История электричества и будущее электроэнергетики

Электрическая энергия всегда была вокруг нас, но на протяжении большей части истории человечества мы не понимали ее и не могли управлять ею.

Все изменилось в 18 и 19 веках, когда ряд крупных открытий привел к изобретению батареи, электрической лампочки и других технологий, которые мы сегодня воспринимаем как должное.

XX век также принес прорывы в области производства электроэнергии: на сцену вышли ветроэнергетика, ядерная энергетика и энергия приливов и отливов.

Будущее электроэнергии
Будущее электроэнергии

Вот краткая история электричества, начиная с ранних экспериментов 18 века и заканчивая более современными изобретениями, такими как солнечная батарея и электромобиль.

Ранняя история электричества

Хотя люди научились вырабатывать электричество сравнительно недавно, мы уже давно знали о его существовании в природе. В Древнем Египте электрических рыб называли “громовержцем Нила”, и они появляются на резьбе, датируемой 2725 годом до нашей эры.

Первая попытка использовать электрическую энергию, возможно, была предпринята в медицине: Греки, римляне и египтяне использовали электрических рыб для лечения эпилепсии и подагры.

Следующим видом электричества было обнаружено статическое электричество, которое приписывают Фалесу Милетскому, греческому философу. Он заметил, что частицы пыли можно заставить прилипнуть к янтарю, подобно тому, как мы можем заметить их прилипание к воздушному шарику.

Фалес Милетский не совсем правильно понял это явление – он думал, что оно вызвано магнетизмом, – но, тем не менее, это одно из самых ранних наблюдений электричества в древнем мире.

Термина “электричество” в то время еще не существовало. Фактически, он не использовался до начала 1600-х годов, когда он был придуман на основе греческого слова, обозначающего янтарь. Английский ученый по имени Уильям Гилберт придумал слово “electricus” для описания предметов, которые притягивали пыль “как янтарь”, что в конечном итоге привело к современному использованию слова “электричество”.

После этого появилась лейденская банка – устройство, способное накапливать электрический заряд и проложившее путь для лабораторных экспериментов с электричеством и магнетизмом.

Знаменитые имена в истории электричества

Некоторые из крупнейших вех в истории электричества произошли в XVIII и XIX веках, когда отдельные ученые проводили эксперименты, которые расширили наши знания об электрической энергии. Эти пять деятелей являются одними из самых известных в данной области, а некоторые из них даже дали свое имя научным законам и единицам измерения.

Бенджамин Франклин

1706-1790

Бенджамин Франклин, возможно, наиболее известен как один из отцов-основателей Америки, но он также сыграл важную роль в истории электричества. После знаменитого эксперимента с воздушным змеем в 1752 году, в ходе которого он запустил воздушного змея в грозу, он написал, что “когда дождь намочит воздушного змея и бечевку, чтобы они могли свободно проводить электрический огонь, вы увидите, что он обильно струится из ключа на костяшке пальца”.

Это был не первый случай, когда кто-то обнаружил связь между электричеством и молнией, но он был первым, кто собрал части вместе и объяснил, как это работает. Он использовал эти знания для изобретения молниеотвода, который можно было использовать для защиты высоких зданий.

Алессандро Вольта

1745-1827

Алессандро Вольта был итальянским ученым, который разработал первую электрическую батарею, известную как вольтова куча. Его эксперименты подтвердили, что электричество вырабатывается не только животными – например, лягушками, которые в то время широко использовались в лабораториях, – но и может быть получено в результате химических реакций и передано по цепи.

Открытия Вольты привели к быстрому прогрессу в области электричества, включая изобретение динамо – электрического генератора, который сыграл ключевую роль в промышленной революции. Через много лет после его смерти вольт, единица измерения электрической энергии, был назван в его честь.

Майкл Фарадей

(1791-1867)

Майкл Фарадей, возможно, не так знаменит, как некоторые другие имена в истории электричества, но ему принадлежит заслуга в разработке идеи электромагнитного поля. В его честь названа клетка Фарадея, которая может блокировать электромагнитную энергию. Он также определил законы электролиза, которые и сегодня используются для определения того, сколько энергии должно пройти через вещество, чтобы произошло химическое изменение.

Большую часть своей жизни Фарадей провел в Англии, но его идеи распространились по всему миру, и он стал почетным членом Американской академии искусств и наук. Он также разработал первый электродвигатель и продемонстрировал его в 1821 году.

Томас Эдисон

1847-1931

Томаса Эдисона многие считают изобретателем лампы накаливания, однако более точным является утверждение, что он усовершенствовал уже существовавшую технологию. Многие из 1093 патентов Эдисона были результатом коллективной работы, причем большая группа исследователей работала в его лаборатории в Менло-Парке, штат Нью-Джерси. Их исследования также сыграли ключевую роль в развитии технологий звукозаписи и киносъемки.

Одним из его самых больших достижений было открытие первой электростанции в Нью-Йорке в 1882 году, станции на Перл-стрит. Он также установил первые электрические уличные фонари в Розелле, штат Нью-Джерси, что ознаменовало начало конца газового освещения в американских городах.

