Kas izgudroja elektrību
Mūsu laikā dzīve bez elektrības vienkārši apstāsies. Taču ne vienmēr tā bija – tādu vārdu cilvēki iepriekš nebija dzirdējuši. Gadsimtu gaitā, pateicoties talantīgu zinātnieku un pētnieku paaudžu pūliņiem, cilvēce ir virzījusies uz šīs brīnišķīgās dabas parādības atklāšanu un izmantošanu. Elektriskās strāvas attīstību var droši uzskatīt par vienu no galvenajiem cilvēces sasniegumiem.
Elektrības atklāšana: pirmie soļi
Nav precīzas atbildes uz jautājumu, kad parādījās elektrība. Kā dabas spēks tas ir pastāvējis vienmēr, taču garais ceļš līdz elektrības izgudrošanai un izmantošanai sākās 8. gadsimtā pirms mūsu ēras. Vēsture pat saglabāja tās personas vārdu, kura deva vārdu šai parādībai. Filozofs Thales of Millet, kurš dzīvoja senajā Grieķijā, vērsa uzmanību uz to, ka dzintars, kas berzts ar vilnu, kaut kāda spēka ietekmē var piesaistīt sev nelielus priekšmetus. "Dzintars" grieķu valodā nozīmē "elektrons", tāpēc "elektrība" cēlies no.
Elektrības vēsture šīs jomas pētījumu patieso izcelsmi saista ar 17. gadsimta vidu, un tā tiek saistīta ar vācu Magdeburgas birģermeistara Otto f.Gerike (nepilna laika fiziķis un izgudrotājs) vārdu. 1663. gadā pēc Talesa darbu izpētes viņš izveidoja īpašu mašīnu elektriskās pievilkšanās un atgrūšanas efektu izpētei, šis bija pasaulē pirmais elektriskais mehānisms. Ierīce sastāvēja no sēra lodītes, kas griezās uz metāla stieņa un, tāpat kā dzintars, pievilka un atbaida dažādus priekšmetus.
Starp pionieriem, kas veicināja elektrības parādīšanos mūsu dzīvē, mēs varam nosaukt angli W. Gilbert, kurš kalpoja par fiziķi un ārstu tiesā. Viņš tiek uzskatīts par elektrotehnikas (zinātnes par elektrības īpašībām un pielietojumu) dibinātāju, izgudroja elektroskopu un veica vairākus ievērojamus atklājumus šajā jomā.
Jauni atklājumi
1729. gadā angļi Stīvens Grejs un Granvils Vīlers pirmo reizi atklāja, ka elektriskā strāva brīvi iet cauri dažiem ķermeņiem (sauktiem par vadītājiem) un neiziet cauri citiem (nevadītājiem), tas bija pirmais solis ceļā uz elektrības izmantošanu rūpnieciskiem mērķiem.
Anglijā pirmo reizi pasaulē mēģina pārraidīt elektrību kādā attālumā, ar to nodarbojās zinātnieks S. Grejs, eksperimentu procesā sastapās arī ar dažāda līmeņa ķermeņu vadītspēju.
Holandiešu matemātikas profesors P. van Mušenbruks tiek dēvēts par pirmo kondensatoru elektrībai – tā ir slavenā "Leidenas burka" (nosaukta izgudrotāja dzimtās pilsētas vārdā). Ierīce bija parasta stikla burka, kas abos galos bija noslēgta ar plānām alvas un svina sakausējuma loksnēm. Tādējādi kļūst iespējams uzkrāt elektrību.
Arī slavenais amerikāņu politiķis Bendžamins Franklins bija viens no tiem, kas atklāja elektrību plašai lietošanai dzīvē. Viņš empīriski noteica, ka elektriskos lādiņus iedala pozitīvajos un negatīvajos, kā arī pētīja zibens elektrisko raksturu.
Pamatojoties uz Franklina atklājumiem Krievijā, zinātnieki Ričmans un izcilais Mihailo Vasiļjevičs Lomonosovs izgudroja zibensnovedēju, praksē pierādot, ka zibens tiek iegūts no atmosfēras elektrības potenciālās starpības. Lomonosovam kopumā bija milzīga ietekme uz elektrisko parādību (īpaši atmosfēras) izpēti.
Jaunā elektrības zinātne turpina strauji attīstīties - 18-19 gadsimtu gaitā parādījās arvien jauni atklājumi un izgudrojumi, tika sarakstīti jauni zinātniski traktāti, kuru galvenā tēma bija elektriskā strāva.
Tātad 1791. gadā tika izdota grāmata par elektrību cilvēku un dzīvnieku muskuļos, kas rodas to kontrakcijas laikā, autors bija itāļu fiziķis Galvani. Cits itālis Alesandro Volta bija tas, kurš 1800. gadā radīja līdz šim nezināmu strāvas avotu, ko sauca par “galvanisko šūnu” (par godu tam pašam Galvani), kas pēc dažiem simtiem gadu parādās pazīstama akumulatora formā.
“Voltais stabs” tika izgatavots no cinka un sudraba atlieta paša pīlāra veidā, starp kura slāņiem tika likts sālīts papīrs.
