Е. 3. Електрика

Сучасна людина оточена технікою зусібіч: телевізор, холодильник, СВЧ-піч, фен, комп’ютер, кондиціонер, обігрівач і багато інших. Без них важко обійтися, адже вони роблять наше життя таким комфортним. Що варто знати про них? Які принципи їхньої роботи та правила безпечного використання? Як правильно вибирати й утилізувати прилади? Яке майбутнє чекає людину з удосконаленням електротехніки?

ВИ НАВЧИТЕСЯ

Знати: властивості постійного й змінного струмів; способи виробництва електричного струму; принципи роботи електродвигунів, електрогенераторів і трансформаторів.

Наводити приклади: використання постійного і змінного струмів; практичного використання дій електричного струму й поширення електричного струму в різних середовищах.

Пояснювати: фізичні та хімічні принципи роботи побутових електроприладів, вплив електроприладів на довкілля.

Порівнювати: постійний і змінний струми, енергоефективність приладів.

Проводити аналіз інформації з маркування електроприладів.

Прогнозувати основні напрями розвитку енергозберігальних технологій, утилізації електроприладів.

Аргументувати необхідність використання у побуті енергозберігальних технологій.

Уміти: користуватися приладами обліку електроенергії; здійснювати розрахунки енергоспоживання.

Дотримуватися правил використання побутових електричних приладів і пристроїв, їхнього утилізування

Від бурштину до AC/DC

Що поєднує бурштин (природну скам’янілу викопну смолу хвойних дерев) і назву австралійської рок-групи AC/DC, запитаєте ви. Відповідаємо. Давні греки називали камінь бурштин «електроном» (давньогрец. ήλεκτρον), що означає «те, що притягує, приваблює», — через його властивість притягувати легкі тіла — пушинки, нитки, волосся. Саме відкриття в VI столітті до нашої ери цієї властивості бурштину вважають початком дослідження електромагнітних явищ. Однак наукові відкриття і технічні винаходи, які відкрили шлях до практичного використання електромагнітних явищ для потреб людини, відбулися набагато пізніше — на межі XVIII і XIX століть (мал. 3.1).

Мал. 3.1. Два століття досліджень електрики: і електричні вогні нашої планети видно з космосу

У 1789-1792 роках італійські вчені Луїджі Гальвані (1737-1798) й Алессандро Вольта (1745-1827) відкрили контактні електричні явища та винайшли джерела постійного струму — гальванічні елементи, «вольтів стовп».

У 1801 році англійські вчені Томас Карлейль (1768-1840) і Вільям Нікольсон (1753-1815) під час використання «вольтова стовпа» виявили, що постійний струм, який проходить крізь воду, розкладає її на кисень і водень.

У 1820 році данський фізик Ганс-Крістіан Ерстед (1777-1851) на дослідах установив, що навколо провідника зі струмом утворюється магнітне поле.

У 1831 році англійський фізик Майкл Фарадей (1791-1867) відкрив електромагнітну індукцію — явище утворення електричного струму магнітним полем.

У 1864 році англійський вчений Джеймс Клерк Максвелл (1831-1879) сформулював основні закони електромагнетизму.

У 1867 році німецький інженер Вернер фон Сіменс (1816-1892) створив досконалу конструкцію генератора постійного струму.

У 1879 році американський винахідник Томас Едісон сконструював електролампочку. У Європі використовували лампочки, винайдені Павлом Миколайовичем Яблочковим (1847-1894, Росія) та Олександром Миколайовичем Лодигіним (1847-1923, Росія).

У 1881 році Люсьєн Гаулард (1850-1888, Франція) і Джон Гіббс (1834-1912, Велика Британія) запатентували в Англії систему передавання змінного струму й продемонстрували конструкцію трансформатора.

У 1885 році сербський інженер Нікола Тесла (1856-1943) винайшов багатофазну систему змінного струму, а в 1888 році російський електротехнік Михайло Доліво-Добровольський (1861-1919) побудував електродвигун трифазного змінного струму.

У 1897 році англійський фізик Джозеф Томсон (1856-1940) експериментально відкрив електрон.

Зверніть увагу! Майже 100 років учені досліджували природу електричного струму й електромагнітних явищ в цілому без доказових даних про носія електричного заряду! Цим можна пояснити те, що деякі фізичні величини, що описують електромагнітні явища, названо не зовсім вдало, наприклад, терміни «сила струму», «електрорушійна сила» не мають нічого спільного з поняттям «сили».

Про «війну престолів» ви, напевне, чули. А чи чули про «війну струмів?». Так образно назвали боротьбу за домінування на ринку власних запатентованих енергетичних систем між основними енергетичними компаніями США. Це було суперництво двох великих винахідників: Ніколи Тесли (змінний струм) і Томаса Едісона (постійний струм). Змінний струм/постійний струм англійською мовою — «alternating current/direct current» (скорочено AC/DC). Цю абревіатуру й використала як назву популярна рок-група.

У квітні 1921 року створено Комісію з електрифікації України відповідно до загальнодержавного плану, розробленого в тодішній РСФСР. За цим планом в Україні передбачено будівництво дев’яти електростанцій. Електрифікацію розуміли як технічну реконструкцію економіки на найновітнішій електроенергетичній основі.

Особливо інтенсивне розширення світової енергосистеми відбулося після Другої світової війни й пов’язане з розвитком енергоємної важкої промисловості. Електричні мережі було об’єднано в єдині національні енергетичні системи.

Зміст