В конце концов, компании Эдисона превратились в бренд General Electric, который известен своими стиральными машинами, холодильниками и электрическими лампочками.

Никола Тесла

1856-1943

Николу Теслу часто называют соперником Эдисона, и в этом есть доля правды. Он родился в Австрийской империи и работал во французском филиале компании Эдисона, а затем переехал в США в 1884 году. Основав собственную лабораторию в Нью-Йорке, он вместе с Джорджем Вестингаузом разрабатывал систему переменного тока (AC), которая конкурировала с системой постоянного тока (DC) Эдисона.

Это стало известно как “война токов” и привело к таким электротехническим подвигам, как обеспечение энергией Буффало, штат Нью-Йорк, за счет энергии Ниагарского водопада.

Тесла также разработал несколько различных типов трансформаторов, включая катушку Тесла – высоковольтный трансформатор с низким током, который часто используется для развлечений.

Современная история электричества

Война токов стала началом современной эры электричества, поскольку новые технологии распространялись по всей Америке – и по всему миру. В Висконсине человек по имени Генри Роджерс стал первым, кто использовал гидроэнергию для выработки электричества в своем доме, а Вернер фон Сименс в 1881 году построил первый уличный электромобиль в Германии.

Но возросший спрос на электроэнергию означал необходимость в крупномасштабном производстве электроэнергии и высоковольтных линиях электропередач. На многих ранних электростанциях для производства электроэнергии использовались паровые турбины, работающие на угле, и уголь оставался самым распространенным источником электроэнергии в США в течение многих лет, обогнав природный газ только в 2015 году.

Закон о сельской электрификации 1936 года

Следующей проблемой было проведение электричества в дома людей. В 1936 году президент Франклин Д. Рузвельт подписал Закон о сельской электрификации, который помог провести электричество в сельские районы, расположенные вдали от существующих распределительных сетей.

Помимо строительства линий электропередач, бригады электриков выезжали на отдаленные фермы и в дома для установки электропроводки и щитков с предохранителями. Все вместе это способствовало развитию национальной энергосистемы, которая в настоящее время разделена на Западную, Восточную и Техасскую.

Атомная энергия

Когда электричество стало доступно практически в каждом доме, исследователи обратились к новым методам получения энергии, чтобы удовлетворить растущий спрос на нее.

Одной из наиболее перспективных идей была ядерная энергетика, которая использует уран для получения энергии путем деления ядер. Президент Дуайт Д. Эйзенхауэр назвал эту исследовательскую программу “Атомы для мира”, чтобы отличить ее от атомной войны.

Первая атомная электростанция в США открылась в 1958 году, вскоре после аналогичных станций в Великобритании и СССР. Сейчас их насчитывается 92, которые обеспечивают энергией десятки миллионов домов.

Однако опасность, связанная с транспортировкой и хранением радиоактивных материалов, всегда делала этот источник энергии спорным.

Солнечная энергия

Еще одной технологией, сыгравшей ключевую роль в истории электричества, является фотоэлектрическая технология или солнечная энергия. Первая солнечная панель, вырабатывающая электрический ток, была построена в 1800-х годах, но потребовалось более века, чтобы эта технология получила распространение из-за ее дороговизны.

В 1979 году на крыше Белого дома были установлены солнечные панели. Сейчас солнечная энергия является одним из основных факторов перехода на возобновляемые источники энергии, и цены на нее продолжают снижаться.

Электроника

Есть еще одна технология, которая не могла бы существовать без электричества: компьютеры и другая электроника. Первая печатная плата была изобретена Альбертом Хансоном в Германии в 1903 году, но на тот момент схемы все еще приходилось соединять вручную. Первая печатная плата появилась в 1936 году.

Когда технология стала широко доступной, печатные платы можно было использовать в радиоприемниках, телевизорах и другой электронике. Затем появился компьютерный чип, способный обеспечить еще большую вычислительную мощность при еще меньших размерах. Согласно закону Мура, сегодня можно ожидать, что мощность микрочипов будет удваиваться каждые два года.

Будущее электричества

За последние несколько веков история электричества прошла через множество этапов.

Будущее электричества
Будущее электричества

Так чего же нам ожидать дальше? Одна из явных тенденций – сокращение угольной энергетики. По данным Международного энергетического агентства, “глобальные выбросы углекислого газа от энергетики достигнут пика в 2025 году”, поскольку электрическая сеть перейдет от ископаемого топлива к возобновляемым источникам энергии.

Мы также можем наблюдать тенденцию к большей самодостаточности, поскольку отключения электричества и экстремальные погодные явления создают нагрузку на региональные энергосистемы. Это может принять форму домашних накопителей энергии, станций зарядки электромобилей и сетевых микросети.

Будущее электроэнергии может быть непредсказуемым, но ваши счета за электричество не должны быть такими. Получите фиксированный тариф на электроэнергию от Just Energy и экономьте на своих расходах на электроэнергию.

Комментарии: 15Активность: 54693
0 0 голоса

Оцените статью!

guest
0 Комментарий
Межтекстовые Отзывы
Посмотреть все комментарии