Dažus gadus vēlāk Krievijā fizikas profesors no Sanktpēterburgas V. Petrovs zinātniskajai pasaulei iepazīstina ar spēcīgu elektrisko loku, nosaucot to par Volta loku. Viņš ir tas, kurš nāca klajā ar ideju izmantot elektrības radīto gaismu iekštelpu apgaismojumam. Tika demonstrētas elektrisko parādību izmantošanas iespējas saimnieciskajā dzīvē. Zinātnieka samontētais akumulators bija patiešām gigantisks (garums - 12 un augstums - aptuveni 3 metri), tā spriegums bija nemainīgs un sasniedza 1700 voltus. Šis izgudrojums iezīmēja sākumu eksperimentiem par kvēlspuldžu radīšanu un metālu elektriskās metināšanas metodēm.
Lieliski atklājumi elektrības jomā
Petrova eksperimenti Krievijā veicināja faktu, ka 1809. gadā zinātnieks Delaru Anglijā izstrādāja pasaulē pirmo kvēlspuldzi. Un pēc simts gadiem amerikāņu ķīmiķis un Nobela prēmijas laureāts I. Langmuirs izlaida pirmo spuldzi, kurai bija gaismojoša volframa spirāle, kas ievietota noslēgtā kolbā ar inertu gāzi. Tas radīja jaunu ēru. Daudzi zinātnieki Eiropā, ASV un Krievijā veica daudzus eksperimentus un pētījumus, lai labāk izprastu elektrības būtību un nodotu to cilvēka rīcībā.
Tātad 1820. gadā dānis Erstreds atklāja elektrisko daļiņu mijiedarbību, un 1821. gadā slavenais Ampērs izvirzīja un pierādīja teoriju par magnētisma un elektrisko parādību saistību. Elektromagnētiskā lauka īpašības padziļināti pētīja anglis M. Faradejs, kurš atklāja arī elektromagnētiskās indukcijas likumu, kas nosaka, ka elektriskie impulsi rodas slēgtā vadošā ķēdē ar īslaicīgām magnētiskās plūsmas izmaiņām, kā arī izstrādāja pirmais elektriskais ģenerators. Šo zinātnieku un desmitiem citu mazāk zināmu zinātnieku darbs noveda pie jaunas zinātnes rašanās, ko vācu inženieris Verners fon Sīmens nosauca par "elektrotehniku".
1826. gadā G.S.Oms pēc daudziem eksperimentiem izvirzīja elektriskās ķēdes likumu (pazīstams arī kā "Oma likums"), kā arī jaunus terminus: "vadītspēja", "elektriskais dzinējspēks", "spriegums". Viņa sekotājs A-M. Ampère, izcēla slaveno “labās rokas” likumu, t.i. elektriskās strāvas plūsmas virzienu noteikšana, izmantojot magnētisko adatu. Viņš arī izgudroja ierīci elektriskā lauka pastiprināšanai - vara vadu spoles ap dzelzs serdeņiem. Šie sasniegumi kļuva par priekštečiem vienam no galvenajiem izgudrojumiem elektrotehnikas jomā (elektromagnētiskajam telegrāfam), ko veica vācu zinātnieks Samuels Tomass Semerings.
Krievijā izgudrotājs Aleksandrs Lodigins nāca klajā ar spuldzi, kas visvairāk atgādina mūsdienu analogus: vakuuma spuldzi, kuras iekšpusē ir ievietots spirālveida kvēldiegs, kas izgatavots no ugunsizturīga volframa. Zinātnieks pārdeva tiesības uz šo izgudrojumu amerikāņu korporācijai General Electric, kas tos ieviesa masveida ražošanā. Tāpēc būtu godīgi krievu uzskatīt par spuldžu atklājēju, lai gan visās amerikāņu fizikas mācību grāmatās viņu zinātnieks T. Edisons, kurš arī sniedzis nozīmīgu ieguldījumu elektrības izgudrošanā, ir minēts kā “gaismas tēvs spuldze”.
Mūsdienu pētījumu kārta
Ar diženās Nikolas Teslas vārdu saistās nesenie grandiozie atklājumi elektrības jomā, kura nozīme un apjoms joprojām nav novērtēts. Šis izcilais vīrietis ir izgudrojis lietas, kas vēl nav jāizmanto:
- sinhronais ģenerators un asinhronais elektromotors, kas radīja industriālo revolūciju mūsdienu pasaulē;
- dienasgaismas spuldzes lielu telpu apgaismošanai;
- radio jēdzienu Tesla ieviesa dažus gadus pirms radio "oficiālā tēva" - Markoni;
- attālināti vadāmi instrumenti (pirmais bija laiva uz lielām baterijām, ko vadīja radio);
- dzinējs ar rotējošiem magnētiskajiem laukiem (uz šī pamata tagad tiek ražotas jaunākās automašīnas, kurām nav nepieciešams benzīns);
- rūpnieciskie lāzeri;
- "Lāzera tornis" - pasaulē pirmā bezvadu sakaru ierīce, vispasaules interneta prototips;
- daudzas sadzīves un rūpnieciskās elektroierīces.
