogenannten alternativen Energiearten aktiv. Dazu gehören Windkraftanlagen, Sonnenkollektoren, die Nutzung geothermischer Quellen und alle anderen Möglichkeiten, durch ungewöhnliche Phänomene Strom zu gewinnen. Alternative Energien sind herkömmlichen Energiequellen in Bezug auf Produktivität und Amortisation weit unterlegen, helfen jedoch in bestimmten Situationen, Geld zu sparen und die Hauptstromnetze zu entlasten.

Es gibt auch einen Mythos über die Existenz BTG - kraftstofflose Generatoren. Im Internet gibt es Videos, die ihre Arbeit demonstrieren und deren Verkauf angeboten wird. Aber es gibt viele Kontroversen über die Zuverlässigkeit dieser Informationen.

Arten von Elektrizität in der Natur

Das einfachste Beispiel für natürlich vorkommende Elektrizität ist der Blitz. Wasserpartikel in Wolken kollidieren ständig miteinander und erhalten eine positive oder negative Ladung. Die leichteren, positiv geladenen Teilchen landen oben in der Wolke, während die schwereren, negativ geladenen nach unten wandern. Wenn sich zwei ähnliche Wolken in ausreichend geringem Abstand, aber in unterschiedlichen Höhen befinden, beginnen die positiven Ladungen der einen gegenseitig von den negativen Teilchen der anderen angezogen zu werden. In diesem Moment tritt ein Blitz auf. Dieses Phänomen tritt auch zwischen den Wolken und der Erdoberfläche selbst auf.

Eine weitere Manifestation der Elektrizität in der Natur sind die speziellen Organe in Fischen, Rochen und Aalen. Mit ihrer Hilfe können sie elektrische Ladungen erzeugen, um sich gegen Fressfeinde zu verteidigen oder ihre Beute zu betäuben. Ihr Potenzial reicht von sehr schwachen Entladungen, die für den Menschen nicht wahrnehmbar sind, bis hin zu tödlichen.Einige Fische erzeugen um sich herum ein schwaches elektrisches Feld, das ihnen hilft, nach Beute zu suchen und in schlammigem Wasser zu navigieren. Jedes physische Objekt verzerrt es irgendwie, was dazu beiträgt, den umgebenden Raum nachzubilden und ohne Augen zu „sehen“.

Elektrizität manifestiert sich auch in der Arbeit des Nervensystems lebender Organismen. Ein Nervenimpuls überträgt Informationen von einer Zelle zur anderen, sodass Sie auf äußere und innere Reize reagieren, denken und Ihre Bewegungen kontrollieren können.

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